تکنولوژی

دانشمندان ژنو: تخم‌مرغ پیش از مرغ وجود داشته؛ کشف تک‌سلولی یک می‌لیارد ساله

تیمی از پژوهشگران دانشگاه ژنو با مطالعه کروموسفیرا پرکینسی، یک موجود تک‌سلولی که در سال ۲۰۱۷ در رسوبات دریایی اطراف هاوایی کشف شده، مشاهده کردند که این گونه یک می‌لیارد ساله ساختار‌های چندسلولی می‌سازد که شباهت زیادی به جنین‌های حیوانی دارند.

این مشاهدات نشان می‌دهد که برنامه‌های ژنتیکی مربوط به رشد جنینی یا پیش از ظهور حیات حیوانی وجود داشته‌اند یا کروموسفیرا پرکینسی به‌طور جداگانه فرآیند‌های مشابه‌ی را تکامل داده است. به این دلیل، طبیعت ابزار‌های ژنتیکی برای خلق تخم بسیار قبل‌تر از خلق مرغ‌ها در اختیار داشته است.

روال تکامل تک‌سلولی‌ها

اولین شکل‌های حیات بر روی زمین تک‌سلولی بودند، همانند مخمر‌ها یا باک‌تری‌ها که از یک سلول تشکیل شده‌اند. با گذشت زمان حیوانات به عنوان موجودات چندسلولی تکامل یافتند و از یک سلول تخم به موجودات پیچیده‌ای تبدیل شدند. این گسترش جنینی مراحل دقیقی را طی می‌کند که در بین گونه‌های حیوانی به نحوه شگفت‌انگیزی شبیه است و ریشه در دوره‌ای پیش از ظهور حیوانات دارد. با این حال، تا کنون انتقال از گونه‌های تک‌سلولی به موجودات چندسلولی به‌خوبی درک نشده بود.

اومایا دودین، که اخیرا به عنوان استادیار در دپارتمان بیوشیمی دانشکده علوم دانشگاه ژنو منصوب شده، به همراه تیمش مطالعه بر روی کروموسفیرا پرکینسی، یک گونه ابتدایی از آغازیان را آغاز کردند. این موجود تک‌سلولی بیش از یک می‌لیارد سال پیش از خط تکاملی حیوانات جدا شده و مطالعه آن بینش ارزش‌مندی در مورد مکانیسم‌هایی ارائه می‌دهد که امکان انتقال به چندسلولی را پشتیبانی کرده باشند.

پرکینسی پس از رسیدن به اندازه حداکثری، بدون رشد بیش‌تر تقسیم می‌شود و کلونی‌های چندسلولی را می‌سازد که مشابه مراحل اولیه رشد جنینی حیوانات هستند. به‌نحوه بی‌سابقه‌ای، این کلونی‌ها تقریبا یک سوم از چرخه زندگی خود را حفظ می‌کنند و حداقل از دو نوع سلول متمایز تشکیل شده‌اند، که این اتفاق برای این نوع موجود شگفت‌انگیز است.

اومایا دودین، سرپرست این پژوهش، توضیح می‌دهد اگرچه کروموسفیرا پرکینسی یک موجود تک‌سلولی است، اما این رفتار نشان می‌دهد که فرآیند‌های هماهنگی و تفاوت‌گذاری چندسلولی پیش از ظهور اولین حیوانات در زمین در این گونه وجود داشته‌اند.

حتی شگفت‌انگیز‌تر آن که، نحوه تقسیم این سلول‌ها و ساختار سه‌بعدی آن‌ها به‌طور شگفت‌آوری یادآور مراحل اولیه رشد جنینی در حیوانات است.

تحلیل فعالیت ژنتیکی در این کلونی‌ها با همکاری دکتر جان برنز از آزمایشگاه بیگلو برای علوم اقیانوسی، شباهت‌های جالبی را با جنین‌های حیوانی نشان داد، که بیانگر این است که برنامه‌های ژنتیکی مرتبط با گسترش چندسلولی پیچیده بیش از یک می‌لیارد سال پیش وجود داشته‌اند.

مارین اولیوتا، تکنسین آزمایشگاه در دپارتمان بیوشیمی دانشکده علوم دانشگاه ژنو و نویسنده اصلی این مطالعه، توضیح می‌دهد شگفت‌انگیز است که یک گونه که به‌تازگی کشف شده، به ما این امکان را می‌دهد که به بیش از یک می‌لیارد سال پیش بازگردیم. در واقع، این مطالعه مشخص می‌کند که یا اصل رشد جنینی پیش از حیوانات وجود داشته، یا مکانیسم‌های گسترش چندسلولی به‌طور جداگانه در کروموسفیرا پرکینسی تکامل یافته‌اند. یافتی که جواب به سوال همیشگی مبنی بر پیشینی تخم‌مرغ بر مرغ را ثابت کرد.