کد خبر: ۵۸۷

تاریخ: ۲۴ آبان ۱۴۰۲ - ۱۵:۴۳

انسان چگونه دُم خود را از دست داد؟

دانشمندان با جداسازی یک ژن ویژه از ساختار ژنتیکی موش‌های آزمایشگاهی، رشد دم در این موش‌ها را متوقف کردند

زی‌سان: حدود پانصد میلیون سال پیش نیاکان ما دم داشتند، دمی که مثل ماهی از آن برای شناکردن در آب‌های «کامبریا» (بریتانیا) استفاده می‌کردند. بعد‌ها با روند تکامل و هنگامی که سیر تکامل آن‌ها را به رده پستانداران متحول کرد، دمشان همچنان به آن‌ها در حفظ تعادل و جهیدن از این شاخه به آن شاخه درخت‌های جنگل‌های دوره «اِئوسِن» (عصر زمین‌شناسی که با ظهور پستانداران آغاز شد و بیش از سه میلیون سال ادامه پیدا کرد) کمک کرد. اما جایی حدود ۲۵ میلیون سال پیش پدرانمان دمشان را از دست دادند.

به گزارش زی‌سان، این چارلز داروین، زیست‌شناس بریتانیایی بود که نخست متوجه این تغییر گسترده در کالبدشناسی دیرین بشر شد، اما این‌که این اتفاق چگونه و به چه دلیلی روی داد همچنان یک معما باقی مانده است.

اکنون گروهی از دانشمندان آمریکایی در نیویورک می‌گویند آن جهش ژنتیکی که احتمالا عامل جدا شدن دم ما بوده است را یافته‌اند. بنا به گزارشی که به تازگی منتشر شده، آن‌ها با جداسازی این ژن بخصوص از ساختار ژنتیکی موش‌های آزمایشگاهی، رشد دم در این موش‌ها را متوقف کرده‌اند.

این تغییر کالبدی چشمگیر پیامدی بسیار گسترده بر تکامل ما داشته است به این شکل که پس از آن عضلات دم نیاکان ما به شبکه ننو مانندی در عرض لگن خاصره تبدیل شد. هنگامی که پدران بشر سرانجام روی دو پا ایستادند این شبکه ننو مانند آماده بود تا به تحمل وزن اندام‌های داخلی آن‌ها در حالت ایستاده کمک کند.

هرچند نمی‌توان به طور قطع ثابت کرد که این جهش ژنتیکی دم نیاکانمان را از آن‌ها گرفته است، اما به گفته سندریک فِشوُت، متخصص ژنتیک در دانشگاه کورنل آمریکا که در این مطالعات شرکت نداشته «این نزدیک‌ترین نظریه‌ای است که می‌توان با توجه به شواهد ارائه داد.»

چارلز داروین با ادعای این‌که ما فرزندان پستانداران دم‌دار هستیم جامعه بریتانیای قرن نوزدهم را تکان داد. او گفت هرچند بشر و برخی میمون‌ها دم قابل رویتی ندارند، اما دارای چند مهره ستون فقرات هستند که از (استخوان) لگن خاصره بیرون زده است. این ساختار در علم کالبدشناسی به دنبالچه یا «کاکسیکسا» شناخته می‌شود.

داروین در یادداشت‌هایش می‌گوید: «تردیدی ندارم که این یک دم بدوی و اولیه است.»

از آن هنگام، کارشناسان انسان‌شناسی اولیه فسیل‌هایی یافته‌اند که برخی از نقاط مبهم این مساله را روشن می‌کند. نخستین پستانداران ۶۶ میلیون سال پیش دارای دم‌های کاملی بوده‌اند که احتمالا از آن برای حفظ تعادلشان در درخت استفاده می‌کردند. پستانداران امروزی از جمله میمون‌های پوزه‌دار لِمور و تقریبا همه میمون‌ها همچنان دارای دم هستند، اما فسیل میمون‌های بزرگ‌تری مثل گوریل، شامپانزه و اورانگوتان نشان می‌دهد که این رده از پستاندارن حدود ۲۰ میلیون سال پیش دم‌های خود را به طور کامل از دست داده‌اند.

{$sepehr_key_20}

بوُ ژیا، دانشجوی فوق لیسانس بیولوژی سلول‌های بنیادی در دانشکده پزشکی گروُسمَن دانشگاه نیویورک می‌گوید: «از کودکی برایم سوال بود که دمم کجاست؟»

مشکل می‌توان توضیح داد چرا میمون‌هایی که دمی نداشته‌اند که به حفظ تعادلشان کمک کند دچار لطمات چشمگیر تکاملی نشده‌اند.

استخوان دنبالچه ژیا در یک تصادف رانندگی در سال ۲۰۱۹ آسیب دید و باعث شد او با عزم راسخ‌تری به این موضوع (بخشی از کالبدشناسی بشر) نگاه کند. او می‌گوید: «یک سال طول کشید تا بهبود یابم و این سخت ترغیبم کرد که استخوان دنبالچه را مورد مطالعه قرار دهم.»

ژیا به منظور درک این‌که چگونه این رده از میمون‌ها و انسان دم خود را از دست داده است روی نحوه شکل‌گرفتن دم در دیگر حیوانات تمرکز کرد. در مراحل اولیه رشد جنین یک رشته ژن‌های غالب فعال شده و رشد بخش‌های مختلف ستون فقر‌ات را با خواص و ماهیت مشخص مثل گردن و کمر سازماندهی می‌کنند. در انتهای بدن جنین دمی جوانه می‌زند که داخل آن زنجیره‌ای از مهره‌های ستون فقرات، عضلات و سیستم عصبی وجود دارد.

