روشن و خاموش‌کننده‌های ژنتیکی

در این‌جا واقعیت مهمی وجود دارد: این سوئیچ‌های ژنتیکی به ساخت و سرهم‌کردن بدن ما‌ کمک می‌کنند. در دوران جنینی، ما از یک سلول منفرد که تمام DNA لازم برای ساخت بدن را در خود دارد به‌وجود آمده‌ایم. نقشه‌ی این بدن، به‌طور کامل از دستورالعمل‌های موجود در این سلول میکروسکوپی منفرد بیرون می‌آید. برای تبدیل سلول تخم عادی به انسان کامل، با تریلیون‌ها سلول سازمان‌یافته‌ی صحیح و سالم لازم است همه‌ی ژن‌ها دقیقاً در مراحل مناسبی از تکوین و رشد روشن و خاموش شوند. همانند یک قطعه‌ی موسیقی که از نت‌های جداگانه ساخته شده و با سازهای متعدد نواخته می‌شود، بدن ما نیز ملودی‌ای از ژن‌های جداگانه‌ای است که درون هر سلول طی تکوین روشن و خاموش می‌شوند.

این اطلاعات برای پژوهشگران مزیت بزرگی به‌حساب می‌آیند، زیرا حال می‌توانیم فعالیت ژن‌های متفاوت را برای ارزیابی این‌که باعث بروز چه تغییراتی در شکل‌گیری اندام‌های جدید می‌شوند مقایسه کنیم. مثلاً به‌دست‌آوردن دست‌وپا.

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

@Chekide_ha

تفاوت دست و باله از نگاه سوئیچ‌های ژنتیکی

وقتی ما اثر کلی ژن‌های فعال در تکوین باله‌ی ماهی را با ژن‌های فعالی که باعث رشد دست انسان می‌شوند مقایسه می‌کنیم، می‌توانیم تفاوت‌های ژنتیکی بین باله و دست را فهرست کنیم. این مقایسه، پاسخ‌های محتملی درباره‌ی منشأ این تفاوت به ما می‌دهد: ممکن است در زمان پیدایش دست‌وپا سوئیچ‌های ژنتیکی تغییر کرده باشند! به‌این‌ترتیب، ما می‌توانیم به مطالعه‌ی این‌که این ژن‌ها در جنین چه فعالیتی دارند و چگونه ممکن است تغییر کرده باشند، بپردازیم؛ حتی می‌توانیم با دستکاری ژن‌ها آزمایش‌هایی انجام بدهیم که چگونگی تغییر بدن‌مان را در پاسخ به شرایط و محرک‌های مختلف بررسی کنیم.

برای درک ژن‌های سازنده‌ی دست‌وپا لازم است قسمتی از برنامه‌ای تلویزیونی مثل «صحنه‌ی جرم» را به یاد بیاوریم: درست مانند فیلم‌های بررسی صحنه‌ی جنایت که از بدن شروع می‌کنند و به درون آن می‌روند و کالبدشکافی می‌کنند. ما هم با مشاهده‌ی ساختار اندام‌های حرکتی‌مان شروع خواهیم کرد و به مرور بر قسمت‌های درونی‌تر مثل بافت‌ها، سلول‌ها و نهایتاً ژن‌های سازنده‌ی آن‌ها تمرکز می‌کنیم.

ژن‌ها قطعاتی از DNA هستند که درون هر یک از سلول‌های بدن ما وجود دارند.

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

@Chekide_ha

ساخت دست‌ها
زمان ویژه‌ی فعالیت سوئیچ‌های ژنی دست انسان

دست‌ها و پاهای ما سه بعد دارند: رویه و کف، پهلو از سمت انگشت کوچک و انگشت شست، پایه [سمت شانه لگن] و نوک [سمت انتهای انگشتان]. استخوان‌های موجود در نوک انگشتان دست با استخوان‌های شانه متفاوت‌اند. به‌همین صورت، دست در دو سمتش فرق دارد. انگشتان کوچک ما شکلی متفاوت از شست‌های‌مان گرفته‌اند. هدف نهایی بررسی گسترده‌ی ما این است که دریابیم کدام ژن‌ها باعث تفاوت میان استخوان‌های گوناگون در دست‌وپای‌مان می‌شوند و این‌که چه چیزی تکوین را در این سه بعد کنترل می‌کند؟! به‌راستی کدام قسمت DNA، انگشت کوچک دست را از انگشت شست متفاوت می‌سازد؟ چه چیزی انگشتان ما را از استخوان‌های بازوی‌مان متمایز کرده است. چنان‌چه بتوانیم ژن‌هایی که چنین الگویی را کنترل می‌کنند بیابیم، درواقع، به اسرار دستورالعمل ساخت بدن‌مان پی برده‌ایم.

همه‌ی سوئیچ‌های ژنتیکی که انگشتان دست، استخوان‌های بازو و انگشتان پا را درست می‌کنند، کار خود را در طول سه تا هشت هفته پس از لقاح و شکل‌گیری تخم انجام می‌دهند. دست‌وپا همچون جوانه‌های ظریفی از بدن جنین می‌رویند و تکوین خود را آغاز می‌کنند.

این جوانه‌ها بیش از دو هفته به رشد و نمو خود ادامه می‌دهند، تا جایی‌که نوک انگشتان کمی شکیل‌تر شوند و شباهت بیش‌تری به دست واقعی پیدا می‌کنند. در هر دست، میلیون‌ها سلول وجود دارد که درنهایت، تبدیل به استخوان، اعصاب و ماهیچه‌ها می‌شوند و ما تا پایان زندگی‌مان آن‌ها را همراه خواهیم داشت!

برای بررسی چگونگی ظهور این الگو لازم است به جنین بنگریم و گاهی در تکوین آن دخالت کنیم تا ببینیم هنگامی‌که بعضی چیزها اشتباه می‌شوند چه روی می‌دهد؛ به‌علاوه، لازم است با ایجاد جمعیت‌های جهش‌یافته تحت شرایط کنترل‌شده به بررسی ساختارهای درونی انواع جهش‌یافته و ژن‌های آن‌ها بپردازیم.

