کتاب‌خوان (علم و روشنگری)

عروس‌دریایی و منشأ چشم و گوش درست مانند ژن Pax6 که ما پیش‌تر در ارتباط با چشم‌ها راجع‌به آن صحبت کردیم، Pax2 در گوش‌ها ژن اصلی ضروری برای تکوین این اندام است. به‌نظر شما این شگفت‌آور نیست که ارتباط بین ژن‌های Pax2 و Pax6، تاریخچه‌ی مشترک بسیار کهن گوش‌ها و چشم‌ها را رو می‌کند؟! این‌جاست که عروس‌دریایی وارد داستان ما می‌شود! عروس‌های دریایی، به‌خاطر سم‌ّشان، برای شناگران استرالیایی کاملاً شناخته‌شده‌اند. داشتن بیش از بیست چشم، این جانوران را از گونه‌های دیگر متمایز کرده است. بیش‌تر این چشم‌ها، به‌طور ساده‌ای روی شکاف‌های پوست بیرونی عروس‌دریایی پخش شده‌اند. بقیه‌ی چشم‌های روی بدن، شباهت عجیبی به چشم‌های ما دارند و نوعی قرنیه و عدسی در آن‌ها وجود دارد، حتی دارای ساختار عصبی شبیه ما هستند! منشأ ژنی مشترک چشم و گوش! عروس‌دریایی، هیچ‌یک از ژن‌های Pax6 و Pax2 را ندارد؛ آن‌ها پیش از پدیدارشدن این ژن‌ها به‌وجود آمده‌اند اما در بررسی بسته‌ی ژن‌های عروس‌دریایی متوجه موضوع جالب‌توجهی شدیم: ژنی که چشم‌ها را شکل داده، برخلاف انتظار ما Pax6 نبود، بلکه مجموعه‌ی به‌هم‌پیوسته‌ای از ساختار Pax6 و Pax2 را در خود داشته. به بیان دیگر، این ژن شبیه به نسخه‌ی اولیه‌ی هر دو ژن Pax2 و Pax6 در سایر جانوران بود. ژن‌های اصلی کنترل‌کننده‌ی چشم و گوش ما، مشابه یک ژن در بیش‌تر جانوران ساده‌ی ابتدایی همچون عروس‌دریایی است. شاید بگویید خب که چی؟ ارتباط دیرینه‌ی میان ژن‌های گوش و چشم، در توجه و درک بسیاری از بیماری‌هایی که این روزها در کلینیک‌ها می‌بینیم کمک می‌کنند؛ برخی از نقایص مادرزادی در بدو تولد، گوش‌های داخلی و چشم‌ها را متأثر می‌کنند. تمام این‌ها، بازتابی از ارتباط عمیق میان ما و موجودات ساده‌ی ابتدایی، مانند عروس‌دریایی نیش‌دار است. 📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان ✍🏿 نیل شوبین 🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز @Chekide_ha

گوش داخلی: حرکت ماده‌ی ژلاتینی و خمیدگی زوائد مومانند از گوش بیرونی عبور کنید و وارد قسمت‌های عمیق‌تر داخلی شوید، پرده‌ی گوش و سه استخوان گوش میانی را پشت‌سر بگذارید؛ حالا به عمق داخلی جمجمه رسیده‌ایم. در این‌جا شاهد گوش داخلی هستیم؛ لوله‌ها و مقداری ماده‌ی ژلاتینی، کیسه‌ها را پر کرده‌اند. در انسان‌ها هم درست مثل سایر پستانداران، لوله‌های استخوانی، شکلی مارپیچی-حلزونی به خود گرفته‌اند که در آزمایشگاه آناتومی به‌وضوح نشان داده می‌شود. - وظایف گوش داخلی - مکانیسم اثر الکل بر تعادل - نوروماست؛ دودمان گوش داخلی ما! - توسعه‌ی گوش داخلی در پستانداران - تاریخچه‌ی سلول‌های حسی گوش داخلی - نقش ژن‌ها در درک تکامل گوش داخلی 📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان ✍🏿 نیل شوبین 🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز @Chekide_ha

منشأ استخوان رکابی گوش ما اگر یک انسان بالغ و یک کوسه را به شما نشان بدهم، هرگز تصور نمی‌کنید که استخوان کوچک داخل گوش انسان همان میله‌ی درشت در آرواره‌ی بالایی کوسه است! از دیدگاه تکوینی، این دو استخوان یکی هستند. استخوان رکابی دومین استخوان کمانی است؛ این استخوان معادل استخوانی موسوم به هیومندیبولا (Hyomandibula) در ماهی‌ها و کوسه‌ها است اما هیومندیبولا استخوان گوش نیست؛ یادتان هست که ماهی‌ها و کوسه‌ها فاقد گوش‌اند؟ در عموزاده‌های آب‌زی ما، این استخوان میله‌ی درشتی است که آرواره‌ی بالایی را به کاسه‌ی سر وصل می‌کند. علی‌رغم تفاوت‌های مشهود در عملکرد و ظاهر این استخوان‌ها، شباهت‌هایی بین هیومندیبولا و استخوان رکابی، حتی در عصب‌هایی که به آن‌ها می‌رسد نیز وجود دارد. عصب کلیدی برای کارکرد هر دوی این استخوان‌ها، عصب کمان دوم عصب صورت است، یعنی درواقع، دو استخوان بسیار متفاوت، منشأ تکوینی و الگوی عصب‌رسانی مشابهی دارند. آیا توضیحی برای این موضوع وجود دارد؟ ما دوباره فسیل‌ها را بررسی کردیم. همین‌طور که هیومندیبولا را از کوسه‌ها تا جانورانی مانند تیکتالیک و دوزیستان تعقیب می‌کردیم، متوجه شدیم که آن‌ها چطور کوچک و کوچک‌تر شده‌اند و درنهایت هم، موقعیت خود را از بالای آرواره برای ایفای نقش در شنوایی تغییر داده و به فراخور آن، اسم آن‌ها نیز تغییر کرده است. وقتی این استخوان بزرگ است و در آرواره انجام وظیفه می‌کند، نام آن هیومندیبولا است و وقتی کوچک است و در شنوایی نقش بازی می‌کند، نام آن استخوان رکابی است. چنین انتقالی زمانی روی داد که نوادگان ماهی‌ها شروع به راه‌رفتن در خشکی کرد! شنوایی در آب با خشکی متفاوت است و اندازه‌ی کوچک و موقعیت استخوان رکابی، شرایط را برای دریافت ارتعاشات از هوا فراهم می‌کند؛ این توانایی جدید با اصلاح استخوان بالایی آرواره در ماهی‌ها به‌وقوع پیوست. گوش میانی ما، دو انتقال عظیم را در تاریخچه‌ی حیات پشت‌سر گذاشته است: یکی در منشأ استخوان رکابی ما و آغاز انتقال آن از استخوان پشتیبان آرواره و تبدیل به استخوان گوش، زمانی‌که ماهی شروع به راه‌رفتن در خشکی کرد و دومین رویداد بزرگ در جریان پیدایش پستانداران به‌وقوع پیوست؛ زمانی‌که استخوان‌های پشت آرواره‌ی خزنده تبدیل به استخوان چکشی و سندانی ما شد. حالا بیایید بیش‌تر به درون گوش برویم؛ گوش داخلی. 📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان ✍🏿 نیل شوبین 🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز @Chekide_ha

