معلومة

1.4.14.11: خطط الجسم - علم الأحياء

1.4.14.11: خطط الجسم - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أهداف التعلم

  • وصف الأنواع المختلفة من مخططات الجسم التي تحدث عند الحيوانات

على مستوى أساسي جدًا من التصنيف ، يمكن تقسيم الحيوانات الحقيقية إلى ثلاث مجموعات بناءً على نوع التناظر في مخطط جسمها: متماثل شعاعيًا ، متماثلًا ثنائيًا ، وغير متماثل. جميع أنواع التناظر مناسبة تمامًا لتلبية المتطلبات الفريدة لنمط حياة حيوان معين.

عدم التماثل هي ميزة فريدة من نوعها بارازوا (الشكل 1). تعتبر هذه الحيوانات "بجانب الحيوانات" حيوانات لأنها تفتقر إلى القدرة على صنع طعامها.

تناظر شعاعي هو ترتيب أجزاء الجسم حول محور مركزي ، كما يظهر في كأس أو فطيرة شرب. فقط عدد قليل من مجموعات الحيوانات تظهر تناظرًا شعاعيًا. وينتج عن الحيوانات ذات الأسطح العلوية والسفلية ولكن ليس لها جوانب يسار ويمين ، أو أمامية أو خلفية. يمكن وصف نصفي حيوان متماثل نصف قطري على أنهما جانب فم أو "جانب فموي" والجانب بدون فم ("الجانب غير الفموي"). يمثل هذا الشكل من التناظر مخططات الجسم للحيوانات في الشعبة Ctenophora و Cnidaria ، بما في ذلك قنديل البحر وشقائق النعمان البحرية البالغة (الشكل 2 أ و 2 ب). يجهز التناظر الشعاعي هذه الكائنات البحرية (التي قد تكون مستقرة أو قادرة فقط على الحركة البطيئة أو العائمة) لتجربة البيئة على قدم المساواة من جميع الاتجاهات.

التماثل الثنائي يتضمن تقسيم الحيوان من خلال مستوى سهمي ، مما ينتج عنه صورة معكوسة ، نصفين يمين ويسار ، مثل الفراشة (الشكل 3) أو السلطعون أو جسم الإنسان. الحيوانات ذات التماثل الثنائي لها "رأس" و "ذيل" (أمامي مقابل خلفي) ، وأمامي وخلفي (ظهر مقابل بطني) ، وجانبان أيمن وأيسر (الشكل 4). جميع الحيوانات الحقيقية باستثناء تلك ذات التناظر الشعاعي متناظرة ثنائياً. أدى تطور التناظر الثنائي الذي سمح بتكوين الأطراف الأمامية والخلفية (الرأس والذيل) إلى تعزيز ظاهرة تسمى cephalization ، والتي تشير إلى تجميع نظام عصبي منظم في الطرف الأمامي للحيوان. على عكس التناظر الشعاعي ، الأنسب لأنماط الحياة الثابتة أو محدودة الحركة ، يسمح التناظر الثنائي بالحركة الانسيابية والاتجاهية. من الناحية التطورية ، عزز هذا الشكل البسيط من التناظر التنقل النشط وزيادة تعقيد البحث عن الموارد والعلاقات بين المفترس والفريسة.

تُظهر الحيوانات في طائفة شوكيات الجلد (مثل نجوم البحر والدولارات الرملية وقنافذ البحر) تناظرًا شعاعيًا عند البالغين ، لكن مراحل اليرقات تظهر تناسقًا ثنائيًا. وهذا ما يسمى التناظر الشعاعي الثانوي. يُعتقد أنها تطورت من حيوانات متناظرة ثنائية الأطراف. وبالتالي ، يتم تصنيفها على أنها متناظرة ثنائيًا.

شاهد هذا الفيديو لترى رسمًا سريعًا لأنواع مختلفة من تناسق الجسم.

يمكن العثور على رابط لعناصر تفاعلية في أسفل هذه الصفحة.

مستويات جسم الحيوان وتجاويفه

يمكن تقسيم حيوان فقاري واقف إلى عدة مستويات. أ طائرة سهمية الشكل يقسم الجسم إلى جزأين يمين ويسار. أ طائرة متوسطة السهم يقسم الجسم في المنتصف تمامًا ، مما يجعل نصفين متساويين أيمن وأيسر. أ الطائرة الأمامية (وتسمى أيضًا الطائرة الإكليلية) تفصل بين الأمام والخلف. أ طائرة عرضية (أو ، المستوى الأفقي) يقسم الحيوان إلى أجزاء علوية وسفلية. يسمى هذا أحيانًا المقطع العرضي ، وإذا كان القطع المستعرض بزاوية ، فيسمى المستوى المائل. يوضح الشكل 4 هذه الطائرات على ماعز (حيوان ذو أربعة أرجل) وإنسان.