البته ما در مورد انسان نمی‌توانیم به این شکل مطالعه کنیم. چالش پیش روی پیشگامان این رشته، یافتن جانورانی بود که می‌توانستند دریچه‌ی مفیدی در رابطه با تکوین انسان‌ها بگشایند. در طول دهه‌ی ۱۹۳۰ تا ۱۹۴۰ جنین‌شناسان تجربی که علاقه‌مند به پژوهش درباره‌ی اندام‌های حرکتی انسان بودند، با پیچیدگی‌های بسیاری مواجه بودند.

مراحل تکوین یک عضو حرکتی؛ در این شکل بال پرنده به‌نمایش درآمده است. تمام مراحل کلیدی تکوین اسکلت بال، درون تخم پرنده اتفاق می‌افتد.

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

@Chekide_ha

یافتن جنین مناسب برای بررسی تکوین انسان

پژوهشگران به موجودی نیاز داشتند که دارای اندام‌های حرکتی مشابهی باشد. علاوه‌بر این، جنین چنین موجودی باید به‌طور نسبی بزرگ می‌بود تا بتوانند روی آن عمل جراحی انجام دهند. مهم‌تر از همه این‌که آن جنین باید در محیطی محافظت‌شده رشد کند؛ در پناهگاهی که آن را از ضربات و آسیب‌های محیطی حفظ کند؛ و آخر این‌که این جنین حتماً باید در طول سال فراوان در دسترس باشد. راه‌حل آشکار برای این نیاز علمی، در مغازه‌ی خواروبار فروشی محله‌ی شما هم هست: تخم‌مرغ!

در بین سال‌های ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ تعدادی از زیست‌شناسان، از جمله ادگار تسویلینگ (Edgar Zwilling) و جان ساندرز (John Sanders) آزمایش‌های فوق‌العاده خلاقانه‌ای روی تخم‌مرغ‌ها انجام دادند تا دریابند الگوی ساختار اسکلتی چگونه شکل می‌گیرد. این آزمایش‌ها آغاز دوره‌ای از آزمون و خطا بود. این دو پژوهشگر جنین‌ها را شکافته و بافت‌های مختلفی را جابه‌جا کردند تا دریابند این موضوع چه تأثیری روی تکوین جانور دارد. این رویه شامل اعمال جراحی بسیار ظریف -میکروسکوپی- و دست‌کاری تکه‌های بافت با ضخامتی کم‌تر از یک میلی‌متر بود. به‌این‌ترتیب، ساندرز و تسویلینگ با جابه‌جاکردن بافت‌های در حال تکوین، برخی از مکانیسم‌های کلیدی را که اندام‌های حرکتی بسیار متفاوتی از قبیل بال پرنده، باله‌ی نهنگ و دست انسان را می‌سازد کشف کردند.

آن‌ها دریافتند که دو قسمت کوچک از بافت، به‌طور اساسی تکوین الگوی استخوانی بال‌ها را کاملاً کنترل می‌کند. بافت باریکی در قسمت انتهایی جوانه‌ی دست‌وپا وجود دارد که برای تکوین همه‌ی اندام‌های حرکتی ضروری است. با خارج‌کردن این بافت، رشد یک‌باره متوقف می‌شود. اگر آن را در اوایل دوره‌ی رشد برداریم، فقط شاهد رشد استخوان بازو یا حتی بخشی از آن خواهیم بود؛ اما اگر آن را اندکی دیرتر خارج کنیم نهایتاً شاهد بازو و ساعد هم هستیم. اگر این قطعه را از این هم دیرتر خارج کنیم، بازو تقریباً کامل شده و فقط انگشتان کوتاه و ناقص می‌شوند.

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

@Chekide_ha

انگشتان آیینه‌ای و اثر بافت ویژه

آزمایش دیگری، توسط ماری گسلینگ (Mary Gasseling) در آزمایشگاه جان ساندرز انجام شد که منجر به یک دریافت تحقیقاتی قدرتمند و تازه گردید. آن‌ها مقدار ناچیزی از تکه‌ی بافتی را که منجر به پیدایش جهت انگشت کوچک در یک جوانه‌ی اندام حرکتی می‌شود را برداشتند و آن را در اوایل تکوین دست، به‌سمت مخالف، دقیقاً زیر جایی که انگشت اول از آن‌جا ظاهر می‌شود پیوند زدند و اجازه دادند پرنده رشد کند تا بال‌هایش شکل بگیرند. نتیجه تقریباً همه را شگفت‌زده کرد! بال به‌شکلی معمولی تکوین یافت اما دو سری کامل از انگشت هم داشت! الگوی انگشتان حتی از این هم جالب‌توجه‌تر بودند: آرایش انگشتان جدید همانند تصویر آیینه‌ایِ انگشتان عادی بود!

بدیهی‌ست که چیزی درون آن تکه از بافت، یعنی تعدادی مولکول یا ژن، قادر به هدایت تکوین الگوی انگشتان بودند. حاصل این پژوهش‌ها، به‌وجودآمدن طوفانی از تحقیقات جدید بود و ما آموختیم که این اثر می‌تواند توسط انواع دیگری از بافت‌ها نیز تکرار شود. به‌عنوان مثال به‌قسمت جوانه‌زده‌ی دست‌وپای جنین پرنده، مقدار ناچیزی ویتامین A تزریق کنید یا ساده‌تر عمل کنید و تنها ویتامین A را به داخل تخم تزریق و صبر کنید تا جنین رشد کند. اگر شما ویتامین A را با غلظت مناسب و در زمان مناسب به جنین برسانید، همان مضاعف‌شدن آیینه‌ای که، گسلینگ، ساندرز و تسویلینگ از آزمایش‌های پیوند بافت خود کشف کرده بودند را به‌دست خواهید آورد.

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

@Chekide_ha

منطقه‌ی فعالیت قطبی‌کننده یا ZPA

این تکه‌های بافت را منطقه‌ی فعالیت قطبی‌کننده (The Zone of Polarizing Activity) می‌نامند. ZPA تکه‌ای از بافت است که سبب تفاوت میان سمت انگشت کوچک با سمت انگشت شست می‌شود. بدیهی ست که پرنده‌ها انگشت کوچک و انگشت شست ندارند. اصطلاحی که از آن برای عددگذاری انگشتان استفاده می‌کنیم، می‌گوید انگشت کوچک ما متناظر با انگشت پنجم جانوران دیگر و انگشت شست ما متناظر با انگشت اول آن‌هاست. ZPA از آن‌جاکه به طرق مختلف در کنترل تشکیل انگشتان دست‌وپا نقش دارد، منطقه‌ی بسیار جالب‌توجهی است.