گوش میانی - سه استخوان گوش میانی پستانداران موجودات بسیار خاصی‌اند. با مشاهده‌ی موهای روی بدن و غدد تولید شیر، به‌آسانی می‌توان آن‌ها را از سایر جانوران تشخیص داد. این برای بیش‌تر افراد جالب است که بدانند یکی از ویژگی‌های بسیار بارز پستانداران، در گوش داخلی آن‌ها واقع است. استخوان‌های گوش میانی پستانداران، شبیه هیچ جانور دیگری نیست: آن‌ها سه استخوان دارند، درحالی‌که خزندگان و دوزیستان تنها یکی دارند و ماهی‌ها هم هیچ‌یک از آن‌ها را ندارند. پس منشأ استخوان‌های گوش میانی ما از کجاست؟! - استخوان‌های گوش میانی ما و ماهی‌ها! - استخوان‌های گوش میانی ما و خزندگان! - حلقه‌ی ارتباطی خزندگان و پستانداران - مزیت استخوان‌های گوش میانی در پستانداران 📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان ✍🏿 نیل شوبین 🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز @Chekide_ha

گوش خارجی؛ تمایز پستانداران از مابقی جانداران برای مشاهده‌ی درون گوش خیلی تلاش نکنید، چراکه حاصل آن مأیوس‌کننده است؛ قسمت‌های اصلی گوش، درون جمجمه مخفی شده و دیوارهای استخوانی آن را پوشانده است. برای جداسازی این دیواره‌ها در هنگام بازکردن جمجمه و خارج‌سازی مغز، به‌وسیله‌ای نوک‌تیز نیاز است. اگر به‌خوبی از عهده‌ی این کار برآییم یا خوش‌شانس باشیم، حالا قادر به دیدن گوش داخلی خواهیم بود. گوش داخلی، شبیه صدف پیچ‌خورده و نازکِ حلزونی است که شما در محوطه‌ی چمن اطراف منزل خود پیدا می‌کنید! ممکن است گوش به اختراعات عجیب‌وغریب روب گلدبرگ (Rube Goldberg) خیلی شبیه نباشد اما به‌اندازه‌ی آن‌ها شگفت‌انگیز است. ما زمانی می‌توانیم بشنویم که امواج صوتی درون لاله‌ی گوش، یعنی گوش بیرونی، بپیچند. این امواج وارد گوش می‌شوند و پرده‌ی آن را می‌لرزانند. پرده‌ی گوش به سه استخوان کوچک متصل است که آن‌ها هم در نتیجه‌ی ارتعاش پرده مرتعش می‌شوند. یکی از این سه استخوان گوش، توسط نوعی پیستون به این ساختار صدف-حلزونی چسبیده است. ارتعاش استخوان گوش باعث می‌شود پیستون به بالا پایین برود و این جابه‌جایی پیستون باعث حرکت مایع داخل مارپیچ حلزونی به اطراف می‌شود. حرکت مایع موجب حرکت زوائد مومانند در سطح سلول‌های حسی می‌شود که به‌تبع آن، پیام عصبی ایجاد می‌شود و به مغز انتقال می‌یابد و به این تحریک، صوت می‌گویند. دفعه‌ی بعد که در یک کنسرت شرکت کردید، به‌خاطر داشته باشید که پرواز صداها در اطراف سر خود را تصور کنید! در گوش سه بخش اصلی وجود دارد: گوش خارجی، گوش میانی و گوش داخلی. بخش خارجی گوش، قسمت قابل مشاهده‌ی آن است. قسمت میانی، شامل استخوان‌های کوچک گوش و سرانجام، گوش درونی، شامل سلول‌های حسی، ماده‌ی سیال و بافت‌هایی که آن‌ها را احاطه کرده‌اند است. این سه بخش از گوش، ما را قادر به سازمان‌دهی راحت‌تر بحث‌مان می‌کند. قسمت قابل مشاهده‌ی گوش، جایی‌که دسته‌ی عینک ما روی آن قرار می‌گیرد، زائده‌ی تکاملی نسبتاً جدیدی در بدن ما است. این موضوع را در بازدید بعدی خود از یک باغ‌وحش یا آکواریوم تأیید خواهید کرد. چه تعداد کوسه‌ماهی استخوان‌دار دوزیست یا خزنده دارای گوش بیرونی‌اند؟ لاله‌ی گوش -قسمت نرم گوش بیرونی- تنها در پستانداران دیده می‌شود. البته برخی از دوزیستان و خزندگان هم گوش بیرونی قابل مشاهده‌ای دارند اما از لاله‌ی گوش خبری نیست؛ درواقع، گوش خارجی در آن‌ها عموماً پوسته‌ای شبیه به طبل است! ظرافت ارتباط ما با کوسه‌ها و ماهی‌های استخوانی، هنگامی آشکار می‌شود که داخل گوش‌های خود را مشاهده می‌کنیم. به‌نظر نمی‌آید که گوش‌ها بخش مناسبی برای بیان ارتباط انسان و کوسه باشند، به‌خصوص به این علت که آن‌ها اساساً گوش ندارند؛ اما ارتباط در همین‌جاست! نمایشی از سه بخش گوش: خارجی، میانی و داخلی. گوش داخلی، قدیمی‌ترین قسمت شنوایی ماست و ارسال تحریک‌های عصبی به مغز را کنترل می‌کند. 📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان ✍🏿 نیل شوبین 🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز @Chekide_ha

