الديدان الشعرية تشبه في شكلها إلى حد كبير ما نتوقعه من اسمها: إنها مخلوقات طويلة تشبه الشعر الحصان المتموج. تعيش وتتكاثر في الماء، ولكن صغارها تتطور فقط داخل أجساد حيوانات أخرى – عادة حشرات برية مثل فرس النبي. بمجرد أن يكتمل نموهم داخل الجسم الغير مدرك لضيفهم، يجب على الديدان أن تقنع ضيوفها بأن يغرقوا أنفسهم لاستكمال دورتهم الحياتية. كيف تدير هذه الطفيليات للتحكم بشكل قاتل في ضيوفها هو لغز طويل الأمد أربك العلماء. يقترح الباحثون وراء دراسة جديدة نشرت اليوم في مجلة الأحياء الحالية أن لدى الديدان الشعرية مئات من الجينات تسمح لها باختطاف حركة فرس النبي – وربما اكتسبت هذه الجينات مباشرة من ضيوفها المتعين عليهم.
“النتائج مذهلة”، يقول كليمان جيلبرت، عالم تطوري في جامعة باريس-ساكلي الذي لم يشارك في العمل. إذا تبين أن العديد من جينات فرس النبي انتقلت إلى الديدان الطفيلية – وهذه العملية تعرف بنقل الجينات الأفقي – فإن “هذا هو بكل تأكيد أعلى عدد من الجينات المنقولة أفقيا التي تم الإبلاغ عنها بين نوعين من الحيوانات حتى الآن”، يضيف.
ظاهرة الطفيليات التي تسيطر على عقول ضيوفها لتودي بهم إلى قبرهم مبكرًا دائماً أثرت على تباين تابيه ميشينا، عالم تطوري في جامعة كيوشو ومركز ريكين لأبحاث ديناميات الأنظمة الحيوية. “لأكثر من 100 عام، كانت هناك مشاهد مروعة للحشرات البرية التي تقفز إلى الماء أمام أعيننا في جميع أنحاء العالم”، يقول.
ركزوا على الديدان الشعرية أو الديدان الجورديان، مجموعة من الكائنات الطفيلية ذات الصلة بالديدان الخيطية. الكثير منها لديه دورات حياة معقدة تشمل عدة مضيفين، والتي تعيش في المياه يجب عليها بشكل عام العثور على طريقها إلى حشرة لاستكمال نموها وتطورها إلى البالغين. الجنس الذي يختص به ميشينا وساتو وزملاؤهم، والذي يعرف باسم الجوردوديس، يصيب فرس النبي ويمكن أن ينمو بشكل يصل إلى حوالي متر واحد داخل بطون الحشرات بحجم راحة اليد.
لم يكن هناك معرفة كافية عن كيفية تحكم هذه الديدان في أصحابها ليقموا برمي أجسادهم في الماء بشكل قاتل. “الآلية كانت لغزاً تاماً”، يقول ميشينا. بناءً على اعتقاد الفريق أن الديدان تسيطر على أدمغة فرس النبي بطريقة ما، قاموا بتسلسل الحمض النووي (mRNA) – وهي جزيئات تحمل تعليمات إنتاج البروتين عندما يكون الجين نشطًا – من الديدان وأدمغة فرس النبي قبل وأثناء وبعد أن يغرق الحشرات أنفسهم.
وجدوا في الواقع أكثر من 3100 جين طفيلي زاد تعبيرهم أثناء التلاعب بأصحابهم. على نحو مفاجئ، وجدوا أن أكثر من 1400 من هذه الجينات الديدانية تطابقت عن كثب مع جينات فرس النبي نفسها. وهذا يشير إلى أن هذه المجموعة من الجينات انتقلت بطريقة ما من جينات المضيف إلى جينات الطفيلي عبر نقل الجينات الأفقي. “في البداية لم أستطع أن أصدق النتائج ونظرت مرة أخرى لرؤية ما إذا كانت هناك أخطاء”، يقول ميشينا. “لقد صُدمت كثيرًا لأن هناك العديد منها”.
هذا النقل الأفقي للجينات هو شيء من غموض. يُعتقد أن الفيروسات والجينات القافزة المسماة وآليات أخرى قليلة تشارك في هذه العملية. ولكن في الحالات السابقة الموثقة للنقل، كانت تلميحات حول الحركة بين الأنواع قد تم تشويهها. في حالة الديدان، بدا أن بعض النقلات حدثت بشكل طويل الأمد، مما سمح لجينات الديدان وفرس النبي بالانفصال عن بعضها بنسبة 5% أو أكثر. ولكن البعض الآخر كان مشابهًا تقريبًا أو متطابقًا تمامًا، مما يشير إلى أن هذه النقلات الجينية كانت نسبيًا حديثة.
جيف دوهيرتي، زميل دراسات ما بعد الدكتوراه في تفاعلات المضيف والطفيلي في جامعة كولومبيا البريطانية الذي لم يشارك في العمل، يقول إن النتائج واعدة، ولكن الباحثين لم يستبعدوا بعد احتمال آخر: أن يكون فرس النبي حصل على هذه الجينات من الديدان.
يعترف الكتّاب أنه من الممكن أيضًا أن تكون التسلسلات ناتجة عن تلوث أنسجة فرس النبي لعينات الديدان. ومع ذلك، يشير ميشينا إلى أنهم وجدوا حمض نووي مشابه لفرس النبي في ديدان البالغة التي كانت وحيدة في الماء لمدة تصل إلى 3 أيام – أطول من المدة التي عادة ما يستمر فيها الحمض النووي الملوث. علاوة على ذلك، يشير الكتّاب إلى أن الفروق بين العديد من تسلسلات الحمض النووي لن يكون منطقية في سيناريو التلوث.
حتى إذا قامت الديدان بالفعل بالاستيلاء على جينات فرس النبي، يلاحظ دوهيرتي أنه من غير الواضح كيف يمكن أن تساعد هذه الجينات في توجيه سلوك فرس النبي. من الممكن أن تقوم بروتينات الديدان بتقليد تلك الموجودة لدى ضيوفها، مما يسمح للديدان بالسيطرة على أجسادهم وتنشيط برامج سلوكية تلائم احتياجاتها. “قد تكون المحاكاة البروتينية جزءًا فقط من اللغز هنا”، يقول. “نحن ما زلنا في بداية طريق طويل ومتعرج”.
عدد الجينات المحتملة التي تم نقلها هو “مذهل”، يقول جيلبرت. ومع ذلك، يشير إلى أن الكتّاب “كان بإمكانهم القيام بالمزيد” للتحقق من عدم التلوث. في الماضي، تم تشهير بادعاءات مذهلة مماثلة بالنقل الوفير للجينات ولكن في النهاية تبين أنها غير صحيحة، يلاحظ. يعمل فريق ميشينا على تسلسل الجينومات الكاملة للديدان وفرس النبي على حد سواء. جيلبرت يتفق على أن ذلك سيساعد في توضيح مخاوف التلوث وتقديم إجابات على أسئلته وأسئلة دوهيرتي حول اتجاه وتوقيت النقل. “أريد أن أؤمن بأنها صحيحة، لأنها ستكون جميلة”، يقول.
المصدر: www.science.org
