يُعرَّف التكيّف، من منظور تطوري، بأنه قدرة الكائن الحي على البقاء والتكاثر ونقل جيناته إلى الجيل التالي. تؤثر الجينات في هذا التكيّف، وغالبًا ما تتنافس فيما بينها داخل الكائن الحي.
عادةً ما تكون هذه المنافسة أو «سباق التسلح» صعبة الملاحظة – باستثناء الحالات التي تكون فيها الجينات المعنية على الكروموسومات X وY، وهي التي تحدد جنس النسل في الثدييات.
في الفئران، يمكن أن يؤدي هذا السباق إلى إنجاب أعداد أكبر من الذكور أو الإناث.
وقد كُشف عن الآلية التي تقف خلف هذا السباق بين الحيوانات المنوية الحاملة لـ X وتلك الحاملة لـ Y لتخصيب البويضة، وذلك في دراسة نُشرت في دورية Proceedings of the National Academy of Sciences من قِبل باحثين في جامعة ميشيغان، وشُبّهت هذه العملية بسباق الفضاء نحو القمر.
قال مارتن أرلت، الحاصل على دكتوراه والباحث في قسم الوراثة البشرية: «الحيوان المنوي الحامل لـ X أو لـ Y الذي يصل أولًا هو من يُخصّب البويضة بنجاح».
وأضاف أرلت، وهو أيضًا المؤلف الأول في الدراسة: «إذا وُجدت جينات تمنح مزايا للحيوانات المنوية الحاملة لـ X، فسنلاحظ زيادة في عدد الإناث، والعكس صحيح. ومع ذلك، نلاحظ انقسامًا يقارب 50-50». وتابع: «على مدى الزمن التطوري، يُعدّ هذا الانقسام بنسبة 50-50 هو النسبة المثلى لأي نوع، حيث إن أي انحراف طفيف عنها قد يؤدي إلى انقراض النوع».
يُحافَظ على توازن نسبة الجنس عبر التكيّف المتبادل للجينات الموجودة على كروموسومي X وY لضبط بعضها البعض. ولم يكن معروفًا كيف يحدث ذلك، لأن الحيوانات المنوية لا يمكن إنماؤها في المختبر.
وقد توصل فريق جامعة ميشيغان إلى حل فريد: إذ نُقلت عائلات الجينات Slxl1/Slx المرتبطة بـ X وSly المرتبطة بـ Y من الفأر وأُدخلت في الخميرة.
قال الفريق: «أدخلنا كل عنصر مشارك في المنافسة إلى خلايا الخميرة لفهم كيفية عمله. ثم جمعناهم لمراقبة كيفية تفاعلهم وتنافسهم معًا».
وخلال ذلك، اكتُشف أن البروتينات التي تُشفَّر بواسطة Slxl1/Slx وSly (والتي تؤثر على كفاءة الحيوانات المنوية) تتنافس على بروتينات تُسمى Spindlins، وهي بروتينات تؤثر في التعبير الجيني. وتتنافس هذه البروتينات فيما بينها على الارتباط، فكلما ارتبط عدد أكبر من بروتينات عائلة الجينات المرتبطة بـ X، زاد عدد الحيوانات المنوية الحاملة لـ X، والعكس بالعكس.
قال يعقوب مولر، الحاصل على دكتوراه والأستاذ المشارك في علم الوراثة البشرية والمؤلف الرئيسي في الدراسة: «هذه البروتينات تُعدّ مستحدثات جديدة نسبيًا في الزمن التطوري، إذ لا يتجاوز عمرها بضعة ملايين من السنين، أي أنها ظهرت بعد الانفصال بين الإنسان والشمبانزي».
وأضاف: «إن تكوّن الحيوانات المنوية يمكن أن يحدث بصورة طبيعية دون وجود Slxl1/Slx وSly، ومع ذلك فقد استمرت هذه الجينات في الظهور لدى الفئران بعد أن اندمجت ضمن نظام له أهمية كبيرة بالنسبة لهذا النوع. ولدينا أدلة على أن مثل هذه السباقات الجينية تتكرر في أنواع مختلفة وفي أزمنة مختلفة».
وفي المستقبل، يخطط الفريق لاستخدام نموذج الخميرة لدراسة تطور سباق التسلح بين الكروموسومين X وY، بالإضافة إلى جينات تنافسية أخرى.
ترجمة: ولاء سليمان
المصدر: phys.org
