يمكن للتماسيح أن تعيد نمو ذيولها المقطوعة
في مختبره بجامعة ولاية أريزونا
يدرس كوسومي ، من بين أمور أخرى ، كيف تعيد السحالي توليد ذيولها. لذا فقد رأى نصيبه العادل من الزوائد الحيوانية غير العادية – لكن تلك التي أُرسلت إليه بالبريد في أكتوبر 2017 كانت بارزة. تغير لون الذيل ، وكان طرفه متشعبًا قليلًا ومقاييسه صغيرة بشكل غير طبيعي.
بدت وكأنها نمت مجددًا بعد أن قطعت
الأمر الذي أثار فضول كوسومي. تم توثيق القدرة على تجديد ذيول في عدد من الزواحف ، بما في ذلك الأبراص والإغوانا. لكن لم يتم الإبلاغ عن ذلك مطلقًا في التمساح الأمريكية ، التي يمكن أن تنمو بطول 13 قدمًا وتعتمد على ذيولها لتحقيق التوازن ودفع نفسها عبر الماء.
ينتشر تجديد الأنسجة بين الفقاريات
مما يوفر ميزة البقاء على قيد الحياة ؛ لكن بعض الحيوانات أكثر مرونة من غيرها.
حدد التحليل الذي أجراه كوسومي وزملاؤه أن الذيل قد نما مجددًا في الواقع. تمكن الفريق أيضًا من دراسة ذيول إعادة نموها من ثلاثة تمساح أخرى. وجد بحثهم ، الذي تم وصفه في ورقة نُشرت في نوفمبر في مجلة Scientific Reports ، أن الصغار يمكنهم إعادة نمو ذيولهم حتى تسع بوصات.
“كنا متحمسين. تقول عالمة الأحياء والمؤلفة المشاركة جين ويلسون راولز : “كنا نعلم أن لدينا شيئًا رائعًا حقًا هنا” .
تعتبر التمساح الآن أكبر الحيوانات المعروفة بإعادة نمو الأطراف. يمكن أن يساعد هذا الاكتشاف العلماء على فهم كيفية تطور هذه القدرة ووظائفها – وربما يفيد البحث في الطب القائم على التجديد في البشر.
حكاية من ذيول
جميع الحيوانات قادرة ، على مستوى ما ، على إصلاح الجروح من خلال التجدد – لكن هناك طيفًا. يمكن للثدييات ، على سبيل المثال ، تجديد كميات صغيرة من الجلد والأوعية الدموية والأعصاب الصغيرة ، لكنها لا تستطيع استبدال الأطراف. لا تستطيع الحيوانات الأخرى ، مثل سمندل إبسولوتل ، تجديد العظام وأنسجة الأعضاء فحسب ، بل يمكنها أيضًا استبدال الأطراف المفقودة بدقة متطابقة تقريبًا.
داخل الزواحف ، يمكن للعديد من الأنواع إعادة نمو ذيولها
لكن هذه البدائل ليست دائمًا جيدة مثل الأصلية. على سبيل المثال ، عندما يتخلى الأنول الأخضر عن ذيوله لتجنب حيوان مفترس ، فإنه يجدد واحدًا مقوى بالغضروف بدلاً من العظام. تتطلب إعادة نمو العظام وقتًا وطاقة أكثر بكثير من إعادة نمو الغضروف ، وهذا هو السبب في أنها قد تكون أكثر ملاءمة من الناحية التطورية.
قام فريق كوسومي بفحص ما مجموعه أربعة ذيول تمساح أمريكية متجددة تم حصادها من التماسيح المزعجة التي تم التخلص منها بواسطة إدارة الحياة البرية ومصايد الأسماك في لويزيانا (التي أرسلت له الحزمة الأصلية “الغامضة”). كلهم جاءوا من الحيوانات الصغيرة.
لفحص تشريح الذيل
استخدم الباحثون آلة الأشعة السينية ، والتصوير بالرنين المغناطيسي ، والتشريح القديم الجيد. ووجدوا أنه على طيف القدرة على التجدد ، تقع التمساح في مكان ما بين السحالي والثدييات.
“لقد رأينا الكثير من أوجه التشابه بين ذيول التمساح المجددة وذيول السحلية ، بما في ذلك وجود بنية غضروفية ، ونقش المقياس ، والتلوين [غير المتطابق]. كما رأينا إعادة نمو الأعصاب المحيطية والأوعية الدموية “، كما تقول سيندي شو ، المؤلف الرئيسي للدراسة والحاصلة على درجة الدكتوراه مؤخرًا. خريج ولاية أريزونا الذي يدرس الآن تجديد وإصلاح الأوتار في مستشفى ماساتشوستس العام.
