ቢራቢሮ ክንፍ፣ጥንዚዛ ቀንዶች ባዮሎጂስቶችን ያስተምራሉ የእድገት ህጎች መሰረታዊ ትምህርት

DURHAM, N. C. - የወደፊቷን የኋላ ክንፎቻቸውን እድገት ለማደናቀፍ የሚታከሙ አባጨጓሬዎች ያልተለመደ ትልቅ የፊት ክንፍ ያላቸው ቢራቢሮዎች ይሆናሉ ሲል ሁለት የዱክ ባዮሎጂስቶች አረጋግጠዋል። እና የእበት ጥንዚዛዎች የቀንዳቸውን እድገት ለማደናቀፍ የታከሙ ትላልቅ አይኖች ያበቅላሉ።

እነዚህ ልዩ ግኝቶች ከባዮሎጂያዊ የማወቅ ጉጉት በላይ የሚወክሉ ናቸው ይላሉ ባዮሎጂስቶች ህይወት ያላቸው ፍጥረታት የሚመነጩት አንዳንድ የዘረመል አዘገጃጀትን በቀጥታ በማንበብ ብቻ ሳይሆን ይበልጥ ስውር እና ሚስጥራዊ በሆነ የውድድር ሂደትም እንደሆነ የመጀመሪያው ግልፅ ማሳያ ነው። ለሀብቶች በማደግ ላይ ያሉ የአካል ክፍሎች መካከል.

እንደ ሳይንቲስቶች ገለጻ፣ ከ150 ዓመታት በፊት በቻርለስ ዳርዊን በዝርያ አመጣጥ ለመጀመሪያ ጊዜ የተጠቆመው ይህ ውድድር ጂኖች ለሁሉም የዝርያ ዓይነቶች ቀጥተኛ ንድፍ ናቸው ብለው ለሚያምኑ ሳይንቲስቶች እና ምዕመናን ከፍተኛ ጥንቃቄ የተሞላበት ትምህርት ይሰጣል። እበት ጥንዚዛዎችም ሆኑ ሰዎች፣ ሕይወት ያላቸው አካላት።

እንዲህ ዓይነቱ ውድድር ወይም በማደግ ላይ ባሉ ክፍሎች መካከል የሚፈጠር የግብአት ንግድ፣በእርግጥ፣በአንዳንድ ባህሪያት ላይ በዘር የሚተላለፉ ለውጦችን ሊያደርጉ ወይም በሌሉበት አወቃቀሮች ዘረመል ሊመስሉ ይችላሉ ይላሉ ባዮሎጂስቶች።

ተመራማሪዎቹ፣ የዞሎጂ ፕሮፌሰር ፍሬድ ኒጅሃውት እና የድህረ ዶክትሬት ባልደረባው ዳግላስ ኤምለን፣ ግኝታቸውን በመጋቢት 31 በብሔራዊ የሳይንስ አካዳሚ ሂደቶች ላይ አሳትመዋል። ስራቸው በዱከም ዩኒቨርሲቲ ሞርፎሜትሪክስ ላብራቶሪ እና በብሔራዊ ሳይንስ ፋውንዴሽን የተደገፈ ነው።

ከቢራቢሮዎች ጋር ባደረጉት ሙከራ ሳይንቲስቶቹ አባጨጓሬዎች በሜታሞርፎሲስ (metamorphosis) ውስጥ ከገቡ በኋላ ወደ የኋላ ክንፎች የሚያድጉትን ትናንሽ ሥጋዊ ዲስኮች አንዱን ወይም ሁለቱንም ለማስወገድ በትንንሽ ቁርጥራጮች አባጨጓሬዎችን አደረጉ።ቢራቢሮዎቹ ሲወጡ ባልተለመደ ሁኔታ የፊት ክንፎች ነበሯቸው።

ከስካርብ እበት ጥንዚዛዎች ጋር ባደረጉት አንድ ሙከራ ተመራማሪዎቹ ለወንዶች ጥንዚዛ እጮች የቀንድ መጠንን ይቀንሳል ተብሎ በሚታወቀው ሆርሞን - በጭንቅላታቸው ጀርባ ላይ የሚበቅሉ እና ወንዶች ለመዋጋት ይጠቀሙበታል ። በዚህ ምክንያት የቀነሰ ቀንድ መጠን ያላቸው የጎልማሶች ወንድ ጥንዚዛዎች በተመሳሳይ መልኩ የተስፋፉ ድብልቅ ዓይኖች ነበሯቸው።

