** متابعات ثقافية متميزة ** Blogs al ssadh
هل تريد التفاعل مع هذه المساهمة؟ كل ما عليك هو إنشاء حساب جديد ببضع خطوات أو تسجيل الدخول للمتابعة.

** متابعات ثقافية متميزة ** Blogs al ssadh

موقع للمتابعة الثقافية العامة
 
 فهم التركيب الجيني للسلوك I_icon_mini_portalالرئيسيةالأحداثالمنشوراتأحدث الصورالتسجيلدخول



مدونات الصدح ترحب بكم وتتمنى لك جولة ممتازة

وتدعوكم الى دعمها بالتسجيل والمشاركة

عدد زوار مدونات الصدح

إرسال موضوع جديد   إرسال مساهمة في موضوع
 

  فهم التركيب الجيني للسلوك

اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
بن عبد الله
مراقب
مراقب
avatar


التوقيع :  فهم التركيب الجيني للسلوك Image001

عدد الرسائل : 1537

الموقع : في قلب الامة
تعاليق : الحكمة ضالة الشيخ ، بعد عمر طويل ماذا يتبقى سوى الاعداد للخروج حيث الباب مشرعا
تاريخ التسجيل : 05/10/2009
وســــــــــام النشــــــــــــــاط : 8

 فهم التركيب الجيني للسلوك Empty
26072012
مُساهمة فهم التركيب الجيني للسلوك

فهم
التركيب الجيني للسلوك





 فهم التركيب الجيني للسلوك 392-pic

Ralph Greenspan, Ph.D.









تُلقي
دراسات المغازلة والتزاوج عند
ذبابة الفاكهة الضوء على الطرق
التي
تؤثر من خلالها الجينات في
السلوكيات المعقدة.


خلال الخمس عشرة
سنة الأولى من هذا القرن، بدأ
علم الوراثة الحديثُ المولد
يعطي الناس اللمحات الأولى عن
احتمالات تأثير الوراثة. فدراسة
بعض الصفات (الخلال) مثل لون
الزهرة في النباتات وشكل الجناح
في ذباب الفاكهة قد أكدت اقتراح
الذي
أحيط به الغموض في سنة 1865،
والقائل بأن الصفات الطبيعية
تنتقل من الآباء إلى النسل عن
طريق وحدات غير مترابطة من
المادة الموروثة، أو الجينات genes
(الاسم الذي تم إطلاقه على هذه
الوحدات الغامضة سنة 1911). وكما هو
شائع، عندما يلاقي فرع جديد من
المعرفة أول تدفق مفاجئ من
النجاح، بدأ العلماء وآخرون على
الفور بتطبيق المفاهيم المرتبطة
بهذا التخصص الناشئ بصورة أوسع
وبحرص أقل أحيانا وذلك لشرح
وتفسير ظواهر أخرى، مثل السلوك
البشري. وغالبا ما ادعى هؤلاء
العلماء أن السلوكيات المعقدة
تُوجَّه بوساطة جينات فردية.

ومع ذلك فقد فشل
الباحثون المهتمون بربط سلوكيات
بشرية معينة ربطا مقنِعا بجينات
فردية أو بمجموعات صغيرة من
الجينات. وقد يرجع السبب في ذلك
إلى القصور في إتقان المنهج نفسه.
وعند الانتقال إلى السلوك
البشري فليس هناك بد من فصل
تأثيرات الجينات ـ بطريقة واضحة
جلية لا لبس فيها ـ عن تأثيرات
التنشئة والثقافة. وعلى الجانب
الآخر، فإنه لو تمكن العلماء ـ
وبطريقة ما ـ من حجب تأثيرات
البيئة وكان التركيز تاما على
الجوانب الجينية لسلوك ما، فقد
يجدون أن الافتراضات القديمة
مازالت تعاني خللا. وتقترح
الأبحاث المحكمة على الكائنات
الحية البسيطة أن مجموعة من
الجينات، والتي يعمل بعضها
ببراعة ودقة، ربما تسهم وتؤثر في
معظم السلوكيات.

التفكير
المبكر نحو الإنسان
إن السؤال الذي
يقول: «هل السلوك البشري وراثي
أم لا؟» قد ظهر وصار متداولا منذ
أكثر من قرن مضى. وكان گالتون>، وهو رائد في استخدام
الإحصائيات، من أوائل العلماء
الذين تبنوا هذه القضية. ففي
الثمانينات قام گالتون بتحليل
صفات سلوكية وبدنية عديدة عند
بعض الآباء وأطفالهم. واستخدم
اكتشافه الجديد «معامل الارتباط»
coefficient of correlation، وبرهن
أن الصفات (الخلال) السلوكية
تورث. وبمقارنته لتوزيع الصفات
في أجيال مختلفة، وجد أن كل صفة
كانت نتاج عطاءات متعددة من
المادة الوراثية.

