تُعتبر البكتيريا من أكثر الكائنات الدقيقة انتشارًا في البيئة من حولنا، فهي تمتلك القدرة على التكيف والعيش في الماء والتربة والطعام مما يُمكنها من الانتقال للإنسان بسهولة. وتختلف البكتيريا عن باقي الكائنات أولية النواة في أن الكثير منها يعيش بداخل أجسامنا دون أن يسبب أي مرض، بل وينفع الجسم. في الحقيقة، عدد قليل منها يسبب المرض. ولأن الكثير من هذه الأمراض تكون مُعدية فهي ذات تأثير كبير على الصحة العامة. لذا، دعونا نعرف المزيد عنها وكيف تنتقل؟

مم تتكون البكتيريا؟

تتكون من خلية واحدة محاطة بجدار خلوي، وغشاء خلوي، «السيتوبلازم-cytoplasm»، وبداخله «المادة الوراثية -DNA» ولكن في شكل دائري. بعض أنواعها تتكون من مكونات أخرى تجعلها أكثر قوة [1] مثل «الأهداب أو الأسواط- flagella» و«زوائد-pilli».

تصنيف البكتيريا

نظرًا لأن عدد البكتيريا هائل، اضطر العلماء إلى تصنيفها تبعًا لأُسس وخصائص معينة. وهناك خصائص عدة للتصنيف.

1. الخصائص الشكلية مثل (شكل البكتيريا، وتوزيع الأهداب بها، والكبسولة المحيطة بها، والقدرة على الحركة).
2. خصائص تتعلق بظروف النمو مثل (احتياج البكتيريا لوجود الأوكسجين، ودرجة حرارة معينة، ومغذيات معينة في وسط النمو، ودرجة «الأس الهيدروجيني-pH»، ومدى مقاومتها لبعض أنواع المضادات الحيوية). إذ تحتاج بعض أنواعها إلى الأوكسجين بشكل كامل، بينما تنمو أنواع أخري فقط في غيابه، وبعضها لا يتعلق نموه بوجود أو غياب الأوكسجين من الأساس، والبعض الآخر ينمو في وسط به قدر ضئيل من الأوكسجين.
3. حسب نتيجة الاختبارات الكيميائية الحيوية، تستخدم بعض الاختبارات للكشف عن مجموعات كثيرة من البكتيريا، مثل تفاعل الكشف عن استخدام البكتريا لبعض أنواع الكربوهيدرات والمعروف بالتخمير. وكذلك يمكن الكشف عن وجود إنزيمات تقوم بتكسير الأحماض الأمينية. وتوجد اختبارات أخرى خاصة بعائلة واحدة أو نوع واحد فقط من البكتيريا، مثل التفاعل الذي يكشف عن قدرتها على إحداث تجلط. [2]

عوامل تؤدى إلى احتمالية الإصابة بالعدوى البكتيرية

سنأخذ بعين الاعتبار عدة أشياء، أولها أن البكتيريا تتكاثر بالانشطار الثنائي، مما يجعل دخول عدد قليل منها إلى الجسم قادر على الانتشار بسرعة كبيرة. كما تتسبب طريقة دخولها إلى الجسم في زيادة في احتمالية الإصابة، فعلى سبيل المثال تدخل بعض أنواع البكتيريا عن طريق الطعام الملوث أوعن طريق الدم.

ولأن للبكتيريا القدرة على الطفر، أي تغيير مادتها الوراثية بطفرات عشوائية، بشكل مستمر يظهر ما يُعرف طبيًا بـ«عوامل الشراسة -virulence factors». ولكن من الأفضل أن ندرس تأثير تلك العوامل بجانب الحالة الصحية لآليات الدفاع لدى الإنسان. ونقصد بهذه الآليات “المناعة”، سواء المناعة المتخصصة أو غير المتخصصة، وأكثر الأشخاص الذين يعانون من نقص المناعة هم الأطفال، وكبار السن، ومن يتناولون مثبطات مناعية، ومن خضعوا لعمليات زراعة أعضاء، والمصابون بمرض الإيدز، وكذلك مرضى السرطان.

أما بالنسبة لعوامل الشراسة فهي لها دور أساسي في مهاجمة الإنسان، واختراق خلاياه بسهولة. وتساهم تلك العوامل في تطور المرض بشكل كبير، ومنها أشكال عدة مثل:

1. الزوائد، وهي تساعد على ثبات البكتيريا على سطح الخلية وتكوين مستعمرة على سطحها.
2. الكبسولة، وهي غلاف خارج يحمى البكتيريا من الخلايا المناعية «الأكولة-macrophages» والتي تمارس عملية «البلعمة-phagocytosis»، أي التهام البكتيريا.
3. «السموم الخارجية-exotoxin»، وهي مجموعة من البروتينات السامة التي تفرزها بعض خلايا البكتيريا. ويمكن لتلك السموم تدمير خلايا الإنسان، ومنها ما يستهدف الأعصاب ويُعرف بالسم العصبي.
4. «السموم الداخلية-endotoxin»، وهي تراكيب تُوجد على سطح الخلايا، يمكنها أن تغير من ضغط الدم. كما تسبب ارتفاع درجة حرارة الجسم، وتؤدي إلى حدوث التهاب. [3]

كيف تنتقل البكتيرية العدوى من شخص لآخر؟

رصد العلماء عدة طرق لانتقال البكتيريا منها:

• الاتصال المباشر، ويقصد بها ملامسة المريض، عن طريق السلام باليد مثلًا.
• الرذاذ الذي يخرج من المريض عند العطس مثلا وتكون أنت بالقرب منه فتُصيبك بعض هذه القطرات. وهذه الحالة تسمى انتقال الرذاذ. ولكن عندما تُحمل هذه القطرات على ذرات الهواء وتنتشر في المكان، ثم يستنشقها إنسان آخر هذا ما يسمى «محمولة جوًا-airborne ».
• الطعام أو الشراب الملوث بالبكتيريا، ويُسمى ب«الانتقال البرازي الفموي-fecal oral transmission».
• قد يكون هناك «وسيط أو ناقل-vector»، وغالبًا ما يكون من «المفصليات-arthropods» مثل الخنافس. وتقوم الخنافس، أو الوسيط، هنا بأخذ وجبة من دماء أحد المصابين، ثم تنقل المرض إلى شخص أخر. [1]

طرق الوقاية من العدوى البكتيرية

1. القضاء على مصدر العدوى. إذا كان ناقل العدوى نوع معين من الحشرات يجب إبادته، وإن كان الطعام أو الشراب ملوث فيجب الاهتمام بتعقيم مياه الشرب والري، وتجنب الملوث منها.
2. معالجة المرضى حتى نقلل من انتشار العدوى.
3. الحفاظ على نظافة اليد واستخدام معقم.
4. بعض العدوى تحتاج إلى عزل المريض، وقد يكون العزل في المنزل أو المستشفى على حسب شدة المرض.
5. الوقاية باستخدام المضادات الحيوية، وهي ذات نفع كبير لحماية الأشخاص المتصلين مباشرة بالمريض. ولكن استخدامها ليس بكفاءة استخدام الأمصال “vaccines”.

كل ما سبق يوضح لنا أهمية البكتيريا وخطورتها. كما أنها في تواصلها مع بعضها البعض تكوّن ما يشبه المجتمعات البشرية فتشعر ببعضها البعض وتتجاوب مع متغيرات بيئتها. كل ذلك جعلها سلاح ذو حدين، فمنها الفائدة للجسم فيما يعرف باسم البكتيريا النافعة، ومنها الخطورة عليه. لذا، قدمنا لكم هذا المقال عملنا بمقولة، اعرف عدوك، وصديقك أيضًا.

المصادر:

1- Bacterial Infections: Overview – PMC (nih.gov)

2- pubmed

3- pubmed

عزيزي القارئ قد تظن أنك، وباستثناء الببغاء، الكائن الوحيد القادر على الكلام على سطح هذه المعمورة. لكن يؤسفني أن أخبرك أن كل ذلك قد تغير. فمؤخرًا ظهر أن النياندرتال، أقرب أقربائنا، امتلك القدرة على إصدار الأصوات وسماعها، بالقدر نفسه الذي تمتلكه أنت قبل أن تكون موجودًا حتى. فهل استطاع إنسان النياندرتال التكلم مثلنا؟

هل تكلم النياندرتال؟

استطاع أقرب اقربائنا النياندرتال السمع وإصدار الأصوات كالإنسان الحديث تمامًا وفق ما جاء في دراسة حديثة. فعبر تحليل مفصل وإعادة تشكيل رقمي لعظام الجمجمة لدى النياندرتال. تمكنت هذه الدراسة من إنهاء جدل استمر لسنوات عن قدرة هذا الكائن على التكلم.

حسب عالم الحفريات البشرية 《رولف كوام-Rolf Quam》 من جامعة بينغهامتون هذه الدراسة واحدة من أهم الدراسات التي حصلت في مجال الحفريات البشرية. فنتائجها القوية تظهر بوضوح أن إنسان النياندرتال كان لديه القدرة على إدراك وإنتاج الكلام البشري. وهي واحدة من عدد قليل جدًا من الدراسات الحالية التي تعتمد على الأدلة الأحفورية لدراسة تطور اللغة. وهو موضوع صعب التأكد منه في علم الأنثروبولوجيا.

إن الفكرة القائلة بأن 《إنسان نياندرتال-Homo neanderthalis》 كان أكثر بدائية من 《البشر المعاصرين-Homo sapiens》 عفا عليها الزمن. ففي السنوات الأخيرة، تُظهر مجموعة متزايدة من الأدلة أنهم كانوا أكثر ذكاءً مما افترضنا في السابق. لقد طوروا تكنولوجيا لصناعة الأدوات وابتكروا الفن وأقاموا الجنازات لموتاهم.

ومع ذلك، لم نكن نعلم ما إذا كانوا قد تحدثوا بالفعل مع بعضهم البعض، فقد ظل هذا الأمر لغزًا. يبدو أن سلوكهم المعقد يشير إلى أنه كان من المحتمل جدًا أن يكونوا قادرين على التواصل. لكن بعض العلماء أكدوا أن البشر المعاصرين فقط هم الذين لديهم القدرة العقلية للقيام بهذه العمليات اللغوية المعقدة.

سيكون من الصعب للغاية إثبات قدرتهم على التكلم بطريقة أو بأخرى. ولكن الخطوة الأولى ستكون تحديد ما إذا كان النياندرتال يستطيع إنتاج الأصوات وإدراكها في النطاق الذي يسمح بالتواصل القائم على الكلام.

هل ستحل الصورة المقطعية اللغز؟

باستخدام مجموعة من العظام القديمة. شرع  فريق بقيادة عالمة الأنثروبولوجيا القديمة 《مرسيدس كوندي فالفيردي – Mercedes Conde-Valverde》 بأخذ صور مقطعية عالية الدقة لجماجم خمسة من إنسان نياندرتال. وذلك لإنشاء نماذج افتراضية ثلاثية الأبعاد لهياكل الأذن الخارجية والوسطى له. قاموا أيضًا بنمذجة هياكل الأذن في الإنسان العاقل. وأحفورة أقدم بكثير – جمجمة Sima de los Huesos hominin، والمعروفة بإسم (Sima hominin،) سلف إنسان نياندرتال، والتي يعود تاريخها إلى حوالي 430 ألف سنة.

وقد استخدم أيضًأ نموذج للقدرة السمعية لهذه الهياكل بالإستعانة بمجال الهندسة الحيوية السمعية. من أجل فهم نطاق التردد الذي كانت الأذنين أكثر حساسية تجاهه، والمعروف أيضًا باسم النطاق الترددي المشغول. بالنسبة للإنسان الحديث، فإن النطاق الترددي المشغول هو النطاق سماع الأصوات البشرية.

