كوكبنا يتفجر بالحياة
فكر في التنوع المذهل
كل شيء من شجرة وزنها 10 أطنان
إلى خلية بكتيرية أصغر من ذرة غبار
تزدهر الحياة على عمق 7 أميال في قاع أعمق المحيطات
و على ارتفاع 3 أميال فوق سطح البحر
نجد الكائنات الحية أينما نظرنا
من أشد الصحاري حرارة إلى البراكين المتجمدة
و كل واحد من هذه الكائنات
في الحقيقة كل شيء حي وجد على الأرض
لديه شيء مشترك
هذا هو
الحمض النووي
الحمض النووي هو الشيء المشترك بيني و بين البعوضة و الحوت الأزرق
و الفطر و التيرانوصورس ركس
و إلفيس و الملكة فيكتوريا
إنه شيء غامض ربما يكون شيئاً عادياً أن ننظر إليه
لكن هذا الشيء هو أذكى شفرة في الكون المعلوم
أنا دكتور آدم رذرفورد
أخصائي في علم الوراثة و كاتب علمي
و أرى أن السنوات الـ 10 الأخيرة كانت مذهلة
منذ أن قمنا بفك التركيب الجيني للبشر في عام 2001
واصلنا فك شفرة المئات من الأنواع الأخرى
قمنا بفك شفرة الحمض النووي لمخلوقات تنتمي لكل فروع شجرة الحياة تقريباً
و يالها من قصة مدهشة تلك التي اكتشفناها
فتاريخ الحياة على الأرض و الذي يعود إلى 4 مليارات سنة تقريباً مكتوب في حمضنا النووي
في هذا الفيلم أريدك أن تأتي معي في رحلة
أريدك أن تسافر عبر حمضي النووي عبر جيناتي لنكتشف ماضينا
لنكتشف كيف أصبحنا هكذا و ربما ما يحمله المستقبل لنا
شفـــــــــــــــرة الجيـــــــــــــــن
كتــــــاب الحيــــــاة
ترجمة أحمد محمد صديق
كلنا نحمل معنا
أطول و أشمل كتاب تاريخ على الأرض
عندما بدأ العلماء في استكشاف البنية الكيميائية للجينوم البشري
وجدوا مجموعة من القصص
حكايات النجاحات و الإخفاقات لأسلافنا البشريين و غير البشريين
عندما كانوا يصارعون من أجل البقاء خلال الـ 3 أو 4 مليارات سنة الأخيرة
الحمض النووي ليس مجرد مادة كيميائية إنه قصيدة ملحمية عن الحياة على الأرض
أنا في أيسلندا
جئت لأرى ما يربطني ببعض من أقدم أشكال الحياة على الأرض
حمضي النووي يحوي الإجابة على واحد من أكثر الأسئلة بديهية
كيف بدأت الرحلة شديدة الطول التي أدت إلى ظهور الإنسان ؟
مضيفي هو الدكتور ياكوب كريستيانسون أستاذ في جامعة أيسلندا لسنوات عديدة
إلى أين جئت بي يا ياكوب ؟
نحن الآن إلى الشرق قليلاً من ريكيافيك
في واحدة من مناطق الحرارة الجوفية المنتشرة هنا
برك من المياه المغلية كالتي وجدت في المناطق البركانية على الأرض لمليارات السنين
قد تبدو غير مناسبة للحياة
لكن الكائنات الحية وجدت هنا قبل ظهور أبسط الحيوانات بزمن طويل
بالتأكيد لا يمكن لشيء أن يعيش هنا إنه ماء مغلي بالفعل
إنه ماء يغلي و لكنه يزخر بالحياة
و ما هو نوع الحياة هنا ؟
إنه يشبه الطين
و لكنه ليس طين فقط إنه مليء بالبكتيريا و الأركيا
و ما هي الأركيا ؟
الأركيا تشبه البكتيريا
تشبهها كثيراً في الشكل و لكن يعتقد أنها أقدم من البكتيريا
يعتقد أنها أقدم الكائنات الحية أو صور الحياة على الأرض
يعتقد أن عمرها 3 مليارات سنة على الأقل
وجدت على الأرض منذ أكثر من 3 مليارات سنة ؟
أجل
هذه هي الأركيا تحت المجهر
طولها يعادل عشر عرض شعرة الإنسان
في المليار سنة الأولى من الحياة على الأرض كانت الحياة تتكون من الأركيا فقط
و نوع آخر من الكائنات وحيدة الخلية
البكتيريا
ثم تغير كل شيء فجأة
أخذت الحياة خطواتها الأولى لتصبح أكثر تعقيداً لتصبح أكثر شبهاً بك و بي
و الأدلة على ذلك يمكن قراءتها في الحمض النووي
ماذا حدث عندما نظرت إلى المحتوى الجيني للأركيا و البكتيريا ؟
رأينا الكثير من الجينات مطابقة لما لدينا
و بعضها له نفس الوظائف
عندما نظرت إلى الجينات في هذه الاركيا هل وجدتها مطابقة لما لدينا ؟
نفس الجينات لها نفس الوظائف
و يمكنك قراءة ذلك من تتابع الجينوم
لم تتغير لمدة 3 مليارات عام ؟
أجل
قارن العلماء الحمض النووي للأركيا بالحمض النووي للإنسان
و وجدوا أننا نتشارك في حوالي 200 جين
لذا فلنسافر في خلايا جسدي لنجد واحداً
هناك في نواة قطرها أقل من عشر مليميتر
تحتشد تلك الخيوط الداكنة
الكروموسومات
فلنكبر أحد الكروموسومات 100 مرة إضافية
إنها تبدو هكذا .. 46 نقطة غامضة
كل منها هو جزيء حمض نووي ملفوف بإحكام
اللولب المزدوج الشهير
الحمض النووي هو نوع من الأبجدية الكيميائية
تعليمات مشفرة تخبر خلايانا بما تفعله
أن تصبح خلية مخية أو تكون الدم و هكذا
هذه التعليمات تسمى جينات
فلنذهب إلى موضع عند ثلث كروموسومي السادس
يوجد هناك أحد الجينات التي نشترك فيها مع الأركيا
( EEF1 Alpha 1 ) يطلق عليه الاسم المختصر
لكنه لا يوجد في أنا فقط بل في كل الكائنات الحية
إنه الجين الذي يخبر الخلايا عن كيفية قراءة التعليمات الموجودة في الجينات الأخرى
و هذا يجعله ضروري للحياة
إنها فكرة مذهلة
في الحمض النووي لكل شخص هناك رابط مباشر يربطه بالحياة على الأرض قبل 3 مليارات عام
أعتقد أن من الأشياء المحورية التي ننساها غالباً
ما أخبرنا به الجينوم
أن الحياة شجرة و ليست غابة
بعبارة أخرى لم يكن هناك الكثير من الأصول المنفصلة للحياة
للبكتريا و للأركيا و للثدييات و ما شابه
نحن شديدو الصلة ببعضنا
الجينوم الخاص بنا شديد الشبه بجينوم البكتيريا و هناك جينات معينة متطابقة
بعض الجينات يدخل في العمليات الحيوية العميقة كنسخ و تصليح الحمض النووي
أو التنفس أو حرق الطعام الذي نتناوله إنها متطابقة فينا و فيهم
الجينات المشتركة تحمل أيضاً خيطاً للإجابة على سؤال
لماذا حدث قبل حوالي ملياري عام