ژن مسئول بی‌چشمی، همان سازمان‌دهنده‌ی چشم است؟! ما از این موضوع چه چیزی آموختیم؟ دانشمندان ژن منفردی را کشف کردند که وقتی آن جهش می‌یابد، جانورانی با چشم‌های ریز یا اصلاً بدون چشم، سازمان‌دهی می‌کند. معنی آن این است که نسخه‌ی معمولی این ژن، عامل اصلی شکل‌دهی به چشم‌هاست. حالا شانس به ما روی آورده است؛ می‌توانیم با انجام آزمایش‌های بیش‌تر، سؤالات دیگری هم بپرسیم. وقتی ما ژنی را دست‌کاری کنیم یا آن را با قراردادن در جایگاه‌های دلخواه، روشن و خاموش کنیم، چه روی می‌دهد؟ مگس‌ها مورد مناسبی برای این آزمایش‌ها بودند. در دهه‌ی هشتاد قرن بیستم، چندین ابزار بسیار پیشرفته‌ی ژنتیکی برای مطالعه‌ی مگس‌ها ساخته شدند. طبعاً اگر ژن‌ها یا توالی‌های DNA را بشناسید، می‌توانید مگسی فاقد ژن چشم (یا همان بی‌چشمی!؟) را بسازید یا برعکس، مگسی با ژن‌های فعال در جایگاه‌هایی نادرست به‌وجود بیاورید! با استفاده از این ابزارها، والتر گرینگ (Walter Gehring) شروع به بررسی ژن بی‌چشم کرد. گروه گرینگ، قادر به انتقال DNA بی‌چشم فعال، تقریباً در هر جایی که می‌خواستند، بودند: روی شاخک‌ها، روی پاها، روی بال‌ها. گروه پس از موفقیت در انجام این کار، متوجه امر خارق‌العاده‌ای شد! اگر آن‌ها ژن بی‌چشم را روی شاخک فعال می‌کردند، چشم در همان جا رشد می‌کرد و اگر همین ژن را در قسمت دیگری از بدن مگس فعال می‌کردند، چشم درست در همان‌جا به‌وجود می‌آمد. درواقع، آن‌ها هرجا ژن را فعال می‌کردند، یک چشم جدید همان‌جا ایجاد می‌شد. به‌علاوه، در ادامه‌ی کارشان متوجه شدند برخی از چشم‌های رشدکرده در قسمت نابه‌جا، توانایی پاسخ به نور را هم دارند. گرینگ توانست عامل اصلی در شکل‌گیری چشم‌ها را آشکار سازد. گرینگ مطالعات خود را در این‌جا متوقف نکرد؛ او شروع به مبادله‌ی ژن‌ها بین گونه‌های مختلف کرد. آن‌ها ژن بی‌چشم یا Pax6 را از موش برداشتند و در مگس فعال کردند. ژن موشی، چشم تازه‌ای ساخت؛ البته نه هر چشمی، ‌بلکه یک چشم مگس برای جانور ساخت! پژوهشگران آزمایشگاه گرینگ دریافتند که آن‌ها می‌توانند از ژن موش برای تحریک شکل‌گیری یک چشم اضافه‌ی مگس، در هر جایی استفاده کنند: پشت بدن آن، روی بال یا نزدیک به دهانش! آن‌چه که گرینگ کشف کرده بود، نکته‌ی کلیدی اصلی در تکوین چشم بود که درواقع، در موش و مگس، یکسان بود. این ژن، Pax6، زنجیره‌ای از واکنش‌های پیچیده از فعالیت ژن‌ها را موجب می‌شد که درنهایت، به ساخت یک چشم تازه‌ی مگس منتهی می‌شد. اکنون ما می‌دانیم که ژن بی‌چشم یا Pax6، تکوین چشم را در هر موجودی که دارای چشم است، کنترل می‌کند. چشم‌ها، در برخی موارد با هم متفاوت‌اند، برخی عدسی دارند و برخی ندارند؛ برخی مرکب و تعدادی دیگر ساده‌اند اما کلیدهای ژنتیکی سازنده‌ی آن‌ها یکسان است. وقتی شما به چشم‌های فردی نگاه می‌کنید، صرف‌نظر از حالات عاطفی، زیبایی‌های خلقت و دریچه‌ای به‌سوی روح‌بودن آن و تنها با در نظرگرفتن مولکول‌ها، ژن‌ها و بافت‌های چشم که از میکروب‌ها، عروس‌های دریایی، کرم‌ها و مگس‌ها منشأ گرفته است. درواقع، به نمایشگاه کاملی از جانوران مختلف نگریسته‌اید! 📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان ✍🏿 نیل شوبین 🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز @Chekide_ha

مگس‌های بی‌چشم! کشف آرنت، سؤال دیگری با خود به‌همراه آورد. چشم‌ها بخش‌های مشترکی با یکدیگر دارند اما چطور چشمانی تا به این اندازه متفاوت -مثل چشم کرم‌ها، مگس‌ها یا موش‌ها- می‌توانند با هم خویشاوند باشند؟! برای پاسخ‌گویی به این سؤال، اجازه دهید به‌دستورات ژنتیکی سازنده‌ی چشم‌ها نگاهی بیندازیم. در آغاز قرن بیستم، میلدرید هاگ (Mildred Hoge) جهشی را در مگس میوه‌ای که فاقد هرگونه چشمی بود ثبت کرد. این جهش‌یافته‌ها، به‌صورت ایزوله و جدا از سایرین نبودند؛ او کشف کرد که می‌توان چنین مگس‌هایی را که نام بی‌چشم (Eyeless) را روی آن‌ها گذاشت، یک نسل کامل زادآوری کند. بعدها، جهشی مشابه در موش‌ها نیز کشف شد. برخی از آن‌ها چشم‌های کوچکی داشتند؛ بقیه فاقد کل قسمت‌های سروصورت، از جمله چشم‌ها بودند. شرایط مشابهی در انسان‌ها، با عنوان فقدان عنبیه (Aniridia) شناخته می‌شود؛ تأثیر آن در افراد، ازدست‌دادن بخش بزرگی از چشم‌های‌شان است؛ درواقع، دانشمندان علم ژنتیک در این موجودات بسیار متفاوت -مگس، موش و انسان- انواع جهش‌یافته‌های مشابهی را پیدا کرده بودند. یک پیشرفت مهم در اوایل دهه‌ی ۱۹۹۰ به‌وجود آمد. هنگامی‌که آزمایشگاه‌ها شیوه‌های مولکولی جدیدی را برای درک این‌که تکوین چشم چطور در جهش‌یافته‌های بی‌چشم، تحت‌تاثیر قرار می‌گیرد، به‌کار گرفتند. آن‌ها با نقشه‌برداری از ژن‌ها، قادر به مکان‌یابی بخشی از DNA که مسئول جهش‌ها بود، شدند. وقتی توالی‌یابی برای ما میستر شد، مشخص شد که ژن‌های جهش‌یافته‌های مگس، موش و انسان، دارای ساختار و توالی DNA یکسانی‌اند. به‌معنای واقعی کلمه، آن‌ها ژن‌های یکسانی‌اند. 📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان ✍🏿 نیل شوبین 🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز @Chekide_ha

