البيولوجيا والتطوّر > علم المورثات والوراثة

دُب الماء Water Bear| صاحب أغرب الجينات بين الكائنات

الـ tardigrade هو حيوانٌ مذهلٌ بكلِ معنى الكلمةِ، فهو يتحملُ درجاتِ حرارةٍ شديدةً تتجاوزُ الغليانَ، ويتحملُ برودةً تقاربُ الصِفرَ المطلقَ (-272 درجة مئوية) ويستطيعُ أن يسبحَ في الفضاءِ حيثُ الضغطُ شبهُ معدومٍ أو تحتَ الضغوطِ الهائلةِ، باختصار، بإمكاننا أن نقولَ أنّ هذا الكائنَ لا يمكنُ قتلُهُ ولكي لا نُطيلَ بإمكانكم القراءةُ عنهُ أكثرَ في هذا المقال: هنا.

وباختصار فهو يتحملُ ظروفاً شديدةً جداً، ولكي يكتشفَ العلماءُ السّرَ في ذلكَ فقد قاموا وللمرةِ الأولى بتحديدِ التسلسلِ النكليوتيدي(أي تسلسلِ الأحماضِ النوويةِ للمادةِ الوراثيةِ). وقد أظهرتِ النتائجُ أنّ هذا الكائنَ الصغيرَ الغريبَ يحوي على أكثرِ الجيناتِ الغريبةِ وغير المعروفةِ مقارنةً بأي حيوانٍ تمّت دراستُهُ حتى الآن، بمعنى آخر، إن حوالي سُدسِ جينومِ دبِ الماء( ونقصدُ بالجينومِ كاملَ مادتِهِ الوراثية) مأخوذٌ من أجناسٍ أخرى، الأمرُ الذي لا يبدو غريباً لنا نظراً لصفاتِه المميّزةِ والاستثنائيةِ.

لكن ماذا يعني الـ DNA الغريب، ولماذا يَحوي جينومُ دبِ الماءِ الكثيرَ منه؟

الـ DNA الغريبُ هو عبارةٌ عن الجيناتِ التي تأتي من كائناتٍ أخرى عن طريقِ عمليةٍ تُدعى التبادلَ الجينيَّ الأفقي، والتي تختلِفُ عن تبادلِ الجيناتِ بالتكاثُر التقليدي(نقصدُ بنقل الجيناتِ التقليدي: النقلَ من الخليةِ الأمِ إلى الخليةِ البنتِ في التكاثرِ اللاجنسي أو من الأبِ والأمِ إلى الأبناءِ في التكاثرِ الجنسي وهو ما يُسمى الانتقالَ العامودي). تحدثُ هذه العمليةُ عادةً عندَ الإنسانِ وباقي الحيواناتِ كنتيجةٍ لتبادلِ الجيناتِ مع الفيروساتِ، وبالتالي، تبلغُ نسبةُ الـ DNAالغريبِ في جينومِ الحيواناتِ 1% من إجمالي الجينوم، لكن، في حالِ هذا المخلوقِ الصغيرِ فإن عددَ الجيناتِ الغريبةِ من إجمالي جينومه هو 6000 تأتي من كائناتٍ أخرى، والذي يُعادِلُ حوالي 17.5% من إجمالي الجيناتِ.

يقولُ الباحثُ المساعدُ Bob Goldstein من جامعةِ كارولاينا الشمالية في Chapel Hill : "لم يكن لدينا فِكرةٌ أن جينومَ هذا الحيوانِ يمكنُ أن يحتوي على هذا الكمِ من الـ DNA الغريبِ إذ نعلمُ أن جينومَ عددٍ من الحيواناتِ يحوي على جيناتٍ غريبةٍ لكن لم نتوقع حدوثَ ذلكَ إلى هذه الدرجةِ."

إذاً، من أين يأتي دبُ الماءِ بجيناتهِ؟ الـ DNA الغريبُ يأتي أساساً من البكتيريا ومن النباتاتِ والفطورِ والـ Archaea*، هذا التنوعُ بالجيناتِ الذي لاحظَهُ العلماءُ مكّن دبَ الماءَ أن يعيشَ في أقسى الظروفِ.