وقد ظهرت وجهة نظر
مختلفة ـ إلى حد ما ـ في العقد
الأول من هذا القرن على أثر
إعادة اكتشاف عمل مندل،
واعتنقها علماء وراثة متميزون
مثل داڤنپورت> مؤسس مختبر كولد
سبرنگ هاربر في لونگ آيلاند. وقد
نسب هؤلاء العلماء الصفات
الصعبةَ التعريف مثل المقدرة
الموسيقية أو المزاجيّة أو
التخلف العقلي إلى جينات فردية.
ففي سنة 1921 ـ على سبيل المثال ـ
أوضح داڤنپورت «أنه يبدو
محتملا من خلال شجر النسب الشامل
الذي تم تحليله أن التخلف العقلي
في درجاته المتوسطة والعالية
يورث [كصفة] متنحية recessive
بسيطة أو هي كذلك على وجه
التقريب.» (بالرغم من وجهات
نظرهما المتباعدة بخصوص
ميكانيكة التوارث، فإن هذين
الباحثين استنتجا من ملاحظاتهما
ـ وبأسف ـ استنتاجات متشابهة
وخطرة . فنجد أن گالتون الذي صاغ
اللفظ «يوجينا» eugenics،
أي علم تحسين النسل، صار مدافعا
ومؤيدا لتحسين الجنس البشري
وذلك عن طريق تربية منتقاة لأناس
لديهم سمات مرغوب فيها. وقام
داڤنپورت بتأييد هذه
الممارسة أيضا وبحماس.)

وتم تنفيذ بعض
التجارب الأولى الخاصة بتقييم
تأثير الجينات في السلوك في
العقد الثاني من هذا القرن على
الكلاب. وركزت هذه التجارب، ضمن
صفات أخرى، على قصد pointing
الهدف (موقع الفريسة) وإحداث
الصوت أثناء المطاردة.

وفصائل الكلاب
مميزة في سلوكها كما هي مميزة في
مظهرها. والدراسات المبكرة قامت
بتهجين الكلاب التي تختلف في بعض
الصفات السلوكية ثم قامت بعدها
بتزويج ذريتها بعضها ببعض. وإذا
كان هناك جين واحد أو جينات
قليلة تتحكم في صفة (خلة) سلوكية
مختارة، فإن الباحثين يتوقعون
أن يجدوا حيوانات الجيل الأخير
مقسمة إلى مجموعات منفصلة، فيها
مجموعة تشبه الأم إلى حد كبير
ومجموعة ثانية تشبه الأب وربما
يجدون مجموعة أو مجموعات قليلة
أخرى تتصف بسلوك وسط. ولو تداخلت
في ذلك جينات كثيرة لتوقع
الباحثون عدم إيجاد مجموعات
منفصلة، بل مدى واسع من السلوك
في الذرية. وجاءت النتائج
متوافقة مع النمط الأخير، موضحة
أن جينات عديدة تشارك في ظهور كل
صفة. وهناك استنتاجات مشابهة
جاءت من دراسات المتاهة التي
أجريت على فئران المختبرات.

ومثل هذه
التحليلات كانت غنية بالمعلومات
ولكنها كانت مقيدة بشكل واسع.
فتجارب التربية (الاستيلاد
الموجّه) breeding
لا تستطيع أن تنصب على الأساس
الوراثي للسلوكيات التي تكون
ثابتة نسبيا في كل أفراد الجنس
الواحد. وللبحث في هذه المشكلة
ومشكلات أخرى احتاج العلماء إلى
طرق عدة لتحديد الجينات
المشمولة في السلوكيات. ولسوء
الحظ، فإنه لم تتوافر لهم مثل
هذه التقنيات إلا بعد مرور سنوات
عديدة.

إلا أنه وبحلول
الستينات تلاشى الكثير من
العقبات الفنية بالنسبة للتشريح
الجيني للسلوك لدى الحيوانات.
وتم حل لغز تركيب الحمض النووي
الدنا DNA سنة 1953.
وأوضحت دراسات الكائنات
المِكْرَوِيّة (المجهرية) أن
الجينات تحدد تركيبة البروتينات.
وعندما ينشط جين ما فإنه يؤدي
إلى بناء البروتين الذي يكوَّد encoded
له. وبدوره، يؤدي هذا البروتين
بعض الوظائف التي نحتاج إليها في
الجسم مثل المساعدة في بناء وعمل
الجهاز العصبي (وهو نفسه الذي
يشكل السلوك في النهاية). وأوضح
هذا البحث كذلك الخطوات التي
تقوم الجينات من خلالها ببناء
البروتينات. كما أرسى هذا البحث
في الثمانينات الأساس لتطوير
كثير من الوسائل المفيدة لعزل
الجينات المفردة وتحديد وظائف
البروتينات المناظرة لها.