بافت‌ها چشم‌های جانوران را می‌توان به دو گروه تقسیم کرد: یکی در بی‌مهرگان و دیگری در مهره‌دارانی همچون ماهی‌ها و انسان‌ها. ایده‌ی اصلی این است که دو راه مختلف برای افزایش سطح منطقه‌ی جمع‌آوری‌کننده‌ی نور در بافت چشم وجود دارد. بی‌مهرگان، مانند مگس‌ها و کرم‌ها، با چین‌های بی‌شماری در بافت‌شان این کار را انجام می‌دهند، درحالی‌که نیاکان ما سطح این منطقه را با ایجاد تعداد زیادی برآمدگی ریز امتدادیافته از بافت شبیه موهای زبر کوچک افزایش داده‌اند. هم‌چنین، تفاوت‌های دیگر، به انواع مختلفی از طراحی‌ها مرتبط می‌شود. باتوجه‌به نبود فسیل در مقطع زمانی تاریخی دلخواه، به‌نظر می‌رسید که ما هرگز نمی‌توانیم به تفاوت بین چشم‌های خودمان و بی‌مهرگان پی ببریم. این موضوع تا سال ۲۰۰۱ ادامه داشت تا این‌که دتلو آرنت (Detlev Arendt) روی چشم‌های یک کرم کوچک بسیار اولیه مطالعه کرد. کرم دریایی پلیکات (Polychaete) جزو ابتدایی‌ترین کرم‌های زنده‌ی شناخته‌شده است. آن‌ها طرح بدنی قطعه‌بندی‌شده‌ی بسیار ساده‌ای دارند؛ هم‌چنین، دارای دو نوع اندام احساس نوری‌اند: یکی چشم و دیگری بخشی از سیستم عصبی که مخصوص دریافت نور بوده و زیر پوست قرار گرفته است. آرنت این کرم‌ها را هم از لحاظ فیزیکی و هم ژنتیکی بررسی کرد. دانش توالی ژنی ما از ژن‌های اُپسین و ساختار نورون‌های جمع‌آوری‌کننده‌ی نور، به آرنت ابزار کافی برای بررسی چگونگی به‌وجودآمدن [اندام حساس به نور در] پلیکات‌ها داد. او دریافت که آن‌ها هر دو نوع گیرنده‌های نوری جانوران پیشرفته‌تر را دارند. «چشم» آن‌ها، درست مثل چشم هر بی‌مهره‌ی دیگری از نورون‌ها و اُپسین‌ها ساخته شده است؛ اما گیرنده‌های نوری ریز موجود در زیر پوست، موضوع دیگری بودند. آن‌ها اُپسین‌های مهره‌داران و ساختار سلولی، حتی با برآمدگی‌های مومانند کوچک، هرچند در شکل ابتدایی‌شان، را داشتند. آرنت یک پل حیاتی کشف کرده بود؛ جانوری با هر دو نوع چشم که یکی از آن‌ها -نوع شبیه به چشم ما- در شکل بسیار اولیه‌ی خود وجود داشت. وقتی‌که به بی‌مهرگان اولیه نگاه می‌کنیم، درمی‌یابیم که انواع مختلفی از چشم‌های جانوران در قسمت‌هایی با هم مشابه‌اند. 📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان ✍🏿 نیل شوبین 🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز @Chekide_ha

تنوع رنگ در گیاهان و تغذیه؛ عامل محیطی پیدایش دید رنگی برای میمون‌هایی که روی درختان زندگی می‌کردند، این توانایی مفید بوده است، چراکه دید رنگی آن‌ها را قادر می‌کرد که تشخیص بهتری میان انواع میوه‌ها و برگ‌ها داشته باشند و از میان آن‌ها مغذی‌ترین‌شان را انتخاب کنند. بنابر مطالعه‌ای، باتوجه‌به دیگر پریمات‌هایی که دید رنگی دارند، می‌توان تخمین زد که نوع خاص دید رنگی ما حدود ۵۵ میلیون سال قبل به‌وجود آمده است. در همین دوره‌ی زمانی ما، نمونه‌های فسیلی خاصی را از تغییر در ترکیب جنگل‌های باستانی یافتیم. پیش از این زمان، جنگل‌ها مملو از انجیر و خرما بودند که خوشمزه اما هم‌رنگ بودند. جنگل‌های بعدی، تنوع بیش‌تری از گیاهان با رنگ‌های مختلف داشتند. به‌نظر می‌رسد این فرض منطقی باشد که پیشرفت به‌سمت دید رنگی، با تبدیل جنگل‌های تک‌رنگ به جنگلی غنی از غذاهایی با رنگ‌های مختلف در ارتباط بوده است. 📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان ✍🏿 نیل شوبین 🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز @Chekide_ha

منشأ دید رنگی ما با بررسی ژن‌های سازنده‌شان می‌توانیم منشأ دید رنگی خود را ژن‌های سازنده‌ی گیرنده‌های‌مان دنبال کنیم. با بررسی ژن‌های دو نوع از گیرنده‌هایی که اکثر پستانداران دارند، از دو نوع ژن ساخته شده‌اند. دو ژن از سه ژن سازنده‌ی گیرنده‌ی ما، به‌شکل قابل ملاحظه‌ای شبیه دو ژن گیرنده‌های سایر پستانداران است. به‌نظر می‌رسد دید رنگی وسیع ما از زمانی آغاز شد که یکی از ژن‌های دیگر پستانداران مضاعف شد و این نسخه‌ها در طول زمان برای منابع نوری مختلف تخصصی شدند. همان‌طور که یادتان است، مورد مشابهی برای ژن‌های گیرنده‌ی بویایی نیز اتفاق افتاد. این تحول ممکن است با تغییر گیاهان روی زمین در میلیون‌ها سال قبل در ارتباط باشد. این قضیه به ما یاری می‌کند تا بدانیم که کدام دید رنگی، وقتی برای بار نخست پدیدار شد بیش‌تر مناسب بوده است. 📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان ✍🏿 نیل شوبین 🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز @Chekide_ha

عمل و ساختار اُپسین در اصل، اُپسین نوعی مولکول است که اطلاعات را از خارج سلول به درون آن منتقل می‌کند. برای ادامه‌ی این فعالیت ویژه، باید مواد شیمیایی از غشای احاطه‌کننده‌ی سلول عبور کنند. اُپسین‌ها نوع تخصص‌یافته‌ای از هدایت‌کننده‌اند که در آن‌ها پیچ‌وخم‌های متعددی دیده می‌شود و به‌این‌صورت از خارج سلول به داخل آن حرکت می‌کنند. این مسیر پیچیده‌ی عبور گیرنده‌ی اُپسینی از درون غشا تصادفی نیست و برای خود مسیر مشخصی دارد. اما دیگر در کجا چنین مسیر پیچیده‌ای دیده شده است؟! این ساختار با بخش‌های ویژه‌ای از مولکول‌های خاص در باکتری‌ها نیز دیده می‌شود. شباهت‌های ساختاری ظریف موجود در این مولکول بین ما و باکتری‌ها می‌گوید که یک ویژگی بسیار کهن در همه‌ی جانوران تا تاریخ مشترک ما با باکتری‌ها امتداد یافته است. درواقع، قسمت‌هایی تغییریافته از باکتری‌های کهن، درون شبکیه‌ی چشم ما قرار گرفته‌اند و به ما در دیدن یاری می‌رسانند! به‌علاوه، با بررسی اُپسین‌های چشم جانوران مختلف می‌توانیم بعضی وقایع مهم در تاریخچه‌ی چشمان‌مان را دنبال کنیم. یکی از این وقایع مهم که در گذشته‌ی پریماتی‌مان روی داده، ایجاد دید رنگی است. انسان‌ها و نزدیک‌ترین میمون‌های انسان‌نمای خویشاوند ما -میمون‌های دنیای قدیم- را به یاد بیاورید؛ آن‌ها دید رنگی بسیار گسترده‌ای دارند که به سه نوع مختلف از گیرنده‌های نوری وابسته است: هر یک از این گیرنده‌ها، یک نوع [طول موج] از نور را جذب می‌کنند. اغلب پستانداران دیگر، تنها دو نوع از این گیرنده‌ها دارند؛ بنابراین، آن‌ها برخلاف ما، قادر به تشخیص بسیاری از رنگ‌ها نیستند. شکل مولکول اُپسین 📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان ✍🏿 نیل شوبین 🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز @Chekide_ha