በሌላ የጥንዚዛ ሙከራዎች ውስጥ ተመራማሪዎቹ ረጅም ወይም አጭር ቀንዶች ያላቸውን ጥንዚዛዎች መርጠው ወለዱ። ከሰባት ትውልዶች ምርጫ በኋላ ባዮሎጂስቶች ያልተለመደ ረጅም ቀንድ ያላቸው ጥንዚዛዎች ያልተለመዱ ዓይኖች እንዳሏቸው እና አጫጭር ቀንዶች ያሏቸው ጥንዚዛዎች በተመሳሳይ መልኩ ትላልቅ ዓይኖች እንዳሏቸው ባዮሎጂስቶች አረጋግጠዋል።

"እነዚህ ሙከራዎች የአካል ክፍል ወይም ቲሹ ምን ያህል እንደሚያድግ መቆጣጠር ሙሉ በሙሉ በዚያ አካል ወይም ቲሹ ውስጥ እንደማይገኝ የመጀመሪያውን ቀጥተኛ ማሳያ ይወክላሉ" ሲል Nijhout ተናግሯል። ‹‹ጉዳዩ ይህ ነው ተብሎ ሲጠረጠር ቆይቷል፤ ነገር ግን ማስረጃዎቹ ቀጥተኛ ያልሆኑ ናቸው።ለምሳሌ፣ በክንድዎ ውስጥ ባሉ አንዳንድ የጄኔቲክ ልማት መርሃ ግብሮች ምክንያት ክንድዎ ወደ የተወሰነ ርዝመት ሊያድግ ይችላል። ነገር ግን በልጅነትዎ የተመጣጠነ ምግብ እጥረት ካለብዎ፣በእጆችዎ እና በአጠቃላይ በሰውነት መካከል ባለው ግንኙነት ምክንያት ሰውነትዎ ትንሽ እና ክንዶችዎ በተመጣጣኝ ሁኔታ አጭር በሆነ ነበር።

"በርካታ የዕድገት ባዮሎጂስቶች እና በእርግጥ ምእመናን ለዚህ ክስተት ብዙም ትኩረት ባይሰጡም የእኛ ሙከራ እንደሚያሳየው ከጄኔቲክስ ባለፈ መሰረታዊ የዕድገት ዘዴ እንደመሆኑ መጠን አስፈላጊ መሆኑን እና በጥልቀት መመርመር እንዳለበት እናምናለን።"

የሚገርመው፣ Nijhout እንዳሉት፣ አዲሶቹ ሙከራዎች ቻርለስ ዳርዊን በዝርያ አመጣጥ ላይ የለየውን ውዝግብ ፈትተዋል፣ በጻፈ ጊዜ “… ውጤቶቹን የሚለይበት ምንም መንገድ አይታየኝም፣ በአንድ በኩል፣ በከፊል በአብዛኛው የዳበረው በተፈጥሮ ምርጫ ሲሆን ሌላኛው እና ተያያዥው ክፍል በዚሁ ሂደት እየቀነሰ….፣ በሌላ በኩል ደግሞ፣ በሌላኛው እና በአጎራባች ክፍል ከመጠን በላይ በማደግ ምክንያት የተመጣጠነ ምግብን ከአንዱ ክፍል መውጣቱ።"

Nijhout እንዳለው ነፍሳቱ እንዲህ ያለውን ውድድር ለማሳየት ጥሩ የሙከራ እንስሳትን ሠርተዋል ምክንያቱም በሜታሞርፎሲስ ወቅት "የተዘጉ ስርዓቶች" ነበሩ። የነፍሳት ፑሽ አይመግብም እና በምትኩ ስብ አካልን ይዟል በማደግ ላይ ላለው እንስሳ ብቸኛውን አመጋገብ ያቀርባል፣ይህም የውድድር ውጤቶቹ የበለጠ ግልፅ ናቸው።

"እንዲህ ያለው ውድድር እንደ አጥቢ እንስሳት ያለማቋረጥ በሚመገቡት ፍጥረታት ላይ ለመለየት የበለጠ አስቸጋሪ ይሆናል"ሲል ተናግሯል። "በእንዲህ አይነት ሁኔታዎች ኦርጋኒዝም ምግብን በአንድ ስርአት እና በሌላ መካከል ወደሚፈለገው ቦታ መዝጋት ይችላል።"

በአስፈላጊ ሁኔታ፣ ክስተቱ በሁለት የተለያዩ ዝርያዎች ታይቷል፣ይህም በአጠቃላይ ሊጠቃለል የሚችል መሆኑን ያሳያል ሲል Nijhout ተናግሯል። "በዝግመተ ለውጥ ቢራቢሮዎች እና ጥንዚዛዎች ከሰዎች እና ከአልጋተሮች ጋር የተራራቁ ናቸው" ሲል ተናግሯል።

