ربما تكون الهيدرا الأسطورية قادرة على إعادة نمو أحد رؤوسها العديدة في كل مرة يتم قطع رأسها، ولكن هناك مخلوقات حقيقية قادرة على تجديد أجزاء الجسم التي عضتها الحيوانات المفترسة الجائعة. قنديل البحر هو واحد منهم.
من السمندل إلى نجم البحر إلى الهيدرا الحقيقية (هيدروزوان صغير سُمي على اسم الوحش الأسطوري المرعب)، تبدأ جميع الحيوانات القادرة على التجدد عملية الإصلاح عن طريق إنتاج المأرمة. يمكن لهذه الخلايا التكاثرية، التي تشبه الخلايا الجذعية، تجديد أجزاء الجسم عن طريق الانقسام بشكل متكرر. في حين أن الخلايا غير متمايزة في البداية، فإنها تؤدي في النهاية إلى ظهور أنواع معينة 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 فريق من جامعة طوكيو وجامعة توهوكو في اليابان وضع أساس للتجديد غير الثنائي من خلال اكتشاف كيف تساعد المأرمة في إعادة نمو مخالب قناديل البحر. هل يمكن أن تكون عملية تكوين المأرمة لديهم مختلفة عن تلك الموجودة في الثنائيات؟
وقال الباحثون: “على وجه الخصوص، يعتمد الفهم الحالي لتكوين المأرمة في الغالب على النماذج الثنائية، وبالتالي فإن آليات تكوين المأرمة خارج المأرمة غير مفهومة بشكل جيد”. يذاكر تم نشره مؤخرًا في PLOS Biology.
تظل عملية تجديد قناديل البحر لغزا. أخيرًا حصل الفريق الياباني على رؤية جديدة لهذه العملية في قناديل البحر كلادونيما باسيفيكوم. تظهر الخلايا المتكاثرة التي تشكل المأرمة فقط في موقع الإصابة، 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 مجموعة من اللافقاريات ذات الأجسام الرخوة. اللاسعات وتشمل هذه الشعاب المرجانية، والهيدرا، وشقائق النعمان، وجميعها لها مخالب لاذعة. متماثل ثنائي الجانب (أي متماثل في الجانب الأيمن والأيسر)، مثل السمندل (والبشر)، يمتلك اللاسعات تناظرًا شعاعيًا للجسم، حيث تمتد أجزاء الجسم إلى الخارج من الوسط ومتناظرة في كل مكان. ليس لديهم يمين ويسار أو أمام وخلف.
نظرًا لأن قناديل البحر تعتمد على مجساتها للقبض على الفريسة وشل حركتها، فإنها تحتاج إلى مجسات مفقودة لتنمو بأسرع ما يمكن. عندما خيمة من كلادونيما يُقطع الجرح من القاعدة، أو البصلة، ويُترك في مكانه، ويُشفى تمامًا خلال 24 ساعة. تتشكل الأرومة مباشرة بعد الشفاء؛ ثم بدأت خيمة جديدة في النمو.
كلما زاد نموها، زاد عدد الخلايا الخيطية أو الخلايا اللاذعة. يشير هذا إلى فوجيتا وفريقه أن عملية التجدد تحدث بغض النظر عما إذا كان قنديل البحر قد أكل مؤخرًا أم لا، حيث يعطي جسمه تلقائيًا الأولوية لإعادة نمو مجساته لالتقاط الطعام.
يستمرون في النمو
مع تطور المأرمة، يحدث معظم تكاثر الخلايا باتجاه الطرف المتجدد للمجس الجديد. تم اكتشاف ثلاثة أنواع مختلفة من الخلايا لاحقًا في المأرمة. هذه هي الخلايا الظهارية التي تشكل الطبقات الداخلية للمجس. الخلايا i التي تساعد قنديل البحر على استشعار الطعام والتعامل معه؛ ولاذع الخلايا الخيطية. أظهرت الخلايا غير المتمايزة ميلًا إلى أن تصبح خلايا ظهارية، لأنها الخلايا الأكثر شيوعًا في المجسات كاملة النمو.
معظم الخلايا التي تشكل المأرمة ليست خلايا جذعية تهاجر من البصلة إلى الطرف. ولكن هناك ما هو أكثر من ذلك بالنسبة للخلايا الجذعية اللبية. يعتقد الفريق أن الخلايا تساعد المجسات المتكونة حديثًا على النمو من القاعدة، مما يضيف بعض الطول عندما تقوم الخلايا المتكاثرة بتمديدها من الطرف. يمكن أن تؤدي إزالة الخلايا الجذعية الأساسية إلى تأخير تكوين المأرمة لمدة أسبوع أو أسبوعين.
بشكل عام، تبين أن تكوين المأرمة في قنديل البحر يشبه ذلك الذي شوهد في البيلاتيريات المتجددة. ومع ذلك، كيف وأين تنشأ الخلايا التكاثرية لا يزال غير واضح. يفترض الباحثون أن هذه الخلايا مشتقة من خلايا متمايزة بالفعل تشكل المأرمة. تم العثور على أمثلة للخلايا المتمايزة التي تشكل المأرمة في نجم البحر والصراصير.
هل يمكن للبشر أن يكونوا قادرين على التجدد؟ يمكن أن يحدث. بعض التجارب على الحيوانات التي لا تتجدد عادة نجحت في تحفيز الأنسجة على إعادة النمو. ومع فهم الآليات الكامنة وراء هذه الظاهرة بشكل أفضل، قد يتم تطوير علاجات بشرية باستخدام العمليات التجديدية يومًا ما، لكنها تظل في الوقت الحالي في عالم الخيال العلمي.
علم الأحياء بلوس، 2023. DOI: 10.1371/journal.pbio.3002435
