تطور الأرشيف

حاصلة على جائزة نوبل تتراجع عن ورقة بحثية.

العالمة الأميركية فرانسيس أرنولد Frances Arnold الحاصلة على جائزة نوبل في الكيمياء عام ٢٠١٨ بالمقاسمة مع العالمين جورج سميث George Smith والعالم جريجوري وينتر Gregory Winter عن أبحاثها الرائدة على الانزيمات، فلماذا حاصلة على جائزة نوبل تتراجع عن ورقة بحثية.

ورقة بحثية شاركت العالمة أرنولد بكتابتها مع Inho Cho و Zhi-Jun Jia والتي كانت عن البناء الانزيمي للبيتا لاكتام beta-lactams المنشورة في مجلة Science في شهر أيار من العام الماضي، تم التراجع عنها بسبب عدم قابلية النتائج للتكرار وإعادة الإنتاج، كما وجد الباحثون بيانات ناقصة في دفتر ملاحظات المختبر.

إعادة الإنتاج أو التكرار Reproduce هي جزء أساسي مهم في التجارب العلمية؛ فنجاح أي تجربة يعني إمكانية تكرارها والحصول على النتائج ذاتها ضمن الظروف ذاتها.

السيدة أرنولد أعلنت عن خبر التراجع بنفسها في تغريدة لها على موقع تويتر في الثاني من كانون الثاني الجاري :

“ في أول تغريدة لي هذا العام عن موضوع يخص العمل، ينتابني ضجر شديد بسبب تراجعنا عن الورقة البحثية التي صدرت العام الماضي حول البناء الانزيمي للبيتا لاكتام، عملنا لم يكن قابلا لإعادة التكرار”

وأعقبت :

“ الإعتراف مؤلم لكنه ضروري جدا، أعتذر لكم جميعاً فقد كنت مشغولة عندما تم إعتماد النتائج ولم أقم بعملي بشكلٍ جيد “

كما نشرت مجلة Science ملاحظة توضح سبب التراجع عن الورقة:

“ الجهود التي بُذلت لإعادة تكرار النتائج أظهرت أن الإنزيم لا يقوم بتحفيز التفاعل ضمن المعايير والإعتبارات التي تم إدعائها، كما أظهر الفحص الدقيق لملاحظات المختبر الأولية فقدان بعض المدخلات المتزامنة و البيانات الأصيلة والتي تشكل مفتاحا للتجربة، لذلك تراجع كاتبوا الورقة عنها”

في تموز ٢٠١٨ أظهرت مجلة Nature أن هناك تزايد ملحوظ ومنذر بالخطر في النتائج الغير قابلة لإعادة التكرار، ففي مسح للمجلة أظهرت النتائج أن أكثر من ثلثي الباحثين حاولوا تكرار تجارب علماء آخرين وفشلوا في ذلك .

التعامل مع تغريد السيدة أرنولد كان إيجابيا للغاية، نذكر منه الباحث في كلية Kings في لندن العالم Dominique Hoogland :

“ إسمحي لي رجاءً أن أعبر عن إحترامي بسبب لفت إنتباه الجميع نحو ذلك، هذا يبين لنا أن الجميع يخطيء، والتصرف الصحيح يكون بتصحيح الخطأ، شكراً لك “

السيدة ارنولد مهندسة كيمائية مقتدرة من طراز رفيع، حصدت جائزة الألفية للتكنولوجيا في الكيمياء نتيجة عملها على التطور الموجّه، بالإضافة لذلك هي عضو في مجلس إدارة شركة ألفابيت؛ شركة غوغل الأم.

المصدر

هل تتعامل أدمغة الكلاب مع الأرقام كما نفعل؟

عندما يتعلق الأمر بالأرقام، فإن بعض الأشياء فطرية، مثل قدرتنا على تقدير عدد الأشياء التي نراها.

هذه القدرة موجودةٌ حتى عند الأطفال حديثي الولادة، الذين يمكنهم معرفة الفرق بين الكميات المتشابهة والكميات المختلفة من الأشياء، ولكنهاليست مجرد مهارةٍ إنسانية.