تحتوي الحيوانات الفقارية على عدد من تجاويف الجسم المحددة ، كما هو موضح في الشكل 5. اثنان منها عبارة عن تجاويف رئيسية تحتوي على تجاويف أصغر داخلها. ال التجويف الظهري يحتوي على تجاويف الجمجمة والفقرات (أو العمود الفقري). ال التجويف البطني يحتوي على التجويف الصدري ، والذي يحتوي بدوره على التجويف الجنبي حول الرئتين وتجويف التامور الذي يحيط بالقلب. يحتوي التجويف البطني أيضًا على التجويف البطني ، والذي يمكن فصله إلى تجاويف البطن والحوض.


اكتشاف الأوعية الدموية: من الجينات إلى الجلسات العلمية للطب 2021

ستُعقد جلسات Vascular Discovery 2021 العلمية كبرنامج VIRTUAL في الفترة من 22 إلى 24 سبتمبر 2021. وسيوفر هذا الاجتماع فرصًا فريدة للقاء الزملاء من جميع أنحاء العالم ممن لديهم اهتمامات وخبرات بحثية واسعة النطاق من أجل تبادل المعلومات في الوقت المناسب حول الجديد. والبحوث العلمية الناشئة في مجالات تصلب الشرايين والتخثر وبيولوجيا الأوعية الدموية وأمراض الأوعية الدموية الطرفية وعلم الجينوم والطب الدقيق.

تم إغلاق عمليات تقديم الملخصات


مستويات جسم الحيوان وتجاويفه

يمكن تقسيم حيوان فقاري واقف إلى عدة مستويات. أ طائرة سهمية الشكل يقسم الجسم إلى جزأين يمين ويسار. أ طائرة متوسطة السهم يقسم الجسم في المنتصف تمامًا ، مما يجعل نصفين متساويين أيمن وأيسر. أ الطائرة الأمامية (وتسمى أيضًا الطائرة الإكليلية) تفصل بين الأمام والخلف. أ طائرة عرضية (أو ، المستوى الأفقي) يقسم الحيوان إلى أجزاء علوية وسفلية. يسمى هذا أحيانًا المقطع العرضي ، وإذا كان القطع المستعرض بزاوية ، فيسمى المستوى المائل. يوضح الشكل 4 هذه الطائرات على ماعز (حيوان ذو أربعة أرجل) وإنسان.

الشكل 4. تظهر طائرات ماعز رباعي الأرجل وإنسان ذو قدمين. يقسم المستوى المتوسط ​​السهم الجسم إلى نصفين تمامًا ، إلى جزأين يمين ويسار. يقسم المستوى الأمامي الجزء الأمامي والخلفي ، ويقسم المستوى المستعرض الجسم إلى جزأين علوي وسفلي.

تحتوي الحيوانات الفقارية على عدد من تجاويف الجسم المحددة ، كما هو موضح في الشكل 5. اثنان منها عبارة عن تجاويف رئيسية تحتوي على تجاويف أصغر داخلها. ال التجويف الظهري يحتوي على تجاويف الجمجمة والفقرات (أو العمود الفقري). ال التجويف البطني يحتوي على التجويف الصدري ، والذي يحتوي بدوره على التجويف الجنبي حول الرئتين وتجويف التامور الذي يحيط بالقلب. يحتوي التجويف البطني أيضًا على التجويف البطني ، والذي يمكن فصله إلى تجاويف البطن والحوض.

الشكل 5. الحيوانات الفقارية لها اثنين من تجاويف الجسم الرئيسية. يحتوي التجويف الظهري ، المشار إليه باللون الأخضر ، على تجويف الجمجمة والعمود الفقري. يحتوي التجويف البطني ، المشار إليه باللون الأصفر ، على التجويف الصدري والتجويف البطني. يتم فصل التجويف الصدري عن تجويف البطن بواسطة الحجاب الحاجز. ينفصل التجويف الصدري إلى تجويف البطن وتجويف الحوض بخط وهمي موازٍ لعظام الحوض. (الائتمان: تعديل العمل بواسطة NCI)


محتويات

تحرير التلخيص

اقترح إتيان سيريس نظرية تلخيص التطور التطوري في 1824-1826 ، مرددًا أفكار يوهان فريدريش ميكل في عام 1808. لقد جادلوا بأن أجنة الحيوانات "العليا" مرت أو أعادت تلخيص سلسلة من المراحل ، كل منها يشبه حيوانًا في أسفل السلسلة العظيمة للوجود. على سبيل المثال ، بدا دماغ جنين بشري في البداية مثل دماغ سمكة ، ثم بدوره مثل دماغ الزواحف والطيور والثدييات قبل أن يصبح بشريًا بشكل واضح. عارض عالم الأجنة كارل إرنست فون باير هذا ، بحجة أنه لا يوجد تسلسل خطي كما هو الحال في سلسلة الوجود الكبرى ، بناءً على خطة جسم واحد ، ولكن عملية التخلق التي تتمايز فيها الهياكل. وبدلاً من ذلك ، تعرّف فون باير على أربع خطط متميزة لأجسام الحيوانات: تشع ، مثل نجم البحر والرخويات ، مثل المحار المفصلي ، مثل الكركند والفقاريات ، مثل الأسماك. ثم تخلى علماء الحيوان عن التلخيص إلى حد كبير ، على الرغم من أن إرنست هيجل أعاد إحياءها في عام 1866. [2] [3] [4] [5] [6]