اما چگونه این کار را انجام می‌دهد؟ بعضی از پژوهشگران معتقدند سلول‌های درون ZPA مولکولی می‌سازند که در میان اندام‌های حرکتی پخش می‌شود و سلول‌ها را وادار به تبدیل‌شدن به انگشتان متفاوت می‌کنند.

جابه‌جاکردن مقدار ناچیزی از بافتی که به آن ZPA می‌گویند، سبب مضاعف‌شدن انگشتان شد.

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

@Chekide_ha

مکانیسم عمل ZPA؛ درک اولیه

پیشنهاد کلیدی این بود: غلظت این مولکول بی‌نام عامل اصلی این مشاهدات است؛ به‌این‌صورت که در قسمت نزدیک به ZPA، جایی که غلظت بالایی از این مولکول وجود دارد، سلول‌ها با ساختن یک انگشت کوچک به این محرک پاسخ می‌دهند. در سمت مقابل این دستِ در حال رشد، دورتر از ZPA، جایی که مولکول‌ها پراکندگی بیش‌تر و غلظت کم‌تری دارند، سلول‌ها با ساخت انگشت شست پاسخ می‌دهند. سلول‌های قرارگرفته در بین این دو، هریک بر اساس غلظت این مولکول، سازنده‌ی انگشتان دوم، سوم و چهارم هستند.

این ایده را می‌شد آزمایش کرد و همین‌طور هم شد؛ سال ۱۹۷۹، دنیس سامربل (Denis Summerbell) تکه‌ی فوق‌العاده کوچکی از فویل را بین ناحیه‌ی ZPA و بقیه‌ی دست قرار داد. او می‌خواست با این کار مانع از پخش و انتشار هر نوع مولکولی از سمت ZPA به‌قسمت‌های دیگر شود. بدین‌ترتیب، سامر بل آن‌چه را که برای سلول‌های دو سمت مانع اتفاق افتاد را مطالعه کرد؛ سلول‌هایی که در سمت ZPA بودند، انگشتان را تشکیل دادند؛ اما سلول‌های قسمت مقابل اغلب انگشتی درست نکردند و اگر انگشتی ساخته شد، بدشکل و ناقص بود. نتیجه واضح بود: چیزی از ZPA تولید می‌شد که به‌وجودآمدن و ریخت انگشتان را کنترل می‌کرد. در قدم بعدی، برای شناخت آن چیز لازم بود که پژوهشگران به بررسی DNA بپردازند.

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

@Chekide_ha

مکانیسم عمل ZPA؛ درک اولیه

پیشنهاد کلیدی این بود: غلظت این مولکول بی‌نام عامل اصلی این مشاهدات است؛ به‌این‌صورت که در قسمت نزدیک به ZPA، جایی که غلظت بالایی از این مولکول وجود دارد، سلول‌ها با ساختن یک انگشت کوچک به این محرک پاسخ می‌دهند. در سمت مقابل این دستِ در حال رشد، دورتر از ZPA، جایی که مولکول‌ها پراکندگی بیش‌تر و غلظت کم‌تری دارند، سلول‌ها با ساخت انگشت شست پاسخ می‌دهند. سلول‌های قرارگرفته در بین این دو، هریک بر اساس غلظت این مولکول، سازنده‌ی انگشتان دوم، سوم و چهارم هستند.

این ایده را می‌شد آزمایش کرد و همین‌طور هم شد؛ سال ۱۹۷۹، دنیس سامربل (Denis Summerbell) تکه‌ی فوق‌العاده کوچکی از فویل را بین ناحیه‌ی ZPA و بقیه‌ی دست قرار داد. او می‌خواست با این کار مانع از پخش و انتشار هر نوع مولکولی از سمت ZPA به‌قسمت‌های دیگر شود. بدین‌ترتیب، سامر بل آن‌چه را که برای سلول‌های دو سمت مانع اتفاق افتاد را مطالعه کرد؛ سلول‌هایی که در سمت ZPA بودند، انگشتان را تشکیل دادند؛ اما سلول‌های قسمت مقابل اغلب انگشتی درست نکردند و اگر انگشتی ساخته شد، بدشکل و ناقص بود. نتیجه واضح بود: چیزی از ZPA تولید می‌شد که به‌وجودآمدن و ریخت انگشتان را کنترل می‌کرد. در قدم بعدی، برای شناخت آن چیز لازم بود که پژوهشگران به بررسی DNA بپردازند.

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

@Chekide_ha

دستورالعمل DNA
به‌دنبال مولکول بی‌نام

این پروژه به نسل جدیدی از دانشمندان محول شد. البته قسمت‌های نهایی آن تا دهه‌ی ۱۹۹۰ که تکنیک‌های جدید مولکولی ابداع شدند، به‌طول انجامید؛ در این زمان بررسی‌های ژنتیکی برای درک عملکرد ZPA امکان‌پذیر شد.

موفقیت اصلی در ۱۹۹۳ هنگامی‌که آزمایشگاه کلیف تابین (Cliff Tabin) در دانشگاه هاروارد شروع به شکار ژن‌های کنترل‌کننده‌ی ZPA کرد، به‌وقوع پیوست! نتیجه‌ی تلاش آن‌ها، کشف مکانیسم‌هایی مولکولی بود که به ZPA توانایی ایجاد تفاوت بین انگشت کوچک و انگشت شست ما را می‌داد!

پیش از آن‌که این گروه در اوایل دهه‌ی ۹۰ شروع به انجام این تحقیقات کنند، تعدادی آزمایش مشابه ما را به این سمت سوق داد که دریابیم علت همه‌ی این اتفاقات یک نوع مولکول خاص است. این تئوری بزرگی بود اما هنوز هیچ‌کس نمی‌دانست این مولکول چیست. پژوهشگران، مولکولی پس از مولکول دیگر پیشنهاد می‌کردند اما هیچ‌یک پاسخ معمای ما نبود. سرانجام، آزمایشگاه تابین نظریه‌ی تازه‌ای ارائه کرد و آن نظریه با مطالب این کتاب بسیار مطابقت دارد. برای فهم این موضوع به مگس‌ها نگاهی بیاندازیم!

