الهلام المشط، وهو أحد أقدم الحيوانات على وجه الأرض، يمكن أن يندمج مع حيوان آخر

قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.

في وقت متأخر من إحدى ليالي صيف عام 2023، دخل كي جوكورا إلى مختبر الأحياء البحرية في معهد وودز هول لعلوم المحيطات في ماساتشوستس وهو يحمل بحماس فقاعة في كوب. كان عالم الأحياء قد أتى للتو من الطابق الأول، حيث كانت الدبابات تحتوي على مستعمرة من الهلام المشط الجيلاتيني.

كانت النقطة أكبر من غيرها، وبدا كما لو أن اثنتين من قطع الهلام قد اندمجتا في واحدة. يتذكر جوكورا، الذي كان آنذاك باحثًا في مرحلة ما بعد الدكتوراه في جامعة إكستر بالمملكة المتحدة: “لم أستطع أن أصدق عيني في البداية”.

كانت ماريانا رودريغيز سانتياغو، باحثة ما بعد الدكتوراه في جامعة ولاية كولورادو، تعمل على مشروعها الخاص عندما ظهر جوكورا. وقالت: “لقد اندهشنا جميعًا وأذهلنا، وفكرنا: كيف يمكن أن يندمجوا ويظلوا يسبحون ويتحركون كوحدة واحدة؟”. أمسكت بالماصة وخزت إحدى قطع الجيلي برفق. انها تتلوى. وفي الوقت نفسه، حدث ذلك أيضًا مع الشخص الذي بدا أنه مرتبط به. “لقد فكرنا:” هل هم قادرون على الشعور بنفس الشيء؟ هل هم فرد واحد؟ فردين؟ وتذكرت كيف يمكننا حل هذا الأمر؟

خلال الأسابيع القليلة التالية، ساعد رودريغيز سانتياغو جوكورا في الجمع بين أزواج متعددة من الهلام المشط، المعروف علميًا باسم Mnemiopsis leidyi، لمعرفة ما حدث. أظهرت نتائج التحقيق الذي أجراه جوكورا، والذي نُشر في 7 أكتوبر في مجلة Current Biology، أنه لا يمكن لقنيليتين دمج أجسادهما فحسب، بل يمكن أيضًا دمج جهازيهما العصبي والهضمي. أصبح اثنان فعليًا واحدًا.

قال جوكورا، وهو الآن باحث ما بعد الدكتوراه في المعهد الوطني الياباني: “لقد أثارت ظاهرة الاندماج بالتأكيد العديد من الأسئلة المثيرة للاهتمام، مثل الجينات المشاركة في الاندماج، وماذا يحدث للإشارات العصبية، وما الذي يحدد “الذات” و”اللاذات””. لعلم الأحياء الأساسي. “كل من هذه المواضيع لديه القدرة على تحدي فهمنا الأساسي لعلم الأحياء.”

تم العثور على الهلام المشط في جميع أنحاء العالم في المياه الساحلية وأعماق المحيطات. على الرغم من أنها تشبه قناديل البحر، إلا أنها لا تلسع وتنتمي إلى شعبة مختلفة، وهي Ctenophora، وهي كلمة يونانية تعني “حاملي المشط”. تم تسميتها على اسم أمشاطها، وهي عبارة عن صفوف من الزوائد الشعرية تسمى الأهداب التي تستخدمها للتحرك عبر الماء.

تعد Ctenophores واحدة من أقدم الحيوانات على وجه الأرض، إن لم تكن أقدمها، ومن المحتمل جدًا أن تكون أختًا لجميع الحيوانات الأخرى في شجرة الحياة، لذلك “إنها توفر فرصة فريدة حقًا لدراسة الجوانب الأساسية لوظيفة الجهاز العصبي”، كما قال رودريجيز سانتياغو. ، المؤلف المشارك للدراسة.

وقال باول بوركهارت، عالم الأحياء التطورية والباحث في جامعة بيرغن في النرويج: “إنهم ينتمون إلى مجموعة من الحيوانات التي كانت موجودة عندما تطورت الحيوانات الأولى”. شارك بوركهارت في تأليف تقرير آخر في أكتوبر عن M. leidyi، نُشر في مجلة PNAS، يوضح أن الهلام قادر على التطور إلى الوراء، والعودة إلى مرحلة حياة مبكرة بعد الإجهاد. لم يشارك في الدراسة التي ظهرت في علم الأحياء الحالي.

