ما هي الفائدة الطبية من دراسة أصغر الحيوانات في العالم؟

ملخص: يدرس العلماء الحيوانات الكبيرة أكثر من دراستهم للحيوانات الصغيرة. لكن بعض العلماء يعتقد أن الحيوانات الصغيرة تستحق الدراسة أيضاً. ففي مشروع "علم جينوم التصغير في الفقاريات" الذي موّله مجلس الأبحاث الأوروبي ستتم دراسة الحيوانات الصغيرة وفحص جينوماتها، وسيدرس الباحثون فيه جينومات الحيوانات الصغيرة للغاية للكشف عن الآليات التي منحتها أحجامها دون التأثير في كفاءة وظائفها وصحتها. يعتقد العلماء أن الآليات التطورية التي أسهمت في تصغير هذه الحيوانات تتعلق بإزالة المكونات غير المهمة مثل الدنا الخردة، لكن هناك تغييرات جينية أخرى سينظر الباحثون في المشروع الجديد فيها. تبنّى العديد من علماء البيولوجيا التطورية في الماضي "قاعدة كوب" التي تنص على أن أحجام الأنواع تميل للازدياد مع استمرار تطورها، لكن اتضح أن هذه القاعدة لا تنطبق دائماً. تجري الحيوانات الصغيرة الوظائف نفسها التي تجريها أكبر الحيوانات ولكن باستهلاك كمية أقل بكثير من الطاقة، ويعتقد باحثو المشروع الجديد أن فهم الآليات المسؤولة عن ذلك سيؤدي إلى الكثير من التطبيقات في الطب الحيوي والهندسة الحيوية والتكنولوجيا الحيوية.

تحظى أكبر الحيوانات في العالم بالاهتمام الأكبر غالباً، لكن يزعم بعض علماء الأحياء أن أصغر الحيوانات تستحق القدر نفسه من الدراسة، إن لم يكن أكثر. سيبدأ الخبراء قريباً بفحص هذه المخلوقات الصغيرة المذهلة من الناحية الحيوية على نطاق غير مسبوق بفضل منحة قدرها 1.6 مليون دولار تقريباً من مجلس الأبحاث الأوروبي.

اقرأ أيضاً: ما هي أذكى الحيوانات على وجه الأرض؟

لماذا يهتم العلماء بالحيوانات فائقة الصغر؟

وفقاً لإعلان صدر بتاريخ 5 سبتمبر/أيلول 2024، سيقضي أمين قسم علم الزواحف والبرمائيات في متحف التاريخ الطبيعي في الدانمارك والأستاذ المساعد في جامعة كوبنهاغن، مارك شيرتز، السنوات الخمس المقبلة في مشروع جديد باسم "علم جينوم التصغير في الفقاريات" (GEMINI، أو جيميناي اختصاراً). سيدرس فريق شيرتز في هذا المشروع كيف أدى الانكماش التطوري للحيوانات مثل الضفادع الذهبية البرازيلية البرغوثية والأسماك القوبونية القزمة والخفافيش الطنانة إلى حشر أعضاء هذه الحيوانات في أجسامها الصغيرة دون التأثير في كفاءة وظائفها وصحتها. قد يتعلم الخبراء بذلك كيف يتجلى كل من التحسن الجيني والكفاءة الجينية في أجسام بعض الأنواع التي تجاهلها العلماء.

قال شيرتز في البيان السابق الذكر: "يهتم البشر غالباً بالحيوانات الكبيرة، ولكنني أعتقد أن الطريقة التي تمكنت وفقها الطبيعة من تصغير الأعضاء البالغة الأهمية نفسها وحشرها في ضفدع يقل طوله عن سنتيمتر واحد مثيرة للاهتمام بالقدر نفسه. المعلومات المتوافرة حالياً حول الآلية التي أدت إلى ذلك محدودة على نحو مفاجئ، وأريد أن أغير هذا الواقع".

