جواب دانشمندان به این سوال: اول مرغ بود یا تخم مرغ؟

یورونیوز: یک گونه‌ی تک‌سلولی که در سال ۲۰۱۷ در رسوبات دریایی اطراف هاوایی کشف شد و قدمت حضور آن بر روی زمین به بیش از یک میلیارد سال قبل یعنی بسیار پیش از پیدایش اولین حیوانات بازمی‌گردد، به پژوهشگران امکان پاسخ به این سوال را داد که آیا خلق تخم‌مرغ حاصل از مرغ بوده یا بالعکس؟

 
تیمی از پژوهشگران دانشگاه ژنو با مطالعه «کروموسفائرا پرکینسی» گونه‌ای تک‌سلولی  که در سال ۲۰۱۷ در رسوبات دریایی اطراف هاوایی کشف شد، مشاهده کردند که این گونه‌ یک میلیارد ساله ساختارهای چندسلولی تشکیل می‌دهد که شباهت زیادی به جنین‌های حیوانی دارند. این مشاهدات نشان می‌دهند که برنامه‌های ژنتیکی مربوط به رشد جنینی ممکن است پیش از ظهور حیات حیوانی وجود داشته یا این‌که کروموسفائرا پرکینسی به‌طور مستقل فرآیندهای مشابهی را توسعه داده است. بنابراین، طبیعت ابزارهای ژنتیکی را برای «خلق تخم» بسیار قبل‌تر از «خلق مرغ‌ها» در اختیار داشته است.

 
روند تکامل تک سلولی‌ها
 
اولین شکل‌های حیات بر روی زمین تک‌سلولی بودند، مانند مخمرها یا باکتری‌ها یعنی از یک سلول تشکیل شده بودند. با گذشت زمان حیوانات به عنوان موجودات چندسلولی تکامل یافتند و از یک سلول تخم به موجودات پیچیده‌ای تبدیل شدند. این توسعه جنینی مراحل دقیقی را دنبال می‌کند که در میان گونه‌های حیوانی به طرز شگفت‌انگیزی مشابه است و ممکن است به دوره‌ای پیش از ظهور حیوانات بازگردد. با این حال، هنوز انتقال از گونه‌های تک‌سلولی به موجودات چندسلولی هنوز به‌خوبی درک نشده است.
 

اومایا دودین که به‌تازگی به‌عنوان استادیار در دپارتمان بیوشیمی دانشکده علوم دانشگاه ژنو منصوب شده به همراه تیمش مطالعه بر روی «کروموسفائرا 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 ممکن است به انتقال به چندسلولی کمک کرده باشند.

 
دانشمندان دریافتند که سلول‌های «کروموسفائرا پرکینسی» پس از رسیدن به اندازه حداکثری، بدون رشد بیشتر تقسیم می‌شوند و کلونی‌های چندسلولی‌ را تشکیل می‌دهند که شبیه به مراحل اولیه رشد جنینی حیوانات هستند. به‌طرز بی‌سابقه‌ای، این کلونی‌ها تقریباً یک سوم از چرخه زندگی خود را حفظ می‌کنند و حداقل از دو نوع سلول متمایز تشکیل شده‌اند، که این پدیده برای این نوع موجود شگفت‌آور است.

 
اومایا دودین، سرپرست این پژوهش، توضیح می‌دهد: «اگرچه کروموسفائرا‌پرکینسی گونه‌ای تک‌سلولی است، اما این رفتار نشان می‌دهد که فرآیندهای هماهنگی و تمایز 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 با دکتر جان برنز از آزمایشگاه «بیگلو/Bigelow» برای علوم اقیانوسی، شباهت‌های جالبی را با جنین‌های حیوانی نشان داد، که بیانگر این است که برنامه‌های ژنتیکی مرتبط با توسعه چندسلولی پیچیده بیش از یک میلیارد سال پیش وجود داشته‌اند.

 
مارین اولیوِتا، 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 نشان می‌دهد که یا اصل رشد جنینی پیش از حیوانات وجود داشته، یا مکانیسم‌های توسعه چندسلولی به‌طور جداگانه در کروموسفائرا پرکینسی تکامل یافته‌اند. یافته‌ای که پاسخ به پرسش همیشگی مبنی بر خلق تخم مرغ پیش از مرغ را ثابت کرد.
 
نتایج این مطالعه در مجله علمی نیچر منتشر شده است.