تنفس بدون وجود ریه
به گزارش سیناپرس، دانشمندان کشف کرده اند که برخی از حیوانات بدون ریه ابتدا شروع به رشد این اندام های تنفسی کرده و سپس روند رشد آنها تغییر می کند. این حیوانات، سمندرهای پلتودونتید نام دارند که حداقل ۲۵ میلیون سال است که با تنفس از طریق پوست و بافت های لزج دهان خود، از داشتن ریه خلاص شده اند.
برای انجام این کار، این سمندرها باید خود را با مخاط ریه خود در قسمت بیرونی بدن بپوشانند، زیرا تنها در صورتی می توانند اکسیژن را از طریق پوست خود جذب کنند که مرطوب بماند.
پلتودونتیدهای بدون ریه بزرگترین گروه سمندرها با تقریباً ۴۷۸ گونه هستند که عمدتاً در قاره آمریکا و تعداد کمی در اروپا و کره جنوبی یافت می شوند. به گفته دانشمندان اطلاعات کمی در مورد این که این دوزیستان چگونه ریه های خود را جا به جا می کنند، وجود دارد، بنابراین زکری لوئیس (Zachary Lewis) زیست شناس تکاملی دانشگاه هاروارد و همکارانش نگاه دقیق تری به این جانداران دوستدار آب سرد انداختند.
محققان می گویند: ما تایید می کنیم که یک ریه اولیه در جنین های چندین گونه شکل گرفته و ویژگی های ظاهری آن شباهت زیادی به سمندرهای ریه دار دارد. این ریه های جنینی حدود سه هفته در یک گونه به نام P. cinereus رشد کرده و منشعب می شوند. جالب اینجاست که خیلی قبل از بیرون آمدن بچه سمندرها، سلول های اولیه ریه برنامه ریزی شده اند تا تحت آپوپتوز یا نوعی مرگ سلولی قرار گیرند.
به گزارش سیناپرس، محققان مشکوک هستند که رشد ریه متوقف می شود،زیرا سلول ها سیگنال های تنظیمی مورد نیاز برای تکثیر را که در سایر مهره داران از بافت های اطراف ریه های در حال رشد به نام مزانشیم می آیند، دریافت نمی کنند .
لوئیس می گوید: ما مزانشیم یک سمندر با ریه را در یک جنین سمندر بدون ریه قرار دادیم و به آن اجازه رشد دادیم. این امر منجر به تشکیل ساختارهایی شبیه ریه شد و شواهدی ارائه کرد که سمندرهای بدون ریه قادر به ادامه رشد ریه هستند.
در حالی که این حیوانات پوشیده از مخاط در بزرگسالی هیچ اثری از ریه در خود ندارند، سمندرها هنوز ژن ها و بسیاری از فرآیندهای رشدی مورد نیاز برای رشد آنها را دارند.
محققان با توضیح اینکه برخی از ژن های دخیل در شکل گیری اولیه ریه برای ساخت اندام های دیگر نیز استفاده می شوند، می گویند: برای مثال، ریشه ریه ممکن است نقش مهمی در رشد اندام های مجاور مانند قلب داشته باشد.به گزارش سیناپرس، این ارتباطات نشان می دهد که چگونه مطالعه بقایای اعضای بدن می تواند به ما کمک کند مکانیسم های چرخشی فرآیندهای تکاملی را درک کرده و بینشی در مورد عملکرد اندام هایمان ارائه کنیم.
به گزارش سیناپرس، لوئیس در انتها می گوید: به وضوح سمندرهای بدون ریه بدون ریه خوب عمل می کنند، زیرا حدود دو سوم از تمام گونه های سمندر را تشکیل می دهند. شاید از دست دادن ریه ها به جای اینکه مانع این موفقیت تکاملی قابل توجه شود، این موفقیت چشمگیر را فعال کرده باشد.
شرح کامل این پژوهش و یافته های آن در آخرین شماره مجله تخصصی Science Advances منتشر شده است.
مترجم: مهدی فلاحی پناه