يوضح شيرتز قائلاً إن الدراسات السابقة التي فحص فيها العلماء جينومات الحيوانات المصغّرة بيّنت أن عملية تطور أحجام هذه الحيوانات إلى أحجام أصغر انطوت على "إزالة المكونات غير المهمة والابتكار". على الرغم من أن نسبة كبيرة من هذا التبسيط للكائنات الحية يحدث من خلال إزالة ما يسميه العلماء أحياناً "الحمض النووي الخردة" (أو الحمض النووي غير المشفِّر)، يطرأ بعض التغييرات ضمن العملية في جينات أخرى أيضاً. يأمل شيرتز أن يتمكن من فهم هذه التغييرات بعمق أكبر خلال السنوات القليلة المقبلة.

ما هي قاعدة كوب؟

تبنّى العديد من علماء البيولوجيا التطورية في الماضي فرضية تحمل اسم "قاعدة كوب"، التي تنص على أن أحجام الأنواع تميل للازدياد مع استمرار تطور هذه الأنواع. لكن الخبراء يدركون الآن أن هذا ليس صحيحاً دائماً، ويعود ذلك إلى أسباب واضحة تماماً.

قال شيرتز: "لا يمكن أن تستمر أحجام الحيوانات بالتزايد؛ إذ إن الظواهر الفيزيولوجية مثل تبادل الحرارة والمياه والأوكسجين تحد من النمو في مرحلة ما، وكذلك الأمر بالنسبة للجاذبية. بالتالي، لا بد من مرور مراحل ينخفض ​​فيها حجم الجسم إذا افترضنا وجود توجّه نحو ازدياد هذا الحجم في المقام الأول".

يعتقد شيرتز أن الحيوانات الأصغر حجماً قد تكون في الواقع "موطن ظهور الابتكارات الكبرى الحقيقية"، على عكس ما تنص عليه قاعدة كوب. فكر في الموضوع كالتالي، يحتوي جسم الضفدع الذهبي البرازيلي على نسخ من الأغلبية الساحقة من الأعضاء الحيوية في جسم الإنسان، علماً أن هذا الضفدع الذي اكتشفه العلماء في البرازيل في عام 2023 هو أصغر الفقاريات في العالم. تجري أجسام البشر والفيلة وكذلك الحيتان الزرقاء (وهي أكبر الحيوانات في العالم) الوظائف الحيوية نفسها التي تبقي هذا البرمائي الذي يبلغ طوله 7 ملليمترات على قيد الحياة. لكن الضفدع الذهبي البرازيلي يتمكن من إجراء هذه الوظائف باستهلاك جزء صغير من الطاقة التي تستهلكها هذه الحيوانات.

اقرأ أيضاً: شاهد أجمل الصور القريبة للطبيعة والحيوانات في عام 2023

قال شيرتز: "يهتم الجميع بالحيتان الزرقاء والفيلة. يستطيع أي طفل أن يخبرك ما هي أكبر الثدييات البرية والبحرية وأكبر ديناصور عاش على الإطلاق، لكن ازدياد الحجم ليس صعباً للغاية، بينما حشر [أغلبية] أعضاء حوت أزرق يبلغ وزنه 23 طناً في جسم بطول 7 ملليمترات هو إنجاز أكثر إثارة للإعجاب بكثير".

قال شيرتز في رسالة عبر البريد الإلكتروني لبوبيولار ساينس إنه يعتقد أنه سيكون هناك الكثير من التطبيقات لنتائج بحثه المقبل في القطاعات مثل الطب الحيوي والهندسة الحيوية والتكنولوجيا الحيوية.

قال شيرتز: "يستعين خبراء الهندسة الحيوية والتكنولوجيا الحيوية بالطبيعة دائماً للبحث عن الإلهام والظواهر التي تبرز إمكانات جديدة، وفي الوقت الذي تخضع فيه التكنولوجيا للتصغير الشديد، سيكون فحص الأمثلة الرئيسية في الطبيعة على درجة التعقيد الممكنة المتضمنة في جسم صغير للغاية بالغ الأهمية".