آزمایش‌های ژنتیکی دهه‌ی ۸۰ (۶۰)، الگوی شگفت‌آور فعالیت ژنی که بدن مگس میوه (Fruit Fly) را از یک سلول منفرد تخم به‌وجود می‌آورد آشکار ساخت بدن مگس میوه به‌صورت سری در جلو و بال‌هایی در سمت پشتی سازمان یافته است. تمام ژن‌ها در خلال تکوین مگس روشن و خاموش می‌شوند و این الگوی فعالیت ژنی، برای رشد بخش‌های مختلف بدن مگس به‌کار می‌رود. در آن زمان، تابین متوجه این موضوع نبود و دو آزمایشگاه دیگر به سرپرستی اندی مک‌مائن (Andy MacMahon) و فیل اینگم (Phil Ingham) مستقل از هم به این ایده‌ی کلی یکسان رسیده بودند.

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

@Chekide_ha

کشف ژن خارپشت؛ کاندیدای ZPA

در سال‌های بعد، آن‌چه که آشکار بود، موفقیت جالب‌توجه حاصل از تشریک مساعی میان این سه گروه آزمایشگاهی متفاوت بود. به‌این‌صورت که یکی از ژن‌های مگس میوه توجه تابین، مک‌مائن و اینگم را به خود جلب کرد. آن‌ها متوجه شدند ژنی که یک انتهای بدن مگس را می‌سازد، به‌نظر با ژن‌های دیگر تفاوت دارد. ژنتیک‌دانان مگس میوه، آن ژن را خارپشت (Hedgehog) نامیدند. آیا عملکرد ژن خارپشت در بدن مگس برای این نیست که قسمتی از بدن را متفاوت از قسمت دیگر سازمان‌دهی کند؛ درست مشابه همان کاری که ZPA در متفاوت‌ساختن انگشت کوچک از انگشت شست انجام می‌دهد؟!

این سه آزمایشگاه هم‌زمان رویکرد یکسانی را تعقیب کردند، به‌این‌صورت که به جست‌وجوی ژن خارپشت در پرنده‌ها، موش‌ها و ماهی‌ها پرداختند.

از آن‌جا که این پژوهشگران ساختار ژن خارپشت مگس میوه را می‌شناختند، نقشه‌ای برای جست‌وجو داشتند که در تمایز این ژن از سایر ژن‌های پرنده به آن‌ها کمک می‌کرد. هر ژن توالی مشخصی دارد؛ به کمک تعدادی از ابزارهای مولکولی، این پژوهشگران می‌توانستند به جست‌وجوی توالی ژن خارپشت در میان کل ژنوم پرنده بپردازند. پس از آزمون و خطاهای بسیار، آن‌ها سرانجام ژن خارپشت پرنده را کشف کردند.

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

@Chekide_ha

Hi guys. Hope you're all doing well these days.

Here's my new channel. Let's learn English with me. Join us on telegram.




@Talk_2talk

چرا ژن خارپشت؟!

همان‌طور که دیرینه‌شناسان باید گونه‌های جدید را نام‌گذاری کنند، متخصصان علم ژنتیک هم باید برای این ژن تازه نامی برمی‌گزیدند. علت انتخاب کلمه‌ی ژن خارپشت از سوی ژنتیک‌دانان کاشف آن، این بود که مگس‌های جهش‌یافته در این ژن دارای موهای سیخی می‌شدند که آن‌ها را به یاد خارپشت می‌انداخت، تابین مک‌مائن و اینگم نسخه‌ی ژنی مربوط به پرنده را خارپشت سونیک (Sonic hedgehog) نامیدند؛ آن‌ها واژه‌ی سونیک (Sonic) را از یک بازی ویدئویی مربوط به کمپانی سگا اقتباس کردند!

حال به این سؤال سرگرم‌کننده توجه کنید: ژن خارپشت سونیک دقیقاً در پیدایش دست‌وپا چه نقشی دارد؟! گروه تابین یک مولکول رنگی را که به ژن می‌چسبید، به سلول‌ها اضافه کرد. این عمل باعث می‌شد آن‌ها بفهمند که ژن در کجای دست‌وپا فعال می‌شود. با تعجب بسیار زیاد، آن‌ها متوجه شدند که این ژن فقط در سلول‌های موجود در یک قسمت باریک در دست‌وپا فعالیت دارد؛ که همان ZPA است.

به‌این‌ترتیب، مراحل بعدی آشکار شدند. الگوهای فعالیت ژن خارپشت سونیک، درواقع، به نوعی تقلید عملکرد بافت‌های ZPA بود. زمانی را که پژوهشگران دست‌وپا را با رتینوئیک اسید (فرم خاصی از ویتامین A) تیمار کردند به یاد می‌آورید؟ در حقیقت آن‌ها ZPA را در طرف مقابل در اندام حرکتی فعال کردند. حدس بزنید هنگامی‌که منشأ اندام حرکتی را با رتینوئیک اسید تیمار و محل فعالیت ژن خارپشت سونیک را ترسیم کردند، چه اتفاقی افتاد؟! ژن خارپشت سونیک در هر دو طرف فعال شد -انگشت کوچک و انگشت شست- درست همانند ZPA که با رتینوئیک اسید تیمار شده بود.

سونیک (Sonic)

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

@Chekide_ha

ژن خارپشت در هر موجود دست‌وپادار

شناخت ساختار ژن خارپشت سونیک در پرنده به سایر پژوهشگران امکان داد که به جست‌وجوی این ژن در هر موجود دیگری که دارای ساختار انگشت باشد، از قورباغه‌ها تا انسان بپردازند. همه‌ی جانوران دست‌وپادار، ژن خارپشت سونیک دارند. در تک‌تک جانورانی که ما مطالعه‌شان کردیم، ژن خارپشت سونیک در بافت ZPA فعال بود. اگر ژن خارپشت سونیک به‌موقع در طول هشت هفته از دوره‌ی تکوین جنینی شما به‌درستی عمل نکرده بود، احتمالاً شما صاحب انگشتانی اضافه می‌شدید یا این‌که انگشت کوچک و انگشت شست شما هم‌شکل می‌شد. بعضی اوقات، زمانی‌که عملکرد ژن خارپشت سونیک دچار اختلال می‌شود، دست درنهایت، شبیه پارویی پهن با ۱۲ انگشت می‌شود که همه یک‌شکل هستند!

