كيف ذلك بالضبط كان من الممكن أن يحدث منذ مئات الملايين من السنين ، ومع ذلك ، فقد كان منذ فترة طويلة لغزًا تطوريًا حير العلماء.
الآن يقول العلماء الأمريكيون أنهم ربما عثروا على إجابة محتملة.
من خلال تعديل جين واحد ، تصور الباحثون في جامعة هارفارد ومستشفى بوسطن للأطفال سمكة زرد أظهرت بداية الزوائد الشبيهة بأطراف.
للإجابة على الطريقة التي انتقلت بها الحيوانات من البحر إلى الأرض ، نظر العلماء تقليديًا إلى السجل الأحفوري. لكن على مدار الثلاثين عامًا الماضية ، كان العلماء يبحثون عن تغييرات في الجينات قد تفسر التحول من الزعنفة إلى الأطراف الحديثة.
وأشار عبر البريد الإلكتروني: “قبل هذا الاكتشاف ، كان يُفترض أن انتقال الأطراف الزعنفة ينطوي على تغييرات متعددة في عدد لا يحصى من الجينات”.
“بالطبع ، كان هذا التحول عملية تدريجية ومعقدة للغاية ، لكن طفراتنا تظهر أنه كان من الممكن أن تتضمن قفزات سريعة أيضًا ، وأن الحيوانات النامية قادرة على دمج عظام جديدة بسهولة تامة.”
القدرة الفطرية
وأوضح هوكينز في رسالة إلكترونية أنه في حين أن الأبحاث السابقة حددت الجينات اللازمة لصنع عظام الزعانف والأطراف ، لم يعثر أحد في السابق على تغيير جيني يتسبب في انتقال الزعنفة إلى نمط يشبه الأطراف.
تسبب الطفرة التي وجدها الباحثون في حدوث تغيير في عظام الزرد الصدري ، والتي ترتبط بمفصل كتف السمكة تمامًا مثل الطريقة التي تعلق بها الذراع البشرية بالكتف.
تتطور مجموعة جديدة من العظام الطويلة – تسمى الشعاعات المتوسطة – مما يجعل مفصلًا مشابهًا لمرفق الإنسان. يشمل التغيير الجيني عضلات ومفاصل جديدة توجد في الأطراف ولكن ليس في الزعانف المفردة.
أظهر اكتشاف العلماء أن الأسماك ، التي كان يعتقد أنها فقدت الآلية اللازمة لتطوير أجزاء من الجسم تشبه الأطراف ، تحتفظ في الواقع بقدرة فطرية على تكوين هذه الهياكل.
أصبح سمك الزرد الصغير الحجم الدعامة الأساسية للبحث الجيني. من السهل الاحتفاظ بها بأعداد كبيرة والتكاثر بسهولة ، حيث ينتج زوج واحد من التزاوج مئات البيض كل أسبوع. هذه الأسماك أيضًا ناعمة وسهلة التعامل ، وبيضها وأجنةها شفافة وسهلة الفحص.
قام الباحثون بتحور جينات أسماك الزرد عشوائيًا ، ثم قاموا بفحص الأسماك بشكل منهجي للعثور على تلك التي خضعت لتغييرات مثيرة للاهتمام في شكلها – في هذه الحالة ، هياكل تشبه الأطراف.
يمكن لهذا الارتباط الجيني بين الزعانف والأطراف ، بمزيد من البحث ، إلقاء الضوء على كيفية انتقال بعض الحيوانات من البحر إلى الأرض وما هي الآليات الجينية اللازمة لتحقيق ذلك.
أحد الأسئلة التي يأمل الفريق في فحصها بعد ذلك هو ما إذا كانت العظام الجديدة تغير طريقة عمل زعانف الزرد وكيف تتحرك الأسماك.
قال هوكينز: “إن مثل هذه التغييرات المعقدة والمنسقة التي يمكن أن تنتج عن تغيير حرف واحد من الحمض النووي كان أمرًا صادمًا للغاية ، ويكشف أن أسلافنا السمكية كانت لديهم المادة الوراثية الخام والقدرة الكامنة على تكوين الأطراف”.