وجد الفريق أن إنسان نياندرتال يتمتع بسمع أفضل في نطاق 4 إلى 5 كيلوهرتز من سلفه Sima. وأن النطاق الترددي المشغول لإنسان نياندرتال كان أقرب إلى النطاق الترددي للإنسان المعاصر من سلفه المباشر. يشير هذا التحسن بالقدرة السمعية إلى أن بشر النياندرتال كانوا بحاجة إلى سماع أصوات بعضهم البعض.

قالت كوندي فالفيردي هذا هو المفتاح لحل اللغز حقًا. فوجود قدرات سمعية مماثلة، في النطاق الترددي الذي يستطيع النياندرتال سماعه يدل على أنه يمتلك نظام اتصال معقد وفعال يمكنه من إصدارأصوات مثل الكلام البشري.

ومن المثير للاهتمام، أن عرض النطاق الترددي المشغول لإنسان نياندرتال امتد إلى ترددات أعلى من 3 كيلوهرتز. والتي تشارك بشكل أساسي في الإنتاج الثابت للأصوات. مما سيميز أصوات إنسان نياندرتال عن الأصوات القرود غير البشرية والثدييات الأخرى.

اقرأ أيضًا: الإنسان الأخير .. كيف انقرض إنسان النياندرتال؟

هل كان لديهم لغة؟

إن إحدى النتائج الأخرى المثيرة للإهتمام في الدراسة هي الاقتراح بأن كلام إنسان النياندرتال يتضمن على الأرجح استخدامًا متزايدًا للحروف الساكنة. ركزت معظم الدراسات السابقة لقدرات الكلام لدى إنسان نياندرتال على قدرته على إنتاج حروف العلة الرئيسية في اللغة الإنجليزية المنطوقة. ومع ذلك، يظن الباحثون أن هذا التركيز في غير محله. نظرًا لأن استخدام الحروف الساكنة هو وسيلة لتضمين المزيد من المعلومات في الإشارة الصوتية. كما أنه يفصل الكلام البشري واللغة عن أنماط الاتصال في جميع الرئيسيات الأخرى تقريبًا.

لقد تحسن السمع لدى النياندرتال مما مكنه من إنتاج الحروف الساكنة التي تظهر غالبًا في اللغات البشرية الحديثة، مثل “s” و “k” و “t” و “th”. وهي نفس الطريقة التي تكون بها سمعنا. جرب الصراخ ب  “sssss” سترى أنها طريقة جيدة للتواصل وربما إستخدمها النياندرتاليون للتواصل فيما بينهم.

لكن هل القدرة على الكلام تعني امتلاك لغة؟

لقد حذر الباحثون من أن امتلاك القدرة التشريحية على إنتاج الكلام وسماعه لا يعني بالضرورة أن إنسان نياندرتال لديه القدرة الإدراكية للقيام بذلك. ومع أنه ليس لدينا أي دليل على أن أشباه البشر هؤلاء قد تكلموا بلغة. إلا أننا نعلم أنهم قد أظهروا سلوكًا رمزيًا معقدًا، مثل القدرة على التعبير بالرسم وأنهم قد أقاموا طقوسًا لدفن موتاهم.

لا نعرف ما إذا كان لديهم لغة، ولكن على الأقل لديهم جميع الأجزاء التشريحية اللازمة للتمكن من الكلام. كما تقول مرسيدس كوندي فالفيردي. ليس الأمر أن لديهم نفس لغتنا، وليس مهمًا إن كانت الإنغليزية أو الإسبانية، ولا شيء من هذا القبيل. بل قدرتهم على إصدار الأصوات، فإن استطعنا سماعهم فسنعرف أنهم بشر.

تختلف قدرة إنسان النياندرتال على السمع عن باقي أشباه البشر مما يشير إلى تطور مشترك للسلوكيات المعقدة والقدرة على التواصل الصوتي بين البشر المعاصرين والنياندرتال.

إن هذه النتائج بالإضافة إلى الاكتشافات الحديثة التي تشير إلى السلوكيات الرمزية في إنسان نياندرتال، تعزز فكرة امتلاكهم لنوع من اللغة البشرية. لغة مختلفة تمامًا في تعقيدها وكفاءتها عن أي نظام اتصال شفهي آخرتستخدمه الكائنات الحية غير البشرية على هذا الكوكب.

لم يعد هناك نياندرتال ليتكلم

لم يقتنع روبرت بيرويك، عالم اللغويات الحاسوبية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا كفاية بقدرة النياندرتال على الكلام . وبرأيه إن قدرة النياندرتال على الكلام لا تعني أبدًا أنه امتلك لغة.

قد لا يتم حل مسألة قدرة النياندرتال على التكلم بلغة أبدًا، حتى مع استمرار تراكم الأدلة. الأمر ببساطة لم يعد هناك إنسان نياندرتال يتكلم.

تقدم العديد من الاكتشافات الحديثة أدلة حول طبيعة حياة النياندرتال فقد كان قادرًا على التعبير الرمزي، وارتداء المجوهرات، والمشاركة في صناعة فن الكهوف حتى قبل الإنسان العاقل كما أنه اقام طقوسًا مدفنية لموتاه وإعتنى بالعجزة من أقربائه. لقد حررت هذه الأدلة إنسان نياندرتال من التصور طويل الأمد بأن البشر الأوائل كانوا متوحشين بدائيين، وهي أسطورة متجذرة جزئيًا في الأيديولوجية العنصرية في حياتنا اليوم.

لفترة طويلة، كان العلماء يميلون إلى الاعتقاد بأن هناك “قفزة” فصلت الإنسان الحديث عن بقية العالم البيولوجي، مثل الإدراك واللغة. لكن ربما يكون هذا قد تغير اليوم فيبدو أن النياندرتال كان بشرًا مثلنا.

أما أنت الأن فأخبرني إن التقيت بالنياندرتال يومًا ما فما الذي ستخبره به؟

إنها الشمس في أفق السماء، ترسل ما تبقى من أشعتها في نهاية هذا اليوم الحزين. في اللحظات العادية للبشرية، فإن هذا الأمر لا يعدو مشهدًا رومنسيًا جميلًا، أو على الأقل نهايةً عاديةً ليوم عادي. لكن، إذا كانت هذه اللحظة هي لحظة نهاية العالم، حرفيًا، ومجازيًا، فلا أعتقد أن الأمرَ سيكون مريحًا. يطل إنسان النياندرتال من فتحة كهفه على ذلك الغروب الكئيب للشمس. أمام عينيه، السماء، التي بدأت تتلون باللون الرمادي، وتنخر أذنيه نقاط المياه التي نخرت أيضًا طبقات الزمن. تصدر صوتًا اشبه بحازوقة الأطفال، لكن وللأسف، لم يعد هنالك أطفال، ولا أثر لإنسان أخر، قد يشارك هذا البائس غروبه الأخير. انقرض إنسان النياندرتال .

لكن وبعد ألاف السنين، عاد الصوت ليصدح من جديد في هذا الكهف القديم. صوت المعدات الأثرية لعلماء الأثار، وصوتٌ أخر لأغنية الإنسان الأخير.

أحد عشر سنًا

لم يرحل إنسان النياندرتال عن هذه الأرض بدون أن يخلف لنا شيئًا لنتذكره. بل شاءت الصدفة أيضًا أن يكون أثرًا ربما يدل على قاتله. إحدى عشر سنًا وجدوا سنة 1910 في كهف 《La Cotte de St. Brelade》 على جزيرة 《جرسي – Jersey》 قرب السواحل الشمالية الغربية لفرنسا. اعتبرت هذه الأسنان لفترة طويلة لعدة أفراد من النياندرتال. لكن دراسةً حديثة أجريت عليها أثبتت أنها تعود لنوع هجين من الإنسان. لنوع يتداخل فيه النياندرتال مع الإنسان العاقل في مرحلة عاش فيها النوعان معًا.

أظهرت الدراسة أن إثنين على الأقل من الأسنان المدروسة تحمل خصائص تعود للنياندرتال و للإنسان العاقل على حد السواء. الدراسة المنشورة في مجلة  Journal of Human Evolution  والتي قام بها باحثون من 《متحف التاريخ الطبيعي – Natural History Museum》 مع فريق من 《معهد الاثار -institute of archaeology》 وفريق من 《جامعة كنت- university of kent》 أكدت أن جذور الأسنان (Root) تشبه كثيرًا جذور أسنان النياندرتال، لكن 《العنق -Neck》 《والتاج- Crown》 في السن فهي تشبه أسنان الإنسان الحديث اليوم.

 استعمل الباحثون 《التصوير المقطعي المحوسب – Computed tomography 》كتقنية لمسح الأسنان من أجل دراستهم وهذه التقنية أدت إلى اظهار تفاصيل دقيقة لم تكن متاحة من قبل.

إن أهمية هذه الدراسة تكمن في أن عمر هذه الأسنان يعود لأقل من 48 ألف سنة. أي بذات الفترة التي عاش فيها الإنسان العاقل مع إنسان النياندرتال. هذه المرحلة الانتقالية كانت مجهولة سابقا وربما نكون الأن قد أزحنا الستار عن السبب الحقيقي لانقراض إنسان النياندرتال.

أشباه البشر

إن هذا الكهف على جزيرة جيرسي قد سكن من 200 ألف سنة. وبالإضافة إلى الأسنان فقد كشفت الحفريات التي أجريت فيه في أوائل القرن العشرين عن 20 ألف أداة حجرية بالإضافة لعظام ماموث ووحيد القرن الصوفي. هذا الكهف كان بحجمه الكبير نادرًا جدًا وقد سكن لألاف السنين.

أما النياندرتال الذي ظهر من 400 ألف سنة تقريبًا فقد سكن هذا الكهف من 200 ألف سنة. وانتشر في منطقة كبيرة من أوروبا الغربية إلى سيبيريا. كان النياندرتاليون أقصر وجسمهم أضخم من جسم الإنسان العاقل. وهؤلاء البشر كانوا أقوى عضليًا من العقلاء وأدمغتهم أكبر وكانوا أكثر تكيفا مع المناخات الباردة. استخدموا النار والأدوات وكانوا صيادين جيدين ويبدوا أنهم اعتنوا بمرضاهم وعجزتهم. (اكتشف علماء الأثار عظاما لنياندرتال عاشوا عدة سنين مع إعاقات جسدية حادة مما يدل على أن أقاربهم كانوا يعتنون بهم.) كانت الفكرة السائدة عن أن النياندرتال كانوا سكان كهوف همجيين وأغبياء لكنها تغيرت اليوم.

التواصل بين الإنسان العاقل والنياندرتال قد حصل تقريبا من 45 ألف سنة. هذه المجتمعات التي وجدت خلال العصر الحجري القديم الأوسط هي دليل محتمل على أن الانقراض ربما ليس أفضل كلمة لوصف مصير إنسان النياندرتال.

نرشح لك أيضًا: كيف يمكن لإبهامٍ صغير أن يحمل حضارةً بأكملها؟

علاقة حميمية قاتلة

لم يصل الإنسان العاقل إلى أوروبا الا قبل 70 ألف سنة تقريبا. فقد انتقل أولًا إلى الجزيرة العربية ومنها إلى أوراسيا. وعندما وصل الإنسان العاقل إلى الجزيرة العربية كان معظم أوراسيا مستوطنًا حينها من قبل أنواع بشرية أخرى. وبالفعل مع استقرار الإنسان العاقل في مناطقه الجديدة بدأت أعداد هذه المجموعات البشرية الأصلية تتناقص حتى انقرضت نهائيا.