أن ظهرت فجأة الخلايا المعقدة كالتي نتكون منها
و هو حدث حاسم في التطور
كل كائن حي بخلاف البكتيريا و الأركيا يتكون من هذه الخلايا المعقدة
ألق نظرة على هذا
إنه جزء من جسم الإنسان
هذه خلايا من التي تبطن خد الإنسان من الداخل
مكبرة آلاف المرات
إنها مشابهة لأنواع الخلايا التي تتكون منها كل النباتات و الحيوانات المعقدة
هذه واحدة أخرى من الخلايا البشرية بمفردها
هل ترى هذه الأشياء السوداء الصغيرة ؟
إنها بكتيريا
يمكنك أن ترى أنها أصغر من خلاياي بآلاف المرات و أبسط بكثير كذلك
هذه هي الأحجية في المليار سنة الأولى كانت الحياة على الأرض
تتكون بالكامل من خلايا وحيدة بسيطة مثل البكتيريا و الأركيا
ثم ظهرت الخلايا المعقدة فجأة قبل ملياري عام
خلايا تشبه أكثر الخلايا التي تتكون منها أنت و أنا
و يبدو أنها ظهرت فجأة
فهل قفزت الحياة حقاً من الخلايا البسيطة إلى التعقيد في ضربة واحدة ؟
نفكر دائما في أن التطور يحدث في خطوات صغيرة تدريجية
هناك انقسام غريب بداخل نظرية التطور
هناك الكثير من الانقسامات فنحن نحب النزاع كثيراً
بين ما يسمى أحياناً التطور بالقفزات مقابل التطور التدريجي
كنت دائماً مؤيداً للتطور التدريجي
و هو أن التطور يشبه الساعة
التي تدور ببطء بتكات صغيرة قد تسرع أو تبطء قليلاً
نظرية القفزات تقول أن التطور تحرك ببطء في معظم الأوقات
ثم كان هناك لحظة مدهشة
قفز فيها التطور قفزة مذهلة في الفراغ لينتقل إلى نوع جديد من الحياة
لكني في الحقيقة أكره قول ذلك فقول ذلك صعب علي
هناك بعض الحالات من الواضح أنه حدثت فيها قفزات مذهلة في التطور
و سبب قبولنا لإمكانية حدوث هذه القفزة المذهلة و غيرها من القفزات
هو ما تعلمناه من دراسة الحمض النووي
من الشفرة الوراثية الخاصة بنا و بالأنواع الأخرى
هذا دكتور نيك لين
و هو يدرس هذه التحولات المحيرة
عندما تحولت الحياة من بسيطة إلى معقدة
لقد بدأ الأمر بزواج غريب بين خليتين بسيطتين
قبل ملياري عام تزيد أو تنقص مليار عام
ظهرت أولى الخلايا المعقدة و يبدو أنها نشأت
نتيجة دخول خلية بداخل أخرى بهذه البساطة
الخلية المضيفة ربما كانت أركيا و الخلية التي دخلت بداخلها كانت بكتيريا
إذن فقد ابتلعت خلية أركيا كالموجودة في الينابيع الحارة في أيسلندا
خلية من النوع الآخر من الحياة الميكروبية الني كانت موجودة قبل ملياري عام و هي البكتيريا
ماذا يعني هذا بالنسبة للتطور ؟
ما حدث نتيجة لذلك هو نشوء الحياة المعقدة
سريعاً بعد هذا الحدث ظهرت النباتات أو الطحالب على الأقل
الطحالب الخضراء التي أدت إلى ظهور النباتات و الفطريات و عيش الغراب و الحيوانات
كلها تفرعت بسرعة مبكراً جداً بعد دخول هذه الخلية في تلك
لكن لماذا كانت لحظة ابتلاع خلية لأخرى هي ركلة البداية للحياة المعقدة ؟
الإجابة تتلخص في كلمة واحدة
الطاقة
البكتيريا التي تم ابتلاعها أصبحت محطة لتوليد الطاقة تغذي الخلية كلها
تسمى الميتوكوندريا
أصبح لدى الخلية المضيفة الآن الوسيلة كي تصبح أكبر و أكبر و تحتفظ بجينوم أكبر
فجأة أصبح من المحتمل وجود خلية كالتي نتكون منها
أعتقد أن هذه كانت اللحظة الحاسمة في التطور ككل كما نراه نحن
لأننا مهتمون بالمخلوقات الذكية أو الحياة كما نعرفها نحن
لذا فإن هذا الحدث هو في الحقيقة البداية الأولى لذلك كله
و يمكننا رؤية الدليل على هذه القفزة في الجينوم الخاص بنا
منذ أن اكتشفنا تتابعات الجينوم البشري أمكننا رؤية 200 جين منتشرة في كروموسوماتي
جاءت في الأصل من الأركيا EEF1 Alpha 1 مثل
و في الميتوكوندريا ، محطات الطاقة في الخلية
وجدنا قطعاً صغيرة من الحمض النووي
شديدة الشبه بالحمض النووي للبكتيريا
الطريقة الوحيدة التي تجعل خلاياي تحمل جينات من هذين الكائنين القديمين
هو اندماجهما في الماضي السحيق
أعتقد أن هذه فكرة استثنائية
بين القواعد النيتروجينية لجينوم كل واحد منا A , T , C , G الـ
تختفي شهادة أحد شهود العيان
شهادة مباشرة على الأحداث التي حدثت قبل مئات ملايين السنين
بماذا يمكنها أن تخبرنا أيضاً ؟
ماذا يمكننا أن نجده مختفياً في حمضنا النووي ؟
ظهرت قصة مثيرة حقاً في السنوات القليلة الأخيرة
عندما نظرنا عميقاً في حمضنا النووي
و قد حلت واحداً من أكبر الألغاز
عن أسرع التحولات الني حدثت في تاريخ الحياة على الأرض
كيف تحولت الحيوانات من مثل هذه الصورة
إلى مثل هذه الصورة ؟
واحدة من المسائل المثيرة للاهتمام حقاً هي تلك المتعلقة بأصل الفقاريات
الحيوانات التي لها عمود فقري مثلنا و مثل الطيور
و الزواحف و الأسماك على سبيل المثال
أين و كيف تطورت من الحيوانات اللافقارية ؟
إنها نقلة كبيرة نسبياً
منشأ مجموعة كبرى من الحيوانات
ربما لا يبدو ذلك واضحاً
لكن المخلوقات المختلفة ظاهرياً مثلي أنا و سمكة القاروص هذه
هي شديدة التشابه في الحقيقة عند النظر إلى تصميم الجسم
و ذلك لأن كلانا لديه
عمود فقري مركزي
و هذا لأننا من الفقاريات و كل الفقاريات
لديها تصميم جسدي متشابه سواء أكنت دجاجة أم قطة ميتة
أو حرباء صغيرة
أو حتى هذه الضفدعة
لدينا عمود فقري مركزي و لدينا زوائد تبرز من الجانبين
هي الذراعين و الرجلين في أنا
و الزعانف في السمكة
و الجناحين في الدجاجة
و الفقاريات تختلف عن مخلوقات مثل الحبار و الجمبري
و هي لا فقاريات و لها تصميم جسدي مختلف تماماً
ظل علماء الحيوان لمدة قرن يعتقدون أن مفتاح الوصول إلى أصل الفقاريات
ربما يكمن في هذه المخلوقات التي تبدو غير مثيرة للاهتمام
إنها دودة صغيرة تعيش تحت الماء طولها حوالي بوصة
تقضي حياتها على قيعان البحار الرملية متغذية على الطحالب
إنها حيوانات السهيم
ليس لديها عمود فقري لكنها ربما تحمل المفتاح لمعرفة سبب وجوده فينا
كان يعتقد لفترة طويلة أن هذا الحيوان يحتل هذا المكان المحوري
على الحدود بين اللافقاريات و الفقاريات
لو نظرنا بداخله سنجد مكونات الفقاريات بشكل بدائي
و لكن ليس بنفس الدرجة من التعقيد
به حبل عصبي ظهري و هيكل بدائي
يسمى الحبل الظهري و لا يوجد تحته عظام
بل يكون قضيب غضروفي بطول الجسم و لديه فم وقناة هضمية
لذا فهو لديه إن شئت أن تقول الهيكل العام لحيوان فقاري لكن بدون التعقيدات
إذن فالتشريح يرجح أن كل الحيوانات ذات العمود الفقري كل شيء إنطلاقاً مني إلى الفيلوسيرابتور
و من طائر الطنان إلى الحوت الأزرق
كلها تحدرت من نسخة قديمة لهذه الدودة البحرية الصغيرة
إنها فكرة مذهلة
لكن كيف حدثت ؟
كيف أمكن للتطور إنجاز مثل هذا التحول المفاجئ ؟
كي نجيب على ذلك يجب أن نكون حلالي شفرات
يجب أن نكشف الأسرار المختبئة عميقاً بداخل حمضنا النووي
يمكنك أن تتخيل حمضنا النووي
كسجل طويل جداً مكون من 4 حروف فقط A - C - T - G
في البشر سجلنا أو الجينوم الخاص بنا طوله 3 مليارات حرف
و عندما فحص العلماء هذا السجل وجدوا شيئاً غير متوقع
وجدوا آثاراً لأجزاء كأنها مادة خام
بدا و كأن هناك 4 نسخ من جينوم قديم مختبئ بداخله
بعبارة أخرى بدا أن الجينوم الخاص بنا كان قد بدأ
أصغر بكثير مما هو عليه اليوم ثم تضاعف
ثم تضاعف مرة أخرى
بالطبع فإن كل جزء من هذه القطاعات المتضاعفة قد تطور على حدة بمرور الزمن
لكن الآثار ما زالت مرئية و الرسالة ما زالت واضحة
سلفنا القديم كان له جينوم أقصر بكثير
و في لحظة ما من التاريخ تضاعف 4 مرات في الحجم
يوجد بالفعل في الجينوم البشري علامة التضاعف الرباعي شديدة الوضوح
هذا لا يعني أن كل جين موجود 4 مرات
بعضها كذلك و بعضها موجود 3 مرات و بعضها مرتان و بعضها مرة واحدة
لكن عموماً فإن أجزاء الصورة تتكامل مع بعضها و يمكنك رؤية نمط التضاعف الرباعي
لكن ما علاقة التضاعف الرباعي بالظهور المفاجئ للفقاريات ؟
للإجابة عن ذلك يحتاج محققو الجينوم إلى دليل إضافي آخر
نعلم من السجل الحفري أن الفقاريات ظهرت قبل حوالي 520 مليون سنة
لكن متى تحديداً حدث التضاعف الرباعي للجينوم ؟
مهمة الإجابة عن هذا السؤال وقعت على عاتق إيفا ماكليزت التي كانت حينها طالبة دكتوراه بكلية ترينيتي في دبلن
كان هناك الكثير و الكثير من التحليل و في النهاية عند نقطة معينة
صنعت رسماً بيانياً
للتواريخ و كان به هذه القمة البارزة عند نقطة معينة
و التي تقابل فترة مبكرة في تاريخ الفقاريات
قبل 450 مليون سنة
كانت هناك غزارة في الجينات التي نشأت في ذلك الزمن
هذه هي القمة التي وجدتها إيفا
إنها تظهر الزيادة المفاجئة
في طول الجينوم قبل حوالي نصف مليار عام
كان هذا هو الرسم الذي أسعدني حقاً
أدركت أنه دليل جيد و قوي
وجدت إيفا العلاقة بين التضاعف الرباعي للجينوم و نشأة الفقاريات
لكن تبقت قطعة واحدة من الأحجية
من أين أتى ذلك الجينوم الأصلي الذي تضاعف 4 مرات قبل نصف مليار عام ؟
نعود إلى صديقتنا الدودة الصغيرة
السهيم
في يونيو عام 2008 تم الانتهاء من تتابعات جينوم السهيم
و أظهر أن الجينوم الخاص بنا كان في الأصل جينوم السهيم
و الذي تضاعف 4 مرات
من الناحية الوراثية نحن في الأساس 4 دودات
و الدليل على هذا التغير الكبير في الحمض النووي
لأسلافنا الدوديين القدامى
ما زال واضحاً في جينوم كل واحد منا
الجينوم هو سجل تاريخ
يوجد به آثار ، هناك تاريخ مدفون في جيناتنا
فمن الجينوم الخاص بي و بك يمكننا رؤية التضاعف الرباعي
آثاره التي هي صدى لشيء حدث قبل نصف مليار عام
حقيقة أن هذا التضاعف الرباعي القديم يمكننا رؤيته بوضوح في الحمض النووي
الخاص بالحيوانات الفقارية لهو أمر جدير بالاهتمام
امتلاك جينوم أكبر بـ 4 مرات من جينوم دودة بحرية قديمة
مكن التطور من التنويع و خلق كل الفقاريات الرائعة على الأرض
انطلاقاً من النموذج رباعي التضاعف الأساسي نفسه أصبح هناك حرية لنشوء تنوع مدهش من الحياة
كي نفهم كيف لحفنة من الجينات أن تشترك لتصنع
تعقيداً و تنوعاً مذهلين يجب أن ننتقل إلى واحد من أشد خصوم البشرية رعباً
الثعبان
هذه الأفعى تسمى بيل و هي أصلة عاصرة عمرها 3 سنوات
طولها حوالي 7 أقدام و الأصلات يمكن أن تنمو حتى يصل طولها من 10 إلى 12 قدماً
بالطبع الملفت للنظر فيها هو طولها
و ما يحدده هو عدد الفقرات التي لديها
لدي في عمودي الفقري 33 فقرة فقط
لكن بيل لديها 304 فقرات
و المدهش أن الجينات التي تحدد عدد الفقرات عندي و عندها متشابهة
الاختلاف الأساسي ليس في الجينات
بل في المكان و التوقيت الذي تعمل فيه
في السنوات القليلة الأخيرة اكتشف العلماء كيف يتم تشغيل و توقيف
جينات الثعبان المختلفة قليلاً عن جيناتنا أثناء تطور الجنين
هناك مجموعة من هذه الجينات تأمر الجنين أن يكون فقرة
يمكنك أن تراهم هنا ينمون بطريقة حلزونية
و هناك مجموعة أخرى من الجينات تعمل كساعة
كلما تحركت عقاربها تكونت فقرة
لذا فإن الطول الكلي للعمود الفقري يعتمد على مدى سرعة حركة عقارب الساعة
لو كانت تتحرك بسرعة كما هو الحال في الثعابين يتكون لديك الكثير من الفقرات
و لو كانت تتحرك ببطء كما هو الحال لدينا تحصل على عدد أقل
و هذا نظام مشترك في كل المخلوقات التي لديها عمود فقري
الفقاريات
إنه مثال جيد على كيفية عمل الجينات مع بعضها البعض
مجموعة من الجينات تتحكم في حركة الخلايا على طول العمود الفقري للجنين المتكون
و مجموعة أخرى تتحكم في سرعة هذه الساعة الجزيئية
اختلافات طفيفة في توقيت و مكان تشغيل و إيقاف هذه الجينات
هي الفارق بين أصلة عاصرة و بيني أنا
و اختلافات طفيفة في نفس مجموعة الجينات يمكنها فعل ما هو أكثر من تكوين أعمدة فقرية بأطوال مختلفة
اتضح أن وجود جينوم كبير يحوي الكثير من الجينات
يخلق نظاماً لديه مقدرة كبيرة على التكيف
لقد مكن الانتخاب الطبيعي من بناء حيوانات مناسبة
لكل أنواع البيئات من المحيط إلى الصحراء
أتيت إلى كلية الملكة ماري في شرق لندن لأرى كيف
يمكنني أن أرى الكثير من الجماجم على هذه الطاولة يا ستيف
أعتقد أنه يمكنني التعرف على هذه إنها لفرس النهر ، ماذا عن البقية ؟
حسناً ، هذه فرس النهر
و التي تليها ، لدينا حوت
جمل
أسد
و هذه الصغيرة جداً لخفاش بني ذو آذان طويلة
و التالية لتمساح
و سلحفاة
من أكثر الأشياء الملفتة للنظر
أنه رغم الاختلاف الكبير الذي يبدو للوهلة الأولى
من أول فرس النهر انتهاء بالخفاش على الجانب الآخر
فهم يتكونون بشكل أساسي من العظام نفسها
في جمجمة الإنسان العظمة الزرقاء في المقدمة هي العظم الجبهي
تشكل الحافة العلوية لتجويف العينين
هنا
لكنها هي العظمة نفسها في فرس النهر
الاختلاف هنا بالطبع لأن فرس النهر يحتاج أن يختلس النظر إليك و هو في الماء
لذلك فهذه العظام ترتفع أكثر في الرأس
إنها توجد فوق مستوى سطح الماء
هذا صحيح
كل هذه الجماجم تتكون من نفس مجموعة العظام الأساسية
كل واحدة منها متحورة بمهارة مثل العظم الجبهي
لتكون أشكالاً مختلفة تناسب بيئة الحيوان و سلوكه
لدينا عظام الأنف هنا بالللون البني
و توجد نفس العظام في جمجمة فرس النهر و لكنها تستطيل بشكل كبير
و يمكننا تتبع كل هذه العظام من جمجمة إلى أخرى
و حتى في جمجمة الخفاش الصغيرة لو نظرت عن قرب
يمكنك رؤية العظام نفسها كلها
و التي رأيناها في جمجمة الإنسان و جمجمة فرس النهر
كل هذه العظام على نفس العلاقة ببعضها البعض مهما اختلف شكل الجمجمة
هذا يعني أن الجينات التي كونت هذه العظام هي نفس الجينات في كل هذه الأنواع
لكنها تحورت و تغيرت على مر الزمن لتخلق هذا التنوع في الجماجم الذي نراه في الطبيعة
النقطة المهمة هي التوقيت
متى بدأ تشغيل هذه الجينات و متى تم إيقافها أثناء تكون الجنين
عندما تم تشغيلها هنا ، لم تمكث فترة طويلة تعمل لذلك تكونت عظام أنف صغيرة
على الجانب الآخر في فرس النهر استمرت الأنف في التكون
لفترة أطول خلال التطور الجنيني
لذلك فالتحكم في التوقيت خلال التكون
هو الذي سمح بالتحورات في التخطيط الأساسي لجمجمة الفقاريات
ليظهر هذا التنوع في الأحجام و الأشكال الذي تراه أمامك على الطاولة
طفرات جينية صغيرة سمحت للتطور باختيار الشكل
الذي يتناسب مع البيئة التي يعيش فيها
و أظهرت دراسة الجينات التي تتحكم في تخطيط الجسم
أن الجينات بإمكانها فعل ذلك بكل الطرق الذكية و الغير متوقعة
في الحقيقة فرس النهر أكثر قرباً للحوت منه للجمل
هذا غير واضح بالمرة
عندما تنظر إلى الأمر فإن لديك حيوان له أربعة أرجل و آخر له أربعة أرجل
و شيء ضخم يسبح و هذه هي المشكلة بالطبع
إنه يعيش في بيئة مختلفة و يفعل أشياء مختلفة جذرياً
و تخطيط جسمه و جمجمته كذلك تكيفا مع تلك البيئة
و لأن جسمه و جمجمته و بنيته التشريحية العامة
عليها القيام بوظيفة مختلفة عن هذين الحيوانين الذين يسيران على اليابسة
فإن التشابه قد فقد
و لا يمكنك رؤيته
و لكن هذا ليس صحيحاً وراثياً
و من أقوى الأشياء العظيمة في علم الوراثة الحديث
أنه سمح لنا برؤية مثل هذه الأشياء التي لا تظهر تشريحياً
نميل إلى التفكير في طفرات صغيرة جداً في حمضنا النووي
و هي التي خلقت تغييرات طفيفة و متراكمة لتبعدنا عن أسلافنا
لكن في الحقيقة الكثير من التغيرات المهمة التي حدثت في مسار تطورنا
كانت تغيرات ضخمة و شاملة مثل التضاعف الرباعي للجينوم
لكن هذه طريقة واحدة فقط من طرق تغير الجينوم مع التطور
في الحقيقة إنه يتغير بطرق لا تحصى مع كل جيل
من كروموسوماتي الـ 46 هناك 23 نسخوا من أمي و الـ 23 الآخرين نسخوا من أبي
و لكنها ليست نسخ متقنة تماماً
ما مدى عدم إتقانها ؟
كم عدد الطرق التي يمكن أن تحدث بواسطتها طفرات في الحمض النووي أثناء انتقاله من الوالد إلى الابن ؟
هذا هو السؤال الذي ظل علماء الوراثة مثل مات هيرلز
يدرسونه بشكل مكثف خلال السنوات العشر الأخيرة
الجينوم كتاب
هناك عدد من الطرق المختلفة التي يمكن للمرء بواسطتها أن يخطئ في طباعة كتاب
اعتدنا أن نركز في علم الوراثة على أخطاء الهجاء
إنها أخطاء صغيرة جداً لكن يمكننا تخيل
أبواب كاملة من الكتاب أو فقرات إنه مقياس مختلف تماماً
يمكن أن تتضاعف بجوار بعضها البعض
أو توضع في مكان آخر من الكتاب أو تقلب
أو يمكن أن تفقد تماماً
لذا فإن هناك مراتب مختلفة لهذه التغيرات البنيوية
تعتمد على ما إذا كانت النسخ قد أضيفت أم فقدت
و المكان الذي ذهبت إليه النسخ الإضافية
بعبارة أخرى فإن كروموسوماتي هي كقطعة قماش مرقعة
مكونة من مجموعة من الأخطاء الناجحة
بعضها كان طفيفاً
تغير هنا و هناك في حرف واحد من شفرتي الوراثية
و بعضها كان ضخماً مثل التضاعف الرباعي الذي أدى إلى ظهور الفقاريات
هناك إذن حمولة كاملة من الأخطاء المعتدلة
امتدادات طويلة من كروموسوماتي ما هي إلا نسخ حدثت عرضياً لأجزاء أخرى
ماذا يفعلون هناك ؟
في نقطة ما في الماضي السحيق كان هناك جين واحد
ثم تضاعف إلى نسختين
ثم لعبت هاتان النسختان أدوار مختلفة
و عملية التضاعف تلك و التي أنتجت نسختين إضافيتين
هي شيء يحدث في كل المحتويات الجينية و لا يمكننا تفاديه
الأمر الذي أصبح واضحاً بالفعل هو أن هذه الأخطاء لعبت دوراً حيوياً في تطورنا
مرة أخرى باستكشاف جينومي و مقارنته بالأنواع الأخرى
يمكننا اكتشاف كيف اكتسبنا ليس فقط أعمدة فقرية و جماجم
بل كل شيء حتى الأحاسيس
انظر بعناية
لدينا 3 جينات يعود الفضل إليهم في قدرتنا على الرؤية الملونة
الأول يسمح لنا بالتقاط الضوء الأحمر
و الثاني يسمح لنا بالتقاط اللون الأزرق
و الثالث يسمح لنا برؤية الأخضر
ثم يقوم المخ بدمج الإشارات الثلاث كي يصنع صورة تخيلية لعالم متعدد الألوان
كيف اكتسبنا جينات الألوان الثلاثة ؟
يمكن معرفة الإجابة بالنظر إلى مواضعهم على كروموسوماتي
جين الضوء الأزرق يوجد منفرداً على كروموسومي السابع
لكن لننظر إلى الاثنين الآخرين
يوجد جين الضوء الأحمر X على الكروموسوم
و بجواره مباشرة جين الضوء الأخضر
و إذا نظرنا إلى تتابع الحروف في هذين الجينين نجدهما متماثلين بنسبة 98 في المئة
هل هذه مجرد صدفة ؟
لا أظن ذلك
في الماضي أثناء تطور الرئيسيات تضاعف أحدهما
لذلك فنحن لدينا 3 و نستطيع رؤية الأحمر و الأخضر و الأزرق
أطوال موجية مختلفة و هذا يمكننا من الرؤية ثلاثية الألوان
و هذا كله بسبب تضاعف جزء
كان يحوي جين ثم أصبح له دور جديد لاحقاً
تضاعف الجين منحنا الرؤية ثلاثية الألوان
لكنه أعطى للكثير من الأنواع الأخرى أكثر من ذلك
الكثير من الحشرات و الطيور تستطيع رؤية أطوال موجية للضوء لا نراها نحن أبداً
مثل الأشعة فوق البنفسجية و تحت الحمراء
لدينا نسبياً إحساس غير دقيق بالألوان
إذا نظرنا إلى مشهد أحمر على سبيل المثال فسوف نراه أحمر فقط
لكن الببغاوات على سبيل المثال
لن تراه ككتلة حمراء
بل كمجموعة من درجات اللون الأحمر
لكن لو انتقلنا إلى عالم اللافقاريات
و ذهبنا إلى شيء كجمبري فرس النبي
عدد صبغات الضوء لديه حسب آخر ما توصلنا إليه
هي 12 في عينيه مما يجعلى يتفوق على الفقاريات باكتساح
و هذا يعني أنه يستطيع تمييز الأشياء عن الخلفية بوضوح شديد
لذا فإن تغيراً بسيطاً في اللون و الذي قد لا نستطيع رؤيته أو تمييزه
يستطيع جمبري فرس النبي تمييزه بسهولة شديدة
حتى أن جبري فرس النبي لديه جين يمكنه من ترشيح الوهج و الانعكاسات
كما تفعل النظارات الشمسية المستقطبة
لكننا مخطئين تماماً في إعطاء الانطباع بأن التطور على مر الزمن
يجعل الأنواع أكثر تعقيداً
التطور لا يسير في اتجاه معين
كل ما يفعله أنه يجعل المخلوقات أكثر تلاؤماً مع بيئتها
هذا يعني أن الأشياء التي كانت لدى أسلافنا و لا نحتاجها يتم التخلص منها
كما أن الجينوم يتمسك بالأشياء المفيدة فإنه كذلك يهجر بسهولة الجينات التي لم يعد لها استخدام
و بينما كان العلماء يستكشفون جينومنا بالتفصيل أكثر و أكثر
وجدوا أشباح أسلافنا
جاءت الأدلة في صورة أجزاء مفككة من الحمض النووي
كانت جينات في يوم ما لكنها الآن تم إخراجها من الوجود
نسميها الجينات المتحجرة
أحد أفضل الأمثلة على الكيفية التي تضعف بها الجينات تأتي من دراسة علم الوراثة الخاص بحاسة الشم لدينا
كي نشعر بكيفية تحجر جينات الشم لدينا على مر السنين
جئت إلى سوق الورود مسلحاً بمادة كيميائية أندروستادينون
الجين الذي يمكن البشر من شمه أصبح متحجراً في حوالي ربع البشر
أنا واحد منهم و لا أستطيع شم شيء على الإطلاق
فلنذهب و نرى من يستطيع شم ماذا
هل تستطيعين شم شيء ؟
كلا
ما هي رائحته ؟
لا أستطيع شم شيء معين
استنشقي جيداً
ما هي رائحته ؟
رائحة آباط
لا أستطيع شم شيء
ليست رائحة جيدة
لا شيء
رائحة ترابية معدنية
ليست له رائحة
حقيقة أن ليس كل الناس لديهم المقدرة على شم الأندروستادينون
تظهر أن الجين المسؤول عن التقاطه أصبح متحجراً عند هؤلاء الذين لم يستطيعوا شمه
هذا الجين له اسم مختصر هو OR7D4
و هو يوجد في كروموسومي الـ 19
المقدرة على شمه يحددها امتلاكك للجين المسؤول عن ذلك
و أنا لا أملكه ؟
و انا و أنت لا نملكه
لدينا الجين و لكنه لم يعد يعمل إنه متحجر
رائحته ليست جيدة
متحجر ... يا إلهي هذا ليس جيد
و يمكن رؤية هذه الجينات المتحجرة في الحقيقة عندما تنظر إلى حاسة الشم من الناحية الوراثية
و بفضل التضاعفات الجينية العديدة فإن للفئران أكثر من 900 جين
تسمح لها بالتقاط مدى واسع من الروائح
إنها أكبر مجموعة ضمن جينات الفأر
و المفاجاة أن في الحمض النووي للإنسان يمكنك رؤية نفس عدد الجينات تقريباً
حدث في أكثر من نصفهم
تغييرات عشوائية تعني أنهم لم يعودوا يعملون
إنها حالة بسيطة توضح عبارة
إما أن تستخدمه أو تفقده
الشم أكثر أهمية للثدييات الأخرى منه للبشر
و يمكنك رؤية ذلك لأن هناك العديد من الجينات المختلفة
تحوي شفرة المستقبلات الشمية
و في جينوم الفأر حيث أن الشم شديد الأهمية للفئران
فالكثير من هذه الجينات ما زالت تعمل
بينما نجد في الجينوم البشري نسبة أعلى
من هذه العائلة من الجينات وصلت إلى حالة تعطل
استخدمه أو افقده
المقدرة على شم الأندروستادينون
لم يعد مهماً للبشر
لذلك أصبح من الممكن التخلص منها في سلة مهملات التطور
لكن بينما فقدنا حاسة الشم القوية اكتسبنا رؤية معقدة
نعرف ذلك لأن الثدييات التي ترى الألوان
لديها حاسة شم أسوأ بكثير من الفئران و الثدييات الأخرى التي لا ترى الألوان
هذا الذهاب و الإياب في الجينات يروي لنا قصة
إنها سجل تاريخي لخبرات أسلافي
يخبرنا الجينوم بأشياء استثنائية
لنتحدث عن أنفسنا و عن الشمبانزي
اتضح أنه كلما نظرنا إلى الجينات التي نشترك فيها مع الشمبانزي
أننا فقدنا وظيفتها
لا نشم بنفس كفاءة الشمبانزي
عضلاتنا أضعف بكثير من الشمبانزي
و فقدنا شعرنا بالمقارنة بالشمبانزي
و المدهش أننا فقدنا معظم أو الكثير من إنزيماتنا الهاضمة
لكننا الآن صنعنا معدة خارجية تعرف بالمقلاة أو القدر
لا يستطيع البشر العيش على الأطعمة النيئة لو اتبعت نظاماً غذائياً يتكون من الطعام النيء فقط
أي شيء تحبه بما في ذلك اللحم و السمك
يمكنك أن تأكل كما يحلو لك
و لكنك ستعاني من سوء تغذية تفضي إلى الموت المحقق في خلال 3 أشهر
و ذلك لأننا فقدنا إنزيماتنا الهاضمة
و هذا لأننا اكتسبنا شيئاً يسمى العقل و المخ
المقدرة على التخطيط المستقبلي المقدرة على تشغيل المايكروويف
السفر حول الحمض النووي البشري يرينا مقدار ما اكتسبناه و فقدناه في ماضينا التطوري
لكن هل يمكنه أن يطرح سؤالاً أكبر ؟
هل يمكنه أن يخبرنا ما الذي يجعلنا بشراً ؟
لماذا قبل 6 ملايين سنة تفرع من أحد أنواع القرود نوعان جديدان ؟
الشمبانزي و نحن
السؤال الرئيسي هو اكتشاف الآلية الوراثية
التي أدت إلى تفرع نوعين
و أن يصبحا منفصلين لدرجة أنهما لا يمكنهما التزاوج معاً
بفضل الفحوصات الدقيقة و التفصيلية لجينومنا
ربما يكون بيتر دونلي و زملاؤه
قد ألقوا نظرة على الكيفية التي انفصل فيها نوع الشمبانزي عن نوع الإنسان
يوجد المفتاح في الآلية التي تبادل و تخلط الجينات
لتجعل الأطفال مختلفين عن آبائهم
هذا أحد أحجار الزاوية في الحياة
إنها عملية تسمى الانقسام الميوزي
و هي تحدث في كل وقت نقوم فيه بإنتاج حيوان منوي أو بويضة
الانقسام الميوزي هو طريقة يستطيع فيها جينومنا تعديل نفسه
تخيل أن زوجاً من الكروموسومات
مثل هذه المجموعة من أوراق اللعب
السود من أمك
و الحمر من أبيك
في الانقسام الميوزي خلال تكوين الحيوان المنوي و البويضة
يحدث تبادل لأجزاء من الكروموسومات
هذا يسمى إعادة تركيب
على سبيل المثال يمكن أن تتبادل أرقام الـ 2 هكذا
و ربما أجزاء أكبر
أرقام الـ 5 و الـ 6 و الـ 7 تتبادل هكذا
و ينتهي الأمر بكروموسومين كاملين عبارة عن خليط
من الأم و الأب
المثير للاهتمام هو الأماكن التي تحدث عندها إعادة التركيب على الجينوم
... هنا و هنا
و أرقام الـ 2 هنا و هنا
نسمي هذه المناطق نقاط إعادة التركيب الساخنة
كان سبب سخونتها غامضاً لكن ربما تغير الأبحاث الحديثة ذلك
إنها لا تنتشر عشوائياً على الكروموسوم
فهي تميل للحدوث في أماكن معينة دون أخرى
و تعلمنا أنها تميل للحدوث في مناطق صغيرة جداً
استطاع أحد زملائي أن ينظر بتمعن ليحاول اكتشاف
الشيء المميز في هذه المناطق
و نتيجة لذلك وجد أن هناك تتابع معين للحروف
و هي 13 زوج من القواعد النيتروجينية نسميها المحفز
و هي التوقيع أو العلامة كي تصبح المنطقة نقطة ساخنة
و هذه هي الحروف الـ 13 المحفزة
هذا هو الجزء من الحمض النووي الذي يحدد مكان إعادة التركيب
الشيء الذي من الطبيعي أن نفعله و هي فكرة شائعة في علم الاحياء
أن نحاول تعلم الأشياء من خلال التطور
بالنظر إلى الأنماط في الأنواع القريبة
لذلك بحثنا عن معرفة النقاط الساخنة في الشمبانزي لأنه أقرب الأقارب
نشترك مع الشمبانزي في 95% من الشفرة الوراثية
و قد عاش أسلافنا المشتركون قبل حوالي 6 ملايين عام و هي مجرد دقة قلب بالنسبة لعملية التطور
لذلك كنا نتوقع أن نجد اختلافات طفيفة بين النقاط الساخنة عند الشمبانزي و عندنا
لذلك نظرنا بشكل خاص في هذه المواضع لنرى
هل هي لدى الشمبانزى نقاط ساخنة أيضاً
و كانت المفاجأة أنها ليس كذلك
لدى الشمبانزي نقاط إعادة تركيب ساخنة لكنها ليست في نفس المواضع التي عند البشر
بالعودة إلى مثال كروت اللعب ما وجدناه عند البشر
أن أرقام الـ 2
هي التي يتم إعادة تركيبها و يحدث فيها التبادل بين كروموسوم و آخر
ما وجده بيتر دونلي في الشمبانزي أنها لم تكن أرقام الـ 2 بل كانت أرقام الـ 3
و بينما كان يحدث تبادل في البشر عند أرقام الـ 5 و الـ 6 و الـ 7
وجدنا أنه يحدث في الشمبانزي عند أرقام الـ 7 و الـ 8 و الـ 9
كانت هذه نتيجة مفاجئة حقاً بسبب التشابه في الجينوم
عند الشمبانزي و عند البشر ، الذي يوحي بمدى القرابة
فإنك تتوقع أن تكون نقاط إعادة التركيب الساخنة هي نفسها عند البشر و الشمبانزي
لكنها كانت مختلفة تماماً
كيف يكون هذا ؟
حسناً ، لقد وجد بيتر دونلي الإجابة على الكروموسوم الخامس عند البشر
يوجد جين اسمه ليس جذاباً PRDM9
و الذي نشترك فيه مع الكثير من الثدييات و هو يتحكم في مكان النقاط الساخنة
يبدو أن هناك تغيرات طفيفة حدثت في هذا الجين قبل 6 ملايين عام فغيرت مكان النقاط الساخنة
في كروموسومات أسلافنا و بدأت في تكوين نوعين من أصل واحد
الأدلة التي تدعم هذه الفكرة تاني أيضاً من دراسة القوارض
وجد العلماء أنه عند إحداث تعديل متعمد في القوارض على الجين PRDM9
فهذا قد يجعل الفئران غير قادرة على التزاوج
و هذه واحدة من الخطوات الجوهرية في نشوء الأنواع
كمرشح قوي ليكون محركاً لعملية التطور PRDM9 يبرز
إنه يغير بلا شك النقاط الساخنة في الفئران و الشمبانزي و البشر