تحرير التشكل التطوري

منذ أوائل القرن التاسع عشر وحتى معظم القرن العشرين ، واجه علم الأجنة لغزًا. شوهدت الحيوانات تتطور إلى بالغين ذوي خطة جسم مختلفة على نطاق واسع ، غالبًا من خلال مراحل مماثلة ، من البويضة ، لكن علماء الحيوان لم يعرفوا شيئًا تقريبًا عن كيفية التحكم في التطور الجنيني على المستوى الجزيئي ، وبالتالي القليل أيضًا عن كيفية تطور العمليات التنموية. [7] جادل تشارلز داروين بأن البنية الجنينية المشتركة تعني وجود سلف مشترك. وكمثال على ذلك ، استشهد داروين في كتابه عام 1859 حول أصل الأنواع يرقات البرنقيل الشبيهة بالجمبري ، والتي لا يبدو أن حشراتها البالغة لا تشبه مفصليات الأرجل الأخرى ، صنفها لينيوس وكوفييه على أنها رخويات. [8] [9] أشار داروين أيضًا إلى اكتشاف ألكسندر كوالفسكي بأن الغلالة أيضًا لم تكن رخوة ، ولكن في مرحلتها اليرقية كان بها حبل ظهري وشقوق بلعومية نشأت من نفس الطبقات الجرثومية مثل الهياكل المكافئة في الفقاريات ، ويجب لذلك يتم تجميعها معهم على أنهم الحبليات. [8] [10] وهكذا حوَّل علم الحيوان في القرن التاسع عشر علم الأجنة إلى علم تطوري ، وربط علم السلالات مع التماثلات بين الطبقات الجرثومية للأجنة. اقترح علماء الحيوان بما في ذلك فريتز مولر استخدام علم الأجنة لاكتشاف العلاقات التطورية بين الأصناف. أظهر مولر أن القشريات تشترك في يرقة Nauplius ، وتحديد العديد من الأنواع الطفيلية التي لم يتم التعرف عليها على أنها قشريات. أدرك مولر أيضًا أن الانتقاء الطبيعي يجب أن يعمل على اليرقات ، تمامًا كما يفعل مع البالغين ، مما يعطي كذبة للتلخيص ، الأمر الذي يتطلب حماية أشكال اليرقات من الانتقاء الطبيعي. [8] كانت اثنتان من أفكار هيجل الأخرى حول تطور التطور أفضل حالًا من التلخيص: جادل في سبعينيات القرن التاسع عشر أن التغييرات في التوقيت (التغاير الزمني) والتغييرات في الوضع داخل الجسم (التنظير غير المتجانس) لجوانب التطور الجنيني من شأنها أن تدفع التطور عن طريق تغيير شكل جسم السليل مقارنة بجسم الجد. لقد استغرق الأمر قرنًا قبل أن تظهر هذه الأفكار على أنها صحيحة. [11] [12] [13] في عام 1917 ، كتب دارسي طومسون كتابًا عن أشكال الحيوانات ، يوضح بالرياضيات البسيطة كيف يمكن للتغييرات الصغيرة في المعلمات ، مثل زوايا القشرة الحلزونية للبطني ، أن تغير جذريًا الشكل ، على الرغم من أنه فضل التفسير الميكانيكي على التطوري. [14] [15] ولكن في القرن التالي ، توقف التقدم دون وجود أدلة جزيئية. [8]

التوليف الحديث لأوائل القرن العشرين تحرير

في ما يسمى بالتخليق الحديث في أوائل القرن العشرين ، جمع رونالد فيشر نظرية داروين للتطور ، بإصرارها على الانتقاء الطبيعي والوراثة والتنوع ، وقوانين جريجور مندل للوراثة في بنية متماسكة للبيولوجيا التطورية. افترض علماء الأحياء أن الكائن الحي كان انعكاسًا مباشرًا للجينات المكونة له: الجينات المشفرة للبروتينات ، التي تبني جسم الكائن الحي. تطورت المسارات البيوكيميائية (ويفترضون أنواعًا جديدة) من خلال الطفرات في هذه الجينات. كانت صورة بسيطة وواضحة وشبه شاملة: لكنها لم تفسر علم الأجنة. [8] [16]