فما الذي حدث لهم؟

علميًا هنالك عدة نظريات لكن معظمها يدور حول نظريتين أساسيتين: 《نظرية التهجين – Interbreeding Theory》. والتي تخبرنا عن انجذاب وعلاقات جنسية وامتزاج بين الأنواع. وحسب هذه النظرية تزاوج المهاجرون الأفارقة الذين انتشروا حول العالم مع مجموعات بشرية أخرى وبشر اليوم هم نتاج هذا التهجين.

على سبيل المثال عندما وصل العقلاء الى أوروبا التقوا بالنياندرتال وعاشوا معًا لمدة 5000 سنة قبل أن يختفي الأخير. وفقًا لنظرية التهجين عندما انتشر العقلاء في أراضي مجموعة النياندرتال فإن المجموعتين تزاوجتا معًا حتى اندمجتا. فإذا كان هذا هو ما حدث فإن الأوراسيين اليوم ليسوا عقلاء أنقياء فهم خليط من العقلاء والنياندرتال.

تسرد النظرية المضادة والتي تسمى《 نظرية الإحلال Replacement- Theory》 قصة مختلفة محورها الإختلاف والنفور وربما الإبادة الجماعية. وفقًا لهذه النظرية فإن العقلاء وبقية الأنواع البشرية كانت لديهم اختلافات تشريحية وعادات تزاوج مختلفة بل وحتى روائح أجسام مختلفة. وإن الاهتمام الجنسي لأحد النوعين بالأخر كان ضعيفًا. فحتى لو وقع روميو نياندرتال في حب جوليت الإنسان العاقل فلن يمكنهما إنجاب أبناء يتمتعون بالخصوبة. فالفجوة الجينية الفاصلة بين المجموعتين لا يمكن تجاوزها اصلًا.

 بقت المجموعتان متمايزتان تمامًا. وعندما مات النياندرتال أو قُتل ماتت جيناته معه. فوفقًا لهذا الرأي فان العقلاء حلوا محل كل المجموعات البشرية السابقة دون أن يندمجوا معًا. فإذا كان هذا ما حدث فإن أنساب جميع البشر المعاصرين يمكن ارجاعها حصريا إلى شرق أفريقيا قبل 70 ألف سنة. إن كل واحد منا اليوم هو عاقل نقي.

لكن وعلى العكس فإذا كانت نظرية التهجين صحيحة فستكون هناك اختلافات جينية بين الأفارقة والأوروبيين والأسيويين تعود لمئات ألاف السنين.

البقاء للأصلح

كانت نظرية الإحلال هي الرائجة سابقًا وقد سندتها أدلة أثرية وكانت أصح من الناحية السياسية. لكن ذلك انتهى عام 2010 عندما نشرت نتائج جهود أربع سنوات لتحديد جينوم النياندرتال.

كانت الجهود كلها مركزة لعقد مقارنة بين جينوم النياندرتال وجينوم الإنسان الحديث. حيث اتضح أنه ما بين 1-4 بالمئة من جينوم البشر المميز للمجموعات المعاصرة في الشرق الأوسط وأوروبا هو جينوم نياندرتال. أيضًا بعدها بعدة أشهر عثر على أحفورة عظمة إصبع تعود إلى فرد من نوع دينوسوفا. أظهرت أن نسبة 6 % من جينوم سكان أستراليا الأصليين المعاصرين هو جينوم دينوسوفا.

لكن بما أن النسبة هذه قليلة، صعب الحديث عن اندماج تام بين الأنواع. يبدو أنه من 50 ألف سنة كان العقلاء والنياندرتال والدينوسوفا قادرين على التزاوج وإنتاج ذرية. يمكن أن نفكر الأن في أننا كبشر عقلاء عاشرنا نوعًا مختلفًا وأنجبنا منه أولاد!

يمكن للدراسة المنشورة حديثًا في مجلة تطور الإنسان أن تكون من أبرز الأدلة التي تدعم نظرية التهجين. فهي قد سلطت الضوء على المرحلة الانتقالية التي تزاوج فيها النياندرتال مع الإنسان العاقل. وامتص فيها الإنسان العاقل جينات النياندرتال ومع مرور الوقت لم يعد هنالك وجود للنياندرتال. 

لكن هل يوجد تفسير أخر؟

إن التفسير الآخر الوحيد لظهور هذا النوع الجديد المهجن من الإنسان هو أن هذه المجموعة قد طورت في بيئة مغلقة مزيجا غير عادي من السمات بمعزل عن غيرها. لكن في هذا الوقت في العصر الجليدي الأخير وبسبب انخفاض مستوى سطح البحر، كانت جيرسي مرتبطة بالتأكيد بفرنسا المجاورة. لذا فإن مستوى العزلة طويل الأمد أمر غير مرجح.

لا تزال الصورة غير واضحة كليًا سيعمل الفريق الآن على تحليل DNA لعظام هذا النوع الهجين من أجل تأكيد وجود هذه المرحلة الانتقالية. عندها ستميل الكفة إلى الفرضية القائلة بأن الإنسان العاقل استطاع أن يمتص جينات النياندرتال ويدفع به إلى الانقراض.

عاش الإنسان العاقل خلال العشرة ألاف سنة الماضية وهو يألف كثيرًا أنه النوع البشري الوحيد لدرجة أنه من الصعب علينا تصور احتمال أخر. سهل عدم وجود إخوة وأخوات لنا أن نعتبر أنفسنا صفوة الخلق، لكن ماذا لو بقي النياندرتال والدينوسوفا جنبًا إلى جنب مع الإنسان العاقل؟ أي نوع من المجتمعات والسياسات والبنى الثقافية كانت ستنشأ؟ للأسف لن نجد الجواب فهذه الأنواع قد انقرضت للأبد.

*ملاحظة: استعان الكاتب إلى جانب البحث المنشور في مجلة Journal of Human Evolution بكتاب العاقل تاريخ مختصر للجنس البشري للكاتب يوفال نوح هَراري وبكتاب أقارب Kindred للعالمة ريبيكا راغ سايكس.

إن أحد أكبر الأسئلة المحيرة هو السؤال عن أصل الأنواع، كيف لكل هذه الأشكال المختلفة من الحياة أن تنشأ؟ كيف يمكن أن يوجد كل هذا التعقيد؟ كيف يمكن لشيء معقد كعين الإنسان أن يكون موجودًا؟ كل هذه الأسئلة التي حيرت الملايين على مر العصور، حتى أننا لجأنا لتفسيرها بالخرافات والأساطير، لكن العلم بات يعرف الإجابة، وهي التطور، ولكن كيف أدى التطور إلى تنوع أشكال الحياة؟

أكبر أمثلة التنوع بين الكائنات الحية

الحوت الأزرق هو أكبر الكائنات الحية على وجه الأرض اليوم، قد يصل طوله إلى 30 مترًا، كما قد يصل وزنه إلى ما يزيد عن ال100 طن!

يستطيع الحوت الأزرق التهام ما يزيد عن نصف مليون سعرة حرارية بمجرد أن يفتح فكيه، إلا أنه ليس بسمكة، فالحوت الأزرق من الثدييات، حيث سيموت اختناقًا إن بقي تحت الماء، فيجب عليه أن يصعد للسطح بين الحين والآخر، ليستنشق بعض الهواء، كما أن إناثها لا تبيض، وإنما تلد صغارها، ومن ثم تشرع في إرضاعها.

لى النقيض، الفيروسات هي أصغر ما يمكن أن نعتبره شكلًا من أشكال الحياة، حيث يبلغ حجمها بضعة نانومترات فقط، كما أنها لا تستطيع التكاثر ذاتيًا، وإنما تحتاج إلى خلية حية لتستولي عليها، وتحولها إلى مصنع للفيروسات المشابهة.

أكبر أمثلة التنوع بين الكائنات الحية

جميعنا نحب الكلاب، أليس كذلك؟ ولكن من منا يحب الذئاب؟ بالضبط، لا أحد.
ولكن ما قد يجهله الكثيرون هو أن الكلاب ما هي إلا سلالة منحدرة من الذئاب الرمادية، إذ استطاع أجدادنا استئناف بعض هذه الذئاب، وقادوا عملية التهجين، وانتقاء السلالات المرغوبة، وعلى مدى عشرات الآلاف من السنين، نتج ما لدينا اليوم من فصائل متنوعة للكلاب، ويمكنك عزيزي القارئ ملاحظة الشبه الكبير بين كل من الذئاب والكلاب.

كيف يعمل التطور

في القرن التاسع عشر، قدم «تشارلز داروين-Charles Darwin»، وصديقه «ألفريد راسل والاس-Alfred Russell Wallace» نظريتهما بشأن التطور، وهي تنص على أن التطور ليس بحاجة إلى العنصر البشري، فالطبيعة تقوم بانتقاء بعض الأجناس دونًا عن الأخرى، لنتخيل معًا هذا السيناريو:

نحن في بيئة ثلجية، ولدينا دببة بنية اللون، وأخرى بيضاء،  تستطيع الفرائس أن تلمح وجود الدببة البنية من على بعد كبير، وذلك للاختلاف الكبير بين اللون البني والأبيض، مما يسمح للفرائس بوقت أكبر للهرب، مما يقلل من فرص حصول الدببة البنية على الطعام، مما يجعل تكاثرها واستمرار نسلها أصعب، إذ ستكون أكثر عرضة للانقراض.

على النقيض، فالدببة البيضاء مموهة بفضل تشابه لون فرائها مع لون الثلج، مما يجعل ظهورها مفاجئًا للفريسة، وبهذا يستمر نسل الدببة البيضاء، بينما يختفي نسل الدببة البنية من هذه المنطقة الثلجية، وهذا ما يفسر وجود الدببة القطبية في البيئات الثلجية.

كيف يحدث التطور؟

كل الكائنات الحية قادرة على التكاثر، إذ تقوم بنقل جيناتها إلى الأجيال القادمة، لتصنع نسخًا متطابقة منها، لكن الطبيعة ليست بذلك الكمال، إذ قد تحدث بعض الأخطاء، فتحدث الطفرات الجينية، وهنا تكمن المغالطة، فالبعض يربط الطفرات بالتشوهات، ولكن الطفرات ليست كلها سيئة بالضرورة، فما هي إلا تغيرات جينية تعطي صفات جديدة للكائنات الحية.

الخلاصة

ليست نظرية التطور مفسرة لأصل الحياة، ولا هي عن أصل الكون، وإنما هي تشرح أصل الأنواع، فهي تفسر كيف تنوعت الكائنات الحية بعد أن نشأت الحياة للتو، وهي أفضل تفسير لدينا بهذا الشأن.

المصدر:

Coursera

إن أحد أكثر الأسئلة التي تظهر مدى جهلنا بالكون هو كيف بدأت الحياة على كوكبنا؟

كيف لكل هذا التعقيد أن ينشأ؟ العشرات من الآلاف من العمليات الكيميائية الحيوية، التي تحدث بداخلك بينما تقرأ هذا المقال. لكن العلم لديه بعض الآراء والفرضيات بهذا الشأن.