وقد كان
(من معهد كاليفورنيا للتقانة)
قائدا ورائدا في توطيد القول بأن
الجينات هي قطع طولية linear
من الدنا. وفي منتصف الستينات
صار بنزر أيضا أحد الباحثين
الأوائل الذين تعدوا مرحلة ربط
الجينات بالصفات الطبيعية. وبدأ
بنزر في تحديد الجينات التي تؤثر
في السلوكيات وذلك من خلال
دراسات مفصلة لذبابة الفاكهة
دروسوفيلا ميلانوگاستر Drosophila
melanogaster. ومازال
هذا الجهد مستمرا، وبخاصة في
مختبر
بجامعة برانديز، والذي كان من
أوائل الباحثين الذين عملوا مع
بنزر في هذا المجال الجديد. وظل
هذا الجهد متواصلا ومستمرا أيضا
في مختبري بنيويورك وأماكن أخرى.
وأصبحتُ ضمن هذه الكوكبة من
الباحثين في منتصف السبعينات
وذلك بعد أن أصبحتُ أول طالب
دراسات عليا تحت إشراف هول في
جامعة برانديز.




 فهم التركيب الجيني للسلوك 0198-3
 فهم التركيب الجيني للسلوك 0198-2

يغازل
ذكر ذباب الفاكهة الأنثى
بتنفيذ تتابعٍ مبرمجٍ من
الخطوات. يتوجه الذكر في
المراحل الأولى نحو الأنثى (1)
ثم يلمس بطنها برجله
الأمامية (2). ثم يقوم بعد
ذلك بفرد أحد جناحيه ويهزه
حتى ينتج «أغنية الحب» (3).
وبعد ذلك يلعق الأعضاء
التناسلية للأنثى (4)،
ويحاول أن يمتطيها (5)،
وأخيرا يسافدها(1) (6).
إن تحليلات هذا التتابع
توضح أن المساهمات الجينية
نحو السلوك غالبا ما تكون
دقيقة.




إلقاء
الضوء على ذبابة الفاكهة
إن المغازلة من
بين السلوكيات التي تلقى أكثر
الاهتمامات، وهي السلوك الذي
تؤديه الذبابة على أكمل وجه.
وهذه العملية تتكون من سلسلة من
الأفعال، كل منها مصحوب بتبادل
إشارات مرئية وسمعية وأخرى حسية
كيميائية وذلك بين الإناث
والذكور. والذكر هو أكثر
الراقصين نشاطا في هذا الباليه
المعقد، لذا كان أكثر الاهتمام
في هذا البحث مركزا عليه.

تبدأ الطقوس
بخطوة تسمى التوجّه orientation.
وفي هذه العملية لا يكون الذكر
بحاجة إلى أي تعليمات، ويقف في
مواجهة الأنثى على بعد 0.2
ملّيمتر. ثم ينقرها على بطنها
برجله الأمامية ويتبعها إذا
سارت بعيدة. ثم يفرد أحد جناحيه
ويصفق به وذلك لينفذ مقطوعة من «أغنية
الحب». وقد يكرر هذه الأفعال،
وكل ذلك يعتمد على مستوى
الاهتمام الذي تظهره الأنثى في
هذه المرحلة. أما إذا سارت
الأمور على ما يرام فإنه يبرز
خرطومه (وهو ملحق أنبوبي الشكل
يحمل على طرفه أجزاء الفم) ويلعق
به الأعضاء التناسلية للأنثى.
ومن ثم قد يركب فوقها، وفي حال
تجاوبها يسافدها. ولا يتم
التزاوج عند ذباب الفاكهة إلا
إذا قامت الذكور بهذا العمل
الروتيني كاملا وأصبحت الأنثى
مستجيبة، حيث إن الاغتصاب غير
شائع في عالم ذباب الفاكهة.

وكخطوة أولى نحو
إيجاد الجينات التي قد تشارك في
المغازلة بدأ هول، الذي عمل في
البداية في مختبر بنزر، بتحديد
أجزاء الجهاز العصبي المركزي
التي تحكم كل عنصر في العملية
الروتينية في المغازلة. وقام
بذلك عن طريق إنتاج ذباب غير
عادي يسمى الفسيفساء الجيني genetic
mosaic الذي يحمل
خليطا من خلايا الأنثى والذكر.

وكانت التقنية
المتبعة مبنية على فهم التطور
والنمو الجنسي في ذباب الفاكهة.
وفي جنين الذبابة، يتم التحكم في
هذا التطور بتكملة الصبغيات (الكروموسومات)
X في كل خلية.
والخلايا التي بها صبغي X
واحد تؤدي إلى سلوك وتركيبات
تشريحية ذكرية في الذبابة
مكتملة التكوين، أما الخلايا
المحتوية على اثنين من الصبغي X
فتؤدي إلى سلوك وتشريح أنثوي.
وتنشأ هذه الاختلافات لأن
الخلايا ذات الصبغي X
المفرد (الذكرية) والخلايا ذات
الصبغييْن X (الأنثوية)
تنشِّط مجموعات منفصلة، على
الرغم من تداخلها، تسمى الجينات
المحدِّدة للجنس. وكان هول على
دراية بأنه إذا كانت الذبابة
تحمل خلايا أنثوية بصورة أساسية
وتحمل أيضا خلايا ذكرية توجد في
موقع معين من الدماغ، فإن أي
نشاط مغازلة تظهره الأنثى ـ نشاط
مشابه للنشاط الذي يبديه الذكر ـ
من الممكن أن ينسب في تعبيره أو
تنشيطه الجيني إلى النمط الذكري
في هذا المكان.

