إذا قطعت الساق من السمندل ، فإنه ينمو مرة أخرى. ومع ذلك ، لا يستطيع البشر إدارة الحيلة. الأسباب أبعد ما تكون عن البساطة ، ولا تزال غامضة إلى حد ما.
قال ديفيد غاردينر ، أستاذ علم الأحياء التنموي وخلوي في جامعة كاليفورنيا ، إيرفين ، لـ Live Science ، في إشارة إلى الطبقة العليا من الجلد: "إننا نتجدد بشكل جيد حقًا ؛ إن بشرتنا ، على سبيل المثال". "بطانة الأمعاء لدينا ، يمكننا تجديد القطع والقطع. لكننا لا نجدد هذه الهياكل الأكثر تعقيدًا."
لقد درس غاردينر تجديد السمندل لعقود ، بحثًا عن الآلية الأساسية للقوة العظمى. قال إن تجديد البشر ، على الأرجح ، لا يزال في المستقبل ، ولكن ليس بعيدًا جدًا - من المحتمل أن يقوم أحد طلاب الدراسات العليا الحاليين أو الباحثين بعد الدكتوراه بتكسيره ، وسيكون تجديد الأطراف جزءًا من مجموعة الأدوات الطبية.
ذلك لأنه ، من الناحية النظرية ، يجب أن يكون إعادة نمو الطرف البشري ممكنًا. في الجلد ، على سبيل المثال ، إذا لم تكن الجروح عميقة ، فلن يكون هناك ندبات بسبب عملية الشفاء التي تجدد خلايا الجلد. من الممكن أيضًا أن يجدد البشر أطراف الأصابع إذا كانت الخلايا الموجودة تحت الأظافر لا تزال سليمة. تتماسك العظام معًا إذا انضممت مرة أخرى إلى القطع ، على سبيل المثال ، بمسمار أو جبس. يمكن للكبد البشري أيضًا أن ينمو لملء المساحة وإعادة بناء بعض الهياكل التي تضررت.
زراعة طرف كامل
لكن تجديد الأطراف (من النوع الذي يفعله السلمندر) هو أكثر من مجرد استبدال الأنسجة. لكي يتجدد أحد الأطراف ، تحتاج إلى العظام والعضلات والأوعية الدموية والأعصاب. هناك خلايا جذعية بالغة ، نوع من الخلايا غير المتمايزة التي يمكن أن تصبح متخصصة ، وتجدد العضلات ، ولكن لا يبدو أنها تنشط. قال غاردينر: "يمكنك تجديد الأوعية الدموية وحتى الأعصاب". "لكن الذراع كلها لا تستطيع."
أشار ستيفان روي ، مدير مختبر تجديد الأنسجة في الفقاريات في جامعة مونتريال ، إلى أن الجلد والكبد والعظام لا تتجدد بنفس المعنى الذي يفعله السمندل.
وقال في رسالة بالبريد الإلكتروني "لا يمكن للبشر سوى استبدال الطبقة السطحية من الجلد (وهي في الواقع عملية مستمرة يشار إليها باسم التوازن)". "معظم الغبار في المنزل هو خلايا الجلد الميتة التي فقدناها."
قال روي: "الكبد يختلف تمامًا عن تجديد الأطراف في السمندل". "إن تجديد الكبد هو حقًا تضخم تعويضي ، مما يعني أن ما يتبقى سيزداد في الحجم لتعويض ما فقد." لذا فإن أنسجة الكبد الموجودة هناك ستنمو بشكل أكبر ، ولكن إذا فقد الكبد بأكمله ، فلن يتمكن من التجدد.
"ما ضاع لن ينمو ، وبالتالي لا يمكنك إعادة بتر الكبد ، على عكس الأطراف في السمندل ، الذي يمكن بتره عدة مرات وفي كل مرة يتجدد فيها طرف جديد."
البشر لديهم القدرة على التجدد
لكن غاردينر قال إن البشر يبنون أنظمة أعضاء كاملة في الرحم. من بعض المعلومات الجينية فقط ، يتطور جنين بشري إلى شخص كامل في تسعة أشهر. لذلك هناك قدرة محدودة على إعادة نمو الأشياء ، وهذا أمر منطقي للتطور - يجب أن يكون البشر قادرين على الشفاء ، كما قال.
علاوة على ذلك ، فإن الآلية الجينية الكامنة في الإنسان والسمندر ليست مختلفة ، على الرغم من اختلاف سلفنا المشترك الأخير خلال الفترة الديفونية ، قبل حوالي 360 مليون سنة. قال غاردينر: "لا توجد جينات خاصة للتجديد". "هناك هذه الخطوات التي يمرون بها وواحدة على الأقل من هذه الخطوات لا تعمل في البشر."
لإعادة نمو أحد الأطراف ، تحتاج الخلايا إلى معرفة مكانها - هل هي في طرف أحد الأطراف بواسطة الأصابع ، أم أنها في مفصل المرفق؟ - وهم بحاجة إلى بناء الهياكل الصحيحة بالترتيب الصحيح. وقال غاردينر إن السمندرات لديهم بالفعل جينات معينة "مغلقة" في البشر. ربما تمكن هذه الجينات من التجدد ، أو على الأقل تساعد في التحكم في العملية. تم اختيار شيء ما في الماضي التطوري للبشر ضد التعبير عن تلك الجينات بالطريقة التي يفعلها السمندل. قال: لا أحد يعرف ما هو هذا الشيء.