ومثل هذه المعربفة بالأرقام الّتي لا تنطوي على الفكر أو التعلم المجرد للأعداد، شوهد في جميع أنحاء المملكة الحيوانية، من القرود، إلىالأسماك والنحل.

بمساعدة بعض الكلاب، وجد فريق بحث من جامعة إيموري الآن أن أجزاء من أدمغتنا المشاركة في العد قد تم الحفاظ عليها على الأقل منذأن اتخذت الكلاب والبشر مسارات تطورية مختلفة منذ حوالي 90 إلى 100 مليون سنة.

تقول عالمة النفس الإدراكي لورين أوليت:

“لقد ذهبنا مباشرةً إلى المصدر، نلاحظ أدمغة الكلاب، للحصول على فهمٍ مباشرٍ لما تفعله خلاياهم العصبية عندما شاهدت الكلاب كمياتمتفاوتة من النقاط. مما سمح لنا بتجاوز نقاط الضعف السابقة في الدراسات السلوكية للكلاب وبعض الأنواع الأخرى.”

قام الباحثون بتدريب 11 كلبًا من الذكور والإناث، للدخول والجلوس بلا حراك في «التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي-functional MRI». هذه هي نقطة الاختلاف الرئيسية مع الدراسات السابقة، حيث تم تدريب الكلاب ومكافأتهم على أداء المهام.

ثم لاحظوا كيف استجابت أدمغة الكلاب لرؤية أعداد متغيرة من النقاط على الشاشة.

أصبحت ثمانية من 11 منطقة من المناطق الجِدارِيَّةُ الصُّدْغِيَّة للكلاب أكثر كثافةً عندما كانت نسبة تغيير النقاط على الشاشة أكبر، علىسبيل المثال 2:10 مقابل 4:8.

لكن أدمغتهم لم تستجب بنفس الطريقة عندما تغير حجم ومواقع النقاط، بينما بقيت النسبة كما هي.

هذا يدل على أن الكلاب كانت تستجيب على وجه التحديد إلى الاختلاف في الكمية. إن مناطق الدماغ التي تنشط تشبه تلك التي تظهر عندالرئيسيات- بما في ذلك البشر- عندما تتعامل مع الكميات، مما يشير إلى أن «نظام الأعداد التقريبية-approximate number system» لدينا هو آلية عصبية محفوظة.

أظهر الأبحاث السابقة أن الكلاب يمكن أن تعد إلى خمسة ولديهم فهم أساسي للرياضيات البسيطة. على سبيل المثال، يمكنهم معرفة الخطأفي 1+1=1 أو 1+1=3.

وتؤكد هذه الدراسة الجديدة أن الكلاب يمكنها حقًا إدراك الكميات العددية، ودون تدريبٍ بشري.

تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن القدرة على تمثيل الأعداد والآليات التي تدعم هذا النظام يتم الحفاظ عليها بعمقٍ عبر الزمنالتطوري، ربما بسبب دورها المهم في البحث عن الطعام أو الافتراس .

بإمكانكم قراءةُ الدراسة كاملةً في Biology Letters.

المصدر: Science Alert

إقرأ أيضًا: هل يتغير التركيب الجيني للحيوانات المنوية بسبب تدخين الحشيش؟

هل سينقرض لون العيون الأزرق !

يمتلك ٨% من سكان العالم عيونا زرقاء، هذه النسبة تصبح الضعف لدى سكان الولايات المتحدة الأميركية ، لكنها ستبقى أقل بكثير اذا ما قورنت بالقرن العشرين ، حيث كان نصف السكان أصحاب عيون زرقاء، فما الذي حدث؟ هل سينقرض لون العيون الأزرق !