وبمجرد أن تم
إنتاج الفسيفساء، قام هول
بمراقبة محاولات الحيوانات
أثناء المغازلة، ثم قام بتجميد
الذباب، وباجتهاد بالغ قام
بتقطيع هذه المخلوقات شديدة
الصغر (طولها نحو 1.5 مليمتر فقط)
إلى عشرين جزءا رقيقا، وأخذ
يلاحظ (وذلك باستخدام تقنية
بارعة من التلوين) توزيع خلايا
الأنثى والذكر. وقد كانت هذه
التجارب مرهقة للأعصاب وبخاصة
في السبعينات، لأن طريقة تكوين
الفسيفساء كان فيها عيوب غير
مريحة: فلا يوجد اثنان من
الفسيفساء لهما نفس مجاميع clusters
الخلايا الذكرية والخلايا
الأنثوية. وكان على كل ذبابة أن
تبقى حية لتجتاز هذه الاختبارات
السلوكية، وأن تكون كل الأجزاء
العشرين المقسمة إليها الذبابة
قابلة للتحليل. وتفرُّد كل حيوان
يعني أن القائم بالتجربة ليس له
فرصة أخرى لإعادة التجربة.

الآراء
المبكرة التي تناولت السلوك
البشري










 فهم التركيب الجيني للسلوك SCI95b11N12_H03_004501

<فرانسيس
گالتون>


مثلت آراء
رَجُليْن، في العقود
الأولى من هذا القرن، قطبي
معارضة فكرية بخصوص السؤال
المطروح: هل جينات مفردة أم
متعددة تؤثر في سلوك ما؟
وفي أواخر القرن التاسع عشر
رأى گالتون> ـ وهو عالم إحصاء
ـ أن الصفات البشرية بما
فيها السلوك يتم التحكم
فيها عن طريق مجموعة من
الوحدات الوراثية التي
أطلقوا عليها فيما بعد
جينات. ومن بعده أكد عالم
الوراثة
أن هناك جينات مفردة تتحكم
في هذه الصفات. وأظهرت
الدراسات على ذباب الفاكهة
وحيوانات أخرى أن وجهة نظر
گالتون هي الأكثر دقة. وإذا
كان گالتون وداڤنپورت من
أصحاب الأسماء المألوفة
فلأنهما الآن رديئا السمعة
نظرا لدفاعهما عن علم تحسين
النسل eugenics
الذي يقول عنه گالتون: يشمل
مراجعة معدل ولادة غير
الأكفاء وتحسين الجنس
البشري عن
 فهم التركيب الجيني للسلوك SCI95b11N12_H03_004502

<تشارلز
B.
داڤنپورت>

طريق تعزيز
إنتاجية الأكفاء. فقد قدم
گالتون المصطلح eugenics
في الثمانينات من القرن
التاسع، ثم قام داڤنپورت
بدفع هذا البرنامج إلى
الأمام. وقد شيد الأخير
مركزًا لأبحاث علم تحسين
النسل البشري بمختبر كولد
سبرنگ هاربر في لونگ آيلاند.
وفي الصورة السفلى نرى
داڤنپورت وهو يجلس على
الدرج السفلي من السلم
ناحية اليمين وسط مجموعة من
الطلبة الذين كان يدربهم
على تنفيذ أبحاث علم تحسين
النسل.

 فهم التركيب الجيني للسلوك SCI95b11N12_H03_004503

طلبة التدريب على
علم تحسين النسل دفعة 1914





وبعد فحص كثير من
هذه الفسيفساءات، استنتج هول أن
بداية المغازلة (التوجّه نحو
الأنثى، لمس بطنها، متابعتها،
فرد أحد الجناحين) تتطلب خلايا
ذكرية في جانب أو آخر ضمن منطقة
صغيرة نسبيا قرب القمة وتجاه
مؤخرة دماغ ذكر الذبابة. وتقوم
هذه المنطقة بدمج الإشارات التي
تأتي من النُظُمsystems
الحسية المختلفة للذكر. بمعنى
آخر، إن الخلايا الذكرية
الموجودة في هذا الموقع هي التي
تؤدي بطريقة ما إلى الاندفاع نحو
المغازلة وهي شيء موجود لدى
الذكور من دون الإناث. أما
الخطوات التالية للمغازلة،
وبخاصة تلك التي تتطلب تنسيقا
حركيا دقيقا، فإنها بحاجة إلى
نسيج ذكري في أجزاء إضافية من
الجهاز العصبي. وحتى يقوم الذباب
ـ مثلا ـ بأداء أغنية سليمة
للمغازلة فإنه يجب أن يكون لديه
خلايا ذكرية في منطقة «الزناد»
وأيضا في أجزاء أخرى من العقدة
العصبية الصدرية التي هي وجه آخر
للحبل (النخاع) الشوكي لدى
الذباب.

