بازسازی کامپیوتری ساختار سیستم بویایی انسان های نخستین

انسان امروزی در مسیر طولانی تکامل خود ، تغییرات فراوانی را تجربه کرده و در این مسیر ، بسیاری از اعضا و سیستم های بدن انسان به صورت اساسی دچار تحول شده است . مطالعه این روند تکاملی می تواند به دانشمندان برای بررسی دقیق تر شرایط فعلی بدن انسان و مبارزه با بیماری های مختلف یاری رسان باشد . در این میان تکامل سیستم تنفسی و ساختار بویایی انسان امروزی و چگونگی عملکرد این عضو حساس در انسان های نخستین  یکی از بخش هایی است که به تازگی توسط گروهی از پژوهشگران مورد بررسی قرار گرفته است.

اجداد انسان با صورت صاف،  بینی خارجی بیرون زده و بزرگ، و حفره کوتاه بینی و حفره حلق طولانی تری تکامل پیدا کرده بودند تا هوا را برای استنشاق ریه ها تلطیف کنند. بنابراین، حفره بالایی بینی انسان ممکن است برای جبران دیگر تغییرات صورت انسان تکامل یافته باشد.

دانشمندان بر پایه مطالعات پیشین باور داشتند که تغییرات آب و هوایی منجر به تغییرات تکاملی و انطباقی در حفره بینی انسان شده است. برای سال های متمادی این موضوع در حد یک فرضیه باقی مانده بود تا این که  تاکشی نیشیمورا و همکارانش از دانشگاه کیوتو برای آزمایش این نظریه، با استفاده از محاسبات دینامیک سیالات (CFD) و مدل های 3 بعدی از بینی انسان، شامپانزه ها و بوزینه ها ، اقدام به  ارزیابی میزان و چگونگی کار مجرای بینی آن ها که هوا را به درجه حرارت و رطوبت مناسب برای استفاده توسط ریه ها می رساند، کردند.

این تحقیقات نشان داد که پستانداران غیر انسانی به طریقه بهتری قادر به مطبوع کردن وضعیت هوا هستند . پژوهشگران همچنین با بررسی های انجام شده دریافتند که هوا به صورت افقی در مجاری بینی این جانوران جریان دارد، در حالی که در انسان، جریان هوای تنفسی رو به بالا و به صورت منحنی است.

در ادامه ، دانشمندان این تیم پژوهشی برای بررسی دقیق تر این موضوع با کمک سیستم های کامپیوتری اقدام به ایجاد  تغییرات مجازی در بینی انسان کرده و آن را به گونه ای طراحی کردند که  که جریان هوا در آن افقی و مشابه سایر پستانداران باشد، نتیجه به دست آمده از این آزمایش بسیار شگفت انگیز بود و پزوهشگران دریافتند حتی در صورت افقی شدن جریان هوا در سیستم تنفسی انسان ،  عملکرد سیستم تنفسی بهبود پیدا نمی کند.

 دانشمندان همچنین  دریافتند که اجداد انسان با صورت صاف،  بینی خارجی بیرون زده و بزرگ، و حفره کوتاه بینی و حفره حلق طولانی تری تکامل پیدا کرده بودند تا هوا را برای استنشاق ریه ها تلطیف کنند. بنابراین، حفره بالایی بینی انسان ممکن است برای جبران دیگر تغییرات صورت انسان تکامل یافته باشد.

شرح کامل این مطالعات و نتایج به دست آمده از آن در آخرین شماره مجله PLOS Computational Biology منتشر شده و در دسترس پژوهشگران قرار دارد.

ترجمه: احسان محمدحسینی

No tags for this post.