تقوم قناديل البحر بتجديد مخالبها المفقودة، والآن نعرف كيف نفعل ذلك

ربما تكون هيدرا الأسطورية قادرة على إنماء أحد رؤوسها العديدة إلى الخلف في كل مرة تتعرض فيها لقطع الرأس، ولكن هناك مخلوقات فعلية قادرة على تجديد أجزاء من أجسادها التي عضتها الحيوانات المفترسة الجائعة. قنديل البحر هو واحد منهم.

من السمندل إلى نجم البحر إلى الهيدرا الفعلية (هيدروزوان صغير سُمي على اسم الوحش الأسطوري المخيف)، تبدأ جميع الحيوانات القادرة على التجدد عملية الإصلاح من خلال تشكيل المأرمة. يمكن لهذه المجموعة من الخلايا المتكاثرة، والتي تشبه الخلايا الجذعية، إعادة ملء أجزاء الجسم عن طريق الانقسام مرارًا وتكرارًا. في حين أن الخلايا لا تزال غير متمايزة في البداية، فإنها تشكل في النهاية أنواعًا محددة من الخلايا مثل العضلات والجلد.

وقد تمت دراسة عملية تكوين المأرمة في بعض الحيوانات الأخرى، ولكن كيفية تشكلها في قناديل البحر لا تزال لغزا. بقيادة باحث ما بعد الدكتوراه سوسوكي فوجيتا، أراد الفريق من جامعة طوكيو وجامعة توهوكو في اليابان إنشاء خط أساس للتجديد غير الثنائي من خلال اكتشاف كيف تساعد المأرمة في إعادة نمو مخالب قنديل البحر. هل ستكون عملية تكوين المأرمة مختلفة عن تلك الموجودة في ثنائيات الجنس؟

“على وجه الخصوص، الفهم الحالي لتكوين المأرمة يعتمد إلى حد كبير على النماذج الثنائية، وبالتالي فإن آليات تكوين المأرمة خارج المأرمة لا تزال غير مفهومة بشكل جيد”، كما قال الباحثون في بحث نشر. يذاكر تم نشره مؤخرًا في PLOS Biology.

كانت عملية التجديد في قنديل البحر لغزا. أخيرًا حصل الفريق الياباني على رؤية جديدة لهذه العملية في قنديل البحر كلادونيما باسيفيكوم. ووجدوا أن الخلايا المتكاثرة التي تكوّن المأرمة تظهر فقط في حالة وجود إصابة، وهي ليست مثل الخلايا الجذعية الموضعية الموجودة في قاعدة المجسات. لكن كلا النوعين من الخلايا يعملان معًا لإصلاح وإعادة نمو المجسات المقطوعة.

ذراع وساق

قنديل البحر من الكائنات المجوفة، وهي شعبة من اللافقاريات ذات الأجسام الرخوة. اللاسعات وتشمل أيضًا الشعاب المرجانية، والهيدرا، وشقائق النعمان، والتي تحتوي جميعها على مخالب لاذعة. على عكس الكائنات الثنائية مثل السمندل (والبشر)، التي لديها تناظر ثنائي (أي الجانب الأيمن والأيسر المتماثل)، فإن اللاسعات لديها تناظر جسم شعاعي، مع أقسام الجسم التي تمتد من الوسط وتكون متناظرة في كل مكان. ليس لهم يمين ويسار ولا أمام ولا خلف.

نظرًا لأن قناديل البحر تعتمد على مجساتها للقبض على الفريسة وشل الحركة، فإنها تحتاج إلى مجسات مفقودة لتنمو مجددًا بأسرع ما يمكن. عندما مخالب من كلادونيما إذا تم قطعه مع ترك القاعدة أو البصلة في مكانها، فإن الجرح في مكان القطع يلتئم تمامًا في أقل من 24 ساعة. تشكلت الأرومة بعد الشفاء مباشرة؛ ثم بدأت المجسات الجديدة في النمو.

كلما زاد نموها، زاد عدد الخلايا الخيطية، أو الخلايا اللاذعة. وقد اقترح هذا لفوجيتا وفريقه أن عملية التجدد تحدث بغض النظر عما إذا كان قنديل البحر قد أكل مؤخرًا أم لا، لأن جسمه يعطي الأولوية تلقائيًا لإعادة نمو مجساته لالتقاط الطعام.

إنهم يستمرون في النمو

عندما تتشكل المأرمة، يحدث معظم تكاثر الخلايا باتجاه الطرف المتجدد للمجس الجديد. تم العثور لاحقًا على ثلاثة أنواع من الخلايا المتمايزة في المأرمة. هذه هي الخلايا الظهارية التي تشكل الطبقات الداخلية للمجس. الخلايا i، التي تساعد قنديل البحر على الإحساس بالطعام والتعامل معه؛ والخلايا الخيطية لاذع. أظهرت الخلايا غير المتمايزة ميلًا للتحول إلى خلايا ظهارية لأن هذه هي الخلايا الأكثر شيوعًا في مجسات متطورة تمامًا.

معظم الخلايا التي تشكل المأرمة ليست خلايا جذعية من البصلة التي تهاجر إلى الطرف. ولكن لا يزال هناك شيء تفعله الخلايا الجذعية البصلية. يعتقد الفريق أن الخلايا تساعد اللامسة المتكونة حديثًا على النمو إلى الخارج من القاعدة، مما يضيف بعض الطول بينما تعمل الخلايا المتكاثرة على استطالتها من الطرف. إن إزالة الخلايا الجذعية الموجودة في القاعدة قد يؤدي أيضًا إلى تأخير تكوين المأرمة لمدة أسبوع أو أسبوعين.

بشكل عام، تبين أن تكوين المأرمة في قناديل البحر يشبه إلى حد كبير ما شوهد في ثنائيات الديدان القادرة على التجدد. ومع ذلك، لا يزال من غير الواضح كيف وأين تنشأ الخلايا التكاثرية. يعتقد الباحثون أنه من الممكن أن تكون هذه الخلايا مشتقة من خلايا متمايزة بالفعل والتي تختلف لتشكل المأرمة. وقد شوهدت أمثلة على الخلايا غير المتمايزة التي تشكل المأرمة في نجم البحر والصراصير.

هل يمكن للبشر أن يكونوا قادرين على التجدد؟ قد يحدث. لقد نجحت بعض التجارب التي أجريت على الحيوانات التي لا تتجدد بشكل طبيعي في تحفيز إعادة نمو الأنسجة. ومع فهم الآليات الكامنة وراء هذه الظاهرة بشكل أفضل، قد يتم تطوير العلاجات البشرية باستخدام العمليات التجديدية في يوم من الأيام، ولكن في الوقت الحالي، يظل هذا في عالم الخيال العلمي.

علم الأحياء بلوس، 2023. DOI: 10.1371/journal.pbio.3002435