وحديثا تمكنتُ مع
زملائي من تعيين المنطقة
الدماغية المشمولة في تحديد
الخيار الجنسي لدى ذباب الفاكهة.
وقد قمنا بهذا من دون تعمد وذلك
بعد أن ولّد فرڤير> في مختبري (ويعمل
الآن في جامعة باريس بأورسي)
سلالات كاملة من الذباب
الفسيفسائي والتي كانت بصورة
رئيسية من نوع ذكري ولكن بها
خلايا أنثوية في مناطق منتقاة في
الدماغ. وقبل دراسة سلوك
المغازلة لهذه الحشرات أردنا أن
نرى ما إذا كانت الذكور مكتملة
النمو سوف تخطئ الفسيفساء
السابقة وتعاملها على أنها أنثى.
وهذا لم يحدث حيث إن تلك
الفسيفساء لم تُدرَك على أنها
أنثى. ولكن على أي حال كانت هناك
سلالات قليلة أظهرت سلوكا شاذا:
فقد غازلت الذكور بشدة مثلما
غازلت الإناث.

وقد أظهر فحص
الدماغ في هذه الحشرات غير
المعتادة (والذي تم بالتعاون مع

و
اللذين يعملان في جامعة
فرايبورگ) أن حسن التمييز الجنسي
يتغير إذا كان أحد جزأي الجهاز
العصبي المركزي أنثويّا: الفص
الزُّباني[size=12](2) antennal
lobe أو الجسم
الدماغي محدب الرأس mushroom
body. وتشارك
هاتان المنطقتان (ثانيتهما
تتواجد قريبا من موقع الزناد trigger
site، المسؤول عن
بدء المغازلة) في إعداد إشارات
شمية. وإذا كان أحد أو كلا هذين
المركزين اللذين يقومان بتحليل
الروائح أنثويّا، فإن الذباب
يفقد القدرة على تمييز الذكور من
الإناث ويصبح بالتالي مهتما
بالجنسين.




 فهم التركيب الجيني للسلوك 0198-7

مواقع
في الجهاز العصبي المركزي (اللون
البني) تتحكم في مراحل
المغازلة لدى ذكور ذباب
الفاكهة، وقد تم تخطيطها
بعد دراسة ذباب يحمل خليطا
جينيا من خلايا ذكرية وأخرى
أنثوية. ولكي يقوم الذباب
بأداء الخطوات الأولى من
روتين الجماع (التوجّه نحو
الأنثى والرقص وفرد
الجناحين) وتتبع الإناث
الجوالة، يجب أن يكون لدى
الذباب خلايا ذكرية في
منطقة الزناد (اللون الأحمر)
الواقعة في مؤخرة الدماغ.
ويحتاج كذلك بالقرب منها
إلى خلايا ذكرية أخرى (اللون
الوردي) لأداء عملية اللعق،
وفي جزء من العقد العصبية
الصدرية (اللون الأزرق)
لإنتاج أغنيته وأيضا في
أجزاء مختلفة عديدة من
العقد العصبية الصدرية
وذلك تمهيدًا لمرحلة
المسافدة.



التأثيرات
الجينية في المغازلة

إن الاكتشاف
القائل بأن كثيرا من مناطق
الجهاز العصبي المركزي مشمول في
المغازلة التي يقوم بها الذكر،
يدفع إلى الاقتراح بأن هناك
مجموعة من الجينات تشارك أيضا في
هذه العملية. حقا، فقد تم اكتشاف
أكثر من اثني عشر جينا لا سيما
بوساطة هول وزملائه. فعلى سبيل
المثال، يؤثر الجين عديم
الفائدة في الأداء الجنسي،
وتؤثر الطفرة في هذا الجين على
الذباب كما لو كان به خلايا
أنثوية في الفص الزُّبانيّ أو
الجسم محدب الرأس: إنه يجعل
الذكور تغازل الذكور الأخرى
بشدة وحماس كما لو كانت تغازل
إناثا. ويتم الاحتياج أيضا إلى
هذا الجين في المراحل الأخيرة من
المغازلة، فالذكور حاملة الجين
الطافر لا تحاول مسافدة الإناث
مطلقا.

ومن هنا نجد أن
الصورة التي بدأت تتضح، تتماشى
مع وجهة نظر گالتون أكثر من وجهة
نظر داڤنپورت. ولم يتمكن أحد
بعد من تحديد أي جين مشمول في
المغازلة ومكرس نفسه كلية لذلك
السلوك. وهناك دليل متنامٍ يري
تفسيرا لم يتنبأ به گالتون أو
داڤنپورت، وهو أن معظم
الجينات الكامنة في المغازلة (وسلوكيات
أخرى) تقوم بأكثر من وظيفة في
الجسم. وهناك جينات مماثلة قد
تُستخدم لأغراض مختلفة في
الإناث والذكور.

ولنأخذ في
الاعتبار ـ مثلا ـ أحد الجينات
الثلاثة المعروف عنها مشاركتها
في أغنية الغزل التي يقوم بها
الذكر. ويسمى هذا الجين پيريود period.
وقد قام كل من هول و كيرياكو> (الذي يعمل في جامعة
ليسستر) بدراسة هذا الجين دراسة
مكثفة.

