חוקרים מסבירים את המנגנון של רבייה מינית בתולעים שטוחות

איך הומצא ואיך עובד גפרור? (יולי 2019).

Anonim

מתכנני מים מתוקים, שנמצאו ברחבי העולם וידועים בכינויים "תולעים שטוחות", מפורסמים בזכות כושר ההתחדשות שלהם. באמצעות תהליך המכונה "ביקוע", יכולים התולעים להתרבות באופן בלתי-שגרתי על-ידי פשוט לקרוע את עצמן לשני חלקים - ראש וזנב - אשר לאחר מכן ממשיכים להרכיב שני תולעים חדשות בתוך כשבוע.

כאשר, היכן וכיצד תהליך זה מתפתח נשאר חידה במשך מאות שנים בשל הקושי ללמוד ביקוע. אבל עכשיו, צוות של מדענים מאוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו מספק הסבר ביומכני חדש בהליכים של האקדמיה הלאומית למדעים (PNAS).

פלנריונים קשה לשמצה ללמוד. הם לא אוהבים להיות צפו במהלך הביקוע, אשר מתרחשת בעיקר בחושך ונעצרת על כל הפרעה קלה. כי ביקוע לא קורה לעתים קרובות - בערך פעם בחודש עבור מינים מסוימים, רציף הקלטות וידאו נדרשים ללכוד Planarians במעשה ללמוד את הפרטים של התחדשות שלה.

כדי להבין היכן וכיצד מתרחש ביקוע במינים הפלנאריים דוגסה ג'פוניקה, החוקרים השתמשו בתערובת של הקלטות וידאו בזמן אמת, מדידות המתיחה רגישות, ניתוח סטטיסטי של מאות חטיבות ודוגמאות מתמטיות.

אווה-מריה קולינס, פרופסור חבר במחלקה לפיזיקה ובמחלקה לביולוגיה התאית והתפתחותית, ועמיתיה הצליחו לחזות היכן מתרחש ביקוע פלנטרי על סמך האנטומיה שלו, כמו גם להסביר כיצד התהליך מתרחש באמצעות מודל מכני פשוט יחסית.

"לפני העבודה שלנו, אף אחד לא ידע איפה ואיך מתפלגים פלנדים, "אמר קולינס. "למעשה, המחקר המעמיק האחרון של ביקוע הגיע למסקנה כי כאשר הביקוע מתרחשת הוא בלתי צפוי.התוצאות שלנו, מראה כי ניתן לחזות, ולכן לחלוטין לשנות את הדרך בה אנו חושבים על ביקוע."

בממצאים קודמים הראו קולינס ועמיתיה כי במקום שבו מחלק חלוקה פלנטרית קובע את גודלם היחסי של שני הצאצאים וכך את סיכויי ההישרדות וההעתקה העתידית שלהם. זה גם עשוי להיות המפתח בהבנה כיצד צורה זו של רבייה מינית יכולה לגרום לגיוון באוכלוסייה ללא רבייה מינית.

כפי שתואר במחקר PNAS, הצוות מצא כי ביקוע תמיד מתרחשת בשלושה שלבים: היווצרות מותניים, פעימה וקרע. היווצרות מותניים היא המפתח מכניקת ביקוע על ידי יצירת נקודת חולשה מקומית, חתך. לאחר מכן, הרחבת פולסים מתכווץ בסופו של דבר לגרום לקרע על המותניים. לאחר שקרעו, שני החלקים מחדש חסר מבנים דרך מאגר גדול של תאי גזע, שהם מרכזיים היכולת של המתכננים להתחדש. כיצד הופכים תאי הגזע בין שני הצאצאים לבלתי ידועים ומהווה את הקשר בין ממצאי המחקר החדש לבין המחקר המתמשך במעבדה של קולינס על התפתחותם של מינים מתרבים.

מייקל פאראדיי, שנחשב לאחד המדענים הגדולים בעולם בשל תרומותיו בפיסיקה ובכימיה, הוקסם על ידי ביקוע פלנטרי. הדרישות המורכבות של לימוד התולעים אולי מנעו מן הפיזיקאי המפורסם מהמאה ה -19 לפענח את התהליך במלואו.

קולינס אמרה כי היא רוצה להבין איך ביקוע פלנטרי עבד בפעם הראשונה היא ראתה תמונות של התהליך לפני שנים רבות.

"לפעמים אתה פשוט רואה משהו בטבע ורוצה להבין איך זה עובד", היא אומרת, משבחת את התרומות על ידי המחבר הראשון פול מאלינובסקי והמחבר השלישי קלסון קאי, שהיו סטודנטיות פיסיקליות באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו במהלך המחקר.

menu
menu