تنوع در مولکول‌های جمع‌آوری‌کننده‌ی نور ما از اُپسین‌های مختلفی برای برخورداری از دید سیاه‌وسفید و رنگی بهره می‌گیریم. درست مانند یک چاپ‌گر رنگی که برای چاپ رنگی به سه یا چهار رنگ نیاز دارد، چشم ما نیز برای دید رنگی به سه نوع مولکول جمع‌آوری‌کننده‌ی نور نیاز داد؛ درحالی‌که برای دید سیاه‌وسفید، تنها از یک مولکول استفاده می‌کنیم. این مولکول‌های جمع‌آوری‌کننده‌ی نور، در معرض نور تغییر شکل می‌دهند، سپس در تاریکی به وضعیت اولیه‌ی خود برمی‌گردند. این فرایند، چند ثانیه‌ای طول می‌کشد. همه‌ی ما درباره‌ی این موضوع تجربه‌ی شخصی داریم: اگر از محیطی روشن به اتاقی تاریک بروید، واقعاً غیرممکن است که بتوانید اشیای تیره و کم‌نور را ببینید. علت آن هم این است که مولکول‌های جمع‌آوری‌کننده‌ی نور به زمان نیاز دارند تا به وضعیت اولیه‌ی خود بازگردند. بعد از چند ثانیه، دیدن در تاریکی ممکن می‌شود. برخلاف گوناگونی گیج‌کننده‌ی عضوهای گیرنده‌ی نور، همه‌ی جانوران از نوع یکسانی از مولکول گیرنده‌ی نور استفاده می‌کنند. حشرات، انسان‌ها و انواع حلزون‌ها همه از اُپسین‌ها استفاده می‌کنند. نه‌تنها می‌توان تاریخچه‌ی چشم‌ها را از میان ساختارهای متفاوت اپسین آن‌ها دنبال کرد، بلکه شواهد خوبی هم داریم که ثابت می‌کند باید در وهله‌ی اول از باکتری‌ها به‌خاطر این مولکول‌ها سپاس‌گزار باشیم. 📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان ✍🏿 نیل شوبین 🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز @Chekide_ha

مولکول‌های جمع‌آوری‌کننده‌ی نور کلید شناخت تاریخچه‌ی چشم، درک ارتباط بین ساختارهایی است که چشم دوربین‌مانند ما و همه‌ی انواع چشم‌های دیگر را می‌سازند. حال برای انجام این کار بیایید مولکول‌های جمع‌کننده‌ی نور، بافت‌های بینایی و ژن‌های سازنده‌ی آن‌ها را مطالعه کنیم. کار اصلی در سلول‌های جمع‌آوری‌کننده، عملاً در مولکول‌هایی رخ می‌دهد که نور را جمع می‌کنند. وقتی این مولکول‌ها نور را جذب می‌کنند، تغییر شکل می‌دهند و به دو بخش تفکیک می‌شوند که یک بخش از ویتامین A و دیگری از پروتئینی موسوم به اُپسین مشتق شده است. هنگام قطع اتصال اپسین، زنجیره‌ای از واکنش‌ها روی می‌دهد که منجر به ارسال یک پالس از سلول عصبی به مغز می‌شود. 📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان ✍🏿 نیل شوبین 🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز @Chekide_ha

انواع سلول‌های جمع‌آوری‌کننده‌ی نور در چشم این سلول‌ها دو نوع‌اند: یک نوع بسیار به نور حساس‌اند و نوع دیگر حساسیت کم‌تری دارند. سلول‌های حساس‌تر، فقط طیف سیاه‌وسفید و سلول‌های با حساسیت کم‌تر، انواع رنگ‌ها را ثبت می‌کنند. با دقت در الگوی زندگی جانوران و بررسی درصد سلول‌های حساس به نور در چشم آن‌ها، می‌توان فهمید که آن‌ها برای دید در روز یا شب تخصص یافته‌اند. در انسان، این دو نوع سلول، ۷۰ درصد کل سلول‌های حسی بدن را تشکیل می‌دهند و این نشان‌دهنده‌ی اهمیت بالای بینایی برای ماست. چشم دوربین‌مانند ما، با چشم هر جانور جمجمه‌دار دیگری، از ماهی‌ها تا پستانداران، مشابه است. در گروه‌های دیگر جانوری، چشم‌های متفاوتی وجود دارد؛ از مجموعه سلول‌های ساده‌ی دریافت‌کننده‌ی نور گرفته تا چشم‌های مرکب در حشرات و شکل‌های مشابه چشم خود ما. 📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان ✍🏿 نیل شوبین 🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز @Chekide_ha