وقرر هول
وكيرياكو فحص الجين پيريود
عندما اكتشفوا في سنة 1980 أن
أغنية الذكر لها إيقاع مميز.
وكانوا يعرفون من خلال البحث
الذي أجراه كنپكا>، الذي تخرج على يد بنزر،
أن الجين يؤثر في الإيقاعات
اليومية مثل الاستيقاظ والنوم
التي هي صفات لكل الكائنات الحية.
وهذه الخاصية جعلتهم يتساءلون:
هل من الممكن أن يؤثر الجين
پيريود في إيقاع أغنية المغازلة
أم لا؟

وعلى الرغم من أن
الأغنية التي يؤديها الذكر عن
طريق التصفيق بأحد جناحيه ليست
موسيقية لآذاننا، فإنها ذات نمط
استدلالي. فعندما ترفع وتخفض
الحشرة جناحها مرة واحدة تنتج
الحركة لأعلى ولأسفل صوتا
مميزا، أو نبضا، من الممكن
التقاطه بآلة تسجيل. ولمدة 27
ثانية يقوم الذكر تدريجيا
بزيادة الفاصل الزمني بين كل
نبضتين. ثم لمدة 27 أو 28 ثانية
أخرى يأخذ في تقليل الفاصل
تدريجيا لينتج رسما بيانيا
للفواصل الزمنية على شكل منحنٍ
متناسق.

ووجد هول
وكيرياكو أن الذكور التي تحمل
الجين پيريود الطبيعي تنتج
أغنية طبيعية تجعل الإناث أكثر
استجابة لها. ومن الناحية الأخرى
نجد أن الذكور التي تحمل جينا
غير نشيط تولد أغنية تفتقد
الإيقاع الناعم المعتاد وتكون
بالتالي أقل تأثيرا في الإناث:
عندما تم تأليف تقليدات عن طريق
الكمبيوتر للأغاني غير
الإيقاعية والأغاني الطبيعية
وتم عرضها لفرادى من الإناث،
وجدوا أن الإناث التي تعرضت
للأغنية الاصطناعية كانت أقل
استجابة لمحاولات الذكور عندما
حاولت التقدم منها أو نحوها.
وبالمثل، فإن الطفرات الأقل شدة
في الجين تُبْقي على الإيقاع
ولكن يكون هناك انكماش أو تمدد
في المنحني محدب الرأس. وتقلل
هذه التغيرات قوة الأغنية
وتأثيرها في الأنثى أثناء
المغازلة.

إن اللطف والرقة
اللتين تضفيهما تأثيرات الجين
پيريود في العمل الروتيني
للمغازلة وفي الأغنية نفسها
يضيف تصديقا للرأي القائل بأن
المغازلة (والسلوكيات المعقدة
الأخرى) يتم تنظيمها بجينات
متعددة تعمل معًا. والحقيقة التي
تنص على أن الجين پيريود يشارك
في توقيتات أخرى ويتم التعبير
عنه أيضا في أجزاء عديدة من
الجهاز العصبي المركزي، تؤيد
القول بأن أيَّ جين من الممكن أن
يؤثر في أكثر من سلوك.

وفي تحول رائع
للأحداث تمكَّن كل من هول
وكيرياكو ومعهم روسباش> (في جامعة برانديز أيضا)
من تحديد الجزء الدقيق من الجين
الذي يتحكم في إيقاع الأغنية؛
حيث إن هناك منطقة صغيرة في
منتصف الجين تكون مكرسة
للأغنية، أما بقية الجين فيتحكم
في الإيقاعات الأخرى. وهذا
التقسيم في العمل تم استنتاجه
على أساس أن نوعا مختلفا من ذباب
الفاكهة هو دروسوفيلا سيميولانس
D. simulans
له نفس دورة النشاط والراحة طوال
24 ساعة مثل دروسوفيلا
ميلانوگاستر ولكنه يؤدي أغنية
تختلف في الفاصل الزمني بين
النبضات. ويتشابه الجين پيريود
في كلا النوعين فيما عدا بعض
الاختلافات في المنطقة الوسطى.
علاوة على ذلك فإن الذباب
المهندس جينيا والذي يحمل الجين
المهجن پيريود والذي تم صنعه
باستبدال المنطقة الوسطى في
الجين الموجود في ذبابة
دروسوفيلا ميلانوگاستر بالقطعة
المماثلة في دروسوفيلا
سيميولانس، سوف «يغنّي» تماما
مثل دروسوفيلا سيميولانس.

ومع أن الخيار
الجنسي والمغازلة مبرمجان
بالتأكيد في ذبابة الفاكهة فإن
الذكور والإناث لديها المقدرة
على تعديل نشاطها استجابة لرد
فعل أحدها نحو الآخر، بمعنى أنها
تستطيع التعلم. وكما أن المقدرة
على تنفيذ المغازلة يتم توجيهها
عن طريق جينات كذلك تكون المقدرة
على التعلم أيضا أثناء الممارسة.
إن دراسات هذه الظاهرة أعطت
تأييدا أكثر للاحتمالات القائلة
بأن السلوك يتم تنظيمه عن طريق
عدد ضخم من الجينات المتداخلة،
وكل جين من هذه الجينات يتولى
مسؤوليات متنوعة في الجسم.