يقول شو: “لكن ما أدهشنا حقًا بشأن التمساح هو أنه لم يكن هناك إعادة نمو للعضلات الهيكلية”. تسهل عضلات الهيكل العظمي حركة الجسم من خلال الانقباض والاسترخاء. وتقول إن نقص هذه العضلة كان غير متوقع ، لأن السحالي وحتى بعض الثدييات لديها القدرة على تجديد هذا النوع من العضلات.
في حين أنه من غير الواضح بالضبط سبب افتقار ذيول التمساح إلى العضلات الهيكلية ، يعتقد الباحثون أن الأمر يتعلق بالحفاظ على الطاقة.
يقول شو: “إن إعادة نمو الأنسجة مكلف للغاية من حيث الطاقة”. “إذا كنت تضع كل طاقتك في إعادة نمو هيكل بشكل مثالي ، فإنك تحيد الطاقة بعيدًا عن العمليات الأساسية الأخرى مثل النمو التنموي.”
جماالات صعبة
على الرغم من أن كوسومي وزملاؤه كانوا أول من أكد القدرات التجديدية للتماسيح الأمريكية ، فإن خبراء مثل آدم روزنبلات ، عالم الأحياء بجامعة شمال فلوريدا ، يشتبهون منذ فترة طويلة في أن التمساح الصغير يمكنه إعادة نمو ذيوله.
يقول روزنبلات: “لقد رأيت ما يتحدثون عنه ، فيما يتعلق بإعادة نمو الذيل ، بين التمساح والأنواع الأخرى ذات الصلة في البرية”. “التماسيح مرنة حقًا. فهي مصممة لتحمل الضرر على مستوى جهاز المناعة وعلى المستوى البدني “.
على الرغم من أن التماسيح تُبنى بشكل أقوى من معظمها ، إلا أنها معرضة للخطر نظرًا لكونها صغارًا ، إلا أن روزنبلات يقول: “إنها موجودة في القائمة تقريبًا لكل حيوان مفترس موجود” ، بما في ذلك الطيور والراكون وحتى غيرها من التمساح ، كما يقول – قد يؤدي فقدان الذيل الجزئي إلى تعريض قدرتهم على اصطياد الحيوانات المفترسة والتهرب منها.
بالنسبة إلى التمساح ، فإن امتلاك القدرة على إعادة إنماء ذيل فقده “له فوائد لياقة واضحة” ، كما يقول روزنبلات. ( ذات صلة: كيف ساعدت الطباعة ثلاثية الأبعاد السيد ستابس ، التمساح الخالي من الذيل ).
على الرغم من أنه لم يُشاهد سوى الشباب الصغار وهم يعيدون نمو ذيولهم ، إلا أنه من الممكن أن يتمكن البالغون أيضًا من ذلك ، كما يقول كوسومي: “لم يرَ المتعاونون معنا شخصًا بالغًا ذا ذيل كبير ، ولكن هذا لا يعني أنهم ليسوا هناك . ”
التجديد القادم
يقول روزنبلات إن اكتشاف أن زاحفًا بحجم تمساح صغير يمكنه إعادة نمو ذيله أثار تساؤلات جديدة حول انتشار هذه السمة بين 27 نوعًا من التماسيح والتماسيح والكايمن والغاريال.
يقول: “سأكون فضوليًا لمعرفة عدد هؤلاء الذين لديهم هذه القدرة”. يمكن أن يساعد تحديد ذلك العلماء أيضًا على فهم تطور هذه الظاهرة في الطيور والديناصورات بشكل أفضل.
“أسلاف كل من الديناصورات والتماسيح يمتلك هذه السمة ، لكن الطيور لا تمتلكها ، لذا فإن السؤال هو ، متى ضاعت؟” كوسومي يقول. “هل كانت للديناصورات القدرة على تجديد ذيولها؟ لا يزال السؤال مفتوحًا “.
يمكن أن يساعد اكتشاف تجديد الذيل في التمساح العلماء أيضًا على دراسة كيفية تجديد البشر للأنسجة أو فقدان أجزاء من الجسم.
يقول شو: “حتى الآن ، كانت [الحيوانات] المستخدمة في دراسة التجدد صغيرة نسبيًا مقارنة بالبشر”. “نظرًا لأن التمساح كبير الحجم ، فقد يساعدنا ذلك في فهم مدى تأثير حجم الجسم الكبير والكتلة على القدرة على التجدد.”
