پاسخ جدید و شوکه‌کننده دانشمندان به سؤال «اول مرغ بود یا تخم مرغ»؟

راز بقا: زندگی در زمین احتمالا قبل از آن که اولین حیوانات به وجود آیند و رشد کنند، توانایی تشکیل جنین‌ها را پیدا کرده باشد. تیمی از دانشمندان به رهبری بیوشیمی‌دان «مارین اولیوتا» از دانشگاه ژنو می‌گویند: «یک موجود تک‌سلولی که در لجن دریا‌های کم‌عمق زندگی می‌کند، شباهت شگفت‌انگیزی به جنین‌های حیوانی حین تکثیر دارد».

به گزارش راز بقا، نحوه تقسیم این موجود به خودی خود شباهت زیادی به فرایند تقسیم سلولی جنینی دارد. موجود مورد نظر یک میکروب ایختیوسپوریا به نام Chromosphaera perkinsii است و، چون بیش از یک میلیارد سال است که وجود دارد، یعنی مدت‌ها پیش از ظهور اولین حیوانات، نشان می‌دهد که زندگی پیش از خود تخم‌ها برای تشکیل تخم‌ها برنامه‌ریزی کرده است. 

تقسیم سلولی در اولین موجودات روی زمین

به گزارش راز بقا، بیوشیمی‌دان «امایا دودین» از مؤسسه فدرال فناوری سوئیس توضیح می‌دهد که «اگرچه C. Perkinsii یک گونه تک‌سلولی است، اما این رفتار نشان می‌دهد که فرآیند‌های هماهنگی و تمایز چندسلولی پیش از ظهور اولین حیوانات در این گونه وجود داشته است». 

تمام موجودات چندسلولی حیوانی زندگی خود را به یک شکل آغاز می‌کنند. دو زیگوت با هم ترکیب می‌شوند و فرایند تقسیم سلولی و رشد را شروع می‌کنند. 

مراحل اولیه تقسیم سلولی را «شکافت» می‌نامند، که در آن تقسیم سلولی زیادی به سرعت انجام می‌شود بدون آن که رشدی اتفاق بیفتد، فرآیندی که به نام «پالینتومی» (palintomy) مشهور است. محصول نهایی این فرآیند توده‌ای از سلول‌هاست که وسط آن‌ها توخالی است، شبیه به تمشک. به این ساختار «بلاستولا» (blastula) می‌گویند.

این فرآیند همچنین در موجودات تک‌سلولی به عنوان یک روش تولید مثل مشاهده می‌شود. موجود تک‌سلولی خود را به چندین سلول دختری تقسیم می‌کند که از هم جدا شده و مستقل می‌شوند. 

دانشمندان پیش از این شباهت‌هایی بین این دو فرآیند تقسسیم سلولی کشف کرده بودند. مقاله‌ای که اوایل امسال منتشر شد، نتیجه گرفت که ایختیوسپوریا می‌تواند مدل خوبی برای درک ریشه‌های حیوانات باشد. 

دلیل این است که ایختیوسپوریا نمایانگر یک کلاس از موجودات تک‌سلولی است که بیش از یک میلیارد سال پیش از مسیری جدا شدند که در نهایت به تولید حیوانات منجر شد. این موجودات حیوان نیستند، اما به آن‌ها بسیار نزدیک هستند، و شباهت‌های بین حیوانات و ایختیوسپوریا احتمالا از یک جد مشترک قبل از جداسازی به ارث رسیده باشد.

اوایل امسال، تیمی از دانشمندان که شامل اولیوتا نیز بود، مقاله‌ای منتشر کردند که تولید مثل پالینتومیک در C. perkinsii را به شیوه‌ای مشابه با میتوز حیوانات توضیح می‌داد. 

دودین و همکارانش مطالعه‌ای بر روی C. perkinsii یکی از معدود ایختیوسپوریا‌هایی که انگل نیست انجام دادند و آن را با چندین عضو دیگر از این کلاس مقایسه کردند تا ببینند آیا شباهت‌های بیشتری بین تولید مثل پالینتومیک و تقسیم جنینی حیوانات قابل شناسایی است یا خیر. 

آن‌ها کشف کردند که C. Perkinsii پس از پالینتومی، خوشه‌ای از سلول‌ها تشکیل می‌دهد، درست مانند بلاستولا و حداقل دو نوع سلولی متفاوت در داخل آن کلونی وجود دارد. این توده سلولی سپس برای مدت قابل توجهی از چرخه زندگی خود در آن کلونی شبیه بلاستولا باقی می‌ماند، درست قبل از این که سلول‌ها در نهایت پراکنده شده و به کار خود ادامه دهند. 

این توضیح شباهت شگفت‌انگیزی با نحوه رشد جنین حیوانات دارد و نشان می‌دهد که ممکن است این فرآیند رشد و توسعه سلولی میان حیوانات و ایختیوسپوریا از یک جد مشترک به ارث رسیده و برنامه‌ریزی ژنتیکی برای توسعه جنینی قبل از وجود جنین‌ها در طبیعت وجود داشته است. 

طبیعت چیز‌هایی را که مفیدند به خوبی بازتولید می‌کند. گاهی اوقات ویژگی‌ها یا فرایند‌هایی به طور مستقل در موجودات کاملا مختلف به وجود می‌آید، فرایندی که به آن «تکامل همگرایانه» می‌گویند.

در واقع بر اساس نتیجه‌گیری این دانشمندان به جز چند مشاهده جزئی پراکنده، هیچ‌کدام از بستگان حیوانی مشابه جنین حیوانی یا C. Perkinsii تکامل نیافته‌اند. این نشان می‌دهد که احتمالا تکامل همگرایانه پاسخ این سؤال باشد، اما نمی‌توان از وجود یک جد مشترک که این شباهت‌ها را ایجاد کرده صرف‌نظر کرد.

این محققان می‌گویند چیز‌های شگفت‌انگیزی هنوز هم در نظریه تکامل وجود دارد وجود دارد. از یک سو، C. perkinsii می‌تواند دیدگاه‌های جدیدی درباره ریشه‌های تکاملی تمام حیوانات به ما بدهد و از طرف دیگر، نشان می‌دهد که ابزار ژنتیکی موجود برای زندگی اولیه بسیار متنوع‌تر از آن چیزی است که تصور می‌شد.