كشف باحثون في جامعة مكماستر عن تنوع غير متوقع في العمليات الجينية التي تحدد جنس ضفدع المخلب الأفريقي، وهو اكتشاف كبير عن أحد أكثر البرمائيات التي دُرست على نطاق واسع في العالم.
أظهرت التحليلات الجينية اكتشاف إجمالي ثمانية أنواع مختلفة من الكروموسومات الجنسية في 11 نوعًا من هذا الضفدع، قد تحتوي العديد منها أو جميعها على جينات جديدة ومتطورة تحفز التمايز الجنسي إلى ذكر أو أنثى.
عرف الباحثون سابقًا ثلاثة أنواع فقط من الكروموسومات الجنسية في هذه الضفادع.
يقول بن إيفانز، أستاذ في قسم البيولوجيا بجامعة مكماستر والمعد الرئيسي للدراسة المنشورة في مجلة «Biology and Evolution»: «اكتشفنا في هذه الضفادع تنوعًا استثنائيًا حتى بين الأنواع القريبة من بعضها البعض، مما يتيح لنا استكشاف كيفية تطور أمور هامة مثل تحديد الجنس بسرعة».
وأجرى إيفانز هذا العمل بالتعاون مع زملائه من جمهورية التشيك وفرنسا والولايات المتحدة وجنوب أفريقيا.
يُستخدم ضفدع المخلب الأفريقي كنموذج للكائنات الحية في الأبحاث البيولوجية بسبب العلاقة التطورية الوثيقة مع البشر، ولأن عملية التطور المبكر تحدث خارجيًا، مما يتيح مراقبة العمليات الأساسية والتلاعب بها بسهولة.
توجد هذه الضفادع في منطقة أفريقيا جنوب الصحراء وتعيش في المياه الراكدة أو البطيئة الحركة. وهي معروفة بأجسامها المسطحة، وأجهزتها الصوتية التي يمكنها إنتاج الصوت تحت الماء، وأظافرها الموجودة على الأصابع الثلاثة الأولى من الأرجل الخلفية، التي تستخدمها لتمزيق الطعام.
حدد الباحثون في هذه الدراسة مواقع الكروموسومات الجنسية المكتشفة حديثًا، وهو ما زاد من دهشتهم.
كانت النظرية السائدة تقترح أن الجينات التي تحدد الجنس قد تنشأ عادة في مناطق من الجينوم التي تتميز بمعدل منخفض من إعادة التركيب الوراثي، وهو التبادل الجيني داخل كل والد، الذي ينشئ خليطًا جديدًا من السمات في ذريتهم.
لكن بدلاً من ذلك، اكتشفوا أن هذه الجينات المتطورة حديثًا كانت تقع تقريبًا في مناطق حيث يكون هناك معدل إعادة تركيب وراثي مرتفع، مما يثير التساؤلات حول كيف ولماذا قد يتطور الأساس الجيني للسمات البيولوجية الهامة (مثل التمايز الجنسي) بسرعة كبيرة، وكيف تنشأ الجينات والوظائف الجينية الجديدة.
ويشرح إيفانز قائلاً: «إذا أجريت هذه الاختبارات نفسها على مجموعات قديمة مثل معظم الثدييات أو جميع الطيور، فستجد أن كروموسوماتها الجنسية هي نفسها في جميع الحالات. لكن هذه المجموعة من الضفادع (على النقيض من ذلك) لديها تنوع مذهل».
«من المحتمل جدًا أن الجينات الجديدة ظهرت عدة مرات في هذه الضفادع لتنظيم التمايز الجنسي، من خلال العمل كمفتاح تشغيل وإيقاف أو مفتاح ذكر-أنثى في قمة سلسلة التطور».
في عام 2015، قاد إيفانز (الذي درس ضفدع المخلب الأفريقي لأكثر من عقدين) فريقًا اكتشف ستة أنواع جديدة وأعاد إضافة نوع آخر إلى قائمة الأنواع المعروفة، مما وفر الأساس للمعلومات الحالية في هذا البحث.
ترجمة: ولاء سليمان
المصدر: phys.org