في عام 2013 ، ربما يكون العالم الأسترالي ، جيمس جودوين ، في جامعة موناش قد حل جزءًا من هذا اللغز. وجد أن الخلايا ، تسمى البلاعم ، يبدو أنها تمنع تراكم أنسجة ندبة في السمندل. توجد البلاعم في الحيوانات الأخرى ، بما في ذلك البشر ، وهي جزء من جهاز المناعة. وظيفتها هي إيقاف الالتهابات والتسبب في الالتهاب ، وهي إشارة لبقية الجسم بأن الإصلاح مطلوب. فشلت السمندرات التي تفتقر إلى البلاعم في تجديد أطرافها ، وبدلاً من ذلك شكلت ندوبًا.
قال غاردينر إن عمل جودوين كان خطوة نحو فهم تجديد الأطراف. عادة لا يصنع السمندل نسيج ندبي على الإطلاق. عندما يمزق الإنسان العضلة أو يحصل على قطع عميق بما فيه الكفاية ، يتلف النسيج الضام ، وتتشكل الأنسجة الندبية. لا يوفر هذا النسيج الندبي نفس الوظائف التي توفرها الأشياء الأصلية.
قال غاردينر: "إذا استطعت أن أجعل السمندل يندب ، فهذا سيكون شيئًا حقيقيًا" ، لأن ذلك سوف يلقي الضوء على الآلية التي تجعل البشر غير قادرين على إعادة نمو أحد الأطراف أو الأعضاء. لذا قد تكون البلاعم جزءًا من القصة ، ولكن ليس كلها.
حديثي الولادة وتجديد الأطراف
قد تضيف القدرة على "البقاء شابًا" رؤية أخرى لغمس تجديد الأطراف. السمندل المكسيكي ، ويسمى axolotls ، أو ورم أمبيستوما المكسيكي، هي نيوتينية ، وهذا يعني أنها تحتفظ بسمات الأحداث في مرحلة البلوغ. هذا هو السبب في احتفاظ axolotls بالخياشيم عندما تنضج ، في حين أن الأنواع الأخرى من السمندل لا تفعل ذلك.
يمتلك البشر النيوتني أيضًا ، وهذا هو السبب في أن البالغين يبدون وكأنهم ذوات طفلنا أكثر مما هو الحال مع الرئيسيات الأخرى ، ولماذا نأخذ وقتًا أطول للنضج مما تفعله الشمبانزي ، على سبيل المثال. ربما يكون هناك بعض الارتباط مع النيوتنيوت والتجديد. يشير غاردينر إلى أن الشباب يبدو أنهم أكثر قدرة على الشفاء من كبار السن.
بالإضافة إلى ذلك ، وجد الباحثون في كلية الطب بجامعة هارفارد أن الجين المسمى Lin28a ، الذي ينشط في الحيوانات غير الناضجة (والبشر) ، ولكنه يتوقف عند النضج ، له دور في تمكين الفئران من تجديد الأنسجة - أو على الأقل إعادة نمو نصائح أصابعهم وآذانهم. بمجرد أن كان عمر الحيوانات أكثر من 5 أسابيع ، لم تكن قادرة على إعادة نمو تلك الأجزاء ، حتى عندما تم تحفيز وظيفة Lin28a. Lin28a هو جزء من نظام التحكم في عملية التمثيل الغذائي للحيوان - عندما يتم تحفيزه ، يمكن أن يجعل الحيوان يولد المزيد من الطاقة ، كما لو كان أصغر سناً.
ولكن لم يتم بعد فهم طبيعة الاتصال بالضبط. وأشار روي إلى أنه في حين يمكن لجميع السمندرات تجديد الأطراف ، إلا أن أكسلوتولس فقط هي مولدات جديدة.
يمكن للساماندرز ، وخاصة أكسلوتلس ، تجنيد الخلايا الجذعية لبدء إعادة نمو الأطراف ، كما تظهر أنواع الخلايا التي تتفاعل مع موقع الجرح متصلة بما إذا كانت الأطراف يمكن أن تنمو مرة أخرى. تمكن غاردينر من جعل السمندل ينمو أطرافًا إضافية عن طريق تحفيز نمو الخلايا العصبية في موقع الجرح.
"قد يكون له علاقة بالاستجابة المناعية القوية ، أو الإفراج المحدد لبعض عوامل النمو ، أو مزيج من كليهما. يمكن أن يكون جزئيًا مسألة فيزيائية حيوية: أطراف السمندر أصغر بكثير من البشر ؛ ومع ذلك ، لا يمكن للضفادع أن تتجدد الأطراف ، لذلك قد لا تكون مجرد مسألة حجم ".
هذا اللغز لا يزال واحدا - على الأقل حتى الآن.
مقالة أصلية عن العلوم الحية.
