تنوع در مولکول‌های جمع‌آوری‌کننده‌ی نور

ما از اُپسین‌های مختلفی برای برخورداری از دید سیاه‌وسفید و رنگی بهره می‌گیریم. درست مانند یک چاپ‌گر رنگی که برای چاپ رنگی به سه یا چهار رنگ نیاز دارد، چشم ما نیز برای دید رنگی به سه نوع مولکول جمع‌آوری‌کننده‌ی نور نیاز داد؛ درحالی‌که برای دید سیاه‌وسفید، تنها از یک مولکول استفاده می‌کنیم. این مولکول‌های جمع‌آوری‌کننده‌ی نور، در معرض نور تغییر شکل می‌دهند، سپس در تاریکی به وضعیت اولیه‌ی خود برمی‌گردند. این فرایند، چند ثانیه‌ای طول می‌کشد. همه‌ی ما درباره‌ی این موضوع تجربه‌ی شخصی داریم: اگر از محیطی روشن به اتاقی تاریک بروید، واقعاً غیرممکن است که بتوانید اشیای تیره و کم‌نور را ببینید. علت آن هم این است که مولکول‌های جمع‌آوری‌کننده‌ی نور به زمان نیاز دارند تا به وضعیت اولیه‌ی خود بازگردند. بعد از چند ثانیه، دیدن در تاریکی ممکن می‌شود.

برخلاف گوناگونی گیج‌کننده‌ی عضوهای گیرنده‌ی نور، همه‌ی جانوران از نوع یکسانی از مولکول گیرنده‌ی نور استفاده می‌کنند. حشرات، انسان‌ها و انواع حلزون‌ها همه از اُپسین‌ها استفاده می‌کنند. نه‌تنها می‌توان تاریخچه‌ی چشم‌ها را از میان ساختارهای متفاوت اپسین آن‌ها دنبال کرد، بلکه شواهد خوبی هم داریم که ثابت می‌کند باید در وهله‌ی اول از باکتری‌ها به‌خاطر این مولکول‌ها سپاس‌گزار باشیم.

📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان
✍🏿 نیل شوبین
🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز

@Chekide_ha

عمل و ساختار اُپسین

در اصل، اُپسین نوعی مولکول است که اطلاعات را از خارج سلول به درون آن منتقل می‌کند. برای ادامه‌ی این فعالیت ویژه، باید مواد شیمیایی از غشای احاطه‌کننده‌ی سلول عبور کنند.

اُپسین‌ها نوع تخصص‌یافته‌ای از هدایت‌کننده‌اند که در آن‌ها پیچ‌وخم‌های متعددی دیده می‌شود و به‌این‌صورت از خارج سلول به داخل آن حرکت می‌کنند. این مسیر پیچیده‌ی عبور گیرنده‌ی اُپسینی از درون غشا تصادفی نیست و برای خود مسیر مشخصی دارد.

اما دیگر در کجا چنین مسیر پیچیده‌ای دیده شده است؟! این ساختار با بخش‌های ویژه‌ای از مولکول‌های خاص در باکتری‌ها نیز دیده می‌شود. شباهت‌های ساختاری ظریف موجود در این مولکول بین ما و باکتری‌ها می‌گوید که یک ویژگی بسیار کهن در همه‌ی جانوران تا تاریخ مشترک ما با باکتری‌ها امتداد یافته است. درواقع، قسمت‌هایی تغییریافته از باکتری‌های کهن، درون شبکیه‌ی چشم ما قرار گرفته‌اند و به ما در دیدن یاری می‌رسانند!

به‌علاوه، با بررسی اُپسین‌های چشم جانوران مختلف می‌توانیم بعضی وقایع مهم در تاریخچه‌ی چشمان‌مان را دنبال کنیم. یکی از این وقایع مهم که در گذشته‌ی پریماتی‌مان روی داده، ایجاد دید رنگی است. انسان‌ها و نزدیک‌ترین میمون‌های انسان‌نمای خویشاوند ما -میمون‌های دنیای قدیم- را به یاد بیاورید؛ آن‌ها دید رنگی بسیار گسترده‌ای دارند که به سه نوع مختلف از گیرنده‌های نوری وابسته است: هر یک از این گیرنده‌ها، یک نوع [طول موج] از نور را جذب می‌کنند. اغلب پستانداران دیگر، تنها دو نوع از این گیرنده‌ها دارند؛ بنابراین، آن‌ها برخلاف ما، قادر به تشخیص بسیاری از رنگ‌ها نیستند.

شکل مولکول اُپسین

📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان
✍🏿 نیل شوبین
🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز

@Chekide_ha

منشأ دید رنگی ما با بررسی ژن‌های سازنده‌شان

می‌توانیم منشأ دید رنگی خود را ژن‌های سازنده‌ی گیرنده‌های‌مان دنبال کنیم. با بررسی ژن‌های دو نوع از گیرنده‌هایی که اکثر پستانداران دارند، از دو نوع ژن ساخته شده‌اند. دو ژن از سه ژن سازنده‌ی گیرنده‌ی ما، به‌شکل قابل ملاحظه‌ای شبیه دو ژن گیرنده‌های سایر پستانداران است. به‌نظر می‌رسد دید رنگی وسیع ما از زمانی آغاز شد که یکی از ژن‌های دیگر پستانداران مضاعف شد و این نسخه‌ها در طول زمان برای منابع نوری مختلف تخصصی شدند. همان‌طور که یادتان است، مورد مشابهی برای ژن‌های گیرنده‌ی بویایی نیز اتفاق افتاد.

این تحول ممکن است با تغییر گیاهان روی زمین در میلیون‌ها سال قبل در ارتباط باشد. این قضیه به ما یاری می‌کند تا بدانیم که کدام دید رنگی، وقتی برای بار نخست پدیدار شد بیش‌تر مناسب بوده است.

📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان
✍🏿 نیل شوبین
🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز

@Chekide_ha

تنوع رنگ در گیاهان و تغذیه؛ عامل محیطی پیدایش دید رنگی

برای میمون‌هایی که روی درختان زندگی می‌کردند، این توانایی مفید بوده است، چراکه دید رنگی آن‌ها را قادر می‌کرد که تشخیص بهتری میان انواع میوه‌ها و برگ‌ها داشته باشند و از میان آن‌ها مغذی‌ترین‌شان را انتخاب کنند. بنابر مطالعه‌ای، باتوجه‌به دیگر پریمات‌هایی که دید رنگی دارند، می‌توان تخمین زد که نوع خاص دید رنگی ما حدود ۵۵ میلیون سال قبل به‌وجود آمده است. در همین دوره‌ی زمانی ما، نمونه‌های فسیلی خاصی را از تغییر در ترکیب جنگل‌های باستانی یافتیم. پیش از این زمان، جنگل‌ها مملو از انجیر و خرما بودند که خوشمزه اما هم‌رنگ بودند. جنگل‌های بعدی، تنوع بیش‌تری از گیاهان با رنگ‌های مختلف داشتند.

به‌نظر می‌رسد این فرض منطقی باشد که پیشرفت به‌سمت دید رنگی، با تبدیل جنگل‌های تک‌رنگ به جنگلی غنی از غذاهایی با رنگ‌های مختلف در ارتباط بوده است.

📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان
✍🏿 نیل شوبین
🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز

@Chekide_ha

بافت‌ها

چشم‌های جانوران را می‌توان به دو گروه تقسیم کرد: یکی در بی‌مهرگان و دیگری در مهره‌دارانی همچون ماهی‌ها و انسان‌ها. ایده‌ی اصلی این است که دو راه مختلف برای افزایش سطح منطقه‌ی جمع‌آوری‌کننده‌ی نور در بافت چشم وجود دارد. بی‌مهرگان، مانند مگس‌ها و کرم‌ها، با چین‌های بی‌شماری در بافت‌شان این کار را انجام می‌دهند، درحالی‌که نیاکان ما سطح این منطقه را با ایجاد تعداد زیادی برآمدگی ریز امتدادیافته از بافت شبیه موهای زبر کوچک افزایش داده‌اند. هم‌چنین، تفاوت‌های دیگر، به انواع مختلفی از طراحی‌ها مرتبط می‌شود.