توقع عالم الأجنة التطوري جافين دي بير علم الأحياء التطوري التطوري في كتابه عام 1930 الأجنة والأسلاف، [17] من خلال إظهار أن التطور يمكن أن يحدث عن طريق تغاير الزمن ، [18] مثل الاحتفاظ بسمات الأحداث عند البالغين. [11] جادل دي بير أن هذا يمكن أن يسبب تغيرات مفاجئة على ما يبدو في سجل الحفريات ، حيث أن أحافير الأجنة سيئة. بما أن الثغرات الموجودة في سجل الحفريات قد استخدمت كحجة ضد التطور التدريجي لداروين ، فإن تفسير دي بير دعم الموقف الدارويني. [19] ومع ذلك ، على الرغم من دي بير ، تجاهل التركيب الحديث إلى حد كبير التطور الجنيني لشرح شكل الكائنات الحية ، حيث ظهر أن علم الوراثة السكانية هو تفسير مناسب لكيفية تطور الأشكال. [20] [21] [أ]

أوبرون lac تحرير

في عام 1961 ، اكتشف جاك مونو وجان بيير تشانجوكس وفرانسوا جاكوب أوبرون لاك في البكتيريا الإشريكية القولونية. كانت عبارة عن مجموعة من الجينات ، مرتبة في حلقة تحكم في التغذية الراجعة بحيث لا يتم تصنيع منتجاتها إلا عندما يتم "تشغيلها" بواسطة محفز بيئي. كان أحد هذه المنتجات عبارة عن إنزيم يقسم السكر واللاكتوز واللاكتوز نفسه ، وهو المحفز الذي يحول الجينات إلى العمل. كان هذا كشفًا ، حيث أظهر لأول مرة أن الجينات ، حتى في كائن حي صغير مثل البكتيريا ، تخضع للتحكم الدقيق. كان المعنى الضمني هو أن العديد من الجينات الأخرى تم تنظيمها أيضًا بشكل متقن. [23]

ولادة evo-devo وتوليف ثانٍ تحرير

في عام 1977 ، بدأت ثورة في التفكير في التطور وعلم الأحياء التطوري ، مع وصول تقنية الحمض النووي المؤتلف في علم الوراثة ، والأعمال التكوُّن والتطور بواسطة ستيفن جيه جولد و التطور عن طريق Tinkering بواسطة فرانسوا جاكوب. أوقف غولد تفسير هيكل لعلم الأجنة التطوري ، بينما وضع جاكوب نظرية بديلة. [8] أدى ذلك إلى توليفة ثانية ، [24] [25] أخيرًا بما في ذلك علم الأجنة بالإضافة إلى علم الوراثة الجزيئي ، وعلم السلالات ، وعلم الأحياء التطوري لتشكيل evo-devo. [26] [27] في عام 1978 ، اكتشف إدوارد ب. لويس الجينات المثلية التي تنظم التطور الجنيني في ذبابة الفاكهة ذبابة الفاكهة ، مثل جميع الحشرات هي مفصليات الأرجل ، وهي واحدة من الشعب الرئيسية للحيوانات اللافقارية. [28] اكتشف بيل ماكجينيس بسرعة تسلسل الجينات المثلية ، صناديق المثلية ، في الحيوانات في الشعب الأخرى ، في الفقاريات مثل الضفادع والطيور والثدييات ، تم العثور عليها لاحقًا أيضًا في الفطريات مثل الخمائر والنباتات. [29] [30] من الواضح أنه كان هناك تشابه قوي في الجينات التي تتحكم في التطور عبر جميع حقيقيات النوى. [31] في عام 1980 ، وصفت كريستيان نوسلين فولهارد وإريك فيشاوس جينات الفجوة التي تساعد على إنشاء نمط التجزئة في أجنة ذبابة الفاكهة [32] [33] فازوا هم ولويس بجائزة نوبل عن عملهم في عام 1995. [29] [29] 34]

في وقت لاحق ، تم اكتشاف أوجه تشابه أكثر تحديدًا: على سبيل المثال ، تم العثور على جين Distal-less في عام 1989 ليكون متورطًا في تطوير الزوائد أو الأطراف في ذباب الفاكهة ، [35] زعانف الأسماك ، أجنحة الدجاج ، بارابوديا الديدان الحلقيّة البحريّة ، أمبولة وسيفونات التونيكات ، والأقدام الأنبوبية لقنافذ البحر. كان من الواضح أن الجين يجب أن يكون قديمًا ، ويعود تاريخه إلى آخر سلف مشترك للحيوانات الثنائية (قبل العصر الإدياكاران ، الذي بدأ منذ حوالي 635 مليون سنة). بدأ Evo-devo في الكشف عن الطرق التي تم بها بناء جميع أجسام الحيوانات أثناء التطور. [36] [37]

التماثل العميق تحرير

يؤدي البيض الكروي تقريبًا لحيوانات مختلفة إلى تكوين أجسام مختلفة تمامًا ، من قنديل البحر إلى الكركند والفراشات إلى الأفيال. تشترك العديد من هذه الكائنات في نفس الجينات الهيكلية لبروتينات بناء الجسم مثل الكولاجين والإنزيمات ، لكن علماء الأحياء توقعوا أن يكون لكل مجموعة من الحيوانات قواعدها الخاصة في التطور. تكمن مفاجأة evo-devo في أن نسبة مئوية صغيرة من الجينات تتحكم في تشكيل الأجسام ، وأن هذه الجينات التنظيمية قديمة ، وتتقاسمها جميع الحيوانات. لا تمتلك الزرافة جينًا لرقبة طويلة ، أكثر من أن الفيل يمتلك جينًا لجسم كبير. تم تصميم أجسامهم بواسطة نظام تبديل يؤدي إلى تطوير ميزات مختلفة لتبدأ في وقت مبكر أو لاحقًا ، وتحدث في هذا الجزء أو ذاك من الجنين ، وتستمر لفترة أطول أو أقل. [7]