التشابه بين الكائنات الحية وعلاقته بكيفية بداية الحياة

إذا ما تأملت أشكال الحياة من حولك، فستجد تشابهات كثيرة، لنأخذ على سبيل المثال آلية عمل الفيروسات، لا تستطيع الفيروسات التكاثر ذاتيًا، لذا تتكاثر الفيروسات عن طريق زرع مادتها الوراثية بداخل خلية حية، مما يحول تلك الخلية لمصنع ينتج آلاف الفيروسات من نفس النوع، إنه لغريب حقًا كيف تحولت الخلية من كائن قائم بذاته، إلى مصنع لكائن آخر، وكل هذا حدث بمجرد تغيير المادة الوراثية للخلية، فقد قام الRNA الخاص بالفيروس بتغيير وظيفة الخلية كليًا.ولكن ما علاقة هذا بنشأة الحياة؟

هذا يخبرنا أن للحياة أصل مشترك واحد، وأن الحياة نشأت من كائن أولي واحد.على سبيل المثال، نحن تستطيع أن نأكل الموز، فكر بهذا، لماذا نستطيع هضم الموز؟ لأنه وببساطة، حجر الأساس الذي يكون الموز، هو نفسه حجر الأساس الذي يكوننا، بل والذي يكون كل الكائنات الحية.جرب مثلا أن تأكل صخرة، لن تستطيع، لأنه لا يوجد قاسم حيوي مشترك بينك وبين الصخرة، لذا فبما أن بعض الحيوانات تتغذى على النباتات، وبعض الحيوانات تتغذى على آكلات النباتات، فكلهم لديهم أصل واحد.

البحث عن أصل الحياة

ولكن هل يمكننا تتبع هذا السلف المشترك؟ الإجابة هي نعم وبكل تأكيد، فالسجل الأحفوري للنباتات، يخبرنا بوجود حفريات لنباتات بعمر 3 بليون سنة، ولكن هذا لا يمكن أن يكون هو أصل الحياة، إذ أن به الكثير من التعقيد الذي لا يمكن أن ينشأ من كيمياء بسيطة، لذا فأصل الحياة أبسط من هذا.

أين نشأت الحياة؟

هناك العديد من الفرضيات التي تدعي بأن أصل الحياة من خارج الأرض، وأن السماء أمطرت علينا نيازكها محملة بأولى الكائنات الحية، ولكن هذا لا يجيب عن السؤال، هو فقط يلقي بالمشكلة في مكان آخر، لذا فسنركز على ادعاء نشأتها على الأرض.

كيف بدأت الحياة

لنحول المواد الكيميائية الميتة إلى كائنات حية، نحتاج إلى بعض المركبات الكيميائية المعقدة، كالأحماض الأمينية على سبيل المثال، كما نحتاج أيضًا إلى طاقة كبيرة، لتحول هذه المركبات الكيميائية المعقدة، إلى خلية حية غاية في التعقيد، ولحسن الحظ، كل هذا كان موجودًا قبل 3 بليون سنة، فقد كانت البراكين على كوكبنا أكثر نشاطًا، وذلك بسبب زيادة الحرارة، لذا فيمكننا أن نفترض أن الحياة نشأت حول أحد الفوهات البركانية، الموجودة في أعماق المحيطات، حيث توجد الكثير من الحرارة لتحويل الكيمياء الميتة إلى كائن حي، ولكن كما نرى من حولنا، يمكننا رؤية الكائنات الحية الدقيقة في صراع دائم مع بعضها البعض، من أجل البقاء، بل أن بعضها يتغذى على البعض الآخر، لذا فيمكننا القول بوجود العديد من الكائنات الأولية الدقيقة، التي تصارعت في أعماق المحيطات من أجل البقاء، إلى أن نجح نوع واحد بالاستمرار، مما أدى إلى وجودك الآن تقرأ هذا المقال.

الخلاصة

لا يمكننا الجزم بشأن أصل الحياة، فليس بمقدورنا التأكد من هذا بآليات العلم التجريبي، ولكن يمكننا الخروج ببعض الافتراضات والسيناريوهات وفقًا لما نراه من حولنا، ومن يدري؟ أليس من الممكن أن يكون من يكتشف أصل الحياة هو أحد قُرّاء هذا المقال؟

من كورس ل Coursera مقدم من «جامعة أمستردام-Amsterdam

coursera

لقراءة سلسلة التاريخ الكبير ج6 من هنا

لماذا يجب علينا فهم سلوك الحيوانات؟

يعد الإنسان تصنيفيًا من الحيوانات، لذلك يمكننا فهم أنفسنا بمستوى أعمق بالتعرف على سلوك الحيوان، وقبل التعمق في معرفة سلوك الحيوان يجب علينا فهم تطورهم أولًا.

تنتقل الصفات من الأنواع إلى ذريتهم بفعل التطور، والتي تتغير من جيل عبر جيل، فيؤدي إلى ظهور أنواع جديدة تعيش معنا على الأرض.

4 أسئلة عن سلوك الحيوان

بمجرد البحث عن معرفة سلوك الحيوان سيتبادر في ذهنك العديد من الأسئلة، فقد سبقنا (نيكولاس تينبرغن) عالم السلوك الحيواني ووضع عدة أسئلة مختلفة لدراسة السلوك.

• ما الذي يدفع الفرد للإتيان بسلوك معين؟
• كيف طور الفرد القدرة على تنمية هذا السلوك؟
• كيف تطور هذا السلوك؟
• ما هي وظيفة السلوك؟

نسنتج من الأسئلة السابقة أهمية فهم التطور والانتقاء الطبيعي للإجابة على تلك الأسئلة، فعلى سبيل المثال لماذا يعيش حيوان ما مع آخرين بدلًا أن يكون منعزلًا، ولماذا يختار أن يعيش مع رفقاء ذوي ألوان زاهية، ولماذا يشدو لمناداة قطيعه؟

يمكننا متابعة تلك السلوكيات من جيل إلى جيل مع النظر في التطور البيولوجي المؤدي  لنقل الصفات الوراثية إلى الأنسال عبر الجينات مع ملاحظة التغييرات التي ينتج منها على المدى البعيد ظهور أنواع جديدة، يعتمد التطور البيولوجي أن كل أشكال الحياة على الأرض تتشارك في سلف مشترك أدى إلى التنوع الهائل بين الحيوانات والنباتات التي نراها اليوم، فتضم الحيوانات وحدها عددًا كبيرًا يُقدر بأكثر من 67000 نوع من الفقاريات، مع وجود 1.3 مليون نوع من اللافقاريات منذ أن ظهر البشر، ومن المؤكد وجود العديد من غيرهم غير المكتشف.

تعتبر أشكال الحياة مرتبطة ببعضها، فيعتبر والدك سلفًا مشتركًا بينك وبين أخواتك، وأجدادك هم سلف مشترك بينك وبين أبناء عمومتك.

طبقًا لبعض الأنواع مثل الشامبانزي فقد عاش هذا السلف المشترك المنقرض وقت قصير يقدر بملايين السنين مقارنة بتاريخ الحياة.

للعثور على سلفنا المشترك مع بقية الرئيسيات يتطلب الأمر الرجوع عشرات الملايين من السنين، ومن المرجح عيش آخر سلف مشترك لجميع الثدييات منذ حوالي 160 مليون سنة.

نستنتج من تلك المصطلحات أن أبناء عمومتنا يشبهون أنواع من الكلاب والقطط مثل التي تعيش الآن، ولكنها ترتبط بعضها لبعض ارتباطًا وثيقًا أكثر من ارتباط أي منهما معنا. فيجب أن تتشابه الكائنات التي تتشارك في تاريخها التطوري، لذلك مع دراسة الخصائص الموروثة عبر الأنواع يمكننا إعادة بناء علاقتهم التطورية.

نطلق على تلك العلاقات (تطور السلالات)، وعند إعادة بناء الأنساب يجب توخي الحذر في النظر إلى الصفات الصحيحة، فليست كل الصفات المشتركة ناتجة من الوراثة، فمثلًا تبدو أسماك القرش والدلافين والإكتيوصورات المنقرضة متشابة جدًا، ولكنها ليست ناتجة من علاقة تطورية وثيقة، بل مجرد تكيفات مع البيئة البحرية.

تسمى الصفات المشتركة الناتجة من الوراثة بالمتجانسة، والصفات التي تطورت مستقلة بالمتشابهة. لذلك نحن نعلم أن الأنواع مرتبطة ببعضها بدرجات مختلفة، ولكن ما الذي يجعل الأنواع تتغير وتتباعد؟

عمليات التطور الرئيسية

هناك ثلاث عمليات رئسية تؤدي للتطور: الطفرة والإنحراف الوراثي والانتقاء الطبيعي.

الطفرة

تحدث الطفرات عندما تُنسخ المواد الجينية على نحو خاطىء أو تُتلف من العوامل البيئية، تكون الطفرات عشوائية ومعظمها لا يفعل شيئًا أو يؤثر سلبًا على الكائن الحي بتعطيل وظيفة بيولوجية هامة، لكن بعض الطفرات مفيدة، فتنتج منها صفات جديدة أو تُعدّل الصفات الموجودة، وهذا يخلق تباينًا في الأنواع حيث تُنقل الطفرات صفاتها. ويعتبر الطاووس أحد الأمثلة لأحدى الطفرات الضارة المسببة لفقدان التصبغ المعروفة باسم (اللوسية).

الانحراف الوراثي

عملية عشوائية تحدوث لوجود عنصر الحظ في التكاثر دائمًا، فإذا كان الفرد محظوظًا وترك الكثير من الأحفاد، فسيتشارك الجيل القادم في صفات غير متكافئة. يعد الإنحراف الوراثي مهمًا في الجماعات الصغيرة، فيمكن أن يؤدي الحظ الجيد أو السيء إلى انقراض الصفات، دون حملها أو إصلاحها.

الانتقاء الطبيعي

العملية النهائية للتطور هي الانتقاء الطبيعي، فعلى عكس الطفرات أو الانحراف الوراثي فهو عملية غير عشوائية تمامًا تعتمد على أن الصفات المختلفة تؤدي إلى نجاح تناسلي مختلف.

يشرح لنا الانتقاء الطبيعي كيفية تغير صفات مجموعة من الحيوانات لتناسب بيئتها وهو ما يسمى بالتكيف.

يسير منطق الانتقاء الطبيعى كالنحو التالي: يوجد تباين بين الأنواع وهذا يعني أن الأفراد تختلف في وظائف الأعضاء، والبنية، والسلوك. بعض من الاختلافات قابلة للوراثة، فالنسل يميل إلى أن يكون أكثر تشابهًا مع آبائهم عن غيرهم من أفراد المجتمع، يوجد تنافس بين الأفراد على الموارد، مثل الطعام أو المكان، وتكن بعض المتغيرات أفضل في المنافسة عن غيرها لذلك بمرور الوقت تزداد نسبة المتغيرات الناجحة بين الكائنات، تتغير البيئات ولذلك تتأثر الصفات بتغييرها فتميل نحو البقاء والتكاثر في البيئة الحالية.

إذا عُزلت مجموعتان من نفس النوع عن بعضهما لبعض، فستتباعد صفاتهما تدريجيًا، خاصة إذا كانت بيئتهما مختلفة.

اللياقة في سلوك الحيوان

وننتقل من العوامل الرئيسية في التطور إلى مصطلح اللياقة، تستخدم كلمة لياقة في التطور لوصف مدى جودة صفات فرد معين في توريثها لأحفاده، مقارنة بالآخرين، فهي تُعد نمط وراثي يُقاس بالمساهمة النسبية للفرد العادي في الجيل التالي.

ماذا يعني كل هذا بدراسة سلوك الحيوان؟ باختصار بفعل الانتقاء الطبيعي ستتصرف الحيوانات عامة لتحسين لياقتها، وإذا أرادنا فهمهم، فنحن بحاجة إلى التركيز على فهم  سلوكهم  لمساعدتهم في البقاء وترك أجيالًا منهم. وإذا أرادنا التأثير على سلوكهم، فنحن بحاجة إلى فهم بيئتهم الطبيعية وكيف يتفاعلون معها.