البدايات

دعونا نعود للبدايات، قبل عشرة الآف عام تحديدا، حيث لم يكن لذوي العيون الزرقاء وجود، وقد كانت البداية في جنوب غرب اوروبا بسبب طفرة جينية أثرت على جين OCA 2، وهو جين مسؤول عن انتاج صبغة الميلانين، التي تعطي اللون البني للعيون، والشعر، والجلد، أعطت الطفرة نوع من التغيير الثنائي للصبغة، ولكنها لم تؤثر بشكل كامل على الجين، بالمقابل أثرت على إنتاج الميلانين في القزحية – الجزؤ الحلقي الملون حول العين والذي ينظم عملية مرور الضوء – تتكون القزحية من طبقة من الخلايا قادرة على انتاج الميلانين تدعى السُدى، والطفرة التي حدثت في جين OCA2 قللت إنتاج الميلانين في السُدى، لكنها لم تغير كمية الإنتاج لدى خلايا الشعر أو الجلد.

إذا لماذا أصبحت زرقاء؟

لنتفق أن العيون الزرقاء ليست زرقاء تماما، بل إن خلايا السُدى تكون تقريبا بلا لون، وتشتت الضوء، وإنكساره يعطي طولاً موجيا قصيرا الذي يترجم للون الأزرق، تماما كالطريقة التي تجعل الدخان، والضباب يبدوان باللون الأزرق عندما يمر الضوء من خلالهما.

إذا إحتوت السُدى على صبغة باللون الأصفر سيندمج الأزرق مع الأصفر ليعطي اللون الأخضر، أما إذا إحتوت خلايا السُدى على القليل من الصبغة البنية سيظهر لنا لون العيون البندقي.

رأي العلماء

يرى بعض العلماء أن سبب إنتشار اصحاب العيون الزرقاء القارة الأوروبية، هو أن هذه الطفرة قد ساعدت على منع نوع من أمراض العيون المرتبطة بشتاء الشمال الأسود الطويل، لكن هناك عامل أخر مهم، حيث أن تزواج أصحاب العيون الزرقاء هو ما يدفع عجلة هذه الصفة للأمام.

دعونا نوضح لكم كيف يتم ذلك، لكل جين هناك أكثر من نسخة تدعى أليل، واحدة من الأم والأخرى من الأب، ووجود أليل واحد مسيطر كفيل بظهور الصفة، في المقابل يعد أليل اللون الأزرق أليلا متنحياً، مما يعني أن التقاء أليلين أحدهما أزرق، والأخر بني سينتج عنه عيون ذات لون بني، لكن صاحبها سيكون حامل لأليل اللون الأزرق وسيكون قادرا على نقله للجيل التالي.

هذا بدوره يوصلنا لنقطة مفادها أن أول شخص إمتلك طفرة العيون الزرقاء لم يكن صاحب عيون زرقاء، بل مرر هذا اللأليل للاجيال اللاحقة، وعندما تم اللقاء أخيراً بين أليلين للون العيون الأزرق ظهر أول إنسان ذو عيون زرقاء.

لن نذهب بعيداً ونقول أن لون العيون الزرقاء سيكون بخطر، لكن من الأحوط القول أن أصحاب العيون الزرقاء سيبقون دائما من الأقليات.

المصدر

النباتات سارقة الجينات!

اكتشف علماء نباتات قادرة على إتخاذ طريق مختصر نحو التطور عن طريق سرقة جينات من جيرانها، افترضت النتائج أن النباتات سارقة الجينات قادرة بصورة طبيعية على تعديل جيناتها لكسب ميزات تنافسية.

أهمية الاكتشاف

فهم آلية حدوث قد يتيح الفرصة للعلماء على تقليل خطر هروب الجينات من المحاصيل المعدلة وراثياً وبالتالي إمكانية انتاج «النباتات الخارقة »، تتم عملية هروب الجينات من النباتات المعدلة جينياً إلى النباتات البرية تحدث عند إنتقال الجينات للنباتات البرية جاعلةً إياها مقاومة للحشرات.

منذ داروين، جزء كبير من نظرية التطور بُنيَ على الأساس المشهور المعروف بالإنتقاء الطبيعي الذي يعمل على الجينات التي يتم تمريرها من جيل الآباء، لكن باحثون من قسم علم النبات والحيوان في جامعة شيفيلد وجدوا أن بعض النباتات قد كسرت هذه القاعدة.