 فهم التركيب الجيني للسلوك 0198-8

إن مركز
الجاذبية للإناث يوجد في
موقعين ضمن دماغ ذكر ذباب
الفاكهة (مبينة تخطيطيا).
أحد هذين الموقعين هو الفص
الزُّباني (اللون الذهبي في
اليسار)، والآخر هو الجسم
محدب الرأس mushroom body (اللون
الأخضر) الذي يقع بجوار
منطقة الزناد المسؤولة عن
بدء المغازلة. وقد تم
اكتشاف أهمية هاتين
المنطقتين عندما تمت هندسة
الذكور وراثيا ليحوي أحد
الموقعين خلايا أنثوية،
وبَدأت هذه الذكور في
مغازلة الذكور إضافة إلى
الإناث.



التعلم
من الممارسة

من الأشياء التي
يستطيع الذكر تعلّمها أثناء
المغازلة هي ألا يضيع وقته مع
أنثى تمت معاشرتها بالفعل حيث لن
تكون إيجابية معه. وكان هول و سيگيل> ( بجامعة كاليفورنيا في
لوس أنجلوس) قد وجدا أن الذباب
الذكر يغازل الأنثى البكر بلا
تعب أو ملل ولكنه يفقد الاهتمام
بالأنثى غير البكر بعد نحو 30
دقيقة أو ساعة وذلك بعد أن يجد
الذباب الذكر نفسه متأثرًا
بمفعول الرائحة المحبطة الصادرة
عن الأنثى، بل عندما ينهي الذكر
محاولاته تلك يجد نفسه غير ذي
اهتمام بكل الإناث سواء كانت
بكرا أو لا، ويستمر هذا النفور
ساعات قليلة. وإذا كان هناك منطق
تطوري (نشوئي) قابل للتميز في هذا
التصرف فهو أن وجود أنثى ليست
بكرا في مجموعة إناث يدل على أن
معظم أو كل هذه الإناث غير بكر
وبالتالي فمن الأفضل للذكر أن
يوفر جهده لمكان آخر.

إن اكتشافاتي
الخاصة بتدعيم البناء الجيني
لهذه الاستجابة بدأت منذ سنوات
قليلة والتي باشرتها مع ،
الذي يعمل الآن في جامعة برانديز.
وكنا نعلم من أعمال الباحثين
الآخرين أن هناك إنزيم كينازٍ
يسمى calcium/calmodulin-dependent
protein kinase
II (وباختصار CaMKII)،
من الممكن أن يساعد في تسجيل
آثار الممارسة في الخلايا
العصبية، وفي العملية التي
تُحدث التغيرات الجزيئية التي
من المحتمل أن تكون أساسية
للتعلم. وعلى هذا قررنا معرفة ما
إذا كانت ذكور ذباب الفاكهة
بحاجة إلى هذا البروتين ـ
وبالتالي الجين الخاص بها ـ لكي
تستجيب بطريقة صحيحة للإناث غير
البكر.

وكخطوة أولى بدأ
گريفيث بهندسة سلالة من الذباب
يمكن تهدئة بروتينها الخاص
بالإنزيم CaMKII
ببساطة عن طريق زيادة حرارة جسم
الذباب. وعندما تم تقليل نشاط
الإنزيم ،ولو بصورة لطيفة،
تصرفت ذكور هذه السلالة بطريقة
شاذة. كانت شرهة مثل الذباب
الطبيعي في مغازلتها للإناث
البكر، وغير مهتمة بالأنثى
المعاشَرة بعد فترة ساعة،
ولكنها تنسى نفورها السابق في
الحال. فإذا وُضِعَت تلك الذكور
فورًا مع إناث وبخاصة بعد مكوثها
مسبقا مع إناث معاشرة تقوم تلك
الذكور بالمطاردة من جديد.
وعندما يتم كبح نشاط الإنزيم CaMKII
أكثر وأكثر فإن الذكور لا تتعلم
على الإطلاق: فقد طاردت الإناث
المعاشرة ساعاتٍ من دون ملل. (حتى
في عالم ذباب الفاكهة يبدو أن
هناك بعض الرجال لا يتعلمون أبدا.)

وعندما علمنا أن
جين الإنزيم CaMKII
ـ ومن خلال إنتاجه لهذا الإنزيم
يشارك في التعليم أثناء
المغازلة، كان طبيعيا أن نتساءل
كيف استطاع الإنزيم نفسه أن
يساعد في تسجيل الممارسة. إن كل
إنزيمات البروتين كيناز تعمل عن
طريق الفسفرة (أي إضافة مجموعات
فُسْفات) إلى جزيئات أخرى، وبذلك
تُنشِّط الهدف أو تُخمده. ولكن
ما هدف إنزيم الكيناز في الخلايا
العصبية؟ وماذا يحدث بعد أن
يُفَسْفَر ذلك الهدف؟ إن أسئلة
مثل هذين، قادتنا لإثبات أن هناك
جينا ثانيا يسمى الجين eag
يعبر عن نفسه في الخلايا العصبية
ويسهم في آلية التعلُّم أيضا.