المصدر:
edx

اقرأ أيضًا: هل يتأثر الإنسان بظاهرة الانتقاء الطبيعي؟

سلسلة (التطور) – مقال (3): “ههل يمكن للإنسان أن يتأثر بظاهرة الانتقاء الطبيعي ؟”

بعد حديثنا عن الانتقاء الطبيعي، ورأينا بأنفسنا الأدلة على وجوده، وكيف أنه يمكن أن تتطور رقاب الزرافات بواسطة الانتقاء الطبيعي.

ولكن ربما بدأت تتساءل عزيزي القارئ، هل يمكن للانتقاء الطبيعي أن يطور أعضاء وتراكيب معقدة، كالعين مثلًا، هل يمكن لأعيننا أن تكون قد تأثرت عن طريق الانتقاء الطبيعي ؟ أم أن الانتقاء الطبيعي لا يغير إلا تفاصيل بسيطة صغيرة ؟ وهل يمكن للإنسان أن يتأثر بظاهرة الانتقاء الطبيعي ؟

وفي الحقيقة، فإن الأجابة هي نعم !

يجب علينا إدراك أن الانتقاء الطبيعي يحدث دائمًا بخطوات صغيرة وبسيطة، وهذه الخطوات تكون دائمًا في مصلحة الكائن الحي.

كيف تطورت أعين الكائنات البدائية بمرور الزمن ؟

فيمكن مثلًا أن نتخيل نوعًا من الديدان البدائية، والتي لم تكن تتمتع بعيون معقدة ولكنها كانت تمتلك خلايا مسطحة تعمل «مستحثات ضوئية-photoreceptors». وتعرف مستحثات الضوء بأنها خلايا تستجيب لسقوط الضوء عليها، وبالتالي يمكنها التفريق بين الضوء والظلام فقط.

وبالتالي يمكن لهذه الدودة على الأقل أن تفرق بين الضوء والظلام، فيمكنها مثلًا أن تزحف حتى تشعر بالظلام، فمن المحتمل أن تكون الدودة قد زحفت حتى صارت تحت صخرة، وبالتالي فهي في أمان، وبالتالي يمكن لهذه المستحثات الضوئية أن تساعدها ولو بشكل بسيط على النجاة.

وبعد حدوث العديد من الخطوات بواسطة الانتقاء الطبيعي، يمكن لهذه المستحثات الضوئية المسطحة أن تتطور حتى تصبح مقعرة كالكوب الفارغ، وبالتالي عندما يسقط الضوء عليها من اتجاه معين، يمكن للدودة أن تحدد الاتجاه الذي سقط منه الضوء ويمكنها أن تحدد الاتجاه الذي ستزحف إليه. وهكذا تتطور الأمور أكثر وتتحسن لتساهم في نجاة الدودة.

وبالتالي فإنه مع الوقت، وحدوث التغيرات الطفيفة مع الوقت، يمكن أن يؤدي ذلك في النهاية إلى تطوير تراكيب معقدة.

هل تطورت عين الانسان بنفس الطريقة ؟

ولكن ماذا عنا ؟ هل نتطور ؟ هل يتعرض بنو الانسان إلى الانتقاء الطبيعي ؟ لأنه بمراقبة التقدم والرقي الذي وصل إليه الانسان، يصعب تصور أنه لا يزال هناك صراع على الحياة يمتد لأجيال ويمكن من خلاله حدوث الانتقاء الطبيعي.

حسنًا، لنتحاور معًا، هل يمكن لموضوع العين الذي تكلمنا عنه سابقًا أن تنطبق عليه كل شروط الانتقاء الطبيعي وبالتالي يمكننا إثبات أن الانسان لا زال يتعرض للانتقاء الطبيعي.

هل هناك تنوع ؟ نعم بالطبع. على سبيل المثال، إذا نظرت حولك، حتمًا ستجد أحدهم يضع نظارات. يمكن لهذا على الأقل أن يعد تنوعًا.

هل هناك توارث لتلك الصفة ؟ ضعف النظر الذي يستدعي بالضرورة ارتداء نظارة يكون متوارثًا، فتجد أشخاصًا يضعون النظارات وكان آباؤهم كذلك من واضعين النظارات.

ولكن هل هناك صفة الاختيار ؟ هل يعتبر ضعف النظر أو قوته بشكل ما ضروري أو مهم للنجاة في عصرنا الحالي ؟

ربما كانت صفة قوة النظر ضرورية ومهمة للبشر الذين عاشوا في مجتمعات تعتمد على الصيد بشكل أساسي في الحياة، فإن كنت تمتلك نظرًا أقوى زادت فرصتك في إتقان الصيد وبالتالي تزداد فرصتك في النجاة. ولكن في عصرنا الحالي، نحن لا نعتمد بشكل أساسي على الصيد في مجتمعاتنا هذه. وبالتالي لا يمكن أن تساهم صفة قوة النظر في النجاة في وقتنا هذا، ولكن في النهاية، “الانتقاء الطبيعي” هو قانون طبيعي، كالجاذبية الأرضية مثلًأ، يمكننا أن نتحايل عليه أو نمنعه في بعض الحالات، ولكن لا يمكننا أن نمنع حدوثه بشكل كامل، وفي الحقيقة فنحن لا زلنا في صراع على النجاة.

صراعنا الخاص على النجاة!

يمكننا أن نتحدث على سبيل المثال عن الأمراض، كالمالاريا مثلًا، فقد تسبب هذا المرض في حصد العديد من الأرواح في أفريقيا، وفي أوروبا والولايات المتحدة، تسبب بعض الأمراض في قتل الملايين من البشر، والإيدز مثلًا، يمكننا الحديث قليلًا عن الايدز.

يصاب الناس بالعديد من الفيروسات والبكتيريا، ولكن بعضهم يشتد عليه المرض أكثر من غيره، فهل تساهم جيناتنا في ذلك ؟ وهل للانتقاء الطبيعي دور في حدوث ذلك ؟

الإجابة هي نعم، يمكن لأنواع مختلفة من الجينات أن تغير قابلية تعرض الأفراد إلى الإصابة بالإيدز أكثر من غيرهم، ودراسة هذه الجينات يمكنها في المستقبل أن تمكننا من ابتكار أدوية لوقف أو الإبطاء من حدوث العدوى.

منذ الثمانينات، أصيب العديد من البشر بفيروس الايدز، ولكن لم يصب به كل من تعرض له، وقد حير ذلك الأمر العلماء لفترة من الزمن، وبدأوا يراقبون تلك الحالات، هل يمكن أن يمتلك البعض مناعة طبيعية تجاه الإيدز ؟

يمكننا فهم ذلك بسهولة إن فهمنا الطريقة التي يتعامل بها فيروس الإيدز مع خلايانا. وككل الفيروسات، لا يمكن لفيروس الإيدز أن يصنع نسخًا من نفسه بدون مساعدة من خلايا الإنسان، وبالتالي فهي تدخل إلى خلايا الإنسان وتستخدم الآلية الخاصة بها في الانقسام وتصنع نسخًا عديدة من نفسها وتنتشر في الجسم كله.

ولكن يمكن لفيروسات الإيدز أن تدخل إلى خلايا معينة فقط، فكيف يمكنها إذًا أن تجد الخلايا المناسبة ؟

يمكنها أن تفعل ذلك عن طريق بروتينات مخصصة لذلك تدعى المستقبلات، وهذه المستقبلات تكون موجودة على سطح الخلية لتتلقى المعلومات وتقوم بنقلها إلى داخل الخلية. ويقوم فيروس الإيدز بالإمساك بسطح الخلايا التي تحتوي على مستقبل يدعى CD4.

تعد الخلايا التي تحتوي على مستقبل CD4 جزءًا مهمًا من مناعة الجسم ضد كل الأمراض، وعندما يمسك فيروس الإيدز بها فإنه يدمرها تدريجيًا ويعيق الجهاز المناعي، ولذا سمي بمرض نقص المناعة.

ويتضح أيضًا أن مستقبلات CD4 ليست كافية، فهناك بروتين آخر يدعى CCR5 يعتبر مساعدًا للمستقبل CD 4 لأنه يعمل معه، ويعد هو الباب الذي يتيح دخول فيروس الإيدز لداخل الخلية.

اتضح أن الكثير ممن يمتلكون مناعة طبيعية ضد فيروس الإيدز توجد بداخلهم طفرة في بروتين CCR5 تدعى هذه الطفرة CCR5-delta32 ، وتؤدي هذه الطفرة إلى تكوين بروتين أصغر لا يصمد فوق سطح الخلية، وبالتالي لا تستطيع معظم أشكال فيروس الإيدز أن تصيب الخلايا بالعدوى إن لم يكن هناك بروتين CCR5 على سطح الخلية.

يمتلك الأفراد الذين عندهم نسختان من هذه الطفرة (حيث قاموا بتوارثها من الوالدين) مناعة كبيرة تجاه الإصابة بالإيدز. ويحدث ذلك الأمر لحوالي 1 بالمئة من القوقازيين( السلالة القوقازية من البشر).

بينما إذا امتلك الفرد نسخة واحدة من هذه الطفرة فإنها تعطيه بعض المناعة تجاه المرض، وتقوم بتخفيف آثار المرض إذا ما أصيب الفرد بالإيدز بالفعل. وهذا الأمر منتشر بنسبة أكبر عن سابقه حيث يمكن ملاحظته في عشرين بالمئة من السلالة القوقازية من البشر.

حسنًا، هناك أناس إذًا يتمتعون عن غيرهم بمقاومة ومناعة طبيعية ضد هذا المرض، ولكن هذه الطفرة توجد بنسبة كبيرة في شمالي أوروبا. على الرغم من انتشار الإيدز بشكل أكبر في أفريقيا، فإنه لا تزال الطفرة المسئولة عن المناعة ضد هذا الفيروس قليلة جدًا في أفريقيا، ويعتبر ذلك بسبب حداثة فيروس الإيدز نسبيًا بالنسبة للبشر، فالفيروس لم ينتقل للإنسان من القرود إلا قبل ثمانين عامًا فقط.

لماذا زاد متوسط طول قامة الانسان مؤخرًا ؟

ولكن ماذا عن صفاتنا الطبيعية الفسيولوجية بعيدًا عن الأمراض وغيره ؟ هل تأثرت هي الأخرى بالانتقاء الطبيعي ؟هل يمكن للإنسان أن يتأثر بظاهرة الانتقاء الطبيعي ؟ في صفاته الطبيعية؟ كطول قامة الإنسان مثلًا ؟ فما نعلمه أن الإنسان كان أقصر قامة قبل ألف عام، كيف يمكن لطول الإنسان أن يزداد في تلك الفترة ؟

حسنًا، لنراجع شروط الانتقاء الطبيعي مرة أخرى، هل هناك تنوع ؟ نعم بالطبع، هل هناك توارث لتلك الصفة ؟ نعم هناك توارث، ولكن هل يفيد ذلك نوعًا ما في بقاء الأفراد الأطول قامة؟

أذهل العلماء السرعة التي ازدادت بها أطوال قامات الهولنديين، فكان الهولنديون يتمتعون بقامة قصيرة نسبيًا قبل قرن من الزمان، ولكن ما لبثوا أن ازدادت أطوال قامتهم بشكل كبير.