بدأ حل لغز كيفية التحكم في التطور الجنيني باستخدام ذبابة الفاكهة ذبابة الفاكهة سوداء البطن ككائن نموذجي. تم تصور التحكم التدريجي في تكوين الجنين من خلال ربط الأصباغ الفلورية ذات الألوان المختلفة بأنواع معينة من البروتين التي تصنعها الجينات المعبر عنها في الجنين. [7] صبغة مثل البروتين الأخضر الفلوري ، في الأصل من قنديل البحر ، كانت مرتبطة عادةً بجسم مضاد خاص ببروتين ذبابة الفاكهة ، لتشكل مؤشرًا دقيقًا لمكان ووقت ظهور هذا البروتين في الجنين الحي. [38]

باستخدام مثل هذه التقنية ، في عام 1994 وجد والتر جيرينج أن باكس 6 الجين ، وهو حيوي لتكوين عيون ذباب الفاكهة ، يتطابق تمامًا مع الجين المكون للعين في الفئران والبشر. تم العثور على نفس الجين بسرعة في العديد من مجموعات الحيوانات الأخرى ، مثل الحبار ، رخويات رأسيات الأرجل. اعتقد علماء الأحياء ، بما في ذلك إرنست ماير ، أن العيون نشأت في مملكة الحيوان 40 مرة على الأقل ، حيث يتباين تشريح أنواع مختلفة من العين على نطاق واسع. [7] على سبيل المثال ، تتكون العين المركبة لذبابة الفاكهة من مئات الهياكل الصغيرة ذات العدسة (ommatidia) ، حيث تحتوي العين البشرية على نقطة عمياء حيث يدخل العصب البصري إلى العين ، وتعمل الألياف العصبية فوق سطح الشبكية ، لذلك يجب أن يمر الضوء عبر طبقة من الألياف العصبية قبل أن يصل إلى خلايا الكشف في شبكية العين ، وبالتالي فإن الهيكل يكون "مقلوبًا" بشكل فعال في المقابل ، تحتوي عين رأسي الأرجل على شبكية العين ، ثم طبقة من الألياف العصبية ، ثم جدار العين "الطريق الصحيح". [39] دليل باكس 6ومع ذلك ، فقد كانت نفس الجينات تتحكم في تطور عيون كل هذه الحيوانات ، مما يشير إلى أنها تطورت جميعًا من سلف مشترك. [7] تم الحفاظ على الجينات القديمة خلال ملايين السنين من التطور لإنشاء هياكل مختلفة لوظائف مماثلة ، مما يدل على التماثل العميق بين الهياكل التي كان يُعتقد في السابق أنها متشابهة تمامًا. [40] [41] امتدت هذه الفكرة لاحقًا لتشمل تطور التطور الجنيني [42] وتسببت في مراجعة جذرية لمعنى التنادد في علم الأحياء التطوري. [40] [41] [43]

مجموعة أدوات الجينات تحرير

يتحكم جزء صغير من الجينات في جينوم الكائن الحي في نموه. تسمى هذه الجينات بمجموعة أدوات التطور الجيني. يتم حفظها بشكل كبير بين الشعب ، مما يعني أنها قديمة ومتشابهة جدًا في مجموعات منفصلة من الحيوانات على نطاق واسع. تؤثر الاختلافات في نشر جينات مجموعة الأدوات على مخطط الجسم وعدد وهوية ونمط أجزاء الجسم. معظم جينات مجموعة الأدوات هي أجزاء من مسارات الإشارات: فهي تشفر عوامل النسخ ، وبروتينات التصاق الخلية ، وبروتينات مستقبلات سطح الخلية ، وروابط الإشارات التي ترتبط بها ، والمورفوجينات المفرزة التي تنتشر عبر الجنين. كل هذه تساعد في تحديد مصير الخلايا غير المتمايزة في الجنين. معًا ، يولدون الأنماط في الزمان والمكان التي تشكل الجنين ، وتشكل في النهاية خطة الجسم للكائن الحي. من بين الجينات الأكثر أهمية في مجموعة الأدوات هوكس الجينات. تحتوي عوامل النسخ هذه على نموذج DNA المرتبط بالبروتين المتماثل ، الموجود أيضًا في جينات مجموعة الأدوات الأخرى ، وتخلق النمط الأساسي للجسم على طول محوره من الأمام إلى الخلف. [43] تحدد جينات Hox مكان نمو الأجزاء المتكررة ، مثل العديد من فقرات الثعابين ، في الجنين أو اليرقة النامية. [7] باكس -6، سبق ذكره ، هو جين مجموعة أدوات كلاسيكي. [44] على الرغم من أن جينات مجموعة الأدوات الأخرى متورطة في إنشاء مخطط جسم النبات ، [45] توجد أيضًا جينات homobox في النباتات ، مما يعني أنها مشتركة بين جميع حقيقيات النوى. [46] [47] [48]