التمرير الجانبي للجينات يسمح للكائن الحي بتجاوز بعض خطوات التطور والتقدم لبداية الصف عن طريق كسب جينات من أصناف بعيدة، يقول الدكتور «Luke Dunning» :

” هذه النباتات ببساطة تسرق الجينات وتتطور بخطوات مختصرة، إنها تعمل كالإسفنجة حيث أنها تمتص المعلومات الجينية من جيرانها، وتعيش في موطن عدائي بدون أن تضيع ملايين السنين التي تحتاجها بالعادة لتحصيل هذه التكيفات”.

يرى العلماء هذه النباتات ذات أهمية إقتصادية وبيئية كبيرة، وتتضمن العديد من المحاصيل الأكثر زراعة في العالم، مثل: القمح، الأرز، الذرة، السرغوم وقصب السكر.

الدراسة

نشرت الورقة البحثية في صحيفة Proceedings of The National Academy of Science
وضّحت الورقة الآلية التي قام العلماء من خلالها بإيجاد تسلسل وتجميع جينوم نبات Alloteropsis Semialata .

قارن العلماء جينوم Alloteropsis Semialata مع جينوم 150 نوع من المحاصيل كالأرز، الذرة والخيزران وحددوا الجينات التي أكتسبت جانبياً عن طريق مقارنة التشابهات في تسلسل الحمض النووي المكّون الأساسي لهذه الجينات.

يقول الدكتور Dunning :

” جمعنا عينات من نبات Alloteropsis Semialata من مناطق استوائية وأخرى شبه استوائية متوزعة بين قارة اسيا، افريقيا واستراليا لنتمكن بذلك من تتبع مكان وزمان حدوث الانتقال، الجينات المزيفة الإضافية تعطي المحاصيل ميزة إضافية وتساعدها على التكيف مع البيئة المحيطة، أظهر البحث كذلك أن هذا الإنتقال ليس مقتصراً على Alloteropsis Semialata بل تم تحديده في عدد كبير من أنواع المحاصيل الأخرى، ربما يساعدنا هذا البحث على إعادة النظر بكيفية التعامل مع تكنولوجيا التعديل الجيني بما ان المحاصيل استغلت عملية مشابهة بصورة طبيعية، إضافةً إلى ذلك، قد يساعدنا البحث في فهم الكيفية التي يستطيع الجين من خلالها الهرب من المحاصيل المعدلة وراثياً إلى الأنواع البرية أو غير معدلة. الخطوة القادمة ستكون في محاولة لفهم الآلية الحيوية التي تقف وراء هذه الظاهرة، وسنقوم بالعديد من التجارب والدراسات لمعرفة الإجابة. “

المصدر

اكتشاف جمجمة شبه كاملة لسلف أحفورة “لوسي” الشهيرة

اكتشف علماء الحفريات جمجمة شبه كاملة لحفرية أوسترالوبيتيك الأنامي في إثيوبيا، يعود تاريخها إلى 3.8 مليون عام، ممايشير إلى أن الأنامي ربما تداخل مع نوع أوسترالوبيتيك العفاري (النوع التي تنحدر منه أحفورة لوسي lucy الشهيرة) لمدة لا تقل عن 100.000 عام.

يسلط هذا الاكتشاف الضوء على أوجه التشابه مع لوسي وهي عينة من (أوسترالوبيتيك العفاري) تم اكتشافها عام 1974م ويعود تاريخها إلى حوالي 3.2 مليون سنة ولكن مع وجود بعض الاختلافات الملحوظة بين العينتين.

وقد صرح المؤلف المشارك في الدراسة يوهانس هيل سيلاسي وهو عالم في الحفريات في متحف كليفلاند للتاريخ الطبيعي: “ماعرفناه عن أوسترالوبيتيك الأنامي حتى الآن كان مقتصراً على بقايا فك وأسنان، لم يكن لدينا أي بقايا للوجه أو الجمجمة باستثناء جزء صغير واحد بالقرب من منطقة الأذن”.