افترض الباحثون في البداية أن السبب قد يرجع ربما إلى تحسن ظروف المعيشة، فالطعام الغني بالبروتينات والكربوهيدرات من الممكن أن يساهم في بنية أقوى وقامة أطول، ولكن من المستحيل أن يكون ذلك هو السبب الوحيد، فقد ارتفع مستوى المعيشة نسبيًا بالنسبة لأغلب سكان قارة أوروبا، فلما يزداد متوسط أطوال الهولنديين وحدهم ؟

بالإضافة إلى ذلك، فقد أثبتت دراسة أجريت عام 2000 ونشرت في مجلة Nature أن أصحاب القامة الأطول يميلون إلى إنجاب أبناء أكثر من ذوي القامات الأقصر، ما السر إذًا ؟

حسنًا، ربما يعود السبب إلى النساء، فربما تفضل النساء الرجل الأطول. لأنهن يعتقدن أنه أكثر صحة وقوة، وبالتالي يملك الرجال الأطول فرصة أكبر في الزواج والإنجاب أكثر من ذوي القامات القصيرة. ألا يمكن لهذا أن يكون السبب الحقيقي ؟ لو كان ذلك السبب حقًا، فإن هذا النوع من الانتقاء يطلق عليه الانتقاء الجنسي، وهو نوع خاص جدًا من الانتقاء الطبيعي، وسنتحدث عنه لاحقًا في المقال التالي.

المصدر

Coursera
genetics.thetech
Theguardian
انظر أيضًا الأدلة العملية على التطور

سلسلة (التطور) – مقال (2): الأدلة العملية على الانتقاء الطبيعي

ما الذي يتطلبه الانتقاء الطبيعي ليحدث؟

تحدثنا في المقال السابق عن التطور البيولوجي، وآليه حدوثه بواسطة ما يعرف بالانتقاء أو الإنتخاب الطبيعي، وفي الحقيقة فالأمر بسيط جدًا كما أوضحنا، ما أن تتوفر الشروط الثلاثة التي تحدثنا عنها، ألا وهي: التنوع، والإختيار، وإمكانية توريث هذه الصفة، فإن الإنتخاب الطبيعي يحدث بالفعل وتتطور الكائنات. ولكن قد لا يزال الأمر غامضًا بعض الشئ، وبالتالي فسيكون من الأفضل، أن نقدم مثالًا لحدوث التطور بواسطة الانتقاء الطبيعي، مثال سهل يمكننا ملاحظته حولنا بسهولة، واحد من الأدلة العملية على الانتقاء الطبيعي.

حلزون الحدائق

من منا لا يعرف الحلزون ؟ هو ذلك الكائن الذي يمكنك ملاحظته يزحف على الجدار ببطء شديد في حديقة منزلك، أو ربما بالقرب من بعض البحيرات. وتعرف بعض تلك الأنواع ب”حلزون الحدائق”، ولعل أشهرها هو الحلزون المعروف «Capea Nemoralis».

ويتميز هذا النوع من الحلزون بتعدد ألوان الدرع الخارجي له، فيمكن أن يكون ورديًا، أصفرًا، أو حتى بنيًا، وبالتالي نكون قد حققنا الشرط الأول لحدوث الانتقاء الطبيعي، هل تتذكره ؟ إنه التنوع. لننتقل مباشرةً إلى الشرط الثالث، ألا وهو إمكانية توريث تلك الصفة أو إنتقالها عبر الأجيال، ويخبرنا علماء الأحياء أن هذه صفة لون الدرع الخارجي للحلزون يتم بالفعل توريثها للأجيال القادمة من كائن الحلزون، وبالتالي فتلك الصفة موجودة في جينات هذا الكائن، وهذه الجينات مسئولة عن ظهور تلك الصفة في كائن الحلزون.

هل يمكن أن يعد حلزون الحدائق مثالًا حيًا على التطور ؟

ويكون بذلك قد تحقق شرطان من الشروط الأساسية لحدوث التطور بواسطة الانتقاء الطبيعي، ولكن هل يتحقق الشرط الثالث في تلك الحالة؟ هل هناك سبب ما يمكن أن يتسبب في اختيار وإنتقاء لون معين من ألوان الحلزون دونًا عن غيرها من الألوان؟ هل يمكن أن يتحقق الشرط المتبقي ألا وهو الاختيار؟

يقودنا هذا إلى السؤال الأفضل في تلك الحالة، هل يمكن للون الدرع الخارجي للحلزون أن يتسبب في نجاته في بعض الظروف ؟ وهل يمكن أن تكون بعض الألوان أكثر أهمية من غيرها في مسألة حياة الحلزون أو موته ؟

هل يمكن للون الدرع الخارجي للحلزون أحيانًا أن يكون الفارق بين الحياة والموت؟

“بالطبع”. هكذا يجيبنا «Menno schilthuizen»، أستاذ البيولوجيا بجامعة ليدن، “لسببين، أولهما هي درجات الحرارة العالية، ففي موسم الصيف، يمكن للحلزون أن يقضي فترات طويلة فوق النباتات تحت أشعة الشمس والتي يمكن أن تتسبب في رفع درجة حرارته بشكل مضر له.

كذلك فإن الحلزون صاحب الدرع الخارجي ذو اللون الأصفر يمكنه مقاومة الحرارة بشكل أفضل، لأن درعه يقوم بعكس أشعة الشمس الضارة أكثر من نظيره صاحب الدرع ذو اللون البني. ويمكن لذلك أن يكون الفارق بين الحياة والموت للحلزون !”

ولكن، إن كان حقًا اللون الأصفر ذو فائدة عظيمة للحلزون ويمكنه أن يمنح الحلزون فرصة أكبر في الحياة، لم لا ينقرض الحلزون صاحب الدرع ذو اللون البني ؟ أو اللون الوردي؟ لما توجد هذه الأنواع من حلزونات الحدائق طالما أنها تتعرض لا تستطيع عكس حرارة الشمس أو أشعتها الضارة؟

يتبادر هذا السؤال تقريبًا إلى أذهان كل من يقرأون عن نظرية التطور، والسبب أن هذه الألوان أيضًا (البني والوردي) تعد ذات فائدة عظيمة للحلزون ويمكنها أحيانًا أن تنقذ حياته، السر هنا يكمن في كلمة واحدة ألا وهي ( التخفي )!

يتغذى طائر «السماني المغرد-The Song Thrush» على هذا النوع من الحلزونات، فإذا ما رأى هذا الطائر الحلزون فهو يصطاده على الفور ويأكله، وبعض الحلزونات ذات الألوان المميزة يمكنها أن تتخفى بطريقة أفضل من غيرها وبالتالي تتجنب تعرضها للاصطياد، ولكن يعتمد الأمر في النهاية على مكان وجود هذه الحلزونات. ففي الحقول مثلًا أو الأراضي الزراعية ذات الغطاء النباتي الأخضر والأصفر أحيانًا، تتمتع الحلزونات صاحبة الدروع الخارجية، ذات اللون الأصفر بفرصة أكبر في النجاة، بينما تتمتع الحلزونات بنية اللون والوردية بفرصة أكبر في النجاة داخل الغابات الكثيفة والتي تكثر فيها الألوان.

هل يحدث ذلك على بالفعل على أرض الواقع؟

حسنًا، ولكن هل يحدث ذلك بالفعل على أرض الواقع ؟ هل نتوقع أن نعثر على الحلزونات الصفراء بأعداد أكبر في العشب والأراضي الزراعية، بينما سنجد أن الحلزونات البنية والوردية توجد بأعداد كبيرة في الغابات ؟ هل يعتبر ضمن الأدلة العملية على الانتقاء الطبيعي؟

نعم، هذا ما يجب أن تجده بالفعل. وعندما تجد هذه الحلزونات عزيزي القارئ، فيمكنك ساعتها أن ترى الانتقاء الطبيعي يحدث أمام عينيك، لا يتطلب الأمر السفر لآلاف الأميال أو الإنتظار لملايين السنوات حتى ترى آثار الانتقاء الطبيعي، لربما تطلب الأمر التنقل بضع خطوات بين بيئتين مختلفتين والبحث عن بعض أفراد الحلزون لدقائق.

ولكن قد لا يتوفر لدى الجميع ذلك التنوع البيئي أو العديد من أفراد الحلزون ليلاحظ مدى الفرق بينهم، ولنوفر عليك عناء البحث، فقد قام مينو وزميله دكتور «ماورين فان دير زي- Maurijn Van Der Zee» بجامعة ليدن بالبحث بأنفسهم أمام أعيننا في المساق الممتع المقدم على منصة (Coursera) المعروف بـ( Evolution Today) والذي يمكنك مشاهدته بنفسك مجانًا على الموقع، بالبحث عن أفراد الحلزون في العشب وفي الغابات، وما وجدوه كان حقًا مذهلًا، ففي العشب كان أغلب أفراد الحلزون من النوع الأصفر، بينما في الغابات يظهر أفراد الحلزون البنية والوردية بشكل أكبر.

هل يظهر الانتقاء الطبيعي بذلك الوضوح فقط في حيوان الحلزون؟

لا يقتصر الأمر على الحلزون فقط، بل يمكنك مشاهدة أثار التطور، و الكثير من الأدلة العملية على الانتقاء الطبيعي في بيئتك، يمكنك ملاحظة الكائنات التي تغير سلوكها، وبنيتها الجسدية لتتكيف مع طبيعتها وتحافظ على بقائها. ففي المقال القادم، سنحاول عرض المزيد من الأمثلة الحية على الانتقاء الطبيعي والتطور كما أننا سنبين كيف استغل الإنسان هذه الظاهرة لصالحه وأنتج لنا العقاقير والمبيدات وغيرها من الأدوية التي اعتمدت على التطور والانتقاء الطبيعي.

المصادر

Coursera
Whyfiles
انظر أيضًا ما هو الانتقاء الطبيعي؟

ماذا سيحدث لجسدك إذا التزمت بالتمارين الرياضية؟

” هذه المرة سألتزم بشكلٍ جاد ولن أتكاسل أبدا ”
” ربما سأبدا من الغد ”
ويأتي الغد وبعد الغد وأنت لم تبدأ بعد !
ربما ستشعر ببعض الراحة إذا علمت أنك لست وحدك في هذه الدوامة، فالكثير منا قد حاول مرارا وتكرارا الإلتزام بالرياضة والغذاء المتوازن لكن أغلب محاولاته قد باءت بالفشل، لذا يسعدنا عزيزي القارئ في هذا المقال أن نجيب على سؤال ماذا سيحدث لجسدك إذا التزمت بالتمارين الرياضية؟

البداية

عند البدء بالتمارين ستشعر أنك يقظ ومليء بالطاقة، فزيادة نشاط وسرعة القلب يضاعف تدفق الدم والاكسجين للدم، لكن استعد لحالة من الـ«DOMS» وهي إختصار لـ« Delayed onset muscle soreness» وهو ألم في العضلات يستمر لمدة 72 ساعة، الخبر الجيد هو أنه لن يعاودك مرة أخرى إذا استمررت بالتمارين للعضلات ذاتها.

الاسبوع الثاني

خلال الاسبوع التالي يبدأ ببطء انتاج الميتوكوندريا من خلال عملية تعرف بـ«نشوء الميتوكوندريا الحيوي-biogenesis » ، الميتوكوندريا هي عضي في خلايا جسمك والتي تحول الكربوهيدرات، الدهون والبروتينات إلى وقود حيوي تستخدمه عضلاتك للقيام بانشطتها كالانقباض والانبساط.

بضعة أسابيع أضافية

بعد 6-8 اسابيع سيزداد انتاج الميتوكوندريا بنسبة 50% ، المزيد من الميتوكوندريا في خلاياك سيزيد شعورك باللياقة وستزداد قدرة تحملك ولن يكون جري 3 أميال بتلك الصعوبة التي كانت في الاسبوع الأول.