الشبكات التنظيمية للجنين Edit

لا يتم إعادة استخدام منتجات البروتين في مجموعة الأدوات التنظيمية عن طريق الازدواجية والتعديل ، ولكن من خلال فسيفساء معقدة من تعدد الأشكال ، يتم تطبيقها دون تغيير في العديد من العمليات التنموية المستقلة ، مما يعطي نمطًا للعديد من هياكل الجسم غير المتشابهة. [43] تحتوي جينات مجموعة الأدوات متعددة الاتجاهات هذه على عناصر تنظيمية كبيرة ومعقدة ونمطية. على سبيل المثال ، في حين أن جين رودوبسين غير متعدد الاتجاهات في ذبابة الفاكهة يحتوي على عنصر منظم لرابطة الدول المستقلة يبلغ طوله بضع مئات من الأزواج القاعدية ، فإن المنطقة المنظمة لعناصر رابطة الدول المستقلة متعددة العيون تحتوي على 6 عناصر تنظيمية في أكثر من 7000 زوج قاعدي. [43] غالبًا ما تكون الشبكات التنظيمية المعنية كبيرة جدًا. يتحكم كل بروتين تنظيمي في "عشرات إلى مئات" العناصر التنظيمية لرابطة الدول المستقلة. على سبيل المثال ، تم التحكم في 67 عامل نسخ ذبابة الفاكهة بمتوسط ​​124 جينًا مستهدفًا لكل منها. [43] كل هذا التعقيد يمكّن الجينات المشاركة في نمو الجنين من أن يتم تشغيلها وإيقافها في الأوقات المناسبة تمامًا وفي الأماكن الصحيحة تمامًا. بعض هذه الجينات بنيوية ، وتشكل مباشرة إنزيمات وأنسجة وأعضاء الجنين. لكن العديد من الجينات الأخرى هي نفسها جينات تنظيمية ، لذا فإن ما يتم تشغيله غالبًا ما يكون عبارة عن سلسلة تبديل محددة التوقيت بدقة ، تتضمن تشغيل عملية تنموية واحدة تلو الأخرى في الجنين النامي. [43]

تمت دراسة مثل هذه الشبكة التنظيمية المتتالية بالتفصيل في تطوير جنين ذبابة الفاكهة. الجنين الصغير بيضاوي الشكل ، مثل كرة الرجبي. ينتج عدد صغير من الجينات RNAs مرسال التي تنشئ تدرجات التركيز على طول المحور الطويل للجنين. في الجنين المبكر ، كان بيكويد و أحدب الجينات عالية التركيز بالقرب من الطرف الأمامي ، وتعطي نمطًا للرأس والصدر المستقبلي الذيلية و النانو الجينات عالية التركيز بالقرب من النهاية الخلفية ، وتعطي نمطًا لأجزاء البطن الخلفية. تتفاعل تأثيرات هذه الجينات على سبيل المثال ، يمنع بروتين Bicoid ترجمة الذيليةs messenger RNA ، لذلك يصبح تركيز البروتين الذيلية منخفضًا عند الطرف الأمامي. يقوم Caudal لاحقًا بتشغيل الجينات التي تخلق الأجزاء الخلفية للذبابة ، ولكن فقط في النهاية الخلفية حيث تتركز أكثر. [49] [50]

تقوم البروتينات Bicoid و Hunchback و Caudal بدورها بتنظيم نسخ جينات الفجوة مثل عملاق, عقبات, كروبل، و أبتر في نمط مخطط ، مما يؤدي إلى إنشاء المستوى الأول من الهياكل التي ستصبح شرائح. [32] البروتينات من هذه بدورها تتحكم في جينات القاعدة الزوجية ، والتي في المرحلة التالية أقامت 7 نطاقات عبر المحور الطويل للجنين. أخيرًا ، جينات قطبية القطعة مثل محفور قسّم كل من النطاقات السبعة إلى قسمين ، مما أدى إلى إنشاء 14 مقطعًا مستقبليًا. [49] [50]

تشرح هذه العملية الحفظ الدقيق للتسلسل الجيني لمجموعة الأدوات ، مما أدى إلى تماثل عميق وتكافؤ وظيفي لبروتينات مجموعة الأدوات في الحيوانات غير المتشابهة (يُرى ، على سبيل المثال ، عندما يتحكم بروتين الفأر في نمو ذبابة الفاكهة). تصبح تفاعلات عوامل النسخ والعناصر التنظيمية لرابطة الدول المستقلة ، أو إشارات البروتينات والمستقبلات ، محصورة من خلال استخدامات متعددة ، مما يجعل أي طفرة ضارة تقريبًا وبالتالي يتم التخلص منها عن طريق الانتقاء الطبيعي. [43]