وقد قال أحد الباحثين Thomas Boothby : "الحيواناتُ التي تستطيعُ العيشَ في أصعبِ الظروفِ قد تحتوي على الأغلبِ على عددٍ من الجيناتِ الغريبةِ وتُعتبرُ جيناتُ البكتيريا أفضلَ من نظيرتِها الحيوانيةِ في تحمّلِ الضغطِ والتكيّفِ."

لم يتحرّ الباحثون عن كيفيةِ حدوثِ هذا التبادلِ بعد، لكنهم يعتقدون أنّه أحدُ طرقِ دبِ الماءِ الغريبةِ في استمراره بالحياةِ في الظروفِ الصعبةِ. إحدى أساليبِ حفاظِ دبِ الماءِ على حياتِهِ هو قدرتُهُ على الوصولِ إلى درجةٍ من التجفافِ تَصِلُ فيها نِسبَةُ الماءِ في جِسمِهِ إلى 3 بالمئةِ فقط، ثم يَعودُ إلى حالتِهِ الطبيعيةِ في حالِ حصولِهِ على الماءِ، وعندما يَحدُثُ ذلك يتكسّر الـDNA إلى قطعٍ صغيرةٍ وعندما تَدخُلُ المياهُ إلى الخلايا، فإنّ هناكَ فترةً تكونُ فيها النواةُ نفوذةً بحيثُ تسمحُ للـ DNA ولأجسامٍ غريبةٍ أُخرى بالمرورِ، وهذا يعني أنّه أثناءَ رجوعِ خلايا دبِّ الماءِ إلى حالتِها الطبيعيةِ، قد يرتبطُ جينوم الكائنِ مع جينوماتِ كائناتٍ أُخرى. هذه العمليةُ(عمليةُ دخولِ الجيناتِ) عشوائيةٌ، لكن الجيناتِ التي يتم الاحتفاظ بها هي اللاّزمة لمساعدةِ الحيوانِ على الحياةِ و الاستمراريّة. تُقام المزيدُ من الأبحاثِ عن كيفيةِ حصولِ دبِ الماءِ على الـ DNA الغريبِ وكم مرةً يقومُ بذلكَ. دراسةُ هذه العملياتِ تعطينا فكرةً عن تطورِ الحياةِ.

وقد قال Boothby :" نحنُ نعلمُ أنّه في شجرةِ الحياةِ، يتمُ انتقالُ المادةِ الوراثيةِ عمودياً من الأبِ و الأمِ، لكن، ومع ازديادِ معرفتِنا واكتشافِ الانتقالِ الأفقيّ للجيناتِ عندَ بعضِ الكائناتِ فإنّ تفكيرنا حولَ التطوّرِ ووراثةِ المادةِ الوراثيةِ يتغيرُ، فعوضاً عن التفكيرِ بشجرةِ الحياةِ، يمكنُ أنّ نفكرَ بشبكةِ الحياةِ وتبادلِ المادةِ الوراثيةِ من فرعٍ لآخر. الآن أصبحت لدينا فكرةٌ أفضلُ عن فهمنا لعمليةِ التطورِ. إن هذا البحثَ الذي تمَّ نشرُهُ في PNAS قد يُزودُنا بمعلوماتٍ أكثرَ عن جيناتٍ مفيدةٍ يمكنُ استخدامُهَا في الطبِ وصناعةِ الأدويةِ.

الحاشية:

الـ Archea : في علمِ التصنيف، الـ Archea هي كائناتٌ وحيدةُ الخليةِ من الـ prokaryote (أي الكائناتُ التي لا تكون فيها المادةُ الوراثيةُ مفصولةً عن باقي عضياتِ الخليةِ) ولها صفاتٌ أخرى مميزةٌ عن البكتريا والـ eukaryote (والـ eukaryote كائناتٌ تكون فيها المادةُ الوراثيةُ مفصولةً عن باقي مكوناتِ الخليةِ) واسمُهَا مستقٌ من اللاتينية من كلمةِ archaios ويعني "قديم".