نصف عام من الرياضة

بعد 6 اشهر من التمرين المتواصل ستلاحظ الفرق، إذا كان تركيزك على تمارين تقوية العضلات ستلاحظ أن عضلاتك بدأت تتشكل وستكون أقل تراجعاً عند هذه النقطة، فبحسب برامج التمارين، معدل الانسحاب خلال الست اشهر الأولى يتراوح بين الـ50% لكن بعد ذلك يستمر عدد أكبر بالتمارين.
إذا كان تركيزك على تمارين القلب، فبعد 9 أشهر من التمارين سيرتفع «VO2 Max » بنسبة 25% ، الـ«VO2 Max » مقياس للياقة ويدل على سرعة الجسد في نقل الاكسجين في نقل الاكسجين للعضلات كلما ارتفع هذا المقياس تزداد قدرتك للركض اسرع ولمدة اطول.

عام كامل من النشاط

بعد سنة من التمارين ستصبح عظامك اكثر كثافة وهذا يقلل احتمالية اصابتك بالهشاشة، كما أن التمرين المستمر المصحوب بتمارين اكسجينية حيوية بمقدوره ان يعكس تأثير هشاشة العظام خلال 12 شهر.

لا ضير من توفير بعض النقود

اذا استمررت بالتمرين لمدة طويلة فلن يكون جسدك هو الوحيد المستفيد بل سيتجاوز الأمر ليصل لحسابك البنكي كذلك والذي سيشهد ارتفاعاً ملحوظاً، فبحسب دراسة، اظهرت أن الاشخاص الذين يتمرنون لمدة 5 ايام في الاسبوع لمدة اقلها 30 دقيقة يحتفظون على الاقل بـ2.500 دولار في السنة لغايات علاج صحة القلب، ستكون ايضاً اقل عرضة للاصابة بالروماتيزم، السكري من النوع الثاني وتدهور الوظائف العقلية ، وبعض انواع السرطانات كسرطان الثدي والقولون. إضافةً إلى ذلك فإن التمارين الرياضية تقلل القلق والإكتئاب وتقلل مستويات هرمونات الكورتيزون والادرنالين

توصيات

كل ماذكر من الفوائد السابقة تعتمد بشكل كبير على نوعية وحدّة التمارين وطول مدة التمرين والغذاء المتوازن جزء اساسي في الحياة الصحية.

توصي وزارة الصحة والخدمات البشرية الاميريكية بـ2.5 ساعة في الاسبوع على الاقل من التمارين المتوسطة مثل المشي السريع وقيادة الدراجة أو 1.15 ساعة في الاسبوع من التمارين المتوسطة والثقيلة مثل الركض والسباحة. ويفضل أن تخصص يومين في الاسبوع لتقوية عضلاتك ببعض تمارين الوزن والاثقال فهي تساعد على زيادة سرعتك وقدرة الاحتمال لديك.

عليك أن تبدأ بخطوات بسيطة وألا تدفع نفسك بشكل سريع او تعرض نفسك للخطر، ستكتشف ان لياقتك مغذي من الطاقة لك في الاسابيع التالية، تدرب بذكاء وباستمرار وستجري في المارثون يوماً ما.

المصدر

عالم الفيروسات البسيط بتركيبه المُعقّد بألغازه

لا يهمني معرفة كم تبلغ من العمر، ولكني أملك الثقة كي أؤكد لك أنك على الأقل قد عاصرت انتشار أحد أنواع الفيروسات، ولا بُد أنك قد تكبدت عناء سماع أرقام الضحايا المتزايدة والمخاوف والتحذيرات والتهويلات اللامتناهية.

ولا بُد أنك قد رسمت على وجهك ابتسامة سخرية أو تعجّب لحظة سماعك المعلومات الغريبة التي أخبرك إيّاها أحد أصدقائك عن الفيروسات والمؤامرات السرية التي تُحاك باستخدام هذا السلاح البيولوجي!

دع عنك عزيزي القارئ عبء تلك المعلومات الثقيلة والمزيفة غالبًا، وانطلق معنا في جولة إلى عالم الفيروسات البسيط بتركيبه المُعقّد بألغازه.

ما هو الفيروس؟

بلا أي تعقيدات وبكل بساطة، الفيروس هو مادة وراثية محفوظة في مغلف أو محفظة من البروتين.

وبسبب التركيب البسيط للفيروس فأنه غير قادر على التكاثر من تلقاء نفسه بل يعتمد في ذلك على خلية مستضيفة توفر له العضيات والبيئة الملائمة للتضاعف والتكاثر.

تصنيف الفيروسات

على الرغم من بساطة الفيروسات إلا أنها تضم مجموعات متنوعة وأعداد كبيرة. ولتسهيل دراستها تم وضعها في عدة تصنيفات باستخدام عدة معايير، تختلف من حيث:

الشكل

تتشكل كبسولة البروتين حول المادة الوراثية بعدة أشكال، منها : المحفظة Capsomere ، الكروي Spherical ، اللولبي Helical ، وشكل العشرين وجه Icosahedral .

المادة الوراثية

تحتوي بعض الفيروسات على سلسلة واحدة من جزيء RNA وبعضها يحتوي على سلسلتين، كما يمكن أن تحتوي على سلسلة واحدة أو سلسلتين من جزيء DNA.

نوع الخلية المستضيفة

الفيروسات قادرة على العيش داخل جميع أنواع الخلايا سواء كانت وحيدة أو متعددة، وبشكل عام تقسم إلى فيروسات متطفلة على البكتيريا وفيروسات متطفلة على الكائنات متعددة الخلايا.

آلية عمل الفيروسات داخل الخلايا المستضيفة

تبدأ الحرب بين الفيروس والخلية المستضيفة بالتصاق الفيروس على الغشاء الخارجي للخلية ومن ثم محاولة إدخال المادة الوراثية الخاصة بالفيروس إلى داخل الخلية. تظهر الفيروسات هنا اختلافًا في طريقة إدخالها لمادتها الوراثية، فمنها من تتحد مع الغلاف الخارجي للخلية وتندمج معه وبعدها تفرغ محتواها الجيني، ومنها من تحاول إقناع الخلية بأنها كائن مسالم لا ينوي أي شر كإقناعها أنه قابل للاستهلاك وبذلك تلتف الخلية المسكينة حول الفيروس في عملية تدعى البلعمة Endocytosis، أما إذا واجه الفيروس غلافاً قاسيًا فأنه يحقن مادته الوراثية تمامًا كالإبرة إلى داخل الخلية المستهدفة دون الحاجة إلى دخولها.

في حال كانت المادة الوراثية تتكون من جزيء RNA فإنها تتجه نحو الريبوسوم لتبدأ هناك عملية التشفير وتصنيع بروتين الفيروس والذي يبدأ بدوره بمهاجمة جزيئي DNA و RNA الخلية المنافس والتخلص منهما وذلك لإتاحة فرصة أكبر لتضاعف المادة الوراثية للفيروس وإنتاج نسخ أكثر منه، بعد استنزاف مصادر الخلية، تغادر نسخ الفيروس الخلية متجهةً لخلايا أخرى.

مغادرة الخلية لن تكون سلمية بالطبع، فبعض الفيروسات تحلل غشاء الخلية وبذلك تتحلل الخلية بأكملها، بعضها الآخر تستغل هذا الغشاء وتضغط نفسها باتجاهه متنكرةً به وتستخدمه كوسيلة لمهاجمة باقي الخلايا والتي تتعرف على هذا الغشاء باعتباره خلية صديقة وليس فيروس قاتل.

تاريخ الفيروسات وتطورها

قبل أن نتسائل عن تاريخ الفيروسات لا بُد أن نتسائل عن آلية تحديد هذا التاريخ لكائنات ليس لها أي سجل أحفوري في الصخور -بسبب هشاشتها وعدم قابليتها للحفظ-.

ربما تكون الإجابة صادمة لك، لكن المادة الوراثية الخاصة بك وبكثير من الكائنات الحية يعتبر سجل أحفوري غني للفيروسات، كيف ذلك؟

إليك القصة، هناك نوع من الفيروسات معروف باسم الـ Retrovirus، يحتوي هذا النوع على جزيئات RNA كمادة وراثية، ويحتوي كذلك على بروتين مسؤول عن النسخ المعاكس أي تحويل جزيء RNA الى جزيء DNA، وبالتالي يحول المادة الوراثية الخاصة به إلى DNA، والتي بدورها تندمج مع DNA الخلية، وتتم بعدها باقي العمليات وتصنيع البروتين.

اندماج جزيء الـ DNA الذي يحدث في الخلايا الجنسية كالحيوانات المنوية والبويضات يورَّث للأجيال اللاحقة، وبالتالي يتم حفظ المعلومات الوراثية للفيروس في الكائن الحي وتنتقل من جيل إلى جيل، وبمقارنة تسلسل المادة الوراثية بين الأنواع المختلفة للكائنات الحية يمكننا تحديد عمر الفيروس أو على أقل تقدير معرفة الوقت الذي هاجم فيه هذا الفيروس خلايا الكائن الحي.

هذا بالنسبة لآلية تحديد تاريخ الفيروسات، أما بالنسبة لتاريخ الفيروسات وسبب ظهورها فهناك عدة نماذج مقترحة، نذكر منها:

النموذج الأول Virus first model

يقول بأن بساطة الفيروسات ترجّح أنها تطورت في وقت كانت فيه الحياة بسيطة وأولية أي أنها أقدم من أقدم كائن حي.

فرضية الهروب Escape Theory

تقترح أن الفيروسات تطورت من جينوم الخلايا، حيث أن بعض قطع الجينوم قادرة على قص ونسخ بعضها ونقل نفسها من جزء لآخر خلال سلسلة الحمض النووي، يعتقد العلماء أن أحد هذه القطع كان لها القدرة على تغليف نفسها ببروتين والهرب خارج الخلية.

النموذج الثالث

يقترح أن الفيروسات هي بقايا فيروسات أكبر حجمًا وأكثر تعقيدًا وقربًا للحياة الخلوية، وبعدها طورت علاقة تكافلية مع الكائنات الأخرى. مع ازدياد اعتماد الفيروس على الخلية المستضيفة، تخلى عن تعقيده، وبهذا تحولت العلاقة إلى تطفلية.

كيف تنتقل الفيروسات بين الأنواع المختلفة من الكائنات الحية؟

تتضمن عملية قفز الفيروس بين الأنواع المختلفة من الكائنات الحية ثلاث مراحل أساسية، وهي الاتصال مع الخلية الجديدة ومن ثم مهاجمتها والتضاعف داخلها ومن بعدها الإنتقال لفرد آخر من النوع ذاته.

التحدي الاول يكمن في الارتباط على سطح الخلية بمستقبلات خاصة أو آليات معينة، ومن ثَم دخوله إلى الخلية حيث سيجد الفيروس نفسه في حاجة لتوظيف آليات تكيّف جديدة إضافية لاستغلال الآلة التكاثرية الخاصة بالخلية لصالحه. كما أنه بحاجة إلى تثبيط عمل جهاز المناعة ونشر نسخ منه للخلايا المجاورة. بعد إتمام هذه التحديات بنجاح يصبح الفيروس قادرًا على الإنتقال إلى ضحية أخرى.

لحسن الحظ؛ الاختلافات الجينية بين الخلايا المضيفة تجعل من مهمة القفز بينها أمرًا صعبًا إلى حدٍ ما، لكن سرعة عمليات التكاثر الجنونية وما يرافقها من طفرات جينية ذات تأثير تكيفي – على الرغم من نسبتها القليلة – قادرة على جعل الفيروس ضيفًا جديدًا لدى خلية مستضيفة جديدة.