باتوجه‌به نبود فسیل در مقطع زمانی تاریخی دلخواه، به‌نظر می‌رسید که ما هرگز نمی‌توانیم به تفاوت بین چشم‌های خودمان و بی‌مهرگان پی ببریم. این موضوع تا سال ۲۰۰۱ ادامه داشت تا این‌که دتلو آرنت (Detlev Arendt) روی چشم‌های یک کرم کوچک بسیار اولیه مطالعه کرد.

کرم دریایی پلیکات (Polychaete) جزو ابتدایی‌ترین کرم‌های زنده‌ی شناخته‌شده است. آن‌ها طرح بدنی قطعه‌بندی‌شده‌ی بسیار ساده‌ای دارند؛ هم‌چنین، دارای دو نوع اندام احساس نوری‌اند: یکی چشم و دیگری بخشی از سیستم عصبی که مخصوص دریافت نور بوده و زیر پوست قرار گرفته است. آرنت این کرم‌ها را هم از لحاظ فیزیکی و هم ژنتیکی بررسی کرد.

دانش توالی ژنی ما از ژن‌های اُپسین و ساختار نورون‌های جمع‌آوری‌کننده‌ی نور، به آرنت ابزار کافی برای بررسی چگونگی به‌وجودآمدن [اندام حساس به نور در] پلیکات‌ها داد. او دریافت که آن‌ها هر دو نوع گیرنده‌های نوری جانوران پیشرفته‌تر را دارند. «چشم» آن‌ها، درست مثل چشم هر بی‌مهره‌ی دیگری از نورون‌ها و اُپسین‌ها ساخته شده است؛ اما گیرنده‌های نوری ریز موجود در زیر پوست، موضوع دیگری بودند. آن‌ها اُپسین‌های مهره‌داران و ساختار سلولی، حتی با برآمدگی‌های مومانند کوچک، هرچند در شکل ابتدایی‌شان، را داشتند. آرنت یک پل حیاتی کشف کرده بود؛ جانوری با هر دو نوع چشم که یکی از آن‌ها -نوع شبیه به چشم ما- در شکل بسیار اولیه‌ی خود وجود داشت. وقتی‌که به بی‌مهرگان اولیه نگاه می‌کنیم، درمی‌یابیم که انواع مختلفی از چشم‌های جانوران در قسمت‌هایی با هم مشابه‌اند.

📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان
✍🏿 نیل شوبین
🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز

@Chekide_ha

مگس‌های بی‌چشم!

کشف آرنت، سؤال دیگری با خود به‌همراه آورد. چشم‌ها بخش‌های مشترکی با یکدیگر دارند اما چطور چشمانی تا به این اندازه متفاوت -مثل چشم کرم‌ها، مگس‌ها یا موش‌ها- می‌توانند با هم خویشاوند باشند؟! برای پاسخ‌گویی به این سؤال، اجازه دهید به‌دستورات ژنتیکی سازنده‌ی چشم‌ها نگاهی بیندازیم.

در آغاز قرن بیستم، میلدرید هاگ (Mildred Hoge) جهشی را در مگس میوه‌ای که فاقد هرگونه چشمی بود ثبت کرد. این جهش‌یافته‌ها، به‌صورت ایزوله و جدا از سایرین نبودند؛ او کشف کرد که می‌توان چنین مگس‌هایی را که نام بی‌چشم (Eyeless) را روی آن‌ها گذاشت، یک نسل کامل زادآوری کند.

بعدها، جهشی مشابه در موش‌ها نیز کشف شد. برخی از آن‌ها چشم‌های کوچکی داشتند؛ بقیه فاقد کل قسمت‌های سروصورت، از جمله چشم‌ها بودند. شرایط مشابهی در انسان‌ها، با عنوان فقدان عنبیه (Aniridia) شناخته می‌شود؛ تأثیر آن در افراد، ازدست‌دادن بخش بزرگی از چشم‌های‌شان است؛ درواقع، دانشمندان علم ژنتیک در این موجودات بسیار متفاوت -مگس، موش و انسان- انواع جهش‌یافته‌های مشابهی را پیدا کرده بودند.

یک پیشرفت مهم در اوایل دهه‌ی ۱۹۹۰ به‌وجود آمد. هنگامی‌که آزمایشگاه‌ها شیوه‌های مولکولی جدیدی را برای درک این‌که تکوین چشم چطور در جهش‌یافته‌های بی‌چشم، تحت‌تاثیر قرار می‌گیرد، به‌کار گرفتند. آن‌ها با نقشه‌برداری از ژن‌ها، قادر به مکان‌یابی بخشی از DNA که مسئول جهش‌ها بود، شدند. وقتی توالی‌یابی برای ما میستر شد، مشخص شد که ژن‌های جهش‌یافته‌های مگس، موش و انسان، دارای ساختار و توالی DNA یکسانی‌اند. به‌معنای واقعی کلمه، آن‌ها ژن‌های یکسانی‌اند.

📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان
✍🏿 نیل شوبین
🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز

@Chekide_ha

ژن مسئول بی‌چشمی، همان سازمان‌دهنده‌ی چشم است؟!

ما از این موضوع چه چیزی آموختیم؟ دانشمندان ژن منفردی را کشف کردند که وقتی آن جهش می‌یابد، جانورانی با چشم‌های ریز یا اصلاً بدون چشم، سازمان‌دهی می‌کند. معنی آن این است که نسخه‌ی معمولی این ژن، عامل اصلی شکل‌دهی به چشم‌هاست. حالا شانس به ما روی آورده است؛ می‌توانیم با انجام آزمایش‌های بیش‌تر، سؤالات دیگری هم بپرسیم. وقتی ما ژنی را دست‌کاری کنیم یا آن را با قراردادن در جایگاه‌های دلخواه، روشن و خاموش کنیم، چه روی می‌دهد؟

مگس‌ها مورد مناسبی برای این آزمایش‌ها بودند. در دهه‌ی هشتاد قرن بیستم، چندین ابزار بسیار پیشرفته‌ی ژنتیکی برای مطالعه‌ی مگس‌ها ساخته شدند. طبعاً اگر ژن‌ها یا توالی‌های DNA را بشناسید، می‌توانید مگسی فاقد ژن چشم (یا همان بی‌چشمی!؟) را بسازید یا برعکس، مگسی با ژن‌های فعال در جایگاه‌هایی نادرست به‌وجود بیاورید!

با استفاده از این ابزارها، والتر گرینگ (Walter Gehring) شروع به بررسی ژن بی‌چشم کرد. گروه گرینگ، قادر به انتقال DNA بی‌چشم فعال، تقریباً در هر جایی که می‌خواستند، بودند: روی شاخک‌ها، روی پاها، روی بال‌ها. گروه پس از موفقیت در انجام این کار، متوجه امر خارق‌العاده‌ای شد!

اگر آن‌ها ژن بی‌چشم را روی شاخک فعال می‌کردند، چشم در همان جا رشد می‌کرد و اگر همین ژن را در قسمت دیگری از بدن مگس فعال می‌کردند، چشم درست در همان‌جا به‌وجود می‌آمد. درواقع، آن‌ها هرجا ژن را فعال می‌کردند، یک چشم جدید همان‌جا ایجاد می‌شد. به‌علاوه، در ادامه‌ی کارشان متوجه شدند برخی از چشم‌های رشدکرده در قسمت نابه‌جا، توانایی پاسخ به نور را هم دارند. گرینگ توانست عامل اصلی در شکل‌گیری چشم‌ها را آشکار سازد.