پژوهشگران بیش از ۳۰ ژن مختلف را که در رشد دم در رده‌های مختلف جانوران از دم پهن «ایگوانا» گرفته تا دم کوتاه گربه هیمالیا نقش دارند، شناسایی کرده‌اند. تمام این ژن‌ها در رشد سایر بخش‌های بدن جنین نیز فعالند. دانشمندان هنوز نمی‌دانند فعالیت خاص این ژن‌ها چگونه به رشد دم در جنین می‌انجامد.

ژیا می‌گوید نیاکان ما دمشان را زمانی از دست دادند که یک یا دو ژن در آن‌ها تغییر و جهش پیدا کرد. او در جست‌وجوی یافتن این جهش‌ها «دی‌ان‌ای» شش نوع میمون بی دم را با ۹ گونه میمون دم دار مقایسه کرد. او سرانجام جهش مشترک میان انسان و میمون بی دم را کشف کرد: ژنی موسوم به «تی‌بی‌اکس تی» که در میمون‌های دم دار وجود ندارد.

«تی‌بی‌اکس‌تی» یکی از نخستین ژن‌هایی است که دانشمندان بیش از یک‌صد سال پیش موفق به کشف آن شدند. در آن هنگام، بسیاری از پژوهشگران به منظور یافتن ژن‌ها حیوانات، گیاهان و میکروب‌ها را مقابل اشعه ایکس قرار می‌دادند به این امید که شاید این جهش‌های ژنی به تغییری قابل رویت بیانجامد.

در سال ۱۹۲۳ یک کارشناس ژنتیک روس به نام «نادِژدا دوُبرُوُلسکایا-زاوادسکایا» یک موش نر را ابتدا زیر اشعه ایکس قرار داد و سپس او را برای جفت‌گیری آزاد گذاشت. خانم نادژدا متوجه شد که برخی از بچه‌های حاصل از جفت‌گیری این موش با دم‌های پیچ‌خورده و کوتاه متولد شده‌اند. آزمایشات بعدی نشان داد که این جهش در ژن «تی‌بی‌اکس‌تی» صورت گرفته است.

اما جهش کشف شده ژیا پیشتر مشاهده نشده بود. این جهش حاوی ۳۰۰ الفبای ژنتیک در میانه ژن «تی‌بی‌اکس‌تی» است. این گسترده «دی‌ان‌ای» در عمل، مشابه الگوی موجود در انسان و میمون بی دم بوده و درست در همان محل از ژنوم آن‌ها قرار گرفته بود.

ژیا کشف خود را با ایتای یانای و جف بوُک، استاد‌های راهنمایش، درمیان گذاشت و نظرشان را جویا شد. یانای می‌گوید: «تقریبا (با شنیدن آن) از صندلی‌ام افتادم، چون این نتیجه‌ای شگفت‌انگیز است.»

ژیا و همکارانش برای آزمایش این نظریه که آیا جهش ژنتیک در از بین رفتن دم ما نقش داشته، موشی را از نظر ژنتیکی چنان دستکاری کردند که جهش «تی‌بی‌اکس‌تی» در آن مشابه انسان باشد. بسیاری از نوزادان این موش یا فاقد دم متولد شدند یا دمشان کوتاه‌تر از معمول بود.

ژیا و همکارانش می‌گویند این جهش ژنتیکی حدود ۲۰ میلیون سال پیش به طور تصادفی در میمونی رخ داد که باعث شده با دمی کوتاه‌تر از معمول یا بدون دم متولد شود. به‌رغم این، حیوانات بی دم حفظ بقا و حتی رشد و نمو کرده و این ژن را به فرزندانشان منتقل کردند. سرانجام ژن جهش‌یافته «تی‌بی‌اکس‌تی» طبیعت میمون‌های بی دم و بشر شد.

دانشمندان می‌گویند جهش «تی‌بی‌اکس‌تی» تنها دلیل آن نیست که ما دممان را از دست داده و به جای آن دنبالچه (کاکسیکسا) پیدا کرده‌ایم. در حالی که موش‌های تحت آزمایش با دم‌هایی با اشکال مختلف متولد شدند، دنبالچه همگی ما دارای الگویی مشابه است. قاعدتا باید بعد‌ها ژن‌های دیگری نیز جهش یافته باشند که بتوانند چنین کالبد یکدستی (در میان بشر) به‌وجود بیاورند.

در این میان، حتی اگر متخصصان ژنتیک نحوه از دست رفتن دممان را کشف کنند، اما علت آن همچنان دانشمندان را به خود مشغول کرده است.

نخستین میمون‌های بی دم از میمون‌های معمولی بزرگ‌تر بودند. جثه بزرگ آن‌ها اغلب موجب افتادنشان از شاخه‌های درخت می‌شد که می‌توانست به مرگشان بیانجامد. مشکل می‌توان توضیح داد چرا میمون‌هایی که دمی نداشته‌اند که به حفظ تعادلشان کمک کند دچار لطمات چشمگیر تکاملی نشده‌اند.

از دست دادن دم می‌تواند خطرات دیگری نیز در پی داشته باشد. ژیا و همکارانش کشف کرده‌اند که جهش «تی‌بی‌اکس‌تی» تنها از طول دم نمی‌کاهد بلکه گاه می‌تواند باعث از شکل افتادن و نقص ستون فقرات هم بشود. با وجود این، از دست دادن دم به یک برتریت عمده تکاملی انجامید.

گابریل روسو، استاد مورفولوژی تکاملی در دانشگاه «استونی بروک» در نیویورک که در این پژوهش شرکت نداشته است، می‌گوید: «این‌که چرا (میمون‌های بزرگ و انسان) دمشان را از دست دادند بسیار گیج‌کننده است و پرسش بعدی این است: فایده از دست دادن دم چه بوده است؟»