الأدوية والعقاقير المتوافرة

استطاع العلماء تطوير العديد من العلاجات والتي تعمل على تثبيط مراحل مختلفة في رحلة الفيروس نحو مهاجمة الخلية، حيث يعمل دواء Amantadine و Maraviroc المستخدمين في علاج فيروس الهربس Herpes على إعاقة عملية إختراق الفيروس للخلية. أما Acyclovir و Foscarent فيعملان على تثبيط عملية تصنيع تسلسل الحمض النووي والمادة الوراثية.

Zidovudine يعمل على تثبيط عملية النسخ العكسية، أي تحويل جزيء RNA إلى جزيء DNA وبالتالي يستخدم في علاج فيروس HIV المسبب لمرض نقص المناعة المكتسبة أو الأيدز AIDS، وIndinavir يعمل على تثبيط عملية تصنيع البروتين.

الجدير بالذكر أن هذه العلاجات تُعطى في الحالات الحرجة والخطرة جدًا، ويتم فيها مراعاة توافر عوامل الخطورة، ككبار السن والأطفال والحوامل وتواجد الأمراض المزمنة.

ما هو سبب خوفنا الدائم من الفيروسات ؟

مع توافر العديد من الأدوية ربما يتبادر إلى ذهنك عزيزي القارئ عن سبب خوفنا المستمر من الفيروسات، الإجابة هي أن مفتاح نجاح الفيروسات يكمن في بساطتها.

التركيب البسيط للفيروسات يحد من التراكيب القابلة لتصنيع أدوية وعقاقير لتثبيطها، كما أن سرعة تكاثرها الجنونية وما يرافقها من طفرات تجعل منها مقاومة بصورة سريعة للأدوية المتوافرة.

هل الفيروسات كائنات حية؟

من الطريف حقاً مع كل هذه الجلبة والتساؤلات التي تثيرها الفيروسات تواجد جدل كبير حول تصنيف الفيروس ككائن حي، ففي تعريفنا للفيروس قلنا أنه مادة وراثية وغلاف بروتيني فقط، كما أن الكثير من العلماء يضعون الفيروسات في منطقة رمادية من الأشياء شبه الحية. فالكائنات الحية تتميز بقدرتها على التكاثر والتطور، والمحافظة على بيئة مستقرة داخل خلاياها وصنع طاقتها بنفسها. أما الفيروسات فهي تتكاثر وتتطور لكنها لا تحقق الشرطان الأخيران فكانا السبب لزجّها في تلك المنطقة الرمادية.

سواء اعتبرها الخبراء كائنات حية أو شبه حية فالفيروسات موجودة وتشكل ما يقارب ٨ % من حمضك النووي الخاص والباحثون في كل مكان وبشكل متواصل في بحث دائم مستمر عن الطفرات التي من الممكن أن تتبعها الفيروسات للقفز بين الأنواع المختلفة من الكائنات وأساليب المقاومة التي تطورها ضد الأدوية والعقاقير، ويكمن التحدي الحقيقي في توقع الفيروس الذي سيشكل الكارثة العالمية القادمة.

المصادر:
Novalabs
PBS Eons
NatGeo
Khan Academy
Ted Ed

إشارة عصبية جديدة يحتكرها مخ الإنسان

إشارة عصبية جديدة يحتكرها مخ الإنسان تحمل الكثير من التأملات نحو القوة الحاسوبية لعقلنا دونًا عن سائر الكائنات، والتي تتحدى فرضيةً دامت طويلًا في التعلم الآلي.

تخبرنا دراسة نشرت بدورية العلوم «Science Magazine» في بداية هذا العام عن قوة خفية يحملها الثلثان الأخيران من قشرتنا المخية، تحديدًا في قلب الخلايا العصبية في هذه المنطقة.

الخلية العصبية كما فهمناها

تتكون الخلية العصبية من رأس وذيل، يسمى الرأس بجسد الخلية العصبية «Soma»، وتستقبل خلاله الإشارات الكهربية من الخلايا حولها، تسير الإشارة الكهربية في جسد الخلية العصبية حتى تصل إلى الذيل أو ما يسمى بالمحور «axon»، يستريح المحور على جسد خلية عصبية أخرى، ناقلًا إليها الإشارة الكهربية.

ولكن الأمر أكثر تعقيدًا من ذلك، حيث أن الخلية العصبية تحمل بوابات مختلفة للأيونات الموجبة والسالبة، مثل الصوديوم والبوتاسيوم والكاسيوم والكلور، وكل بوابة لهذه الأيونات لها طريقة عملها، فبعضها يتحفز سريعًا حينما تأتيه الإشارة الكهربية، بعضها ينشط ببطء، والبعض الآخر يحتاج قدرًا معينًا من الإشارات الكهربائية حتى ينشط، معًا تعمل هذه الأيونات على نقل الإشارات العصبية من خلية عصبية إلى أخرى، ومن منطقة من المخ إلى منطقة أخرى.

 تعمل الخلايا العصبية جميعها معًا على حل “المشكلات”، قد تكون هذه المشكلة ماذا نتناول في عشاء اليوم، أو كيف ننظم أنفسانا ونسترخي حين تكون حياتنا مستقرة ولا خطر يواجهنا.

ولأن الخلايا العصبية تعمل على مرور الكهرباء فيما بينها فقد مثلها علماء الأعصاب بصورة شبكة، حيث تمثل كل خلية عصبية نقطة ، وتنتشر الإشارة العصبية خلالها محكومة بنوع الأيونات ونوع الاتصالات عند هذه الخلايا العصبية.

علوم الأعصاب والتعلم الآلي

يستغل علماء الحاسوب مفهوم الشبكة العصبية «Neural Network» بدرجة كبيرة في شتى المشاكل، خاصة مشكلات التعلم الآلي Machine» «Learning، يحمل هذا المجال تطبيقات كبيرة في تحليل البيانات المختلفة والتفضيل بينها وإيجاد حلول لشتى المشاكل التي يتم عرضها على هذه الشبكة العصبية، ولكن تطبيقاتها لم تتوقف على علوم الحاسب فقط، ولكنها تستخدم في فهم الجهاز العصبي و تمثيله في نماذج وفهمه بقدر أكبر مما تطرحه فقط دراسة الخلايا العصبية  كجزيئات كيميائية وأيونات.

كان الفهم السائد من هذا المنطلق أن الخلية العصبية المفردة تعمل مثل بوابة المنطق AND المشهورة في الدوائر الكهربائية، فيجب أن يجتمع قدر معين من النشاط الكهربائي في جسد الخلية كي تتمكن من إرسال سيال عصبي خلال محورها إلى الخلية العصبية التالية. وهذا المفهوم يتناسق مع فهمنا لتركيب الخلية العصبية، حيث أن بعض الأيونات لا تدخل الخلية إلا عندما تأتيها إشارات عصبية قوية مجتمعة من عدة خلايا عصبية أخرى.

يتوقف دور الخلية العصبية المفردة على ذلك، لما فيه من بساطة، ولكن نظريًا فيمكن لشبكة من الأعصاب أن تقوم بأي وظيفة أيًا كانت، بل إن تحقيق بعض الوظائف يتوقف كليًا على شبكة الأعصاب، ولا يمكن القيام بها في خلية عصبية مفردة، بل قام بعض علماء الحاسب في أواخر ستينيات القرن الماضي بالإثبات النظري لاستحالة القيام بوظيفة XOR إلا من خلال شبكة عصبية متكونة من عدة طبقات، ولا تستطيع شبكة واحدة القيام بها.

تعمل بوابة XOR بقراءة إشارتين كهربيتين يدخلانها، فإن كان إحداهم موجبة أو 1، أما الثانية غير متواجدة أو 0، ترسل بوابة XOR إشارة موجبة أو تحمل قيمة 1 هي الأخرى لباقي أجزاء الشبكة العصبية أو الدائرة الكهربية، أما إذا جاءتها إشارتين بقيمة 1 أو إشارتين بقيمة 0 فلا تعمل.

هل كنا على خطأ؟

هذا إلى أن جاء ماثيو إيفان لاركم «Mathew Evan Larkum» من جامعة همبلدت برلين الألمانية «Humboldt University of Berlin» وفريقه البحثي لدراسة ظاهرة جديدة في الخلية العصبية، تحديدًا في ثلثي القشرة المخية الخارجيين وتفسير سلوكها الغريب الذي لا يستطيع تفسيره فهمنا عن الخلايا العصبية.

باستخدام أيونات كالسيوم المشعة، وبغلق بوابات الأيونات الموجودة على الخلية العصبية، وجد الباحثون نوعًا جديدًا من بوابات الكالسيوم، والتي تحمل نوعًا خاصًا من  الإشارات العصبية dCaAP، تختلف في تحفيزها وتوصيلها للكهرباء عن سائر الخلايا العصبية التي درسناها من قبل.

بعد دراسة العديد من الخلايا العصبية التي تظهر هذا النمط من بوابات الكالسيوم، قام الباحثون بتصميم نموذج حاسوبي للخلايا العصبية بالخصائص الجديدة التي وجدوها.

في المحاكاة التي صمموها، تنطلق إشارات عصبية بشكل عشوائي نحو الخلايا وفيما بينها، مما يزيد من احتمال أن تصل إشارتان عصبيتان لنفس الخلية في نفس الوقت، حين يحدث ذلك، لا تنطلق أي إشارة عصبية من نوع الdCaAP، ولكن تنشط فقط حينما يصلها إشارة عصبية واحدة في الوقت الواحد.

يعد هذا النشاط مطابقًا تمامًا لوظيفة XOR التي تطرقنا إليها، يقول الباحثون في دراستهم: “طال الظن بأن التشابكات العصبية تقوم فقط بوظيفتي AND أو OR”، ولكن حسب نتائج دراستهم يكمل الباحثون “ولكننا وجدنا السيالات العصبية dCaAPs يستطيع القيام بهذه الوظيفة”.

لعل العامل الرئيسي الذي أدى لهذا الاكتشاف يكمن في قيام العلماء بدراسة شرائح من خلايا عصبية بشرية مستأصلة -لأسباب علاجية- من مرضى الأورام الدماغية ومرضى الصرع، فاعتمادهم على العينات البشرية كشف لنا ما لم تكشفه لنا أدمغة الفئران التي درسناها وبنينا على أساسها مفهومنا عن الخلايا العصبية ونشاطها، فهذا النوع يعد إشارة عصبية جديدة يحتكرها مخ الإنسان.

ماذا بعد؟

يدعو الباحثون العلماء في نهاية الدراسة بتجديد رؤيتهم للعقل البشري ومفهومنا عنه، فسيؤدي فهم قدرة الخلية المفردة ووضع نموذج سليمة لها في النهاية لفهم العقل البشري وكيف تتفاعل جميع عناصره لينشأ السلوك المخي في النهاية.

تخبرنا هذه الدراسة أيضًا أن الخلية العصبية المفردة تحمل داخلها قوة حاسوبية اقوى مما توقعناه، وهذا يفتح الباب أما تجديد العديد من المفاهيم، فالخلية العصبية ليست مجرد نقطة في شبكة تنتشر خلالها الإشارات الكهربية، ولكنها تحمل تعقيدًا كافيًا يجعلها في ذاتها كيانًا يستحق الدراسة والفهم، ومن يدري إلى ماذا ستصل تطبيقات هذا في علوم الحاسب ذاتها التي أنكرت إمكانية مثل هذا الأمر.

المصدر: Science Magazine