اکنون می‌دانیم ژن خارپشت سونیک یکی از مجموعه‌ی ژن‌هایی است که با روشن و خاموش‌شدن در دوران مناسب، سبب به‌وجودآمدن دست‌های ما از شانه تا نوک انگشتان می‌شود. جالب‌توجه این‌که عملکرد آن در پرنده‌ها، قورباغه‌ها و موش‌ها نیز به‌همین شکل است. دستورالعمل DNA در انسان، برای ایجاد استخوان بازو، ساعد، مچ و انگشتان با هر موجود دیگری که اندام حرکتی دارد تقریباً یکسان است.

تا کجا می‌توان ردپای خارپشت سونیک و قطعات دیگر DNA را که سازنده‌ی دست‌ها و پاها هستند دنبال کرد؟ آیا این قطعه‌ی ژنی در ساخت اسکلت باله‌ی ماهی‌ها هم دخالت می‌کند؟ یا این‌که مکانیسم شکل‌گیری دست‌های ما و باله‌های ماهی‌ها کاملاً متفاوت‌اند؟ ما یک ماهی درونی را در آناتومی بازوها و دست‌های‌مان یافتیم؛ آیا در DNA سازنده‌ی این اندام‌ها هم شباهتی وجود دارد؟

رندی دان با کیسه‌ی پری‌دریایی که حاوی تخم‌ها بود وارد می‌شود!... .

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

@Chekide_ha

به کوسه‌ها دست بدهیم!

رندی با ایده‌ای ساده اما بسیار هوشمندانه وارد آزمایشگاه من شد. او جنین‌های سفره‌ماهی را دقیقاً به‌همان روشی که کلیف تابین تخم‌مرغ‌ها را تیمار کرده بود، تیمار کرد. هدف رندی این بود که همه‌ی آزمایش‌هایی را که پرنده‌شناسان روی تخم‌مرغ‌ها انجام داده‌اند از تشریح‌های بافتی ساندرز و تسویلینگ گرفته تا آزمایش‌های ژنی کلیف تابین، روی سفره‌ماهی‌ها پیاده کند.

سفره‌ماهی‌ها درون تخمی رشد می‌کنند که دارای نوعی پوسته‌ی محافظ است و محتویات نطفه در آن قرار دارد. هم‌چنین سفره‌ماهی‌ها دقیقاً مانند پرنده‌ها جنین بزرگی دارند. به‌علت وجود چنین ویژگی‌های مناسبی می‌توانیم از تمام ابزارهای مولکولی آزمایشگاهی که پژوهشگران برای مطالعه‌ی پرنده‌ها به‌کار بردند در بررسی سفره‌ماهی‌ها بهره ببریم. از مقایسه‌ی باله‌ی تکامل‌یافته‌ی کوسه با ساق پای پرنده چه چیزی می‌توانیم بیاموزیم؟ حتی جسورانه‌تر، چه چیزی راجع‌به خودمان می‌توانیم بفهمیم؟

همان‌طور که ساندز، تسویلینگ و تابین نشان دادند، پرنده‌ها به‌طور شگفت‌آوری نمود مناسبی برای اندام‌های خودمان به‌شمار می‌آیند. همه‌ی آن‌چه که در آزمایش‌های برش و پیوند بافت ساندرز و تسویلینگ و آزمایش‌های مبتنی بر DNA تابین کشف شد را می‌توان به‌همان خوبی به اندام‌های حرکتی خودمان تعمیم بدهیم. ما ZPA و ژن‌های خارپشت سونیک داریم و این‌دو نقش عمده‌ای در تکوین ما دارند. همان‌طور که پیش‌تر دیدیم، درست عمل‌نکردن ZPA یا جهش در ژن خارپشت سونیک می‌تواند سبب بروز اختلال‌هایی در دست انسان شود.

رندی می‌خواست تعیین کند دستگاهی که دست‌های ما را ساخته چقدر متفاوت از دیگر موجودات است. عمق وابستگی ما به منشأ حیات چگونه است؟ این‌که آیا دستورالعمل ساخت دست‌های ما چیز تازه‌ای است یا ریشه‌های کهنی در جانوران دیگر دارد؟ اگر چنین است، قدمت آن چقدر است؟

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

@Chekide_ha

کوسه؛ جاندار مناسب برای بررسی تشابه ساختار باله و دست

کوسه‌ها و خویشان‌شان نخستین جانورانی‌اند که باله به‌همراه اسکلت درونی دارند. در حالت ایده‌آل، برای پاسخگویی به سؤال رندی، ممکن است بخواهید فسیل ۴۰۰ میلیون‌ساله‌ی کوسه‌ای را به آزمایشگاه بیاورید، آن را تحلیل و ساختار ژنتیکی‌اش را بررسی کنید. سپس تلاش خواهید کرد جنین‌های فسیل‌شده‌ی آن را دست‌کاری کنید تا متوجه شوید که آیا ژن خارپشت سونیک، در همان قسمت معمولی که امروزه در دست‌ها و پاهای ما فعال است در بدن کوسه نیز فعال بوده یا خیر؟!

آزمایش شگفت‌انگیزی خواهد بود اما امری محال است. متأسفانه از فسیل با چنین قدمتی نمی‌توان DNA استخراج کرد و حتی اگر می‌شد هرگز قادر به یافتن جنین‌های فسیل‌شده‌ی این جانور برای انجام آزمایش‌های‌مان نبودیم!

کوسه‌های زنده و خویشان‌شان بهترین گزینه‌ی بعدی به‌شمار می‌آیند. هیچ‌کس تابه‌حال باله‌ی کوسه را با دست انسان اشتباه نگرفته است. شما نمی‌توانید برای دو گونه‌ی متفاوت از اعضای فرعی بدن سؤالی بپرسید. نه‌تنها کوسه‌ها و انسان‌ها به‌سختی خویشاوند یکدیگر محسوب می‌شوند، بلکه ساختار اسکلتی اعضای فرعی بدن‌های‌شان کم‌ترین شباهتی به یکدیگر ندارد. هیچ‌چیز درون باله‌ی کوسه حتی ابداً شبیه به الگوی یک استخوان، دو استخوان، توده‌های استخوانی متعدد و انگشتان اوئن نیست. در عوض، استخوان‌های درونی باله، شکلی شبیه میله، کوتاه و بلند و هم‌چنین باریک و پهن به خود گرفته‌اند. ما حتی به این‌ها هم استخوان می‌گوییم، گرچه از غضروف ساخته شده‌اند. (کوسه‌ها و سفره‌ماهی‌ها را ماهی‌های غضروفی می‌شناسیم، چراکه اسکلت آن‌ها هرگز به استخوان سخت مبدل نمی‌شود.)

اگر بخواهیم دریابیم که آیا نقش ژن خارپشت سونیک در اندام‌های حرکتی صرفاً منحصر به جانوران دارای اندام حرکتی است، چرا نمونه‌هایی که از همه لحاظ متفاوت‌اند را برای بررسی انتخاب نکنیم؟ به‌علاوه، چرا گونه‌ی بسیار ابتدایی از ماهی زنده‌ای را که دارای هیچ عضو فرعی حرکتی متقارن، خواه باله یا دست‌وپا نیست را انتخاب نکنیم؟ کوسه‌ها به‌طور کامل با هر دوی این خواسته‌ها هم‌خوانی دارند.

حل مشکل اول ما ساده بود. ما به منبع مطمئنی از جنین‌های کوسه و سفره‌ماهی نیاز داشتیم. کوسه‌ها ثابت کردند که دست‌یافتن به قاعده‌ای مشخص درباره‌شان مشکل است اما سفره‌ماهی‌ها و خویشان نزدیک آن‌ها این‌گونه نبودند. به‌این‌ترتیب، ما پژوهش‌های خود را با کوسه‌ها آغاز کردیم و از سفره‌ماهی به‌عنوان منبع پشتیبان و کوسه‌های تحلیل‌رفته طی تکامل استفاده کردیم. ما تأمین‌کننده‌ای پیدا کردیم که هر ماه یا هر دو ماه یک‌بار بسته‌ای حاوی ۲۰ تا ۳۰ عدد تخم کوسه با جنین‌های درونشان را برای ما می‌فرستاد. ما حقیقتاً این کالا را پرستش می‌کردیم، چراکه هر ماه بی‌صبرانه منتظر رسیدن این بسته‌های با ارزش تخم و جنین کوسه بودیم!... بیشتر بخوانید

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

@Chekide_ha

عملکرد یکسان ژن خارپشت در همه‌ی جانداران!

جنین‌ها درون تخم‌های کدر تکوین می‌یافتند؛ فقط می‌توانستیم بگوییم که آیا جانور زنده است یا نه! آن‌چه که درون باله اتفاق می‌افتاد برای ما مشاهده‌پذیر نبود. دست‌آورد نهایی، نمونه‌ی بسیار خوبی برای مشاهده‌ی شباهت میان ما، کوسه‌ها و سفره‌ماهی‌ها بود: تصویر آیینه‌ای از باله.

باله‌های پشتی ساختارشان را در الگوی جلوبه‌پشت جالبی مضاعف کردند؛ همان الگویی که ما در آزمایش‌ها روی اندام‌های حرکتی دیده بودیم: دست‌ها و پاها ساختار خودشان را مضاعف می‌کردند. باله‌های کوسه ساختار باله‌ی کوسه را مضاعف می‌کنند، همان‌طور که در سفره‌ماهی این اتفاق افتاد. ژن خارپشت سونیک امروزه حتی در اسکلت اعضای فرعی متفاوت‌ترین گونه‌های یافته‌شده در سراسر زمین نیز تأثیر یکسانی دارد!

یکی از اثرات خارپشت سونیک همان‌طور که به یاد می‌آورید متفاوت ساختن انگشتان از یکدیگر است. همان‌طور که در مورد با ZPA شاهد بودیم، این‌که چه نوع انگشتی رشد کند به این بستگی دارد که آن انگشت چقدر با منبع تولید‌کننده‌ی محصول ژن خارپشت سونیک فاصله دارد. باله‌ی یک سفره‌ماهی طبیعی بالغ تعداد زیادی رشته‌ی اسکلتی دارد که همه‌ی آن‌ها به یکدیگر شبیه‌اند. آیا ما می‌توانیم این میله‌ها را درست مثل انگشتان خودمان، از یکدیگر متمایز کنیم؟ رندی مهره‌ی کوچکی آغشته به پروتئین ساخته‌شده از ژن خارپشت سونیک را در میان این میله‌های اسکلتی همانند قرار داد. نکته‌ی اصلی آزمایش این بود که او از ژن خارپشت سونیک موش استفاده کرد! پس حالا ابتکاری واقعی داشتیم: جنین سفره‌ماهی با مهره‌ی کوچک درونش که پروتئین محصول ژن خارپشت سونیک موش به‌تدریج از آن به بیرون ترشح می‌شد. آیا ممکن بود پروتئین موش تأثیری روی کوسه یا سفره‌ماهی داشته باشد؟!

برای آزمایش‌هایی از این دست، دو نتیجه‌ی خیلی بزرگ وجود دارد. یکی این‌که هیچ اتفاقی نمی‌افتد. در مورد این آزمایش معنی‌اش این است که سفره‌ماهی تفاوت بسیاری با موش دارد و پروتئین‌های خارپشت سونیک موش، روی آن بی‌اثر است. پیامد بزرگ دیگر این‌که ممکن است نمونه‌ی بسیار خوبی از ماهی درونی ما ارائه کند؛ نتیجه این باشد که هر یک از ریشه‌های قابل رشد استخوان متفاوت از بقیه تکوین یابند و درواقع، این ثابت می‌کند که اثر ژن خارپشت سونیک در سفره‌ماهی مشابه اثری است که این ژن در بدن ما دارد. بیایید فراموش نکنیم که رندی از پروتئین یک پستاندار استفاده کرد و معنایش این است که دستورالعمل ژنتیکی می‌تواند بسیار بسیار مشابه انسان باشد.

نتیجه‌ی شگفت‌آور این‌که نه‌تنها انتهای این اندام‌های میله‌مانند متفاوت از یکدیگر به‌نظر می‌رسیدند، بلکه پاسخ آن‌ها به خارپشت سونیک بیش‌تر از پاسخی بود که انگشتان به این محرک نشان می‌دادند! بر اساس این‌که هریک از آن‌ها چقدر به مهره‌ی آغشته به پروتئین ژن خارپشت سونیک نزدیک بودند، تکوین متفاوتی داشتند. اندام‌های میله‌مانند نزدیک‌تر با شکلی متفاوت از دورترها رشد کردند.
مهم‌ترین نکته‌ی آزمایش این بود: این پروتئین موشی بود که این عمل را بسیار اثربخش در سفره‌ماهی انجام داد.