وقد تغير كل ذلك في 10 شباط 2016، عندما عثر سيلاسي وزملاؤه على قطعتين كبيرتين لجمجمة في جودايا في منطقة عفار في أثيوبيا. وقالت بيفرلي سايلور أستاذة علم طبقات الأرض والرواسب بجامعة at Case Western Reserve University : “كانت الحفرية مدفونة في رمل دلتا تابعة لنهر قديم، يصب هذا النهر في شاطئ بحيرة”.

وقال هيل سيلاسي: “ربما كان يعيش هذا السلف على طول النهر وشواطئ هذه البحيرة، كانت هذه الشواطئ عبارة عن غابات ولكن المنطقة المحيطة بها كانت قاحلة”. قامت سايلور وزملاؤها بتحديد عمر الحفرية بثقة من خلال تأريخ المعادن والرماد البركاني في المنطقة، وتبين أنها تعود إلى 3.8 مليون عام، ويعتقد العلماء أن العينة تعود إلى ذكر استناداً إلى حجم العظام.

وقالت أميلي بوديت عالمة أنثروبولوجيا الحفريات بجامعة Witwatersrand: “هذه العينة تملأ فجوة مهمة في معرفتنا للتشريح القحفي للأسترالوبيثيك خلال هذه الفترة، الحفرية لا تكشف فقط عن المزيد من التغييرات في أسترالوبيثيك عبر الزمن، ولكنها قد تساعد في إلقاء الضوء على الروابط الجغرافية بين الأنواع، إن الجمجمة تشترك في السمات مع أوسترالوبيتيك الأفريقي، وهو نوع منقرض موجود في جنوب إفريقيا.

وقد أفاد الباحثون لمجلة Nature أن وجه هذا السلف لم يكن ضخمًا تمامًا أو قاسيًا مثل لوسي ، لكنها لا تزال تُعتبر غليظة. كانت الأنياب أصغر من تلك الموجودة في البشر القدامى ولكنها أكبر من تلك التي لدى أسترالوبيثيك العفاري مثل لوسي. الفك السفلي بارز مثل القرود. وهذا مختلف تمامًا عن الوجوه المسطحة نسبيًا للإنسان الحديث والأنواع الأخرى من جنس Homo ، التي تطورت لأول مرة منذ حوالي 2.8 مليون عام.

وقالت ستيفاني ميليلو مؤلفة مشاركة في الدراسة، وهي عالمة الحفريات في معهد ماكس بلانك للأنثروبولوجيا التطورية في ألمانيا: “إن العظام الكبيرة لأستروبيتك ربما تطورت لمساعدة هؤلاء الأسلاف على مضغ الأطعمة القاسية”. وقال هيل سيلاسي إن الوجوه الأكثر نعومة للإنسان ربما تطورت مع انتقال أجداد البشر إلى مواطن أكثر انفتاحًا في الأراضي العشبية، عندما بدأوا بدمج اللحوم في وجباتهم الغذائية، مما أدى إلى تغذية أدمغة أكبر حجماً وتقليل الحاجة إلى المضغ.

الأحفورة الجديدة تضيف دليلاً جديداً على أن البشر الأوائل كانوا مجموعات متنوعة، حيث أن أشكال الجماجم والأسنان الموجودة في الأوسترالوبيتيك العفاري والأنامي مختلفة تمامًا. وقال هيل سيلاسي إن جزءًا آخر من جمجمة يرجع تاريخها إلى 3.9 مليون عام، عثر عليها في موقع العواش الأوسط في إثيوبيا، تعود إلى أوسترالوبيتيك العفاري هذا يعني أن أوسترالوبيتيك الأنامي لم ينقرض إلا بعد 100000 عام على الأقل من ظهور أوسترالوبيتيك العفاري على الساحة.

اعتقد العلماء سابقاً أن أسترالوبتيك الأنامي قد تطور بشكل تدريجي إلى استرالوبتيك العفاري، لكن هذا الاكتشاف يشير إلى أن هذين النوعين كانا يعيشان معاً في عفار، وهذا يغير فهمنا للعملية التطورية، ويجعلنا نطرح أسئلة جديدة مثل هل كانت هذه الأنواع تنتافس على الغذاء أو المكان؟

المصدر: live science