و هذا ربما يعني حدوث انقسام في مجموعة الكائنات
فهل كان هذا هو الجين الذي أدى إلى انفصالنا نحن و الشمبانزي
عن سلف مشترك قبل 6 ملايين سنة ؟
هو الذي فصلنا عن الشمبانزي ؟ PRDM9 هل كان هذا الجين
من الواضح أنه مهم حقاً و أن له دور في انفصال الأنواع في الفئران
لذلك فقد يكون جزءاً من القصة و ربما يكون على قدر كبير من الأهمية
لذا فمن الواضح أنه مثير للاهتمام
أن يتضح كل هذا في الوقت نفسه
لكن كما هو الحال دائماً في العلم
فقد أجبنا على بعض الأسئلة و لا يزال هناك ما هو أكثر نحتاج أن نفهمه
في الواقع ما زلنا لا نعلم ما الذي يقود عملية انفصال الأنواع
ستكون عدداً من العوامل
كلاعب محوري PRDM9 و يبرز
لكن مهما كانت القوى التي كونتنا
فإن هناك حقيقة مدهشة جداً تظهر من خلال دراسة جينومنا
إذا قارنت شفرتي الوراثية بأي إنسان آخر
فإن الاختلاف سيكون حرف واحد فقط في الألف
من الناحية الوراثية فإن البشر متطابقون تقريباً
بعبارة أخرى تركيبنا شديد الثبات
من الأشياء الغير متوقعة التي يخبرنا بها علم الجينوم عن البشر
هو أننا أقل اختلافاً بالمقارنة بالشمبانزي و الغوريلا و كل هذه المخلوقات
فنحن لا نختلف كثيراً من شخص لآخر
و ذلك يعكس بصورة شبه مؤكدة حقيقة أننا في معظم تاريخنا
كنا نوع نادر و مهدد بالانقراض
حمضنا النووي يخبرنا أن كلنا نحن المليارات الستة
من كل لون و شكل و حجم ننحدر من مجموعة بشرية صغيرة
كانت تعيش ربما قبل القليل من عشرات آلاف السنين
فك شفرة الجينوم البشري أظهرت أننا متشابهون بصورة ملفتة للنظر على المستوى الجيني
حمضنا النووي يختلف بمجرد جزء من الواحد في المئة
لكن بالطبع الناس شديدو الاختلاف في الحياة الحقيقية
كيف يمكن إذن أن تكون جيناتنا بهذا التشابه و رغم ذلك نبقى متفردون تماماً كأشخاص ؟
ربما لا يظهر هذا التناقض بصورة أكثر وضوحاً بين التشابه الوراثي
و الاختلافات الفردية مما يظهر هنا في الهند
جئت إلى حيدر أباد في شمال الهند
قام العلماء هنا بعمل مسوح وراثية رائدة
لنرى مدى اتصالنا نحن البشر المعاصرون بالأفراد الأوائل من نوعنا
لكن بالإضافة إلى استكشاف ذلك الماضي السحيق
لدي سبب شخصي للمجيء إلى هنا
أردت أن أعرف ما الذي يكشفه حمضي النووي بخصوص أصولي الشخصية
أبي انجليزي و أمي من أصول هندية
و لكن لأن أسلافها كانوا قد نزحوا إلى منطقة الكاريبي منذ أجيال عديدة
فإن لدينا القليل من المعلومات عن المنطقة التي كانوا ينتمون إليها في الهند
دكتور ثانجراج أخصائي في علم الوراثة بمركز البيولوجيا الخلوية و الجزيئية
عرض أن يرى ما إذا كان حمضي النووي يمكنه أن يخبرني عن جذور عائلتي الهندية
سوف تسحب عينة من دمي ثم تستخرج الحمض النووي منها ؟
أجل ، هذا صحيح
ما الذي يمكن أن نجده بالنظر في جينومي ؟
يمكننا بسهولة تتبع نسبنا الأمي
حتى بعد العديد من الأجيال
بعد آلاف السنين
يمكننا أن نتتبع
إن لم يكن بدقة و لكن على الأقل بوجه عام يمكننا أن نحدد المنطقة
أو المجموعة البشرية التي ربما تنتمي إليها والدتك
سوف يستغرق ظهور نتائج حمضي النووي عدة أيام
لذلك فإن دكتور ثانجراج سوف يخبرني في هذا الوقت ما وجده هو و فريقه
عن قدامى البشر و هجراتهم من أفريقيا
كل من لا ينتمون إلى العرق الأفريقي ينحدرون من مجموعة صغيرة جداً غادرت أفريقيا
في موجات متعاقبة منذ عشرات آلاف السنين
واحدة من هذه الموجات اتجهت شرقاً و استقرت في جنوب الهند
و رغم أن هذه المجموعة لم تعد موجودة
إلا أن الجينات التي حملوها
ما زالت يمكن رؤيتها في الهنود في أنحاء شبه القارة
الهنود الجنوبيون الأوائل
لم يظهر لهم شبيه من الناحية الوراثية خارج الهند
حقاً ؟ إذن فالهند تنفرد بهم ؟
الهند تنفرد بهم
هذا يعني أن الهنود الجنوبيون القدامى كانوا من أوائل البشر الذين غادروا أفريقيا
تلتها هجرة أخرى من أفريقيا
قبل حوالي 50 ألف سنة و استقرت في شمال الهند
و رغم أن جيناتهم منتشرة الآن في جميع أنحاء البلاد
إلا أن علم الوراثة أظهر شيئاً غريباً
هناك تشابه بنسبة تتراوح بين 30 و 70% بين الهنود الشماليين القدامى و الأوروبيين
إذن فالهنود الشماليون القدامى أتوا من مكان ما في أوروبا
و الهنود الجنوبيون القدامى ؟
لا يمكننا أن نقول من مكان ما في أوروبا ربما نفس المهاجرين
ربما هاجر بعضهم نحو الهند و البعض الآخر نحو أوروبا
يظهر إذن أن معظم الأوروبيين و مجموعة كبيرة من الهنود ينحدرون من مجموعة صغيرة
من البشر الذين غادروا أفريقيا قبل حوالي 50 ألف سنة
من المدهش أن نتمكن من قراءة هذا النوع من التاريخ في حمضنا النووي
لكن هناك المزيد
لقد وجد العلماء هنا تسجيل لتاريخ أحدث كثيراً من هذه الهجرات القديمة
نعرف الآن إلى أي مدى يقوم الجينوم بتشكيلنا
لكن هذه الدراسة الهندية
أظهرت أيضاً طريقة صارمة جداً نقوم بواسطتها نحن بتشكيل جينومنا
لا تنقسم الهند فقط إلى مجموعات عرقية و دينية و لغوية
هناك طريقة أخرى ملفتة للانتباه تقسم الهنود
و هي الطائفة
الطائفة هي نظام طبقي
أمر مثير للجدل و في السنوات الأخيرة ظهرت حركة
لمواجهة الطبيعة التقسيمية لنظام الطوائف
لكن الطائفة هي واقع في الحياة الهندية
هذه جريدة وقائع حيدر أباد
و في الخلف قسم الزواج المبوب
نظام الطائفة معقد جداً لكنه يعرف بوجه عام الطبقات الاجتماعية
البراهمة هم رجال الدين و هناك طبقة المحاربين و طبقة التجار و هكذا
معظم الزيجات الهندية تتبع نظام الطائفة
