درس فريق من الباحثين الأمريكيين باستخدام مثال نجم البحر كيف تصبح الكائنات الحية متناظرة.
تنشأ جميع الكائنات متعددة الخلايا من بويضة واحدة - الخلية التناسلية الأنثوية ، سلائف البويضة ، والتي يتم إنتاجها في المبيض أثناء نمو ما قبل الجنين. إنها تحمل في حد ذاتها "خطة" لتنمية هذا الكائن المعقد أو ذاك ؛ يحتوي على الكثير مما سيصبح الكائن الحي. تعتبر كيفية إنشاء هذه "الخطة" أحد أهم الأسئلة في علم الأحياء التطوري.
درس علماء من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (الولايات المتحدة الأمريكية) أصل ما يسمى القطبية الأولية في الخلية الحيوانية الأولى ، والتي تحدد محور التناظر للكائن الحي النامي. نُشر العمل في مجلة Current Biology. أخذوا نجمة البحر باتيريا مينياتا كمثال. تظهر هذه الكائنات الحية النابضة بالحياة تناسقًا شعاعيًا في مرحلة البلوغ: عادةً ما يكون لها خمسة محاور ، لكن يرقاتها متناظرة ثنائياً ، مثل البشر.
توصل العلماء إلى استنتاج مفاده أن تناظر المرآة لليرقات يتم وضعه أثناء وجودهم في مرحلة البويضة. ويلعب بروتين يسمى Disheveled دورًا رئيسيًا في هذه العملية. يتم توطينه في الطرف الخضري أو السفلي من البويضة (هذا الجزء منها هو الذي يحدد النهاية الخلفية للجنين) عندما تستعد الخلية للانقسام إلى خليتين ابنتيتين.
هذا البروتين هو أحد مكونات مسار إشارات مشترك يسمى Wnt والذي يوجد في العديد من الكائنات في المملكة الحيوانية. إنه يخدم مجموعة متنوعة من الأغراض ، وفي نجم البحر ، يوفر رابطًا بين عدم التماثل الأولي للبويضة وقطبية الجنين الناتج. Wnt هو نوع من المرسال داخل خلايا نجم البحر: ينقل الإشارات الخارجية إلى الداخل ، إلى نوى الخلايا.
استخدم العلماء التصوير إطارًا بإطار لمعرفة كيف تتحرك Disheveled حول البويضة بينما تمر الخلية بمراحل مختلفة من التطور. عندما كانت بويضة نجم البحر في مرحلة عدم الانقسام ، تم توزيع البروتين بالتساوي في مجموعات صغيرة في جميع أنحاء السيتوبلازم. ولكن بينما كانت البويضة تستعد للانقسام ، تذوبت هذه المجموعات أولاً ، ثم "عاودت الظهور" مرة أخرى ، ولكن في مكان مختلف - في أسفل الخلية ، في أبعد نقطة عن النواة.
رسم هذا حدًا واضحًا بين طرفي البويضة. ووفقًا للباحثين ، فإن الآلية نفسها لا تستخدمها نجوم البحر فحسب ، بل تُستخدم على الأرجح بواسطة الفقاريات أيضًا. تفاصيل عمليات التحول في Disheveled ليست واضحة بعد ، ويعتزم العلماء دراستها في المستقبل.
الصورة: نجمة البحر باتيريا مينياتا / © phys.org