من بين النتائج الأكثر إثارة للدهشة وربما غير البديهية (من وجهة نظر الداروينية الجديدة) للبحوث الحديثة في علم الأحياء التطوري التطوري أن تنوع خطط الجسم والتشكل في الكائنات الحية عبر العديد من الشعب لا ينعكس بالضرورة في التنوع على مستوى تسلسل الجينات ، بما في ذلك مجموعة الأدوات الوراثية التنموية والجينات الأخرى المشاركة في التنمية. في الواقع ، كما لاحظ جون جيرهارت ومارك كيرشنر ، هناك تناقض واضح: "حيث نتوقع أن نجد تباينًا ، نجد الحفظ ، والافتقار إلى التغيير". [51] لذا ، إذا كانت الجدة المورفولوجية المرصودة بين المجموعات المختلفة لا تأتي من التغيرات في تسلسل الجينات (مثل الطفرة) ، فمن أين تأتي؟ قد تنشأ الجدة عن طريق التغييرات التي تحركها الطفرات في تنظيم الجينات. [43] [52] [53] [54]

الاختلافات في مجموعة الأدوات تحرير

قد تكون الاختلافات في مجموعة الأدوات قد أنتجت جزءًا كبيرًا من التطور المورفولوجي للحيوانات. يمكن لمجموعة الأدوات أن تقود التطور بطريقتين. يمكن التعبير عن جين مجموعة الأدوات بنمط مختلف ، كما حدث عندما تم تكبير منقار الحسون الأرضي الكبير لداروين بواسطة BMP الجين ، [55] أو عندما فقدت الثعابين أرجلها أقل البعيدة أصبح غير واضح أو لم يتم التعبير عنه على الإطلاق في الأماكن التي استمرت فيها الزواحف الأخرى في تكوين أطرافها. [56] أو ، يمكن لجين مجموعة الأدوات أن يكتسب وظيفة جديدة ، كما يتضح من الوظائف العديدة لنفس الجين ، أقل البعيدة، التي تتحكم في الهياكل المتنوعة مثل الفك السفلي في الفقاريات ، [57] [58] الأرجل وقرون الاستشعار في ذبابة الفاكهة ، [59] ونمط بقعة العين في أجنحة الفراشة. [60] بالنظر إلى أن التغييرات الصغيرة في جينات صندوق الأدوات يمكن أن تسبب تغيرات كبيرة في هياكل الجسم ، فغالبًا ما مكنت نفس الوظيفة بشكل متقارب أو متوازي. أقل البعيدة يولد أنماط الجناح في الفراشات Heliconius إيراتو و Heliconius melpomene، وهي تقليد مولر. في ما يسمى بالتنوع الميسر ، [61] نشأت أنماط أجنحتها في أحداث تطورية مختلفة ، ولكن تتحكم فيها الجينات نفسها. [62] يمكن للتغييرات التنموية أن تساهم بشكل مباشر في الانتواع. [63]

توطيد التغيرات اللاجينية تحرير

قد يبدأ الابتكار التطوري أحيانًا بأسلوب لامارك مع تعديلات فوق جينية لتنظيم الجينات أو توليد النمط الظاهري ، ثم يتم تعزيزها بالتغييرات على مستوى الجينات. تشمل التغييرات اللاجينية تعديل الحمض النووي عن طريق مثيلة عكسية ، [64] بالإضافة إلى إعادة التشكيل غير المبرمجة للكائن الحي عن طريق التأثيرات الفيزيائية وغيرها من التأثيرات البيئية بسبب اللدونة المتأصلة في آليات النمو. [65] اقترح عالما الأحياء Stuart A. Newman و Gerd B. Müller أن الكائنات الحية في وقت مبكر من تاريخ الحياة متعددة الخلايا كانت أكثر عرضة لهذه الفئة الثانية من تحديد الوراثة اللاجينية من الكائنات الحية الحديثة ، مما يوفر أساسًا للتغييرات التطورية الكبيرة المبكرة. [66]

التحيز التنموي

يمكن أن يكون التطور في سلالات معينة متحيزًا إما إيجابيًا ، نحو مسار معين أو نمط ظاهري ، [ب] أو سلبًا ، بعيدًا عن إنتاج أنواع معينة من التغيير إما قد يكون مطلقًا (التغيير دائمًا أو لا ينتج أبدًا) أو نسبيًا. ومع ذلك ، من الصعب الحصول على دليل لأي اتجاه من هذا القبيل في التطور ويمكن أن ينتج أيضًا عن قيود التنمية التي تحد من التنويع. [68] على سبيل المثال ، في بطنيات الأقدام ، يتم دائمًا بناء القوقعة من نوع الحلزون كأنبوب ينمو من حيث الطول والقطر ، مما أدى إلى إنشاء مجموعة متنوعة من أشكال الصدفة مثل الحلزونات المسطحة والأبراج والأبراج الحلزونية الطويلة داخل هذه القيود. من بين مئويات الأقدام ، تحتوي Lithobiomorpha دائمًا على 15 جزءًا من جذع البالغين ، وربما يكون ذلك نتيجة تحيز تطوري تجاه عدد فردي من أجزاء الجذع. ترتيب حريش آخر ، Geophilomorpha ، يختلف عدد الأجزاء باختلاف الأنواع بين 27 و 191 ، لكن الرقم دائمًا فردي ، مما يجعل هذا قيدًا مطلقًا تقريبًا جميع الأرقام الفردية في هذا النطاق يشغلها نوع أو نوع آخر. [67] [69] [70]