هذه الإعلانات المبوبة تظهر مدى قوة هذه التقاليد
نسمي هذا زواج الأقارب
الزواج بداخل الطبقة الاجتماعية حصرياً
و المثير للانتباه هو قدرة هذا النظام الاجتماعي على التأثير على جينوم البشر في الهند
اتباع النظام الطائفي بهذه الصرامة لمدة طويلة
يعني أن الخواص الجينية في طائفة معينة ظلت ثابتة بداخل تلك الطائفة فقط
في بعض المجتمعات التي حللناها نعتقد
أنهم اتبعوا نظام زواج الأقارب بصورة صارمة في الأجيال الـ 108 الأخيرة
لـ 108 أجيال ؟
لـ 108 أجيال
إذن 3000 سنة
نعم
معظم هذه التغيرات الجينية غير ضارة
و ليست لها تأثيرات على الناس الذين يحملونها
لكن إذا حدثت طفرة خطيرة فإن نظام زواج الأقارب يمكن أن يحفظها بداخل الطائفة
بسبب ذلك
نتوقع حدوث الكثير من المشاكل الصحية
و يمكن أن تكون المشكلة مرض وراثي متنح
ظهر واحد من الأمثلة على ذلك و الذي أمكن علاجه بفضل الله
عندما لاحظ الأطباء الهنود أن أفراد طائفة الفايسيا
أو طبقة التجار يفيقون ببطء شديد من تأثير أحد الأدوية المخدرة المعتادة
منذ أجيال مضت حدث تغير في أحد الجينات عند أفراد الفايسيا
خطأ في الحروف و كان تغيراً حميداً
لكن مع وصول الطب الحديث أصبح هذا الخطأ يعني
أن أفراد الفايسيا لا يمكنهم تكسير هذا المخدر الشائع الاستعمال
مما يؤدي إلى بقائهم في حالة اللاوعي لفترة طويلة مما يشكل خطراً
بسبب الزواج من داخل الطائفة على مدى قرون فإن هذه الطفرة يحملها تقريباً كل أفراد الفايسيا
و لا أحد غيرهم
لذلك فإن على الجراحين الهنود أن يسألوا مرضاهم سؤالاً غير مألوف
أول سؤال تسأله ، هو هل ينتمي إلى هذه الطائفة على وجه الخصوص
إذن فأنتم تسألون المرضى هل هم من الفايسيا ؟
نعم بالضبط
نسألهم هل ينتمون إلى طائفة الفايسيا و هي الطائفة التي تعمل بالتجارة
و في النظام التخديري المتبع
هذا من أوائل الأسئلة التي تسألها للمرضى عندما يأتون
هل أنت من الفايسيا ؟
نعم
و لو كان ينتمي إلى هذه الطائفة فإننا نذكر ذلك هنا كتحذير
و عندما يراها الشخص الذي سيقوم بعملية التخدير
فإنه سيعرف أن المريض ينتمي إلى الفايسيا
و لا يجب إعطاءه هذا المخدر
هذه هي الطريقة التي نتفادى بها المشكلة
لذا فإن الأطباء الهنود يعطون طائفة الفايسيا نوع مختلف من المخدر يتوافق مع تركيبهم الجيني
هذه القصة ترينا كيف يمكن أن يكتب سلوك الإنسان الاجتماعي في جينومه
زيارتي إلى حيدر أباد أظهرت لي أن التطور ليس وحده الذي يشكل جيناتنا
ثقافتنا أيضاً محفوظة في جينومنا
أنا جاهز الآن للجزء الأخير من رحلتي الوراثية
دكتور ثانجراج و نتائج تحليل حمضي النووي
ماذا سيخبرني عن تاريخ أسلافي ؟
أخذت عينة من دمي و توصلت إلى تتابعات حمضي النووي
ماذا يمكنك أن تخبرني عن أصولي ؟
ما فعلناه هو أننا حللنا حمضك النووي
M30e و يبدو أنك تندرج تحت سلالة
M30e ?
و التي توجد في الهند فقط
و على الرغم من قلة شيوعها إلا أنها تتواجد على نحو خاص في الجزء الغربي من الهند
أرني على الخريطة ... الجزء الغربي من الهند أي
في مكان ما هنا
ماهاراشترا
أي في مكان ما حول مومباي
نعم في منطقة مومباي
حسناً
لذا فإن والدتك ربما تكون من الجزء الغربي من الهند
هذا شيء ، و الشيء الآخر أننا Y نظرنا في دلالة كروموسوم
و الذي ينتشر في أوروبا الغربية
هذا منطقي فوالدي من ميدلزبره
إذن فوالدك من غرب أوروبا و والدتك من غرب الهند
هذا مدهش .. كيف أمكنك معرفة ذلك
أعرف ذلك فأنا متخصص في علم الوراثة
و لكنه من المدهش أن تخبرني من أين أنا عن طريق جيناتي
كنت مندهشاً لأني وجدت تحليل حمضي النووي مثير للمشاعر هكذا
و بعد كل شيء فإن المعلومة الجديدة التي أعطاها لي
هي ان أسلافي من ناحية الأم كانوا من غرب الهند
من منطقة مومباي الحالية
ربما يبدو الأمر بسيطاً ، فهو لم يخبرني أي شيء عمن أكون أنا
و ما الذي يجب أن تكون عليه شخصيتي
أو مدى قابليتي للأمراض
لكن ما تخبرني يه هذه المعلومة الجديدة
هو أنني يمكنني أن أرجع أصولي إلى غرب الهند ربما لمدة 20 ألف سنة مضت
لدي علاقة مباشرة بأسلافي في عصر ما قبل التاريخ و الذين كانوا من أوائل البشر في آسيا
نحن البشر لدينا رغبة نهمة لفهم أنفسنا و تاريخنا
و هذا التاريخ هو ما يكشفه جينومنا و كل جينوم في الحقيقة
الرسالة في حمضنا النووي عميقة جداً
كل واحد منا هو نتاج رحلة استغرقت 4 مليارات عام تقريباً
هذا يربطنا ليس فقط بأسلافنا من البشر أو الثدييات الأولى
أو الفقاريات الأولى ، بل أيضاً بأبسط الخلايا
و في الأساس بنشأة الحياة ذاتها
يحمل كل منا سجل لهذه الرحلة
و التي هي أقدم من بعض النجوم في مجرتنا
لقد أصاب تشارلز داروين في الفقرة الأخيرة من رائعته كتاب أصل الأنواع
يقول أن هناك عظمة في هذه النظرة إلى الحياة
البشر مخلوقات رائعة و لكننا مجرد واحدة من الأشكال اللامتناهية التي نشأت
و هذا هو السر المختبئ في جينومنا
في الحلقة القادمة سنكتشف ما الذي علمنا إياه
أكبر مشروع في تاريخ علم الأحياء عن أن نكون بشراً
إلى أي مدى يخبرنا مشروع الجينوم البشري من نحن ؟
إلى أي مدى يشكل حمضنا النووي حياتنا ؟
لمعرفة المزيد عن جينومك
أنتجت الجامعة المفتوحة هذه المجموعة المجانية من مغناطيسات الثلاجة
و التي يمكنك طلبها على الإنترنت على هذا العنوان
أو بالاتصال بهذا الرقم
تكلفة الاتصال بهذا الخط هي نفس تكلفة المكالمة المحلية في المملكة المتحدة إذا كنت تتصل من خط أرضي في المملكة المتحدة
ترجمة أحمد محمد صديق