فك لغز الحمام الذي أبهر داروين

اكتشف علماء الجين الذي يجعل بعض أنواع الحمام يطور وجوها مسطحة، وهو لغز أبهر عالم الطبيعة البريطاني الأسطوري تشارلز داروين.

وفي دراسة جديدة، أفاد الأكاديميون بأن الطفرات في الجين، ROR2، مرتبطة بتقليل حجم المنقار في سلالات عديدة من الحمام الداجن، وف ما نقلت عنهم "روسيا اليوم".

ويفسر هذا أخيرا سبب امتلاك أكثر من 350 سلالة من الحمام الداجن من نوع واحد (كولومبا ليفيا) مناقير من جميع الأشكال والأحجام.

وقام الباحثون بتربية سلالتين من الحمام - واحدة بمنقار قصير والأخرى بمنقار أطول - وأجروا تحليلا جينيا لنسلها.

ومن المثير للدهشة أن الطفرات في ROR2 تكمن أيضا وراء اضطراب خلقي بشري يسمى متلازمة روبينو، كما وجد الباحثون.

وقادت الدراسة إيلينا بوير، التي أكملت البحث كزميلة ما بعد الدكتوراه في كلية العلوم البيولوجية بجامعة يوتا.

وقالت: "من أكثر الخصائص اللافتة للنظر لمتلازمة روبينو ملامح الوجه، والتي تشمل جبهة عريضة وبارزة وأنفا وفما قصيرا وعريضا، وتذكرنا بالنمط الظاهري لمنقار قصير لدى الحمام. إنه أمر منطقي من وجهة النظر التنموية، لأننا نعلم أن مسار إشارات ROR2 يلعب دورا مهما في تطور الفقاريات القحفية".

وكان تشارلز داروين مهووسا بالحمام المنزلي وقام بتربيته في حديقته. وقُدّمت أدلة حاسمة لنظريته التي غيرت العالم - التطور عن طريق الانتقاء الطبيعي.

ويشرح متحف التاريخ الطبيعي: "كان داروين مفتونا بكيفية التلاعب بنوع واحد إلى هذه الحدود القصوى. استخدم هذا كقياس - إذا استطاع المربون التلاعب بشكل مصطنع بالطريقة التي يبدو بها نوع واحد في الأسر، فربما يمكن للبيئة أن تتلاعب بجميع الأنواع بشكل طبيعي في البرية".

ومع ذلك، فقد فشل علماء الوراثة الحديثون في حل لغز داروين من خلال تحديد الآلية الجزيئية التي تتحكم في مناقير قصيرة - حتى الآن.

وبالنسبة للدراسة، قام الباحثون بتربية زوجين من الحمام بمناقير قصيرة ومتوسطة - الذكر من طائر سباقات هومر، تمت تربيته من أجل السرعة بطول منقار مشابه للحمام الصخري القديم، مع منقار متوسط. والأنثى بومة ألمانية قديمة، وهي سلالة حمامة فاخرة لها منقار قرفصاء صغير.

وأنتج الزوج ذو المنقار القصير والمتوسط ​​نوعا أوليا من الصغار ذوي مناقير متوسطة الطول. وأُطلق على هذه الحاضنة اسم "F1".

وعندما حدث تزاوج بين طيور F1 مع بعضها البعض، كان للنسل الناتج (F2) مناقير تتراوح من كبيرة إلى صغيرة، وجميع الأحجام بينها.

ولتقدير التباين، قاست بوير حجم وشكل المنقار في 145 فردا من الجيل الثاني باستخدام فحوصات التصوير المقطعي المحوسب الدقيقة، التي أنشئت في مرفق التصوير الأساسي قبل السريري بجامعة يوتا.

وقالت: "الشيء الرائع في هذه الطريقة هو أنها تسمح لنا بالنظر إلى حجم وشكل الجمجمة بأكملها، واتضح أنه ليس فقط طول المنقار هو الذي يختلف - بل شكل المخ يتغير أيضا في الوقت نفسه".

وأظهرت هذه التحليلات أن تباين المنقار داخل مجموعة F2 كان بسبب الاختلافات الفعلية في طول المنقار وليس الاختلاف في حجم الجمجمة أو الجسم الكلي.

وبعد ذلك، قارن الباحثون جينومات الحمام. أولا، باستخدام تقنية تسمى رسم خرائط مواضع السمات الكمية (QTL)، حددوا متغيرات تسلسل الحمض النووي المنتشرة في جميع أنحاء الجينوم، ثم نظروا لمعرفة ما إذا كانت هذه الطفرات ظهرت في كروموسومات أحفاد F2.

وقارن الفريق تسلسل الجينوم الكامل للعديد من سلالات الحمام المختلفة - 56 حمامة من 31 سلالة قصيرة المنقار و121 حماما من 58 سلالة متوسطة أو طويلة المنقار.

وأظهر التحليل أن جميع الأنواع التي لديها مناقير صغيرة، لديها تسلسل الحمض النووي نفسه في منطقة من الجينوم تحتوي على جين ROR2.

وقالت بوير: "حقيقة حصولنا على الإشارة القوية نفسها من طريقتين مستقلتين كانت مثيرة حقا وقدمت مستوى إضافيا من الأدلة على أن موضع ROR2 متورط".

ويتكهن المعدون بأن الطفرة قصيرة المنقار تتسبب في ثني بروتين ROR2 بطريقة جديدة، لكن الفريق يخطط لإجراء تجارب وظيفية لمعرفة كيف تؤثر الطفرة على التطور القحفي الوجهي.

ونشرت الورقة البحثية في مجلة Current Biology.