لقد وجد علماء الأحياء أدلة على تبادل الجينات بين فروع التطور المختلفة

أظهرت مجموعة دولية من العلماء، والتي ضمت متخصصين من معهد أوكيناوا للعلوم والتكنولوجيا (اليابان)، وجامعة أكسفورد والعديد من المراكز الإسبانية، أنه حتى الكائنات حقيقية النواة المعقدة يمكنها تبادل الجينات أفقيًا – أي لا تنقلها إلى أحفادها فحسب، بل “تتشاركها” أيضًا مع أقارب بعيدين إلى حد ما. تم نشر المقال في المجلة بيئة الطبيعة والتطور.

دور المحللات في حياة الكوكب

الكائنات المحللة هي الكائنات الحية الحقيقية على الأرض. إنها تعالج الكتلة الحيوية الميتة وتعيد العناصر الأكثر أهمية إلى التربة والماء: الكربون والنيتروجين والفوسفور. معظمها عبارة عن مغذيات تناضحية – حرفيًا “تشرب” العناصر الغذائية المذابة عبر غشاء الخلية بدلاً من تناول الطعام مثل الحيوانات.

كيف بالضبط نشأ هذا النمط من التغذية عدة مرات في فروع مختلفة من حقيقيات النوى ظل لغزا لفترة طويلة.

الجينات المشتركة بين الأقارب البعيدين

ركز الباحثون على أربع مجموعات اعتمدت بشكل مستقل أسلوب حياة تناضحي، وهي طريقة للتغذية تمتص فيها الكائنات الحية المواد العضوية الذائبة من خلال سطح الجسم أو الخلايا. بالإضافة إلى الفطريات المعروفة، تشمل هذه القائمة الفطريات الكاذبة والمتاهة والأبواغ الثلاثية. لقد تباعدت هذه الخطوط منذ زمن طويل، ولكن من المثير للدهشة أن لديها الكثير من القواسم المشتركة: هياكل تشبه الخيوط للتغذية، وجدران خلوية قوية، وخاصة مجموعة مماثلة من الجينات المسؤولة عن امتصاص المواد، وتنظيم الأيونات والتمثيل الغذائي الداخلي.

حدد تحليل مئات الأشجار العائلية 166 حالة محتملة لانتقال الجينات الأفقي بين هذه المجموعات. في أغلب الأحيان، “قفزت” الجينات بين الفطريات والفطريات الكاذبة، وكذلك بين المتاهات والأبواغ الثلاثية. وتشير التقديرات إلى أن هذه السلالات المتخصصة قد ظهرت منذ ما بين 720 مليون ومليار سنة.

النقل الأفقي – ليس فقط للبكتيريا

يقول البروفيسور جيرجيلي سيليسي، رئيس قسم علم الجينوم التطوري في OIST: “في السابق، كان نقل الجينات الأفقي يعتبر فقط سمة من سمات البكتيريا، في حين أن حقيقيات النوى تنقل الجينات إلى نسلها عموديا. بدلا من ذلك، أظهرنا أنه حتى في حقيقيات النوى، يمكن لفروع شجرة الحياة تبادل المواد الوراثية، وهذا التبادل قد يسمح لأنماط جديدة تماما للحفاظ على الحياة”.

يقترح العلماء أن “طرق النقل السريعة” الجينية نشأت بسبب ظروف الموائل المماثلة، حيث تعيش هذه الكائنات غالبًا في بيئات أرضية ومائية مماثلة.

ويضيف المؤلف الرئيسي إدوارد أوكانيا-بالاريس:

“على الرغم من أن هذه المجموعات تقع على طرفي نقيض من الشجرة حقيقية النواة، إلا أنها طورت بشكل متكرر عددًا من الميزات التي تتكيف مع نمط الحياة التناضحي، بما في ذلك الشبكات الخيطية وجدران الخلايا القوية”.

ما لا يزال غير واضح

يواجه العلم الآن أسئلة جديدة: كيف تعمل هذه الجينات المشتركة بالضبط في كل مجموعة وكيف حدث النقل نفسه – من خلال الحمض النووي الحر من البيئة أو من خلال الفيروسات؟

يقول أوكانيا-بالاريس: “لم يعد السؤال الرئيسي هو ما إذا كان النقل الجيني الأفقي يحدث في حقيقيات النوى، بل كيف يحدث. ما زلنا نعرف القليل جدًا عن الآليات التي تتحكم في هذه العملية في حقيقيات النوى”.

يطمس هذا العمل الصورة المعتادة لشجرة تطورية مقسمة بإحكام، ويظهر أن القدرات المهمة يمكن أن تنتشر حتى بين الأقارب البعيدين. على الرغم من أن هذا التبادل أقل شيوعا بكثير في البشر والحيوانات المعقدة الأخرى منه في الفطريات وأقاربها، إلا أنه لا يزال يترك علامة ملحوظة على الجينوم لدينا – على سبيل المثال، من خلال فيروس قديم.