ساختار چشم دوربین‌مانند ما! تاریخچه‌ی چشمان ما بسیار شبیه به تاریخچه‌ی ماشین است. برای نمونه ماشین Chevy Corvette را در نظر بگیرید. ما می‌توانیم مدل آن را در طول تاریخ دنبال کنیم و تاریخچه‌ی هریک از قسمت‌های آن را بررسی کنیم. Vette برای خود تاریخ دارد که با ساخت آن در سال ۱۹۵۳ آغاز شد و هرساله طراحی آن با مدل‌های مختلف ادامه یافت. هم‌چنین، لاستیک‌های استفاده‌شده در Vette، از زمانی‌که در ساخت آن‌ها از کائوچو [لاستیک طبیعی] استفاده می‌شد، برای خود تاریخچه‌ای دارند. تاریخ ماشین، قیاسی جالب برای بدن و اندام‌ها فراهم می‌آورد. چشمان ما هم برای خود تاریخی دارند، با این تفاوت که اجزای تشکیل‌دهنده‌ی چشم، سلول‌ها بافت‌ها و ژن‌ها هستند. وقتی‌که این لایه‌های چندگانه از تاریخ اندام‌های‌مان را شناسایی کنیم، متوجه می‌شویم که مثل موزاییک ساده‌ای از ذرات و تکه‌های یافته‌شده در هر چیز دیگری در زمین هستیم! بیش‌ترین پردازش تصاویری که می‌بینیم، در مغزمان انجام می‌شود؛ نقش چشم در گرفتن نور به شیوه‌ای‌ست که بتواند آن را همچون تصویری برای پردازش به مغز ارسال کند. چشم‌های ما، همانند هر جانور دارای جمجمه و ستون فقرات دیگری شبیه دوربینی کوچک‌اند. پس از آن‌که نور از محیط خارجی وارد چشم می‌شود، روی صفحه‌ای واقع در پشت کره‌ی چشم متمرکز می‌شود. در این مسیر، نور از لایه‌های متعدد و قبل از همه از قرنیه عبور می‌کند. قرنیه، لایه‌ای نازک از بافتی شفاف است که عدسی چشم را می‌پوشاند. مقدار نوری که وارد چشم می‌شود، با نوعی دیافراگم کنترل می‌شود که به آن عنبیه می‌گویند و با عمل ماهیچه‌های غیرارادی منبسط و منقبض می‌شود. در ادامه، نور از عدسی عبور می‌کند و درست مانند دوربین، تصویری را ایجاد می‌کند. ماهیچه‌های ریزی عدسی را احاطه کرده‌اند؛ به‌محض این‌که این ماهیچه‌ها منقبض می‌شوند، شکل عدسی را تغییر می‌دهند و بدین‌ترتیب، عدسی روی اجسام دور و نزدیک متمرکز می‌شود. عدسی‌های سالم، شفاف هستند و از پروتئین‌های خاصی تشکیل شده‌اند که شکل متمایز و خاصیت جمع‌آوری نور را به آن‌ها می‌دهند. این پروتئین‌ها که موسوم به کریستالین‌های عدسی (Lens crystallins) هستند، عمر دراز و جالب‌توجهی دارند و این امکان را به عدسی می‌دهند که تا زمان زنده‌بودن ما عملکرد خود را حفظ کند. صفحه‌ای که نور روی آن متمرکز می‌شود (شبکیه)، دارای عروق خونی و گیرنده‌های نوری است. این گیرنده‌های نوری، سیگنال‌ها را به مغز ارسال می‌کنند، آن‌گاه ما می‌توانیم آن‌ها را هم‌چون تصویری درک کنیم. تکامل چشم‌ها از ابزارهای جمع‌آوری‌کننده‌ی اولیه‌ی نور در بی‌مهرگان تا چشم دوربین‌مانند ما با یک عدسی، با تکامل چشم‌ها، دقت بینایی افزایش می‌یابد. 📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان ✍🏿 نیل شوبین 🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز @Chekide_ha

بینایی من در همه‌ی دوران حرفه‌ای زندگی‌ام فقط یک مرتبه چشم فسیل‌شده‌ی جانوری را یافتم. البته نه در زمینی فسیلی یا سفری اکتشافی، بلکه در اتاق پشتی یک فروشگاه مواد معدنی، در شهرکی در شمال شرقی چین! من و همکارم گائو ککین (Gao Keqin)، روی فسیل‌های زیبای نخستین سمندرهای شناخته‌شده که از صخره‌های ۱۶۰ میلیون‌ساله‌ی چین جمع‌آوری شده بودند، مطالعه می‌کردیم. ما سفر کوتاه جمع‌آوری فسیل را در زمین‌هایی که گائو درباره‌ی آن‌ها اطلاعات داشت به پایان رساندیم. مکان این زمین‌ها محرمانه بود، چراکه این فسیل‌های سمندر، ارزش مالی فراوانی برای کشاورزانی که آن‌ها را یافته بودند داشتند. آن‌چه که باعث خاص‌شدن این فسیل‌ها بود، آثار بافت‌های نرم باقی‌مانده، شامل آبشش‌ها، روده‌ها و نوتوکورد بود که اغلب از گزند زمان محافظت‌شده بودند. جمع‌آوری‌کننده‌های اختصاصی این فسیل‌ها، علاقه‌ی فراوانی به آن‌ها داشتند، زیرا فسیل‌هایی با چنین کیفیتی، فوق‌العاده نادرند. پیش از آن‌که من و گائو کارمان را در فروشگاه به پایان برسانیم، شماری از سمندرهای باستانی واقعاً زیبا را از محل فسیلی گائو جمع‌آوری کرده بودیم. این دلال مواد معدنی ویژه، به یکی از بهترین فسیل‌های سمندر در طول تاریخ دست یافته بود. گائو از ما خواست تا فسیل را ببینیم و سپس باقی روز را برای دادوستد صرف کنیم. تمام این ملاقات، برای من، توام با احساس انجام عملی کاملاً غیرقانونی بود. گائو چندین ساعت با مرد دلال سیگار کشید و با او به زبان چینی به گفتگو پرداخت. مشخصاً مبادله‌ای در جریان بود اما به‌علت ندانستن زبان چینی، متوجه نمی‌شدم چه پیشنهاداتی در حال ردوبدل‌شدن بود. پس از سر تکان‌دادن‌های فراوان و درنهایت، یک دست‌دادن گرم، اجازه یافتم که به اتاق پشتی بروم و به فسیل روی میز دلال نگاه کنم. مبهوت شدم: بدن یک سمندر نوزاد که اندازه‌ای بیش از هشت سانتی‌متر نداشت اما می‌توانستم در آن فسیل، آثار حیوانی کامل و صدف‌های کوچکی را که در آخرین وعده‌ی غذایی‌اش خورده بود مشاهده کنم. برای اولین و آخرین بار در تمام دوران کاری‌ام، به چشم فسیل‌شده‌ی یک جانور باستانی خیره شدم! چشم‌ها به‌ندرت در بقایای فسیلی حفظ می‌شوند. همان‌طور که دانستیم، بهترین گزینه برای فسیل‌شدن بخش‌های سفت‌وسخت جانوران، از قبیل استخوان‌ها، دندان‌ها و فلس‌ها هستند. درصورتی‌که ما خواستار درک تاریخچه‌ی چشم‌ها باشیم، می‌توانیم از واقعیتی مهم برای ماجراجویی‌مان بهره ببریم. گوناگونی جالبی برای اندام‌ها و بافت‌های دریافت‌کننده‌ی نور، در چشم جانوران وجود دارد؛ از اندام‌های ساده‌ی گیرنده‌ی نور در جانوران بی‌مهره تا چشمان مرکب حشرات مختلف و چشم دوربین‌مانند خود ما، حال چطور از این گوناگونی، برای درک گسترش توانایی بینایی‌مان طی زمان استفاده می‌کنیم؟! 📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان ✍🏿 نیل شوبین 🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز @Chekide_ha