 فهم التركيب الجيني للسلوك 0198-10 فهم التركيب الجيني للسلوك 0198-9

يقوم
ذكر الذباب بفرد جناحه (تتابع
تصويري في اليمين) قبل أن
يقوم بهزة لإنتاج الأغنية.
ويتزايد الفاصل الزمني بين
الضربة والأخرى في الأغنية
العادية (موضحة في تسجيل
صوتي في أعلى الرسم) ليصل
إلى نحو 27 ثانية ثم يتناقص
تدريجيا وبصورة مماثلة
لزيادته. ويمثل الرسم
البياني للفاصل الزمني
منحنٍيا محدبَ الرأس (المنحني
الموجود أعلى الصفحة). وقد
تم توضيح هذا الإيقاع
بوساطة تحكم جين يسمى
پيريود. ولقد كان واضحا أن
الذباب الذي يحمل جين
پيريود سليما يؤدي الأغنية
المعتادة، أما الجين الذي
به عيب بسيط فينتج إيقاعات
غير عادية (المنحنيان
الوسطيان). والذباب الذي
يحمل جينًا غير نشيط تماما
يفقد القدرة تماما على
توصيل أي نغم (في الأسفل).



جين
آخر في عملية التعلُّم

إن الناتج
البروتيني لهذا الجين هو جزء
أساسي من قنوات توسيع الأغشية
التي تنظم تدفق أيونات
البوتاسيوم من الخلايا العصبية.
ويساعد فتح هذه القنوات في
التحكم في الاستثارة وإطلاق
الناقلات العصبية التي تحمل
الرسائل من خلية إلى أخرى. (وقد
اشتق اسم الجين eag
على أساس الحقيقة المكتشفة في
الستينات، من أنه عندما يحمل
الذباب صورًا طافرة من الجين eag،
فإنه يصاب بالتخدير، وتصيب
أرجله رعشة: بعدها أطلق عليه
مكتشفوه ether-a-go-go.)

وعلى أساس
الحقائق التي تم جمعها من بحوثنا
وبحوث المشاركين معنا، ومنهم وانگ> و وو> (اللذان يعملان في جامعة
أيوا)، بدأت مع گريفيث في
الاعتقاد بأنه ربما يشارك
الإنزيم CaMKII في
عملية التعلم عن طريق تعديل
البروتين EAG في
قنوات البوتاسيوم. فعلى سبيل
المثال، أظهر كاندل> وزملاؤه (في جامعة
كولومبيا) في دراساتهم على
الرخويات البحرية من صنف
الأپليزيا Aplysia
أن نوعا واحدا من قناة
البوتاسيوم يتم تعديله بوساطة
إنزيم الكيناز أثناء صورة بسيطة
من صور التعلم. فضلا عن ذلك، فقد
اكتشفنا أن طفرات في البروتين EAG
أدت وبشكل جوهري إلى الغباء نفسه
في الذكور المغازلة مثلما حدث في
كبح نشاط الإنزيم CaMKII.
وتدل هذه الاكتشافات على أن هذين
البروتينين قد يعملان في نفس
شلال التفاعلات الجزيئية وأنه
ربما يعمل الإنزيم CaMKII
على البروتين EAG.

ومما أسعدنا، أن
گريفيث قد أكد أن الإنزيم من
الممكن أن يحوِّر بالفعل
البروتين EAG على
الأقل في أنبوب الاختبار. وبناء
على هذه الاكتشافات وعلى
التسجيلات الكهربائية من
اتصالات الخلايا العصبية في
الحيوانات الطافرة، يمكننا الآن
التخمين أن الذكور تتعلم التخلي
عن الإناث غير البكر وذلك من
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
مُشاطرة هذه المقالة على: reddit

فهم التركيب الجيني للسلوك :: تعاليق

لا يوجد حالياً أي تعليق
 

فهم التركيب الجيني للسلوك

الرجوع الى أعلى الصفحة 

صفحة 1 من اصل 1

 مواضيع مماثلة

-
» التنشيط الجيني للعضلات(*) تتأهب المعالجة الجينية الخاصة بتعويض العضلات، التي تُفقد مع الكِبر أو مع المرض، لدخول العيادة الطبية؛ بيد أن نخبة من الرياضيين تنظر إلى هذه المعالجة كطريقة لتعزيز أدائهم. أقريبا سيغير التنشيط الجيني للعضلات طبيعة الرياضة؟
» في معنى التركيب... والنموذج المفكر به
» ما مدى قربنا من علاج السرطان باستخدام تقنية كريسبر للتعديل الجيني؟
» العلاج الجيني
» آدم والأصل الجيني للإنسان

صلاحيات هذا المنتدى:تستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
** متابعات ثقافية متميزة ** Blogs al ssadh :: منبر البحوث المتخصصة والدراسات العلمية يشاهده 23456 زائر-
إرسال موضوع جديد   إرسال مساهمة في موضوعانتقل الى: