چرا انسان ها دم ندارند ؟

چرا انسان ها دم ندارند؟

محققان رابطه‌ای بین از دست دادن دم در انسان و یک نوع نقص مادرزادی پیدا کردند.

میلیون‌ها سال پیش، نیاکان ما دم داشتند که به آن‌ها کمک می‌کرد تا تعادل خود را حفظ کنند و از شاخه‌ها در جنگل‌ها بپرند. اما حدود ۲۵ میلیون سال پیش، اجداد ما در روند تکامل دم خود را از دست دادند.

یک مطالعه جدید که در ۲۸ فوریه در مجله نیچر منتشر شد، نشان می‌دهد که محققان یک تغییر ژنتیکی خاص را پیدا کرده‌اند که باعث از بین رفتن دم اجداد ما شده است. این تغییر در ژن «TBXT» وجود دارد که در شکل‌گیری دم در برخی حیوانات نقش دارد.

وقتی استخوان دنبالچه «بو شیا»، که محقق اصلی این مطالعه است، آسیب دید، او به این بخش از بدن انسان علاقه‌مند شد و با همکاری دیگر محققان این موضوع را کشف کرد.

ایتای یانای، مدیر علمی آزمایشگاه‌های بیوانفورماتیک کاربردی در «NYU Langone Health»، می‌گوید: «بو واقعاً نابغه است، چون او چیزی را دید که قبلاً هزاران نفر دیده بودند، اما به آن توجه نکردند».

دانشمندان پس از مقایسه ژن‌های میمون‌های دم‌دار و شامپانزه‌های بی‌دم دریافتند که یک تغییر در ژن «TBXT» باعث از دست دادن دم اجداد ما شده است.

آن‌ها این ژن را که مشترک بین انسان و شامپانزه است، به موش‌های نر اضافه کردند و متوجه شدند که نسل‌های بعدی این موش‌ها دیگر دم ندارند.

محققان همچنین پیداکردند که در میان موش‌هایی که دمشان را از دست داده بودند، بیماری اسپینا بیفیدا شایع شده است.

اسپینا بیفیدا یک نقص مادرزادی است که زمانی رخ می‌دهد که ستون فقرات و نخاع نوزاد به درستی در رحم رشد نمی‌کند و باعث ایجاد شکاف در ستون فقرات می‌شود.

طبق اطلاعات مراکز کنترل و پیشگیری از بیماریها، از هر هزار تولد، یک نوزاد با این نقص به دنیا می‌آید.

در طول میلیون‌ها سال، تغییرات در «دی‌ان‌ای» به موجودات کمک کرده تا تکامل یابند. برخی از این تغییرات فقط شامل تغییر یک جز در زنجیره پیچیده «دی‌ان‌ای» می‌شود، اما برخی دیگر پیچیده‌تر هستند.

عناصر Alu، توالی‌های بسیار کوتاهی در «دی‌ان‌ای» هستند که می‌توانند جا به جا شوند. این عناصر که به «ژن‌های پرشی» نیز معروفند، می‌توانند عملکرد یک ژن را تغییر دهند. این نوع خاص از ژن‌های پرشی فقط در پستانداران وجود دارد و میلیون‌ها سال است که به تنوع ژنتیکی کمک کرده است.

در این مطالعه جدید، محققان دو عنصر Alu را در ژن «TBXT» شناسایی کردند که در شامپانزه‌های بی‌دم وجود دارد ولی در میمون‌های دم‌دار وجود ندارد. این عناصر در قسمت‌های پروتئین‌زا (اگزون‌ها) نیستند و در قسمت‌های غیرپروتئینی (اینترون‌ها) قرار دارند. اینترون‌ها به عنوان «ماده تاریک» ژنوم شناخته می‌شوند زیرا به نظر می‌رسد هیچ عملکردی ندارند.

با این حال، وقتی سلول‌ها از ژن «TBXT» برای تولید «آران‌ای» استفاده می‌کنند، نحوه تکراری عناصر Alu باعث می‌شود که آنها به هم متصل شوند. این ساختار پیچیده به مولکول بزرگتری تبدیل می‌شود که در نهایت کد نهایی و ساختار پروتئین را تغییر می‌دهد.

جف بوکه، نویسنده ارشد این مطالعه و مدیر «NYU Langone Health»، می‌گوید: «ما تجزیه و تحلیل‌های زیادی در مورد دیگر ژن‌هایی که در به وجود آمدن دم نقش دارند انجام دادیم.»

محققان همچنین دریافتند که در سلول‌های انسانی نیز توالی‌های Alu در ژن «TBXT» وجود دارد و باعث حذف بخش‌هایی از ژن می‌شوند.

کرک لومولر، استادیار بوم‌شناسی و زیست‌شناسی تکاملی و ژنتیک انسانی از دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس، می‌گوید: «به طور کلی تصور می‌شود که تغییرات ژنتیکی مانند این معمولاً تأثیرات محدودی بر تکامل دارند، اما این مطالعه نشان می‌دهد که چنین تغییراتی می‌توانند تأثیر زیادی بر روی گونه ما داشته باشند.»

آقای لومولر ادامه می‌دهد: «فکر کردن به اینکه چندین تغییر پیچیده دیگر نیز ممکن است چنین عواقبی داشته باشند، جالب است.»
“`

می‌توانند ویژگی‌های مهمی را در طول فرایند تکامل انسان به وجود آورند، بسیار جالب است.

زیست‌شناسان گمان می‌کنند که از دست دادن دم به انسان‌ها اجازه داده تا بتوانند بر روی دو پا راه بروند.

آقای یانایی می‌گوید: «ما روی دو پا حرکت می‌کنیم و در مسیر تکامل، مغز ما بزرگ‌تر شده و از فناوری استفاده می‌کنیم. همه این‌ها به خاطر یک عنصر درون ژن‌ها ایجاد شده است.»

چرا انسان‌ها دم خود را از دست دادند؟

حدود ۵۰۰ میلیون سال پیش، اجداد اولیه انسان‌های امروزی، یعنی ماهی‌ها، برای اینکه بتوانند در دریاهای قدیمی شنا کنند، دم داشتند.
زمانی که این موجودات به میمون‌ها و دیگر نخستی‌سانان تبدیل شدند، دم به آن‌ها کمک می‌کرد تا تعادل خود را حفظ کنند و بتوانند در جنگل‌ها از شاخه‌ای به شاخه دیگر بپرند. اما حدود ۲۵ میلیون سال پیش، دم در شامپانزه‌ها ناپدید شد.
چارلز داروین برای نخستین بار این تغییر مهم را در ساختار بدن ما شناسایی کرد. او در نظریه خود گفته بود که انسان‌ها و شامپانزه‌ها علی‌رغم نداشتن دم، هنوز هم دارای تعدادی مهره کوچک هستند که قسمت انتهایی ستون فقرات را تشکیل می‌دهند. داروین گفته بود: «من نمی‌توانم شک داشته باشم که این یک دم ابتدایی بوده است.»

از آن زمان و از اواخر قرن نوزدهم، دانشمندان فسیل‌هایی کشف کرده‌اند که تا حدی به توضیح این تغییر کمک می‌کند. قدیمی‌ترین نخستی‌سانانی که شناخته شده‌اند حدود ۶۶ میلیون سال پیش زندگی می‌کردند و دارای دم‌های کاملی بودند. امروزه بیشتر نخستی‌سانان زنده مانند لمورها و تقریباً همه میمون‌ها هنوز دم دارند.
اما فسیل‌ها نشان می‌دهند که شامپانزه‌ها حدود ۲۰ میلیون سال پیش مسیر خود را جدا کردند و در آن‌ها دم ناپدید شد.
از بین رفتن دم و تغییر در ساختار عضلانی که اکنون در بدن انسان دیده می‌شود، بعد از ایستادن بر روی دو پا، به لگن ما این اجازه را داد که وزن بدن ما را تحمل کند. اما هنوز مشخص نیست که چرا و چگونه این اتفاق افتاده است.

قبل‌تر، محققان دریافته بودند که دم (که از عضلات و اعصاب تشکیل شده) در مراحل اولیه رشد جنین توسط مجموعه‌ای از ۳۰ ژن اصلی که ساختار گردن و ناحیه کمر را مشخص می‌کنند، شکل می‌گیرد.
دانشمندان بعد از مقایسه میمون‌های دم‌دار و شامپانزه‌های بدون دم، ژن‌های متفاوتی را شناسایی کردند و فهمیدند که تغییر در یک ژن به نام «تی‌بی‌ایکس‌تی» (TBXT) باعث شده است که اجداد ما دم خود را از دست بدهند.
محققان این ژن را که بین انسان و شامپانزه مشترک است در موش‌های نر آزمایش کردند و دیدند که این جانوران در نسل‌های بعدی دم خود را از دست دادند.

دانشمندان حدس می‌زنند این ژن حدود ۲۰ میلیون سال پیش به طور تصادفی در یک شامپانزه تغییر کرده و باعث شده که او دم درنیاورد یا تنها یک بخش کوچک از دم در لگنش باقی بماند. با زنده ماندن آن شامپانزه، این ژن جهش‌یافته به نسل‌های بعدی منتقل شده است.
پژوهشگران می‌گویند از آن‌جا که شامپانزه‌ها از لحاظ اندازه بزرگتر از میمون‌ها بودند، از دست دادن دم و سقوط از درخت‌ها می‌توانسته برای آن‌ها خطرناک باشد و هم‌چنین تغییر در این ژن ممکن است باعث بروز آسیب‌های نخاعی شود. به همین دلایل، از دست دادن دم به عنوان یک نقص در مزیت تکاملی به حساب می‌آید.
گابریل روسو، محقق مورفولوژی تکاملی در دانشگاه استونی بروک نیویورک می‌گوید: «حالا سوال اساسی این است که چه مزیتی در پایین آمدن از درخت و حرکت کردن روی زمین وجود داشته است؟»

منبع: یورونیوز

بیشتر بخوانید