گرینگ مطالعات خود را در این‌جا متوقف نکرد؛ او شروع به مبادله‌ی ژن‌ها بین گونه‌های مختلف کرد. آن‌ها ژن بی‌چشم یا Pax6 را از موش برداشتند و در مگس فعال کردند. ژن موشی، چشم تازه‌ای ساخت؛ البته نه هر چشمی، ‌بلکه یک چشم مگس برای جانور ساخت! پژوهشگران آزمایشگاه گرینگ دریافتند که آن‌ها می‌توانند از ژن موش برای تحریک شکل‌گیری یک چشم اضافه‌ی مگس، در هر جایی استفاده کنند: پشت بدن آن، روی بال یا نزدیک به دهانش!

آن‌چه که گرینگ کشف کرده بود، نکته‌ی کلیدی اصلی در تکوین چشم بود که درواقع، در موش و مگس، یکسان بود. این ژن، Pax6، زنجیره‌ای از واکنش‌های پیچیده از فعالیت ژن‌ها را موجب می‌شد که درنهایت، به ساخت یک چشم تازه‌ی مگس منتهی می‌شد.

اکنون ما می‌دانیم که ژن بی‌چشم یا Pax6، تکوین چشم را در هر موجودی که دارای چشم است، کنترل می‌کند. چشم‌ها، در برخی موارد با هم متفاوت‌اند، برخی عدسی دارند و برخی ندارند؛ برخی مرکب و تعدادی دیگر ساده‌اند اما کلیدهای ژنتیکی سازنده‌ی آن‌ها یکسان است.

وقتی شما به چشم‌های فردی نگاه می‌کنید، صرف‌نظر از حالات عاطفی، زیبایی‌های خلقت و دریچه‌ای به‌سوی روح‌بودن آن و تنها با در نظرگرفتن مولکول‌ها، ژن‌ها و بافت‌های چشم که از میکروب‌ها، عروس‌های دریایی، کرم‌ها و مگس‌ها منشأ گرفته است. درواقع، به نمایشگاه کاملی از جانوران مختلف نگریسته‌اید!

📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان
✍🏿 نیل شوبین
🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز

@Chekide_ha

گوش خارجی؛ تمایز پستانداران از مابقی جانداران

برای مشاهده‌ی درون گوش خیلی تلاش نکنید، چراکه حاصل آن مأیوس‌کننده است؛ قسمت‌های اصلی گوش، درون جمجمه مخفی شده و دیوارهای استخوانی آن را پوشانده است. برای جداسازی این دیواره‌ها در هنگام بازکردن جمجمه و خارج‌سازی مغز، به‌وسیله‌ای نوک‌تیز نیاز است. اگر به‌خوبی از عهده‌ی این کار برآییم یا خوش‌شانس باشیم، حالا قادر به دیدن گوش داخلی خواهیم بود. گوش داخلی، شبیه صدف پیچ‌خورده و نازکِ حلزونی است که شما در محوطه‌ی چمن اطراف منزل خود پیدا می‌کنید!

ممکن است گوش به اختراعات عجیب‌وغریب روب گلدبرگ (Rube Goldberg) خیلی شبیه نباشد اما به‌اندازه‌ی آن‌ها شگفت‌انگیز است. ما زمانی می‌توانیم بشنویم که امواج صوتی درون لاله‌ی گوش، یعنی گوش بیرونی، بپیچند. این امواج وارد گوش می‌شوند و پرده‌ی آن را می‌لرزانند. پرده‌ی گوش به سه استخوان کوچک متصل است که آن‌ها هم در نتیجه‌ی ارتعاش پرده مرتعش می‌شوند. یکی از این سه استخوان گوش، توسط نوعی پیستون به این ساختار صدف-حلزونی چسبیده است. ارتعاش استخوان گوش باعث می‌شود پیستون به بالا پایین برود و این جابه‌جایی پیستون باعث حرکت مایع داخل مارپیچ حلزونی به اطراف می‌شود. حرکت مایع موجب حرکت زوائد مومانند در سطح سلول‌های حسی می‌شود که به‌تبع آن، پیام عصبی ایجاد می‌شود و به مغز انتقال می‌یابد و به این تحریک، صوت می‌گویند. دفعه‌ی بعد که در یک کنسرت شرکت کردید، به‌خاطر داشته باشید که پرواز صداها در اطراف سر خود را تصور کنید!

در گوش سه بخش اصلی وجود دارد: گوش خارجی، گوش میانی و گوش داخلی. بخش خارجی گوش، قسمت قابل مشاهده‌ی آن است. قسمت میانی، شامل استخوان‌های کوچک گوش و سرانجام، گوش درونی، شامل سلول‌های حسی، ماده‌ی سیال و بافت‌هایی که آن‌ها را احاطه کرده‌اند است. این سه بخش از گوش، ما را قادر به سازمان‌دهی راحت‌تر بحث‌مان می‌کند.

قسمت قابل مشاهده‌ی گوش، جایی‌که دسته‌ی عینک ما روی آن قرار می‌گیرد، زائده‌ی تکاملی نسبتاً جدیدی در بدن ما است. این موضوع را در بازدید بعدی خود از یک باغ‌وحش یا آکواریوم تأیید خواهید کرد. چه تعداد کوسه‌ماهی استخوان‌دار دوزیست یا خزنده دارای گوش بیرونی‌اند؟ لاله‌ی گوش -قسمت نرم گوش بیرونی- تنها در پستانداران دیده می‌شود. البته برخی از دوزیستان و خزندگان هم گوش بیرونی قابل مشاهده‌ای دارند اما از لاله‌ی گوش خبری نیست؛ درواقع، گوش خارجی در آن‌ها عموماً پوسته‌ای شبیه به طبل است!

ظرافت ارتباط ما با کوسه‌ها و ماهی‌های استخوانی، هنگامی آشکار می‌شود که داخل گوش‌های خود را مشاهده می‌کنیم. به‌نظر نمی‌آید که گوش‌ها بخش مناسبی برای بیان ارتباط انسان و کوسه باشند، به‌خصوص به این علت که آن‌ها اساساً گوش ندارند؛ اما ارتباط در همین‌جاست!

نمایشی از سه بخش گوش: خارجی، میانی و داخلی. گوش داخلی، قدیمی‌ترین قسمت شنوایی ماست و ارسال تحریک‌های عصبی به مغز را کنترل می‌کند.

📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان
✍🏿 نیل شوبین
🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز

@Chekide_ha

گوش میانی - سه استخوان گوش میانی

پستانداران موجودات بسیار خاصی‌اند. با مشاهده‌ی موهای روی بدن و غدد تولید شیر، به‌آسانی می‌توان آن‌ها را از سایر جانوران تشخیص داد. این برای بیش‌تر افراد جالب است که بدانند یکی از ویژگی‌های بسیار بارز پستانداران، در گوش داخلی آن‌ها واقع است. استخوان‌های گوش میانی پستانداران، شبیه هیچ جانور دیگری نیست: آن‌ها سه استخوان دارند، درحالی‌که خزندگان و دوزیستان تنها یکی دارند و ماهی‌ها هم هیچ‌یک از آن‌ها را ندارند. پس منشأ استخوان‌های گوش میانی ما از کجاست؟!