تدمج البيولوجيا التطورية التطورية البيئية (eco-evo-devo) الأبحاث من علم الأحياء التطوري والبيئة لفحص علاقتها بالنظرية التطورية. [71] يدرس الباحثون مفاهيم وآليات مثل المرونة التطورية ، والوراثة اللاجينية ، والاستيعاب الجيني ، والبناء المناسب والتعايش. [72] [73]


تمكين صغار الناشرين المستقلين من المشاركة في الترتيبات التحويلية للوصول المفتوح: التزام من أصحاب المصلحة الرئيسيين

إن الانتقال المستمر للنشر العلمي إلى الوصول المفتوح الكامل والفوري هو عملية تتطلب من جميع أصحاب المصلحة التكيف. انتقام

يقول التقرير إن اتفاقيات الوصول المفتوح مع الناشرين الصغار تتطلب مواءمة نشطة بين أصحاب المصلحة

تُستخدم اتفاقيات الوصول المفتوح بين الاتحادات / المكتبات والناشرين المستقلين الأصغر حجمًا في جميع أنحاء العالم بشكل متزايد منذ عام 2020 ، مما يشير إلى أ

توسع cOAlition S تواجدها العالمي حيث تتبنى صناديق أبحاث كيبيك الخطة S.

يسر cOAlition S الترحيب على متن مؤسسة Québec Research Funds (QRF) كأحدث منظمة - وأول ممول عام في أمريكا الشمالية - إلى

انتدب روبرت كيلي إلى cOAlition S كرئيس للاستراتيجية

للمساعدة في تحقيق التنفيذ الناجح للخطة S ، تم انتداب روبرت كيلي ، رئيس البحوث المفتوحة في Wellcome ، إلى cOAlition S كرئيس لـ


توفير الوصول إلى الرعاية الصحية لأهل تكساس أينما كانوا

تلتزم HSC ، مدفوعة بقيمتها الأساسية لخدمة الآخرين أولاً ، بالمساعدة في تقديم الرعاية الصحية وتحسين الوصول إلى جميع سكان تكساس من خلال الخدمة والتعليم.

HSC يطلق حملة تركز على التغلب على الفوارق الصحية

تلتزم HSC ، مدفوعة بقيمتها الأساسية لخدمة الآخرين أولاً ، بالمساعدة في تقديم الرعاية الصحية وتحسين الوصول إلى جميع سكان تكساس من خلال الخدمة والتعليم.

يتلقى HSC منحة بقيمة 3.9 مليون دولار أمريكي لتوسيع البرنامج الذي يزيد التنوع بين الباحثين في مجال السرطان

يؤثر السرطان بشكل غير متناسب على بعض الأعراق والأعراق التي هي أيضًا ممثلة تمثيلا ناقصا في مجال الطب والعلوم الطبية الحيوية

HSC Pride: زيادة استخدام الضمير هو اتجاه ناشئ بين المهنيين الصحيين

قال فيك هولمز ، PA-C ، إن ارتداء ضمائره هو وسيلة للتواصل مع الناس وطريقة لإخبار الناس "أنا أعرف من أنت. أنا أقدر من أنت ولن أتعامل معك على أنه شيء آخر غير هويتك ".

النتائج المبكرة للدراسة المبتكرة لمرض الزهايمر بين مجموعات سكانية متنوعة متاحة لباحثي الخرف

يتوفر الآن مجموعة كبيرة من البيانات لمساعدة العلماء على فهم بيولوجيا مرض الزهايمر بين مجموعات سكانية متنوعة في سياق العوامل الاجتماعية والثقافية والسلوكية والبيئية من خلال معهد Translational.

يرحب فرع TCOM لجمعية الشرف الإنسانية الذهبية بالمتطوعين الجدد

تم اختيار الطلاب ، وجميعهم أعضاء في دفعة 2022 ، لسلوكياتهم الإنسانية المتميزة التي ظهرت خلال كلية الطب.

احصل على آخر التحديثات بشأن استجابة HSC لـ COVID-19.

© 2021 جامعة شمال تكساس
مركز العلوم الصحية في فورت وورث


شاهد الفيديو: درس في الايقاظ العلمي درس في علم الاحياء جسم الانسان ثلاثۃ دروس: انواع العضام. انواع العضلۃ وحركتها (ديسمبر 2022).