فرضیات باک و اکسل در طراحی آزمایش کشف ژن‌های بویایی دو نوع ژن بویایی برای بوکشیدن در آب‌وهوا حس بویایی ما، دربرگیرنده‌ی تاریخچه‌ی ژرفی از خودِ ما در مقام ماهی‌ها، دوزیستان و پستانداران است. سال ۱۹۹۱، هنگامی‌که لیندا باک (Linda Buck) و ریچارد آکسل (Richard Axel) گروه وسیعی از ژن‌های مرتبط با بویایی را کشف کردند، موفقیتی بزرگ در درک معماهای بویایی رخ داد. باک و اکسل از سه فرض برای طراحی آزمایش خود استفاده کردند. اول این‌که با فرضیه‌ای عقلی مواجه شدند که مبتنی بر کار انجام‌شده در آزمایشگاه‌های دیگر بود؛ این‌که ژن‌های سازنده‌ی گیرنده‌های بویایی شبیه به چه چیزی‌اند. آزمایش‌ها نشان داد که گیرنده‌های بویایی ساختاری ویژه با شماری از حلقه‌های مولکولی دارند که اطلاعات را از میان سلول انتقال می‌دهند. این سرنخ بزرگی بود، چراکه باک و اکسل حالا می‌توانستند ژنوم موش را برای هر ژنی که این ساختار را ایجاد کرده جست‌وجو کنند. دوم، آن‌ها فرض کردند ژن‌های این گیرنده‌ها باید فعالیت کاملاً خاصی داشته باشند؛ آن‌ها باید تنها در بافت‌های درگیر با بویایی فعال باشند. این‌طور به‌نظر می‌آمد که اگر چیزی در فرایند بویایی درگیر باشد، پس باید به بافت‌های تخصص‌یافته برای همان هدف محدود شده باشد. سوم این‌که -مورد آخر فرض بزرگی بود- اکسل و باک فرض کردند تنها یک یا چندتا از این ژن‌ها وجود ندارند، بلکه باید تعداد بی‌شماری از این‌ها وجود داشته باشند. این فرضیه برمبنای این واقعیت بود که انواع مختلفی از مواد شیمیایی می‌توانند رایحه‌های مختلفی را ایجاد کنند؛ اگر قرار بود به‌ازای هر ماده‌ی شیمیایی یک گیرنده‌ی ژن اختصاصی وجود داشته باشد، آن‌گاه نیاز به‌وجود تعداد زیادی ژن بود. اما براساس اطلاعات در دسترس در آن، زمان این موضوع لزوماً درست نبود... بیشتر بخوانید 📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان ✍🏿 نیل شوبین 🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز @Chekide_ha

مکانیسم بویایی و درک پیام‌های آن آن‌چه که به‌شکل رایحه درک می‌کنیم، پاسخ مغز ما به ترکیبی از مولکول‌های سیال در هواست. مولکول‌هایی که ما درنهایت به‌شکل بو ثبت می‌کنیم، آن‌قدر کوچک و سبک‌اند که در هوا معلق می‌مانند. هنگامی‌که تنفس می‌کنیم، مولکول‌های هر رایحه را به درون دستگاه بویایی خود می‌کشیم. به‌این‌ترتیب، مولکول‌های رایحه در منطقه‌ای پشت بینی در مسیر بویایی که پوشیده از لایه‌ی مخاطی است به دام می‌افتند. درون این پوشش، قسمتی از بافت بویایی، شامل میلیون‌ها سلول عصبی است که هریک با زائده‌ای کوچک به غشای مخاطی مرتبط هستند. هنگامی‌که مولکول‌های هوا به سلول‌های عصبی متصل می‌شوند، سیگنال‌هایی به مغز ما ارسال می‌شود و این سیگنال‌ها، در مغز، به‌عنوان رایحه ثبت می‌شوند. بخش مولکولی فرایند بویایی، عملکردی مشابه مکانیسم قفل و کلید دارد. قفل، مولکول رایحه است و کلید، گیرنده‌ی روی سلول عصبی. مولکول‌های به‌دام‌افتاده در غشای مخاطی ما اثر متقابلی با گیرنده‌ی روی سلول عصبی دارند. تنها زمانی‌که مولکول به گیرنده متصل می‌شود سیگنالی به مغز ارسال می‌شود. بنابراین، هر بوی خاص، از آن‌جایی‌که تعداد بسیار زیادی مولکول دارد، موجب ارسال سیگنال از تعداد زیادی گیرنده به مغز می‌شود. بهترین تمثیل برای رایحه، کورد موسیقیایی است. هر کورد از چندین نت تشکیل شده است که به‌عنوان یک نت هم‌زمان با هم عمل می‌کنند. دقیقاً مشابه آن، هر رایحه، نتیجه‌ی سیگنال گیرنده‌های بی‌شماری است که برای مولکول‌های متفاوت متعلق به یک رایحه حساس شده‌اند. مغز ما، این تحریک‌های متفاوت را، درنهایت، به‌صورت رایحه‌ای مشخص درک می‌کند. قسمت عمده‌ی ساختمان سیستم بویایی ما، همانند ماهی‌ها، دوزیستان، خزندگان، پستانداران و پرندگان، درون جمجمه قرار دارد. همانند بقیه، یک یا چند حفره برای ورود هوا به داخل بدن داریم و بعد از آن مجموعه‌ای از بافت‌های تخصص‌یافته جایگاهی است که مواد شیمیایی موجود در هوا می‌توانند با سلول‌های عصبی، فعل‌وانفعال داشته باشند. ما می‌توانیم الگوی این مجاری فضاها و غشاها را از ماهی تا انسان دنبال کنیم، تا به طرحی مشترک دست یابیم. بیش‌تر جانداران زنده‌ی ابتدایی که جمجمه هم داشته‌اند، مثل ماهی‌های بدون آرواره‌ای از قبیل لامپری، ماهی‌های مکنده و دهان‌گرد، ساختمان بویایی منفردی دارند که به کیسه‌ای درون جمجمه‌ی جانور منتهی می‌شود. آب وارد این کیسه‌ی بسته می‌شود و از این‌جاست که حس بویایی وارد عمل می‌شود؛ تفاوت اصلی بین ما و لامپری‌ها این است که ما رایحه‌ها را به‌جای آب، از هوا دریافت می‌کنیم. نزدیک‌ترین خویشاوندان ماهی ما، آرایش بویایی مشابه ما دارند. آب وارد ساختمان بینی و سرانجام وارد حفره‌ای می‌شود که به دهان متصل است. ماهی شش‌دار و تیکتالیک، دو نوع سوراخ بینی دارند: یکی خارجی و دیگری داخلی. در این مورد، آن‌ها بسیار شبیه ما هستند. با دهان بسته نفس بکشید، هوا از سوراخ‌های خارجی وارد شده و از طریق حفره‌های بینی و مسیرهای داخلی به پشت گلو می‌رسد. نیاکان ماهی‌ای ما هم مثل ما سوراخ‌های داخلی و خارجی داشتند. آیا شگفت‌انگیز خواهد بود اگر بدانید این ماهی‌ها همان‌هایی هستند که استخوان‌های دست و ویژگی‌های مشترک دیگری با ما دارند؟! مولکول‌های رایحه‌ی یک گل که در هوا شناورند (تصویر مولکول‌ها بارها و بارها بزرگ شده است). این مولکول‌ها به پوشش درون سوراخ‌های بینی ما می‌چسبند. وقتی‌که مولکولی متصل می‌شود، سیگنالی به مغز ارسال می‌شود. هر رایحه، مرکب از تعداد زیادی مولکول متفاوت است که به گیرنده‌های مختلف می‌چسبند. این مغز ما است که سیگنال‌ها را جمع می‌کند تا ما در مجموع رایحه‌ی مشخصی را درک کنیم. 📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان ✍🏿 نیل شوبین 🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز @Chekide_ha