- استخوان‌های گوش میانی ما و ماهی‌ها!
- استخوان‌های گوش میانی ما و خزندگان!
- حلقه‌ی ارتباطی خزندگان و پستانداران
- مزیت استخوان‌های گوش میانی در پستانداران

📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان
✍🏿 نیل شوبین
🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز

@Chekide_ha

منشأ استخوان رکابی گوش ما

اگر یک انسان بالغ و یک کوسه را به شما نشان بدهم، هرگز تصور نمی‌کنید که استخوان کوچک داخل گوش انسان همان میله‌ی درشت در آرواره‌ی بالایی کوسه است! از دیدگاه تکوینی، این دو استخوان یکی هستند. استخوان رکابی دومین استخوان کمانی است؛ این استخوان معادل استخوانی موسوم به هیومندیبولا (Hyomandibula) در ماهی‌ها و کوسه‌ها است اما هیومندیبولا استخوان گوش نیست؛ یادتان هست که ماهی‌ها و کوسه‌ها فاقد گوش‌اند؟ در عموزاده‌های آب‌زی ما، این استخوان میله‌ی درشتی است که آرواره‌ی بالایی را به کاسه‌ی سر وصل می‌کند.

علی‌رغم تفاوت‌های مشهود در عملکرد و ظاهر این استخوان‌ها، شباهت‌هایی بین هیومندیبولا و استخوان رکابی، حتی در عصب‌هایی که به آن‌ها می‌رسد نیز وجود دارد. عصب کلیدی برای کارکرد هر دوی این استخوان‌ها، عصب کمان دوم عصب صورت است، یعنی درواقع، دو استخوان بسیار متفاوت، منشأ تکوینی و الگوی عصب‌رسانی مشابهی دارند. آیا توضیحی برای این موضوع وجود دارد؟

ما دوباره فسیل‌ها را بررسی کردیم. همین‌طور که هیومندیبولا را از کوسه‌ها تا جانورانی مانند تیکتالیک و دوزیستان تعقیب می‌کردیم، متوجه شدیم که آن‌ها چطور کوچک و کوچک‌تر شده‌اند و درنهایت هم، موقعیت خود را از بالای آرواره برای ایفای نقش در شنوایی تغییر داده و به فراخور آن، اسم آن‌ها نیز تغییر کرده است. وقتی این استخوان بزرگ است و در آرواره انجام وظیفه می‌کند، نام آن هیومندیبولا است و وقتی کوچک است و در شنوایی نقش بازی می‌کند، نام آن استخوان رکابی است.

چنین انتقالی زمانی روی داد که نوادگان ماهی‌ها شروع به راه‌رفتن در خشکی کرد! شنوایی در آب با خشکی متفاوت است و اندازه‌ی کوچک و موقعیت استخوان رکابی، شرایط را برای دریافت ارتعاشات از هوا فراهم می‌کند؛ این توانایی جدید با اصلاح استخوان بالایی آرواره در ماهی‌ها به‌وقوع پیوست.

گوش میانی ما، دو انتقال عظیم را در تاریخچه‌ی حیات پشت‌سر گذاشته است: یکی در منشأ استخوان رکابی ما و آغاز انتقال آن از استخوان پشتیبان آرواره و تبدیل به استخوان گوش، زمانی‌که ماهی شروع به راه‌رفتن در خشکی کرد و دومین رویداد بزرگ در جریان پیدایش پستانداران به‌وقوع پیوست؛ زمانی‌که استخوان‌های پشت آرواره‌ی خزنده تبدیل به استخوان چکشی و سندانی ما شد. حالا بیایید بیش‌تر به درون گوش برویم؛ گوش داخلی.

📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان
✍🏿 نیل شوبین
🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز

@Chekide_ha

گوش داخلی: حرکت ماده‌ی ژلاتینی و خمیدگی زوائد مومانند

از گوش بیرونی عبور کنید و وارد قسمت‌های عمیق‌تر داخلی شوید، پرده‌ی گوش و سه استخوان گوش میانی را پشت‌سر بگذارید؛ حالا به عمق داخلی جمجمه رسیده‌ایم. در این‌جا شاهد گوش داخلی هستیم؛ لوله‌ها و مقداری ماده‌ی ژلاتینی، کیسه‌ها را پر کرده‌اند. در انسان‌ها هم درست مثل سایر پستانداران، لوله‌های استخوانی، شکلی مارپیچی-حلزونی به خود گرفته‌اند که در آزمایشگاه آناتومی به‌وضوح نشان داده می‌شود.

- وظایف گوش داخلی
- مکانیسم اثر الکل بر تعادل
- نوروماست؛ دودمان گوش داخلی ما!
- توسعه‌ی گوش داخلی در پستانداران
- تاریخچه‌ی سلول‌های حسی گوش داخلی
- نقش ژن‌ها در درک تکامل گوش داخلی

📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان
✍🏿 نیل شوبین
🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز

@Chekide_ha

عروس‌دریایی و منشأ چشم و گوش

درست مانند ژن Pax6 که ما پیش‌تر در ارتباط با چشم‌ها راجع‌به آن صحبت کردیم، Pax2 در گوش‌ها ژن اصلی ضروری برای تکوین این اندام است. به‌نظر شما این شگفت‌آور نیست که ارتباط بین ژن‌های Pax2 و Pax6، تاریخچه‌ی مشترک بسیار کهن گوش‌ها و چشم‌ها را رو می‌کند؟!

این‌جاست که عروس‌دریایی وارد داستان ما می‌شود! عروس‌های دریایی، به‌خاطر سم‌ّشان، برای شناگران استرالیایی کاملاً شناخته‌شده‌اند. داشتن بیش از بیست چشم، این جانوران را از گونه‌های دیگر متمایز کرده است. بیش‌تر این چشم‌ها، به‌طور ساده‌ای روی شکاف‌های پوست بیرونی عروس‌دریایی پخش شده‌اند. بقیه‌ی چشم‌های روی بدن، شباهت عجیبی به چشم‌های ما دارند و نوعی قرنیه و عدسی در آن‌ها وجود دارد، حتی دارای ساختار عصبی شبیه ما هستند!



منشأ ژنی مشترک چشم و گوش!

عروس‌دریایی، هیچ‌یک از ژن‌های Pax6 و Pax2 را ندارد؛ آن‌ها پیش از پدیدارشدن این ژن‌ها به‌وجود آمده‌اند اما در بررسی بسته‌ی ژن‌های عروس‌دریایی متوجه موضوع جالب‌توجهی شدیم: ژنی که چشم‌ها را شکل داده، برخلاف انتظار ما Pax6 نبود، بلکه مجموعه‌ی به‌هم‌پیوسته‌ای از ساختار Pax6 و Pax2 را در خود داشته. به بیان دیگر، این ژن شبیه به نسخه‌ی اولیه‌ی هر دو ژن Pax2 و Pax6 در سایر جانوران بود.

ژن‌های اصلی کنترل‌کننده‌ی چشم و گوش ما، مشابه یک ژن در بیش‌تر جانوران ساده‌ی ابتدایی همچون عروس‌دریایی است. شاید بگویید خب که چی؟ ارتباط دیرینه‌ی میان ژن‌های گوش و چشم، در توجه و درک بسیاری از بیماری‌هایی که این روزها در کلینیک‌ها می‌بینیم کمک می‌کنند؛ برخی از نقایص مادرزادی در بدو تولد، گوش‌های داخلی و چشم‌ها را متأثر می‌کنند. تمام این‌ها، بازتابی از ارتباط عمیق میان ما و موجودات ساده‌ی ابتدایی، مانند عروس‌دریایی نیش‌دار است.

📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان
✍🏿 نیل شوبین
🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز

@Chekide_ha

باغ‌وحشی درون شما

آشنایی من با مجامع علمی از اوایل دهه ۱۹۸۰ در دوران دانشگاه و زمانی‌که داوطلبانه در موزه‌ی تاریخ طبیعی آمریکایی در شهر نیویورک شروع به فعالیت کردم، آغاز شد. جدا از هیجان و آموزه‌های کار، به دور از چشم دیگران در کلکسیون‌های موزه، یکی از تجارب ارزشمند برای من شرکت در سمینارهای پرسروصدای هفتگی آن‌ها بود. هر هفته، یک سخنران برای ارائه‌ی برخی از مطالعات تخصصی در تاریخ طبیعی انتخاب می‌شد. به‌دنبال سخنرانی‌ها که اغلب آرام و بی‌دغدغه انجام می‌شدند، شنوندگان، موضوعات را نکته‌به‌نکته و کاملاً بی‌رحمانه نقد می‌کردند، گویی سخنران میهمان، همچون یک تکه‌گوشت است که او را کباب کرده و مثل غذای اصلی میل می‌کنند. بسیاری از اوقات، این بحث‌ها به جلساتی پر از فریاد کشیده می‌شد که با مشت‌هایی چرخان در هوا و پاهایی کوبنده بر زمین تزئین شده بود.

من در این‌جا بودم؛ تالار مقدس مجمع علمی و به سمینار رده‌بندی جانوران گوش می‌دادم. می‌دانید که تاکسونومی یا رده‌بندی جانوران، علم نام‌گذاری گونه‌ها و طبقه‌بندی آن‌ها در گروه‌هایی است که در زیست‌شناسی پایه حفظ کرده‌ایم. من در آن زمان نمی‌توانستم مبحثی را تا به آن اندازه بی‌ارتباط با زندگی روزمره تصور کنم. در عین حال، ببینم که همین مباحثات به‌نظر بی‌ارتباط، می‌تواند باعث سکته‌ی مغزی در دانشمندان برجسته و سرشناس و حتی ازدست‌رفتن قسمت عمده‌ای از وقار انسانی آن‌ها شود!

اما حالا می‌دانم چرا آن‌ها تا آن اندازه مشتاق و پیگیر بودند. در آن زمان، این موضوع را درک نکردم که آن‌ها در اصل، درباره‌ی یکی از مهم‌ترین مفاهیم زیست‌شناختی بحث می‌کردند. شاید به‌نظر مبحث چندان مهمی نیاید اما مفهوم اصلی این مباحث آن بود که ما چطور موجودات مختلفی مثل انسان با ماهی، ماهی با کرم یا هر موجودی با موجود دیگر را مقایسه می‌کنیم. این باعث شد که ما روش‌هایی را برای تعقیب خویشاوندی خود با سایر جانداران توسعه دهیم. با مدارک DNA، جرائم را شناسایی کنیم دریابیم که ویروس ایدز چطور خطرناک شد و حتی انتشار ویروس آنفلوانزا در سراسر جهان را دنبال کنیم. مفهومی که من درباره‌ی آن بحث می‌کردم، زیرساخت منطقی این کتاب را پشتیبانی می‌کند؛ یکی از دریافت‌های ما این است که مفهوم قرارگرفتن ماهی‌ها، کرم‌ها و باکتری‌های درون‌مان را درک کردیم.

انتشار یک عقیده‌ی به‌راستی بزرگ از قوانینِ طبیعت، با فرض‌های ساده‌ای که هر روز شاهد آن‌ها هستیم، شروع می‌شود. وقایع بزرگی مانند حرکت ستاره‌ها یا عملکرد زمان نیز با یک شروع ساده از مشاهدات گسترش می‌یابند. در این‌جا، من می‌توانم جوهر یک قانون واقعی که همه‌ی ما با آن موافقیم را بیان کنم. این قانون برای ما آن‌قدر عمیق است که همه‌ی ما معتقد به درستی آن هستیم؛ در عین حال این قانون نقطه‌ی آغاز هر کاری است که ما در دیرینه‌شناسی، زیست‌شناسی تکوین و ژنتیک انجام می‌دهیم.

«قانون همه‌چیز» که در زیست‌شناسی بیان می‌کند: هر موجود زنده‌ای در سیاره‌ی ما والدینی دارد!... بیشتر بخوانید

📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان
✍🏿 نیل شوبین
🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز

@Chekide_ha

پیاده‌روی طولانی‌تر در باغ‌وحش

همان‌طور که ملاحظه کردیم، کلیت بدن ما به‌طور تصادفی در کنار هم جفت‌وجور نشده است. در این‌جا، من از واژه‌ی «تصادفی» (Random) کاملاً عمدی استفاده کردم. منظورم این است که تفاوت ساختار بدن‌های ما نسبت به سایر جانوران که راه می‌روند، پرواز می‌کنند، شنا می‌کنند یا روی زمین می‌خزند، به‌طور قطع تصادفی نیست. بعضی از جانوران، در برخی ساختارها با ما سهیم‌اند و برخی دیگر نه؛ دستورالعملی وجود دارد که بیان می‌کند ما چه ویژگی‌هایی را با سایر جانوران سهیم هستیم. ما دارای دو گوش، دو چشم، یک سر، یک جفت دست، و یک جفت پا هستیم. در عین حال، ما هفت پا یا دو سر نداریم، همان‌طور که چرخ نداریم!

با یک پیاده‌روی در باغ‌وحش، می‌توانیم سریع به وابستگی خود با سایر جانوران پی ببریم. این نشان می‌دهد که ما همان‌طور که بوزوها را گروه‌بندی کردیم، می‌توانیم بیش‌تر حیات را هم گروه‌بندی کنیم. ابتدا بیایید به سه نمایش توجه کنیم. با خرس‌های قطبی شروع می‌کنیم. شما می‌توانید یک فهرست بلند از ویژگی‌هایی که در آن‌ها با خرس‌های قطبی سهیم هستید را تهیه کنید:، مو، پستان، چهار اندام حرکتی گردن، دو چشم و سایر موارد دیگر. حالا بیایید لاک‌پشت را مقایسه کنیم. به‌طور قطع، شباهت‌هایی وجود دارد اما در فهرستی کوتاه‌تر، شما در چهار اندام حرکتی، یک گردن و دو چشم (به همراه) چند مورد دیگر) با لاک‌پشت سهیم هستید. اما برخلاف خرس‌های قطبی و شما، لاک‌پشت‌ها مو و پستان ندارند. همان‌طور که لاک لاک‌پشت برای او یک ویژگی منحصربه‌فرد است، خز سفید هم برای خرس‌های قطبی منحصربه‌فرد است. حالا به ماهی آفریقایی توجه کنید. آن‌ها هنوز در ویژگی‌هایی به ما شبیه‌اند اما در فهرستی حتی کوتاه‌تر از لاک‌پشت، ماهی هم مانند ما دو چشم و چهار اندام فرعی دارد؛ اما این اندام‌ها باله هستند، نه دست‌وپا. ماهی بسیاری از ویژگی‌های ما را ندارد که از میان آن‌ها می‌توان به مو و پستان اشاره کرد.

این مثل یک شروع برای چیزی شبیه به گروه‌ها زیرگروه‌ها و زیر-زیرگروه‌های عروسک‌های تودرتوی روسی است که در نمونه‌ی بوزو پدیدار شدند. ماهی‌ها، لاک‌پشت‌ها، خرس‌های قطبی و انسان‌ها همگی تعدادی ویژگی مشترک از قبیل سر، دو چشم، دو گوش و موارد دیگر دارند. لاک‌پشت‌ها، انسان‌ها و خرس‌های قطبی همگی گردن، اندام حرکتی و ویژگی‌هایی دارند که ماهی‌ها ندارند. خرس‌های قطبی و انسان‌ها حتی گروه پیشرفته‌تری را تشکیل می‌دهند، چراکه اعضای این گروه‌ها همگی مو و پستان دارند.

