اكتشف علماء الوراثة كيف أصبح أسلاف البشر حيوانات نهارية

سر الساعة البيولوجية

ظلت مسألة الانتقال إلى نمط الحياة النهاري لغزا لعقود من الزمن، حيث أن مركز التحكم الرئيسي لإيقاعات الساعة البيولوجية في الدماغ يعمل بنفس الطريقة تقريبا في كل من الأنواع الليلية والنهارية. فريق من العلماء بقيادة أندرو بيل وجون أونيل من مختبر البيولوجيا الجزيئية طبيهذا كل شيء بحثهذا كل شيء سوفيتيةأ (المملكة المتحدة) وجد أن الاختلاف الرئيسي يكمن في تفاعل الخلايا مع التغيرات الدقيقة في البيئة: درجة حرارة الجسم وتوازن الماء والملح.

على مدار دورة مدتها 24 ساعة، تقوم هذه الإشارات الفيزيائية بتصحيح العمليات الأساسية: التوليف والتعديل.أنا البروتينات. وهذه التفاعلات هي التي تحدد متى “تنتظر” الخلية بداية النهار أو الليل.

ردود الفعل المعاكسة

قارن الباحثون الخلايا من الثدييات النهارية (بما في ذلك البشر) والخلايا الليلية (مثل الفئران). عندما يتعرض التغييرات أدت درجات حرارة خلايا الإنسان والفأر إلى تغيير ساعاتها الداخلية في اتجاهين متعاكسين تمامًا.

لقد قرر العلماء أن مسارين رئيسيين للإشارة مسؤولان عن هذه التفاعلات المتناقضة: mTOR (المسؤول عن حساسية العناصر الغذائية) وWNK (ينظم التوازن الكيميائي الحيوي). تسببت تقلبات درجات الحرارة في تغيير هذه المسارات لتخليق البروتين بشكل مختلف في الأنواع المختلفة. يشير هذا إلى أنه أثناء التطور، تمت إعادة ضبط حساسية mTOR وWNK لأوقات محددة من النشاط.

الضبط الوراثي

سالتحليل الوراثي المقارن لأنواع متعددة أظهرأن الجينات الموجودة في شبكات mTOR وWNK تطورت بسرعة غير عادية في الثدييات النهارية. وهذا يؤكد أن الانتقال من الليل إلى النهار يتطلب “تعديلًا” دقيقًا لوظيفة الخلية على المستوى الجيني.

ولاختبار هذه النظرية، أجرى العلماء تجربة على الفئران. باستخدام نظام غذائي خاص، قاموا بتغيير طفيف في نشاط مسار mTOR في القوارض الليلية. وكانت النتيجة مذهلة: بدأت الفئران تتصرف مثل الحيوانات النهارية، محولة ذروة نشاطها إلى ساعات النهار.

يوضح جون أونيل: “إن فهم سبب نشاط الناس خلال النهار يسلط الضوء على إيقاعات الساعة البيولوجية لدينا، وهو جزء من علم الأحياء مهم للصحة على المدى الطويل”.

ومع ذلك، فإن لهذا الاكتشاف أيضًا آثارًا مثيرة للقلق في سياق ظاهرة الاحتباس الحراري. مع ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي، تتغير دورات درجات الحرارة العادية. ويحذر أندرو بيل من أن هذا قد يجبر العديد من الأنواع على تغيير أوقات نشاطها بالقوة، مع عواقب لا يمكن التنبؤ بها وربما مدمرة للأنظمة البيئية بأكملها.