باله‌های معمولی (سمت چپ) و باله‌های تیمارشده با محرک توسط رندی (سمت راست). باله‌های تیمارشده، همانندسازی و مضاعف‌شدن متقارن از خود نشان دادند، درست مانند آن‌چه که در بال پرنده‌ها اتفاق افتاد. عکس‌ها از رندی دان، دانشگاه شیکاگو.

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

@Chekide_ha

کشف رندی دان؛ عملکرد ژن‌های مشابه باستانی در مسیر متفاوت

«ماهی درونی»‌ای که رندی کشف کرد، یک تک‌استخوان نبود، یا حتی بخشی از یک اسکلت؛ بلکه کشف ارزشمند رندی در حقیقت محرک‌های زیستی بود که منجر به ساخت باله‌ها می‌شدند. آزمایشی پس از آزمایش دیگر، روی جانورانی کاملاً متفاوت مثل موش‌ها، کوسه‌ها و مگس‌ها به ما نشان داد درس‌های ژن خارپشت سونیک بسیار عمومی و قابل تعمیم‌اند. همه‌ی اعضای فرعی، چه باله باشند، چه دست‌وپا، تماماً توسط انواع مشابهی از ژن‌ها ساخته می‌شوند. این موضوع برای مسئله‌ای که ما در دو فصل اول در جست‌وجوی آن بودیم -گذر از باله‌ی ماهی به دست‌وپا- چه معنایی دارد؟ معنایش این است که این انتقال تکاملی بزرگ نیاز به DNA جدید اولیه‌ای نداشته: بلکه بیش‌تر مبتنی بر استفاده از ژن‌های باستانی بوده است؛ همانند ژن‌های مسئول در تکوین باله‌ی کوسه اما این بار در مسیر جدیدی برای ساخت اندام‌های حرکتی دست‌وپا همراه با انگشتان!

باید اذعان کرد که امتیاز ژرف‌تری هم در آزمایش‌های انجام‌شده روی دست‌ها، پاها و باله‌ها وجود دارد؛ آزمایشگاه تابین با استفاده از آزمایشاتی که روی مگس انجام شد سعی کرد ژنی در پرنده‌ها بیابد که به ما درباره‌ی حلقه‌های مفقوده‌ی پیدایش بشر بگویند. رندی از یافته‌های آزمایشگاه تابین استفاده کرد تا به ما چیزی راجع‌به ارتباط‌مان با سفره‌ماهی‌ها بگوید. «مگس درونی» به یافتن «پرنده‌ی درونی» منجر شد و درنهایت، به رندی برای کشف «سفره‌ماهی درونی» کمک کرد. می‌بینید! وابستگی میان جانوران زنده، پیوند ژرف‌تری پیدا می‌کند... .

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

@Chekide_ha

سخت‌ترین قسمت بدن ما و اطلاعات باارزش آن!

فسیل‌شناسان دریافته‌اند که دندان‌ها به‌طور شگفت‌انگیزی حاوی اطلاعات با ارزشی هستند. دندان‌ها سخت‌ترین قسمت بدن ما هستند، چراکه مینای دندان حاوی مقدار زیادی هیدروکسی آپاتیت -حتی بیش از آن‌چه که در استخوان‌ها به‌کار رفته- است. به‌علت سختی و مقاومت بالا، دندان‌ها اغلب بهترین قسمت باقی‌مانده‌ی جانورانی‌اند که پس از گذشت دوره‌های زمانی بسیار طولانی، فسیل‌شان را می‌یابیم. این‌که دندان‌ها راهنمای بسیار خوبی برای پی‌بردن به رژیم غذایی جانوران‌اند، شانسی بزرگ به‌حساب می‌آید، چراکه فسیل‌های یافته‌شده، تصویر روشنی از چگونگی به‌وجودآمدن روش‌های متفاوت تغذیه به ما می‌دهند. این نکته، به‌ویژه، در تاریخ پستانداران به‌خوبی صدق می‌کند. درحالی‌که بسیاری از خزندگان دندان‌های مشابهی دارند، دندان‌های پستانداران کاملاً از یکدیگر متمایزند. مبحث پستانداران در درس دیرینه‌شناسی اغلب به دانشجویان احساس حضور در مطب دندان‌پزشکی را می‌دهد!

خزندگان امروزی -تمساح‌ها، مارمولک‌ها، مارها- بیش‌تر دندان‌هایی را که دهان پستانداران را تا به این اندازه منحصربه‌فرد کرده ندارند. برای نمونه، همه‌ی تمام دندان‌های تمساح، شکل تیغه‌مانند یکسانی دارند؛ تنها تفاوت میان آن‌ها این است که تعدادی بزرگ و بقیه کوچک‌اند. هم‌چنین در خزندگان جفت‌شدگی دقیق دندان‌های بالا و پایین، آن‌گونه که در پستانداران دیده می‌شود، وجود ندارد. علاوه‌بر آن، درحالی‌که ما پستانداران تنها یک‌مرتبه در طول زندگی دندان‌های‌مان جایگزین می‌شوند، خزندگان در کل دوران حیات‌شان هربار که دندانی را از دست می‌دهند جای آن دندان تازه‌ای رشد می‌کند!

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

@Chekide_ha

دندان‌ها در همه‌جا

در کلاس آناتومی، دندان‌ها اهمیت چندانی ندارند. برای آن‌ها فقط پنج دقیقه زمان صرف می‌کنیم و دندان‌ها در فهرست اندام‌های مورد علاقه برای تشریح، به‌ندرت جزو پنج مورد اول‌اند -البته هر فردی فهرست خود را دارد!- درحالی‌که همین دندان‌های کوچک نقطه‌ی اتصال مهم ما با بقیه‌ی اجزای حیات به‌شمار می‌آیند، به‌طوری‌که شناخت بدن بدون شناخت دندان‌ها تقریباً غیرممکن است. از طرفی، دندان‌ها برای من هم اهمیت ویژه‌ای دارند، چراکه برای نخستین‌بار در جست‌وجوی آن‌ها بود که آموختم چطور فسیل‌ها را بیابم و سفری اکتشافی به راه بیندازم.

