چرا انسان ها دم ندارند ؟

چرا انسان ها دم ندارند؟

محققان توانستند رابطه‌ای ژنتیکی بین از دست دادن دم انسان و نوعی نقص مادرزادی را کشف کنند.

میلیون‌ها سال پیش نیاکان ما دم داشتند، این دم به آن‌ها کمک می‌کرد تا تعادل خود را حفظ کنند و بتوانند در جنگل‌های دوره زمین‌شناسی ائوسن از این شاخه به آن شاخه بپرند. اما تقریبا ۲۵ میلیون سال پیش و در مسیر تکامل اجداد ما دمشان را از دست دادند.

نتایج مطالعه جدیدی که چهارشنبه ۲۸ فوریه در مجله نیچر منتشر شد، نشان می‌دهد که محققان یک جهش دی‌ان‌ای منحصر به فرد را شناسایی کردند که باعث از بین رفتن دم اجداد ما شده است. این دی‌ان‌ای در ژن «TBXT» قرار دارد که در به وجود آمدن دم حیوانات نقش دارد.

زمانی که استخوان دنبالچه «بو شیا»، محقق اصلی موسسه برود و یکی از نویسندگان این مطالعه، آسیب دید او به بررسی این بخش از بدن انسان علاقه مند شد و در نهایت توانست با همکاری دیگر محققان این موضوع را کشف کند.

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

دانشمندان پس از مقایسه میمون‌های دم‌دار با شامپانزه‌های بی‌دم ژن‌های متفاوت را شناسایی کردند و پی بردند جهش در ٓژنی به نام «TBXT» باعث شده است اجداد ما دم خود را از دست بدهند.

آن‌ها این ژن را که بین انسان و شامپانزه مشترک است در موش‌های نر کار گذاشتند و مشاهده کردند که این جانوران در نسل‌های بعدی دم خود را از دست دادند.

محققان سپس دریافتند بین موش‌هایی که دم خود را از دست داده بودند، اسپینا بیفیدا شیوع یافته است.

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

طبق گفته مراکز کنترل و پیشگیری از بیماری‌‌ها، از هر هزار تولد یک نوزاد با این نقص مادرزادی متولد می‌شود.

طی میلیون‌ها سال، تغییرات در «دی‌ان‌ای» به موجودات اجازه داد تکامل پیدا کنند. برخی از این تغییرات تنها شامل تغییر یک پله در نردبان پیچ خورده دی‌ان‌ای می‌شوند، اما برخی دیگر پیچیده‌تر هستند.

عناصر Alu توالی‌های بسیار کوتاهی در «دی‌ان‌ای» هستند که به وسیلهٔ اندونوکلئازها جابه جا می‌شوند. این «عناصر قابل جابجایی» یا ژن‌های پرشی، می‌توانند عملکرد یک ژن را مختل یا بهبود بخشند. این نوع خاص از ژن پرش فقط در پستانداران وجود دارد و میلیون‌ها سال است که تنوع ژنتیکی را هدایت می‌کند.

در این مطالعه جدید، محققان دو عنصر Alu را در ژن «TBXT» یافتند که در شامپانزه‌های بی‌ دم وجود دارد اما در میمون‌های دم دار وجود ندارد. این عناصر در بخشی از ژن که پروتئین‌ها را کد گذاری می‌کند (اگزون‌ها) وجود ندارند، بلکه در اینترون‌ها قرار دارند. اینترون‌ها توالی‌های «دی‌ان‌ای» هستند که در کنار اگزون‌ها قرار دارند و به‌عنوان «ماده تاریک» ژنوم شناخته می‌شوند، زیرا از نظر تاریخی تصور می‌شد که هیچ عملکردی ندارند.

با این حال، در این مورد، زمانی که سلول‌ها از ژن «TBXT» برای تولید «آران‌ای» استفاده می‌کنند، ماهیت تکراری توالی‌های Alu باعث می‌شود که آنها به یکدیگر متصل شوند. این ساختار پیچیده همچنان از مولکول «آر‌ان‌ای» بزرگتر جدا می‌شود و با حمل یک اگزون کامل، کد نهایی و ساختار پروتئین حاصل را تغییر می‌دهند.

جف بوکه، نویسنده ارشد این مطالعه و مدیر «NYU Langone Health» گفت: «ما تجزیه و تحلیل‌های زیادی را در مورد ژن‌های دیگر که در به وجود آمدن دم دخیل هستند، انجام دادیم.

محققان می‌گویند که در سلول‌های انسانی نیز توالی‌های Alu در ژن «TBXT» وجود دارد و منجر به حذف اگزون‌ها می‌شوند.

کرک لومولر، پروفسور بوم شناسی و زیست شناسی تکاملی و ژنتیک انسانی از دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس در این باره می‌گوید :«تصور می‌شود که جهش‌هایی مانند این اغلب پیامدهای محدودی در تکامل دارند. اما این مطالعه نشان می‌دهند که چنین جهشی تاثیر عمیقی بر گونه ما داشته است».

آقای لومولر در ادامه افزود :«فکر کردن به این موضوع که چگونه بسیاری از جهش‌های پیچیده دیگر مانند این می‌توانند صفات مهمی را در طول تکامل انسان ایجاد کنند، بسیار شگفت‌انگیز است».

زیست‌شناسان حدس می‌زنند که از دست دادن دم به انسان اجازه داده است که بتواند روی دوپای خود راه برود.

آقای یانایی می‌گوید: «ما روی دو پا راه می‌رویم و در مسیر تکامل مغزمان بزرگ شده است و از فناوری استفاده می‌کنیم. همه اینها به واسطه یک عنصر که به درون ژن می‌پرد ایجاد شده است».

 چرا انسان‌ها دم خود را از دست دادند؟

حدود نیم میلیارد سال پیش اجداد اولیه انسان‌های امروزی، یعنی ماهی‌ها، برای توانایی شنا در دریاهای باستانی کامبرین دم درآوردند.
هنگامی که این آبزیان به نخستی‌سانان نظیر میمون‌ها تبدیل شدند، این دم به آن‌ها کمک می‌کرد تا تعادل خود را حفظ کنند و بتوانند در جنگل‌های دوره زمین‌شناسی ائوسن از این شاخه به آن شاخه بپرند. اما تقریبا ۲۵ میلیون سال پیش این دم در شامپانزه‌ها ناپدید شد.
چارلز داروین برای اولین بار این تغییر بنیادین را در آناتومی باستانی ما تشخیص داد. او در نظریه انقلابی خود طرح کرده بود که انسان‌ها و شامپانزه‌ها هر چند دم ندارند، با این حال دارای مجموعه کوچکی از مهره‌ها هستند که فراتر از ساختمان لگن گسترش یافته‌ و دنبالچه را شکل می‌دهند. داروین گفته بود:‌ «نمی‌توانم در اینکه این یک دم ابتدایی بوده است شک داشته باشم».

از آن زمان و اواخر قرن نوزدهم بدین سو، دیرینه‌شناسان فسیل‌هایی پیدا کرده‌اند که تا حدی این تغییر را روشن می‌کند. قدیمی‌ترین نخستی‌سانان شناخته شده که ۶۶ میلیون سال پیش زندگی می‌کردند دارای دم‌هایی تمام عیار بودند و امروزه اکثر نخستی‌سانان زنده مانند لمورها و تقریباً همه میمون‌ها نیز هنوز دم دارند.
با این حال فسیل‌ها نشان می‌دهد شامپانزه‌ها از حدود ۲۰ میلیون سال پیش راه خود را جدا کردند و دم در آن‌ها محو شده است.
حذف دم و تکامل ساختار ماهیچه‌ای که اکنون در آناتومی انسان قابل مشاهده است، پس از بلند شدن روی دو پا، لگن ما را قادر کرد بتواند وزن اندام قائم را تحمل کند. با این حال اینکه چرا و چگونه این اتفاق رخ داده هنوز یک راز باقی مانده است.

پیشتر محققان دریافته بودند که دم (مجموعه‌ای متشکل از ماهیچه و عصب) در مراحل اولیه رشد جنین جانوران و توسط مجموعه‌ای از ۳۰ ژن اصلی که ساختار گردن و ناحیه کمر را مشخص می‌کنند تشکیل می‌شود.
دانشمندان پس از مقایسه میمون‌های دم‌دار با شامپانزه‌های بی‌دم ژن‌های متفاوت را شناسایی کردند و پی بردند جهش در ٓژنی به نام «تی‌بی‌ایکس‌تی» (TBXT) باعث شده است اجداد ما دم خود را از دست بدهند.
محققان این ژن را که بین انسان و شامپانزه مشترک است در موش‌های نر کار گذاشتند و مشاهده کردند که این جانوران در نسل‌های بعدی دم خود را از دست دادند.

دانشمندان حدس می‌زنند این ژن ۲۰ میلیون سال پیش به طور اتفاقی در یک شامپانزه جهش کرده و باعث شده او دم درنیاورد و یا تنها یک ته‌مانده دم در لگن‌اش باقی بماند. با زنده ماندن آن شامپانزه، این ژن جهش‌یافته از طریق تولید مثل به شامپانزه‌های بعدی منتقل شده است.
پژوهشگران می‌گویند از آن‌جا که شامپانز‌ه‌ها به لحاظ جثه بزرگتر از میمون‌ها بودند، از دست دادن دم و سقوط از درخت‌ها می‌توانسته برای آن بسیار کشنده باشد و همینطور نقض در این ژن می‌تواند باعث بروز آسیب نخاعی بشود. به این دلایل از دست دادن دم یک نقص در مزیت تکاملی است.
گابریل روسو، محقق مورفولوژی تکاملی در دانشگاه استونی بروک نیویورک، می‌گوید: «حال سوال اصلی این است که مزیت پایین آمدن از درخت و حرکت کردن روی زمین چه بوده است؟»

منبع: یورونیوز

بیشتر بخوانید

هدف از خلقت انسان چیست؟ برای چی به دنیا آمده ایم؟

چرا رنگ پوست انسان ها با یکدیگر متفاوت است؟

علت مشخص نبودن زمان مرگ برای انسانها چیست؟