تولیدکردن بو! استخراج DNA از بافت در آشپزخانه! در اوایل دهه‌ی ۱۹۸۰ (۱۳۶۰)، بین زیست‌شناسان مولکولی و پژوهشگرانی که روی ارگانیسم‌های کامل مطالعه می‌کردند -اکولوژیست‌ها، آناتومیست‌ها و دیرینه‌شناسان- اختلاف‌نظر وجود داشت. به‌طور مثال، کالبدشناسان به دور از علم روز، ناامیدانه شیفته‌ی علمی کهنه بودند. زیست‌شناسی مولکولی، به‌همان اندازه‌ی رشته‌های علمی کلاسیکی مانند دیرینه‌شناسی که به‌نظر می‌رسید بن‌بست‌های تاریخ زیست‌شناسی باشند، رویکرد ما را به آناتومی و زیست‌شناسی تکوین متحول کرد. من هم احساس می‌کردم که به‌خاطر عشق به فسیل‌ها در حال جایگزینی با یکی از آن توالی‌سنج‌های خودکار DNA هستم! بیست سال بعد، من هنوز در خاکریزها حفاری می‌کردم و صخره‌ها را می‌شکافتم. هم‌چنین به جمع‌آوری DNA و مطالعه‌ی نقش آن در تکوین مشغول بودم. بحث‌ها معمولاً با سناریوی این یا آن آغاز می‌شدند. با گذشت زمان، وضعیت همه یا هیچ با رویکردهای واقع‌گرایانه‌تری جایگزین شد. فسیل‌ها و ثبت‌های زمین‌شناختی که منبع بسیار قدرتمندی از شواهد گذشته‌اند، باقی مانده‌اند: هیچ‌چیز دیگری تا این اندازه محیط واقعی و ساختارهای تغییریافته در طول تاریخ حیات را آشکار نمی‌کند. همان‌گونه که ملاحظه کردیم، DNA هم دریچه‌ی فوق‌العاده قدرتمندی به تاریخچه‌ی حیات و شکل‌گیری بدن و اندام‌ها به روی ما می‌گشاید. نقش آن، در جایی‌که نمونه‌های فسیلی حرفی برای گفتن ندارند، بسیار مهم است. قسمت‌های عمده‌ی بدن، مانند بافت‌های نرم، به‌راحتی به فسیل تبدیل نمی‌شوند. در چنین شرایطی، همه‌ی آن چیزی که در اختیار داریم ذخایر DNA است... بیشتر بخوانید 📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان ✍🏿 نیل شوبین 🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز @Chekide_ha

مزايا و نیازمندی‌های بدن بدن باید چیزهای پربهایی در خود داشته باشد. تبدیل‌شدن به یک جان‌دار با بدنی بزرگ مزایای مشخصی دارد. علاوه‌بر دوری از شکارچیان، جانوران دارای بدن می‌توانستند انواع دیگر و جانوران کوچک‌تر را نیز بخورند و به‌خوبی فواصل طولانی را طی کنند. هردوی این توانمندی‌ها به این جانداران اجازه می‌داد کنترل بیش‌تری بر محیط اطراف خود داشته باشند. اما بالطبع، این فعالیت‌ها انرژی زیادی می‌گیرد. وقتی بدن بزرگ‌تر می‌شود، به انرژی بیش‌تری نیز نیاز دارد، مخصوصاً اگر کلاژن نیز داشته باشد. کلاژن برای ترکیباتش به حجم نسبتاً زیادی از اکسیژن نیاز دارد و به میزان زیادی نیاز اجداد ما را به این عنصر مهم متابولیکی افزایش داده است. اما مشکل اصلی این است که میزان اکسیژن در زمین اولیه بسیار ناچیز بود. طی میلیاردها سال، سطح اکسیژن موجود در اتمسفر بسیار کم‌تر از میزانی که ما امروزه در اختیار داریم بوده است. با وجود این، تقریباً یک میلیارد سال قبل، میزان اکسیژن به‌طرز چشمگیری افزایش یافت و تاکنون نیز همین میزان بالا حفظ شده است. ما چطور این را می‌دانیم؟ از روی شیمی صخره‌ها؛ صخره‌های حدوداً یک میلیاردساله، آثار شکل‌گیری با میزان زیادی از اکسیژن را نشان می‌دهند. آیا افزایش اکسیژن در اتمسفر را می‌توان به آغاز پیدایش بدن‌ها پیوند داد؟! احتمال دارد که یک واقعه‌ی دیرینه‌شناسی سبب این تحول عظیم و در نتیجه، پدیدارشدن بدن‌ها شده باشد. برای میلیاردها سال، میکروب‌ها راه‌های جدیدی برای برهم‌کنش با یکدیگر و محیط خود به‌دست آوردند. برای این کار، آن‌ها شماری از بخش‌ها و ابزارهای مولکولی برای ساخت بدن‌ها را ایجاد کردند؛ اگرچه آن‌ها از این ابزارها برای مقاصد دیگر نیز بهره بردند. علت شکل‌گیری بدن‌ها، هم‌چنین در این موضوع نهفته است که بیش از یک میلیارد سال قبل، میکروب‌ها یاد گرفته بودند که همدیگر را بخورند؛ دلایل لازم برای ساخت بدن وجود داشت و ابزارهای سازنده‌ی آن‌ها هم مهیا بود و فقط یک چیز کم بود. آن چیز، اکسیژن کافی در زمین برای پشتیبانی از بدن‌ها بود. وقتی‌که اکسیژن زمین افزایش یافت، بدن‌ها در همه‌جا پدیدار شدند و حیات تا پیش از آن هرگز به این شکل نبوده است. 📓 ماهی درونی شما: سفری به تاریخ ۳/۵ میلیاردساله‌ی بدن انسان ✍🏿 نیل شوبین 🔛 نیلوفر فشنگ‌ساز @Chekide_ha