کار دندان‌ها این است که تکه‌های بزرگ غذا را به تکه‌های کوچک‌تر تقسیم کنند. دندان‌ها با قرارگرفتن روی استخوان فک متحرک قادر به خرد و آسیاکردن غذا شدند. دهان جانوران از حد مشخصی بزرگ‌تر نیست اما دندان‌ها آن‌ها را قادر به بلع چیزهایی می‌کند که گاهی از دهان‌شان بسیار بزرگ‌تر است. این موضوع، به‌ویژه درباره‌ی جانورانی که دست یا پنجه ندارند، اهمیت به‌سزایی دارد، چراکه می‌توانند به کمک آن‌ها طعمه‌ی خود را پیش از عمل بلع به دام اندازند و تکه‌پاره کنند. درست است که ماهی‌های بزرگ‌تر، ماهی‌های کوچک‌تر را می‌بلعند اما دندان‌ها می‌توانند عدالت را طور دیگری برقرار کنند: اگر ماهی‌های کوچک‌تر دندان‌های خوبی داشته باشند، می‌توانند ماهی‌های بزرگ‌تر را بجوند و از دندان‌های‌شان برای خراشیدن فلس‌ها، تغذیه از اجزا و همه‌ی گوشت بدن آن‌ها بهره ببرند!

با مشاهده‌ی دندان‌ها می‌توان اطلاعات بسیاری درباره‌ی پیچیدگی‌های هر جانور به‌دست آورد. برآمدگی‌ها، فرورفتگی‌ها و لبه‌های دندان‌ها اغلب بازتابی از رژیم غذایی جانوران است. گوشت‌خوارانی نظیر گربه‌سانان، دندان‌های آسیای تیغه‌مانندی برای بریدن گوشت دارند؛ درحالی‌که گیاه‌خواران، دهانی با دندان‌های صاف دارند که آن‌ها را قادر به آسیاکردن برگ‌ها و دانه‌ها می‌کند.

ارزش و اهمیت اطلاعاتی دندان‌ها هیچ‌گاه در تاریخ آناتومی نادیده گرفته نشد. کالبدشناس فرانسوی، ژورژ کوویه (Georges Cuvier)، ادعای اغراق‌آمیزی داشت؛ او می‌گفت قادر است تنها از روی دندان، اسکلت کامل یک جانور را بازسازی کند. این بیان تا حدی اغراق‌آمیز اما کلیت آن درست است؛ دندان‌ها دریچه‌ای روشن به سبک زندگی جانواران هستند.

دهان انسان‌ها بازگوکننده‌ی این واقعیت است که ما جزء همه‌چیزخواران هستیم، چراکه چندین نوع دندان داریم. دندان‌های جلویی یا دندان‌های پیشین به‌صورت تیغه‌های یک دست کشیده‌ای هستند که مختص بریدن‌اند. دندان‌های پسین یا آسیای بزرگ، تخت‌تر بوده و دارای الگوی متمایزی‌اند که به آن‌ها امکان خردکردن بافت‌های گیاهی و جانوری می‌دهد. دندان‌های آسیای کوچک در میانه، عملکردی بینابین دندان‌های پیشین و آسیای پسین دارند.

جالب‌توجه‌ترین موضوع درباره‌ی دهان ما، دقت و ظرافت دندان‌ها در جویدن خوراکی‌ها است. دهان خود را باز و بسته کنید: دندان‌های شما همیشه به یک شکل روی هم قرار می‌گیرند. دندان‌های بالا و پایین به‌دقت روی یکدیگر سوار می‌شوند. به‌علت جفت‌شدن بسیار خوب برآمدگی‌ها، فرورفتگی‌ها و لبه‌های دندان‌های بالا و پایین، ما قادر به خردکردن خوراکی‌ها با بالاترین کارایی هستیم. درواقع، عدم مطابقت بین دندان‌های بالایی و پایینی، ممکن است دندان‌های ما را بشکند و دندان‌پزشکان را ثروتمند کند!

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

@Chekide_ha

شاهدی از الگوی جویدن ما

یک تکه‌ی بسیار ابتدایی از ما -نحوه‌ی دقیق جویدن به روش ما پستانداران- در نمونه‌های فسیلی مربوط به ۲۲۵ تا ۱۹۵ میلیون سال پیش در حفاری‌های جای‌جای جهان ظاهر شد. ابتدا در صخره‌های قدیمی‌تر تعدادی خزنده یافتیم که ظاهراً شبیه سگ بودند؛ روی چهارپا راه می‌رفتند، جمجمه‌های بزرگی داشتند و بسیاری از آن‌ها دندان‌های تیزی داشتند؛ شباهت‌ها به همین‌جا ختم می‌شد و برخلاف سگ‌ها، این خزندگان آرواره‌ای متشکل از تعداد زیادی استخوان داشتند و دندان‌های‌شان هم به‌خوبی روی هم قرار نمی‌گرفت؛ هم‌چنین درست مثل خزندگان، دندان‌های‌شان مدام جایگزین می‌شدند؛ یعنی در طول زندگی‌شان دندان‌های جدید درمی‌آوردند!

سپس در ادامه‌ی بررسی‌ها، به صخره‌های بالاتر یا به‌عبارتی به دوران جدیدتری رسیدیم و کاملاً شاهد چیزی متفاوت بودیم: ظهور پستاندار. استخوان‌های آرواره کوچک‌تر شده و به نزدیکی گوش رسیده بود. می‌توانستیم نخستین مدرک برای جفت‌شدگی دقیق دندان‌های بالا و پایین را در این‌جا ببینیم. شکل آرواره‌ها هم تغییر یافته بودند: آن‌چه که در فک خزندگان پایه‌ای ساده بود -ریشه‌ی دندان‌ها- در پستاندارن شبیه به بومرنگ شده بود. به‌علاوه، در این دوره، دندان‌ها تنها یک مرتبه در طول زندگی جایگزین می‌شدند؛ درست مثل ما! همه‌ی این تغییرات را می‌توانیم در فسیل‌های جمع‌آوری‌شده، به‌ویژه، از زمین‌های فسیلی مشخص در اروپا، آفریقای جنوبی و چین دنبال کنیم و بیابیم.

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

@Chekide_ha