በተለይ የሚገርመው ኒጅሃውት እንዳለው የቢራቢሮ እና የጥንዚዛ ሙከራዎች ሁለቱም እንደሚያሳዩት የአንዱን ክፍል በሙከራ መወገዱ የነፍሳቱን አጠቃላይ እድገት ሳይሆን የአንድ ወይም የሁለት ክፍሎች መጠን ብቻ እንደሚጎዳ ያሳያል።ይህ ተጽእኖ ሊሆን የሚችለው ንጥረ ምግቦች በሆነ መንገድ የተከፋፈሉ ናቸው, ከጎን ያሉት ክፍሎች ለተመሳሳይ ገንዳ ስለሚሽቀዳደም; ወይም በተመሳሳይ ጊዜ የሚያድጉ ቲሹዎች ሀብቶችን ይጋራሉ; ወይም በፍጥነት በማደግ ላይ ያሉ ቲሹዎች - ክንፎች ፣ ቀንዶች እና አይኖች - በጣም የተገደቡ በሀብቶች ነው ብለዋል የዱክ ባዮሎጂስቶች።

Nijhout አጽንኦት ሰጥተውታል፣ እሱ እና ኤምለን ሙከራቸውን የጀመሩት በነፍሳት ላይ ለሚስተዋሉ ለውጦች መሰረት ሊሆን ይችላል በሚል እሳቤ ነው እሱ እና ኤምለን፣ አሁንም በቅድመ እና በኬሚካላዊ ግንኙነት መካከል ምን እንደሚፈጠር አያውቁም። የኋለኛ ቢራቢሮ ክንፎች፣ ወይም በጥንዚዛ ቀንዶች እና በዓይኖች መካከል። ወይ ዋላ ክንፍ የፊት ክንፉን የሚገታ ነገር ሊያመርት ይችላል ወይም የፊት ክንፍ የሚፈልገውን ነገር ሊበላ ይችላል ሲል ተናግሯል።

"ነገር ግን ይህ ዘዴ ምንም ይሁን ምን በምርጫ ሙከራዎች ላይ እንደ ጄኔቲክ ትስስር ይታያል" ሲል Nijhout ተናግሯል። "በሌላ አነጋገር የኋለኛውን ክንፍ መጠን የሚነኩ ጂኖችን ከቀየሩ የፊት ክንፉን በተቃራኒው አቅጣጫ ትቀይራላችሁ፣ ምንም እንኳን በመካከላቸው ምንም የጋራ ጂኖች ባይኖሩም።የተገናኙት በጋራ መገልገያ ብቻ ነው።

"ስለዚህ እነዚህ ሙከራዎች እንደሚያሳዩት በጣም አስፈላጊው እርስዎ የሚያጋሩዋቸው ጂኖች ሳይሆን የትኞቹ ሂደቶች እንደሆኑ ነው።" ስለዚህም ኒጅሃውት እንዳሉት፣ ግኝቱ እድገትን ለሚማሩ ባዮሎጂስቶች ማስጠንቀቂያ ነው።

"እነዚህ ሙከራዎች መርማሪዎች ከበርካታ አሥርተ ዓመታት በፊት ያሳሰቡትን ጥያቄ ወደ ትኩረት እንዲመልሱ ያግዛሉ፣ ነገር ግን ሁሉም ሰው ለመቅረፍ በጣም ከባድ ችግር እንደሆነ ወስኗል ሲል Nijhout ተናግሯል። "አብዛኞቹ የዕድገት ባዮሎጂስቶች አሁን ጂኖች እንዴት እንደሚነቃቁ እና ቅደም ተከተላቸው እና መንገዶቻቸው ምን እንደሆኑ እየመረመሩ ነው። እና እነዚህ መጠነ-ሰፊ ባዮኬሚካላዊ የቁጥጥር ስልቶች መኖራቸውን ጠፍተናል። በመካከላቸው የመጠን ቁጥጥር እና ተመጣጣኝ ቁጥጥር የአካል ክፍሎች።

"ይህ ወረቀት እነዚህ ሊቀርቡ የሚችሉ ስርዓቶች መሆናቸውን፣ጥያቄዎቹ አሁንም እዚያ እንዳሉ እና አስደሳች እና ጠቃሚ እንደሆኑ ያሳያል ብለን ተስፋ እናደርጋለን።"

በመሆኑም የዱክ ባዮሎጂስቶች ህዋሳት በአካሎቻቸው እና በቲሹዎች ላይ እንዴት ጥሩ መጠን ማስተካከያ እንደሚያደርጉ ጨምሮ የእድገት ኬሚካላዊ ቁጥጥርን ለመመርመር በሁለቱም ቢራቢሮዎች እና እበት ጥንዚዛዎች ተጨማሪ ሙከራዎችን አቅደዋል። ሳይንቲስቶቹ ተስፋቸው በነፍሳት ውስጥ የሚያገኟቸው ዘዴዎች አጥቢ እንስሳትን ጨምሮ ስለ ከፍተኛ እንስሳት እድገት ትምህርት ይሰጣሉ።