وقال: “تسلط الورقتان الأخيرتان الضوء على أن لدى ctenophores الفرصة للتكيف بسرعة مع البيئات المتغيرة وأن برامجها التنموية من المحتمل أن تكون أكثر مرونة مما رأيناه في الحيوانات الأخرى”.

الانصهار كآلية البقاء

من المحتمل أيضًا، كما تشير ورقة جوكورا، أن المشطيات تفتقر إلى آلية التعرف التحسسي الوقائية التي تسمح لكائن حي واحد بمعرفة الفرق بين خلاياه وأنسجته وتلك الموجودة في كائن حي آخر. في البشر، على سبيل المثال، يدعم التعرف على التعدد رفض الأعضاء الذي يحدث في جراحات زرع الأعضاء.

كان جوكورا يدرس كيفية استجابة M. leidyi للضوء عندما اكتشف أن عينتين مصابتين أصبحتا ملتصقتين. ولرغبته في إعادة إنشاء هذه الظاهرة، بدأ هو ورودريجيز سانتياجو في إجراء التجارب. قاموا بتقطيع أجزاء من العديد من الهلام ووضعوا أزواجًا مقطوعة معًا في أطباق بتري طوال الليل.

تم دمج تسعة من كل عشرة أزواج بنجاح، مما أدى إلى حصول الحيوانات على عضوين حسيين ومجموعتين من فتحات الشرج، في حين أن الهلام النموذجي يحتوي على واحدة فقط من كل منهما.

وكما اتضح، حدث الاندماج بسرعة أكبر بكثير مما توقعه الباحثون، وفقًا لجوكورا. وقال: “لمراقبة عملية الاندماج – متى وكيف تحدث – قمنا بإجراء تصوير بفاصل زمني”. وضع فريق البحث قطع الهلام بالقرب من بعضها البعض وانتظر.

في البداية، واصلت الهلاميات تقلص عضلاتها بشكل مستقل. وفي غضون ساعة، بدأت حركاتهم الإيقاعية بالتزامن. وبعد مرور ساعتين، كانا متزامنين. عند الضغط بلطف على أحد الجانبين، ينكمش كلا جانبي الكائن الحي المندمج في انسجام تام.

أظهر التصوير طبقة أخرى من الاندماج: تم دمج الجهاز الهضمي للحيوانات أيضًا. قام الباحثون بإطعام جمبري محلول ملحي يحمل علامة الفلورسنت في فم واحد لزوج من الهلام الذي تم دمجه لمدة يومين. ثم قام الفريق بتتبع حركة الوجبة من خلال المجهر.

وأوضح رودريغيز سانتياغو أن الجزيئات المهضومة انتقلت عبر القناة الهضمية، وعبرت حدود الاندماج ودخلت إلى الجهاز الهضمي للحيوان الآخر – “ويمكن للفرد الآخر أن يخرج الطعام”. وفي نهاية المطاف، تم إخراج الفضلات عن طريق الشرجين، كل في وقته الخاص.

أبحاث جيلي المشط المستقبلية

ما وجدته رودريغيز سانتياغو أكثر إثارة للاهتمام في الدراسة هو الطريقة التي تدعو إلى التشكيك في ما اعتقدت أنه “حدود صعبة للغاية” بين الذات والآخرين.

يعتبر التعرف على التحسس تكيفًا وقائيًا لأنه يمكّن الجسم من رفض الخلايا الأجنبية التي يمكن أن تسبب أمراضًا خطيرة. لكن هذه الحيوانات “تتجاوز هذا الرفض الحسي لتحظى بفرصة أفضل للبقاء على قيد الحياة”، على حد قولها.

ويعتقد بوركهارت أن النتائج قد تقود العلماء نحو فهم الوقت الذي تطورت فيه الحيوانات في مجال الإدراك الخيفي، وكيف تشكل الأجهزة العصبية البسيطة المعلومات وتعالجها.

يريد جوكورا أن يدرس بشكل أكبر كيفية تشابك الأجهزة العصبية للجيلي بعد الاندماج. وقال: “أود أن أبحث في كيفية تكامل “أفكارهم”. “من خلال تصور الشبكات العصبية، قد نكون قادرين على استكشاف شيء مثل اندماج الوعي.”

أماندا شوباك صحفية علمية وصحية في مدينة نيويورك.

لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com