مثال بوزو برای ما ابزاری برای معنادارکردنِ قدم‌زدن در باغ‌وحش است. الگوی گروه‌های بوزو، توارث تغییریافته را نشان می‌دهد. مفهوم کلی این است که نسل بوزوِ کامل با یکدیگر خویشاوندی تازه‌تری نسبت به نسل بینی‌صدادار دارند. پس موضوع این است: والدین فرزندان بینی صدادار، پدرِ پدرِ (جد) نسل بوزوهای کامل هستند.

همین رویکرد درباره‌ی گروه‌هایی که ما با آن‌ها در طول پیاده‌روی در باغ‌وحش مواجه شدیم صدق می‌کند و معنی آن این است که انسان‌ها و خرس‌های قطبی باید در اجداد جدیدتری نسبت به لاک‌پشت‌ها با هم سهیم باشند. این پیش‌بینی درست است: نخستین پستاندار، خیلی جدیدتر از نخستین خزنده است... بیشتر بخوانید

📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان
✍🏿 نیل شوبین
🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز

@Chekide_ha

چرا تاریخ ما را بیمار می‌کند

مدتی قبل، زانوی من، به‌اندازه‌ی یک گیریپ‌فروت ورم کرده بود؛ یکی از همکاران من از بخش جراحی آن را معاینه کرد تا تعیین کند که آیا زانوی من دچار دررفتگی، پارگی رباط‌ها یا غضروف‌های درون آن شده است یا خیر؟! این معاینات و بررسی‌های انجام‌شده با MRI، پارگی غضروف را تأیید کرد؛ بی‌شک، این عارضه، نتیجه‌ی ۲۵ سال زمان سپری‌شده برای حمل کوله‌پشتی‌های مملو از تکه‌های صخره، سنگ‌های ساییده و سنگ‌ریزه در زمین‌های فسیلی است. اگر زانوی ما آسیب دیده باشد، به‌احتمال زیاد، حداقل یکی از این سه ساختار آسیب دیده است: غضروف‌های میانی، رباط مجاور میانی یا رباط صلیبی قدامی. آسیب‌های این سه بخش از زانو بسیار رایج است؛ این سه ساختار، میان پزشکان به «سه‌گانه‌ی بداقبال» معروف هستند. این‌ها شواهد آشکاری بر وجود یک ماهی درون ماست؛ ماهی روی دو پا راه نمی‌رود!

انسان‌شدن ما همراه با بهایی بوده است. برای چنین ترکیب استثنایی از کارهایی که انجام می‌دهیم- حرف‌زدن، فکرکردن، فهمیدن و راه‌رفتن روی دو پا- ما هزینه‌ای پرداخته‌ایم. این نتیجه‌ی اجتناب‌ناپذیر درخت زندگی درون ما است.

تصور کنید که یک فولکس واگن فوری می‌سازید که با سرعت ۲۴۰ کیلومتر در ساعت سفر کنید. در ۱۹۳۳ (۱۳۱۲)، آدولف هیتلر (Adolf Hitler)، دکتر فردیناند پورشه (Ferdinand Porsche) را مأمور ساخت یک ماشین ارزان‌قیمت می‌کند که بتواند با هر گالون بنزین، ۶۴ کیلومتر حرکت کند و البته وسیله‌ی نقلیه‌ی قابل اعتمادی برای یک خانواده‌ی متوسط آلمانی هم باشد. نتیجه، فولکس واگن شد. داستان برنامه‌ی هیتلر، دچار محدویت هایی شد که به‌این‌ترتیب، ما قادر به اصلاح آن برای امروز شدیم؛ بررسی فنی می‌تواند تا این‌جا پیش برود که قبل از به‌وجودآمدن مشکلات عمده و نقص فنی، تنظیمی عالی داشته باشد.

از بسیاری جهات، ما انسان‌ها ماهی‌ای هستیم که مساوی فولکس واگن مسابقه‌ای است. طرح بدن یک ماهی را در نظر بگیرید، آن را به‌شکل یک پستاندار درست کنید. سپس، طوری تنظیمش کنید که بتواند روی دو پا راه رود، صحبت کند، فکر کند و کنترل خارق‌العاده‌ای روی انگشتان خود داشته باشد؛ و البته برای مشکلات خود راه‌حل هم پیدا کند. ما می‌توانیم بدون پرداخت هزینه‌ی زیادی، یک ماهی را به این شکل طراحی و پیرایش کنیم. در یک دنیای کاملاً طراحی‌شده و بدون هیچ تاریخچه‌ای، ما مجبور به تحمل هیچ بیماری، از بواسیر گرفته تا سرطان نخواهیم بود!

در هیچ جای این تاریخ، موضوع گویاتر از ساختار پیچشی و شاخه‌ای رگ‌ها و اعصاب نیست. با دنبال‌کردن برخی از عصب‌ها، درخواهید یافت که آن‌ها در اطراف اندام‌های دیگر، حلقه‌های عجیبی ساخته‌اند. این پیچش‌ها، به‌طرز جالبی، ساخته و پرداخته‌ی گذشته‌ی ما هستند و همان‌طور که خواهیم دید، اغلب برای ما مشکلاتی از قبیل سکسکه و بیماری فتق ایجاد می‌کنند. این تنها یکی از راه‌های بازگشت گذشته‌ی ماست که ما را دچار بلا و بیماری کند. تاریخ ژرف ما از دوره‌های مختلفی عبور کرده است و با اقیانوس‌های باستانی، رودخانه‌های کوچک، دشت‌های بی‌درخت سروکار داشته، نه با ساختمان‌های اداری، پیست‌های اسکی و زمین‌های تنیس. ما طوری طراحی نشده‌ایم که پس از هشتادسالگی زندگی کنیم، برای بیش از ۱۰ ساعت روی نشیمنگاه خود بنشنیم و کیک بخوریم و البته فوتبال بازی کنیم. این انفصال میان گذشته و امروز ما انسان‌ها، یعنی بدن‌های ما به‌شکلی کاملاً قابل پیش‌بینی تفکیک شده‌اند.

درواقع، هر بیماری‌ای که ما تحمل می‌کنیم، یک مؤلفه‌ی تاریخی دارد. مثال‌هایی که در [ادامه] آورده‌ام، بازگوکننده‌ی این مطلب هستند که شاخه‌های مختلف درخت زندگی درون ما -از انسان‌های باستانی تا دوزیستان و ماهی‌ها و درنهایت، میکروب‌ها- چگونه برمی‌گردند تا امروز ما را اذیت کنند؟ تمام این مثال‌ها نشان می‌دهند ما به‌طور عقلایی طراحی نشده‌ایم، بلکه برآمده از یک تاریخ در هم پیچیده هستیم.

📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان
✍🏿 نیل شوبین
🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز

@Chekide_ha

گذشته‌ی شکارچی ما: چاقی، بیماری قلبی و بواسیر

در دورانی که ما در اقیانوس‌ها و رودخانه‌های باستانی ماهی بودیم، شکارچیان فعالی هم بودیم. با گذشت میلیون‌ها سال و در طول گذشته‌ی نزدیک‌تر، ما دوزیست، خزنده و پستاندار فعالی بودیم که از خزندگان گرفته تا حشرات را شکار می‌کردیم. حتی در دورانی نزدیک‌تر، در دوره‌ی پریمات‌ها، ما جانوران فعال ساکن درخت بودیم که از میوه‌ها و برگ درختان تغذیه می‌کردیم. انسان‌های اولیه، شکارچی‌های فعالی بودند و سرانجام به کشاورزی روی آوردند. آیا به مفهوم اصلی این جملات توجه کرده‌اید؟ موضوع مشترک کلمه‌ی «فعال» است.

خبر بد این است که بیش‌تر ما انسان‌ها بخش زیادی از روزمان را به هر چیزی جز فعالیت می‌گذرانیم. من به صندلی خود تکیه کرده‌ام و در این دقایق این کتاب را تایپ می‌کنم و بسیاری از شما نیز همین کار را درحین خواندن این کتاب انجام می‌دهید. به‌جز تعدادی از افراد فعال که در باشگاه ورزشی و روی تردمیل مشغول خواندن کتاب هستند، تاریخچه‌ی ما، از ماهی تا نخستین انسان‌ها، به‌هیچ‌وجه ما را برای این نوع زندگی مهیا نکرده بود. این ناه‌مگونی میان حال و گذشته، در بسیاری از بیماری‌های زندگی مدرن آثار خود را بروز می‌دهد.

علل عمده‌ی مرگ در انسان چیست؟ چهار تا از ۱۰ مورد اول، بیماری قلبی، مرض قند، بیماری چاقی و سکته، دارای پایه‌های ژنتیکی و احتمالاً تاریخی هستند. بسیاری از این دردها، به‌طور قطع، به‌علت داشتن بدنی است که برای انجام فعالیت‌های حیوانی تعبیه شده‌اند، نه برای شیوه‌ی زندگی هم‌چون یک سیب‌زمینی تنبل!... بیشتر بخوانید

📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان
✍🏿 نیل شوبین
🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز

@Chekide_ha

گذشته‌ی پریمات: صحبت‌کردن ارزان نیست!

صحبت‌کردن هزینه گزافی دارد: خفگی و آپنه‌ی (Apnea) خواب، در بالای فهرست مشکلاتی هستند که ما مجبور به تحمل آن‌ها برای صحبت‌کردن هستیم.

ما صدای صحبت‌کردن خود را با کنترل حرکات زبان، حنجره و پشت گلو تولید می‌کنیم. تمامی این‌ها، تغییرات نسبتاً ساده‌ای در مقایسه با طرح اولیه در پستانداران یا خزندگان هستند. حنجره‌ی انسان، بیش‌تر از غضروف‌های کمان آبششی، مشابه نوارهای آبششی در کوسه و ماهی تشکیل شده‌اند. پشت گلو، از آخرین دندان آسیا تا بالای حنجره ادامه دارد و دارای دیواره‌های منعطفی است که می‌توانند بازوبسته شوند. ما اصوات گفتارمان را با حرکت‌دادن زبان، تغییر حالت دهان و انقباض شماری از ماهیچه‌ها که سفتی این دیواره را کنترل می‌کنند ایجاد می‌کنیم.

آپنه‌ی خواب، به‌طور بالقوه در برابر توانایی گفتگوی ما، یک معامله‌ی خطرناک است. در طول خواب، ماهیچه‌های گلوی ما استراحت می‌کنند. در بیش‌تر افراد، این موضوع مشکلی به‌وجود نمی‌آورد اما در برخی موارد می‌تواند با انبساط طولانی بدون تنفس، باعث از حال رفتن فرد شود. البته این می‌تواند به‌ویژه، برای افرادی که بیماری قلبی دارند بسیار خطرناک باشد. انعطاف‌پذیری گلوی ما، برای توانایی گفتگو بسیار مفید است، در عین حال، ما را مستعد نوعی آپنه خواب می‌کند که نتیجه‌ی آن سدشدن جریان هوا است.

یکی دیگر از اثرات این طرح، خفگی است. دهان ما از طریق جایی که تنفس می‌کنیم، هر دو را [غذا و هوا] به نای و سپس به مری ما هدایت می‌کند. پس ما از یک مجاری برای قورت‌دادن، نفس‌کشیدن و صحبت‌کردن استفاده می‌کنیم. این سه عمل می‌توانند مغایر هم باشند. برای مثال، هنگامی‌که یک تکه غذا به داخل نای می‌جهد.

📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان
✍🏿 نیل شوبین
🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز

@Chekide_ha

گذشته‌ی ماهی و نوزاد قورباغه: سکسکه
ریشه‌های تاریخی مزاحمتی به نام سکسکه، در وجوه مشترک ما با ماهی‌ها و نوزاد قورباغه‌ها واقع است!


اگر یک راه برای تسکین سکسکه وجود داشته باشد، تنها این است که ما این بدبختی را با بسیاری دیگر از پستانداران سهیم هستیم. گربه‌ها می‌توانند به‌واسطه‌ی ارسال یک تکانه‌ی الکتریکی به‌قسمت کوچکی در ساقه‌ی مغز دچار سکسکه شوند. به‌نظر می‌رسد این ناحیه از ساقه‌ی مغز، مرکز کنترل واکنش‌های پیچیده‌ای است که به آن‌ها سکسکه گفته می‌شود.

رفلکس سکسکه یک الگوی قالبی انقباض در شماری از ماهیچه‌ها در دیواره‌ی بدن دیافراگم گردن و گلو است. یک اسپاسم در یک یا دو تا از عصب‌های اصلی که کنترل‌کننده‌ی تنفس هستند، سبب انقباض این ماهیچه‌ها می‌شوند. نتیجه‌ی آن، دم بسیار تند هوا است. سپس در حدود ۳۵ میلی‌ثانیه بعد تکه‌ای از بافت در پشت گلو (دهانه‌ی حنجره) بالای دریچه‌ی هوای ما را می‌بندد. نفس عمیق سریع، با بسته‌شدن فوری این لوله، سکسکه را ایجاد می‌کند.

مشکل این‌جاست که ما به‌ندرت فقط یک سکسکه را تجربه می‌کنیم. اگر بتوانید سکسکه را در پنج تا ۱۰ تای اول متوقف کنید، فرصت مناسبی برای پایان‌دادن به این تقلا خواهید داشت اما در صورت ازدست‌دادن این فرصت، تقلا برای سکسکه، به‌طور متوسط تا ۶۰ عدد ادامه می‌یابد. استنشاق دی‌اکسید کربن (با تنفس در داخل یک کیسه‌ی کاغذی) و کشش دیواره‌ی بدن (یک نفس عمیق و نگه‌داشتن آن در ریه) می‌تواند به‌زودی به سکسکه‌ی برخی از ما پایان دهد اما نه همه. در برخی موارد، آسیب‌شناختی سکسکه می‌تواند به‌شدت طولانی شود. طولانی‌ترین سکسکه‌ی بی‌وقفه، در فردی از سال ۱۹۲۲ تا ۱۹۹۰ به‌طول انجامید!

استعداد ما برای سکسکه‌کردن، متأثر از گذشته‌ی ما است. باید دو مطلب را در نظر گرفت. اولین مورد آن‌که چه چیزهایی موجب اسپاسم اعصاب می‌شوند که آغاز‌کننده‌ی سکسکه هستند. مورد دوم، آن چیزی است که سکسکه را کنترل می‌کند، یعنی قطع دم و مسدودشدن گلو. اسپاسم عصب، دست‌آورد تاریخچه‌ی ماهی درون ما است، درحالی‌که سکسکه پیامد تاریخ مشترک ما با جانورانی از قبیل نوزاد قورباغه است!... بیشتر بخوانید

📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان
✍🏿 نیل شوبین
🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز

@Chekide_ha

گذشته‌ی کوسه: بیماری فتق

تمایل طبیعی بدن ما برای بیماری فتق، دست‌کم این بیماری‌های فتقی که در نزدیکی کشاله‌ی ران هستند، نتیجه‌ی بودن در بدن یک ماهی و شکل‌گیری یک پستاندار از آن است!

غدد جنسی ماهی، به‌سمت قفسه‌ی سینه و در نزدیکی قلب قرار گرفته‌اند. اما پستانداران این‌طور نیستند و از این بابت هم مشکلاتی برای‌شان ایجاد می‌شود. این خیلی خوب است که غدد جنسی ما در عمق قفسه‌ی سینه‌مان و در نزدیکی قلب قرار ندارند (اگرچه این می‌توانست تجربه‌ای متفاوت از تعهد و وفاداری برای ما داشته باشد؟!). اگر غدد جنسی ما در آن‌جا می بود، ما قادر به تولیدمثل نبودیم.

شکم یک کوسه را از دهان تا دم بشکافید. اولین چیزی که مشاهده خواهید کرد، کبد است که حجم زیادی را اشغال کرده. کبد کوسه‌ها غول‌پیکر است. برخی از جانورشناسان معتقدند چنین کبد بزرگی به شناور‌بودن جانور روی آب کمک می‌کند. با خارج‌سازی کبد، می‌توانیم غدد جنسی که تا نزدیکی قلب در محدوده‌ی قفسه‌ی سینه امتداد یافته‌اند را مشاهده کنیم. این آرایش، تقریباً در تمام ماهی‌ها یکسان است: غدد جنسی در جلوی بدن واقع‌اند... بیشتر بخوانید

📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان
✍🏿 نیل شوبین
🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز

@Chekide_ha

گذشته‌ی میکروبی: بیماری‌های میتوکندریایی

میتوکندری‌هایی که درون هر سلول از بدن ما واقع هستند، انجام چندین وظیفه‌ی مهم را بر عهده دارند. کار بسیار بدیهی آن‌ها، تبدیل اکسیژن و قند به نوعی از انرژی است که می‌توانیم از آن درون سلول‌های‌مان استفاده کنیم. وظیفه‌ی دیگر آن‌ها، متابولیسم سم‌ها در کبد است. تنظیم قسمت‌های متفاوتی از عملکرد سلول‌های ما نیز از عملکرد آن‌ها است. ما فقط زمانی به میتوکندری‌های بدن‌مان توجه می‌کنیم که عملکرد بدن خوب پیش نرود. متأسفانه فهرست بیماری‌هایی که براثر عملکرد نادرست میتوکندری‌ها ایجاد می‌شوند، بسیار بلندبالا است. اگر مشکلی در واکنش‌های شیمیایی مصرف‌کننده‌ی اکسیژن پیش بیاید، انرژی تولیدشده به هدر می‌رود. ممکن است این نقصان در عملکرد، تنها به یک بافت، مثلاً چشم‌ها محدود شود یا روی تمام سیستم‌های بدن اثرگذار باشد. میزان اثر، به ناحیه و شدت نقص عملکرد بستگی دارد و می‌تواند به هر چیزی، از ضعف تا مرگ منتهی شود!

بیش‌تر فرایندهایی که ما برای زندگی استفاده می‌کنیم، تاریخ میتوکندریایی ما را منعکس می‌کنند. زنجیره‌ی واکنشی فعل‌وانفعالات شیمیایی که قند و اکسیژن را به انرژی قابل‌استفاده و دی‌اکسید کربن تبدیل می‌کنند، میلیاردها سال قبل به‌وجودآمدند و نسخه‌هایی از این فعل‌وانفعالات، هنوز در بعضی میکروب‌ها دیده می‌شود. میتوکندری‌ها، این گذشته‌ی باکتریایی با ساختار ژنتیکی و ریزساختار سلولی کاملاً مشابه باکتری‌ها را درون خود حمل می‌کنند. به‌طور کلی، این پذیرفتنی است که آن‌ها، در اصل، از میکروب‌های آزاد در طول میلیاردها سال قبل به‌وجود آمده‌اند. درواقع، تمام موتور مولد انرژی میتوکندری‌های ما از یک نوع از این باکتری‌های باستانی به‌وجود آمده است.

گذشته‌ی باکتریایی ما می‌تواند برای پیشبرد مطالعات بیماری‌های میتوکندریایی مورد استفاده قرار گیرد و درواقع، برخی از بهترین مدل‌های تجربی برای این بیماری‌ها باکتری‌ها هستند. در این کار، قدرت بسیاری وجود دارد، زیرا ما همه‌ی انواع آزمایش‌هایی که نمی‌توانیم روی انسان انجام دهیم را می‌توانیم روی باکتری‌ها به انجام برسانیم. گروهی از دانشمندان ایتالیایی و آلمانی، یکی از مطالعات بسیار داغ صورت‌گرفته در این رابطه را انجام داده‌اند.

آن‌ها بیماری‌ای را مطالعه کردند که همواره نوزادان متولدشده با آن را می‌کشت. این بیماری، کاردیوانسفالومیوپاتی (Cardioencephalomyopathy) نام داشت که نتیجه‌ی تغییر ژنتیکی است که سوخت‌وساز عادی میتوکندری را قطع می‌کند. در مطالعه‌ی بیماران دچار این عارضه، گروه اروپایی ناحیه‌ای را در DNA شناسایی کردند که تغییر مشکوکی داشت. داشتن اطلاعاتی درباره‌ی تاریخ حیات، آن‌ها را به میکروبی به نام پاراکوکوس دنیتریفیکانس (Paracoccus denitrificans) رساند که اغلب به آن به‌علت شباهت ژن‌ها و خط سیر بیوشیمیایی‌شان به متعلقات میتوکندری، «میتوکندری آزاد» (Free-living mitochondrion) گفته می‌شود. این باکتری، درست همان شباهتی را که دانشمندان اروپایی آشکار کردند، داشت. آن‌ها همان تغییری را که در افراد بیمار خود مشاهده کرده بودند، در ژن‌های باکتری ایجاد کردند و کشف‌شان دانش ما را از تاریخ‌مان کاملاً توجیه کرد. آن‌ها قادر به شبیه‌سازی قسمتی از میتوکندری انسان بیمار در یک باکتری و با همان تغییر در متابولیسم‌اش بودند. این پژوهش، یک قسمت چندین میلیارد‌ساله‌ی تاریخ‌مان را آشکار می‌کند.

مثالی که از میکروب‌ها آوردیم، منحصربه‌فرد نیست. باتوجه‌به داوری جوایز نوبل در پزشکی و فیزیولوژی در بیش از ۱۰ سال گذشته، من می‌بایست نام این کتاب را مگس درونی شما، کرم درونی شما یا مخمر درونی شما می‌گذاشتم. پژوهش‌های پیشگام درباره‌ی مگس‌ها، جایزه‌ی نوبل پزشکی را در سال ۱۹۹۵ برای کشف مجموعه‌ژن‌های سازنده‌ی بدن انسان‌ها و سایر جانوران به ارمغان آورد. جایزه‌ی نوبل پزشکی در سال ۲۰۰۲ و ۲۰۰۶ به پژوهشگرانی تعلق یافت که با بررسی روی کرم‌های کوچک و به‌ظاهر کم‌اهمیت، پیشرفت قابل ملاحظه‌ای در ژنتیک انسان و سلامتی داشتند. هم‌چنین، بررسی‌های جامع و دقیق صورت‌گرفته روی مخمر (از جمله نوعی مخمر آبجو) و خارپوست دریایی در سال ۲۰۰۱، جایزه‌ی نوبل پزشکی را برای پیشبرد درک ما از پایه‌های زیست‌شناسی در همه‌ی سلول‌ها از آن خود کرد.

این‌ها یک مشت کشفیات مشکوک روی جانوران مبهم و بی‌اهمیت نیستند؛ اکتشافات صورت‌گرفته روی، مخمرها، مگس‌ها، کرم‌ها و البته ماهی‌ها به ما درباره‌ی نحوه‌ی کارکرد بدن خودمان، علت بسیاری از بیماری‌هایی که تحمل می‌کنیم و راه‌هایی که به یاری آن‌ها بتوانیم ابزارهایی برای زندگی طولانی‌تر و سالم‌تر مهیا سازیم را بازگو می‌کنند.

📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان
✍🏿 نیل شوبین
🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز

@Chekide_ha