تتحرك الطبيعة غالبًا بطرق متعرجة وغير متوقعة. تتباين الأنواع، وتتحول البيئات، وعلى مدى ملايين السنين، تجرب الحياة أشكالًا واستراتيجيات لا حصر لها. ومع ذلك، أحيانًا ما تعود التطورات إلى إجابة مألوفة، كما لو كانت تصل إلى نفس الفكرة من خلال رحلات مختلفة تمامًا.
يكشف اكتشاف علمي حديث عن لحظة من التقارب. فقد طورت الدبابير والضفادع - وهما مخلوقان مفصولان بمسافة تطورية شاسعة - سمومًا تسبب الألم تكاد تكون متطابقة، على الرغم من عدم وجود مسار سلفي مباشر لإنتاجها.
للوهلة الأولى، تعيش الحيواناتان في عوالم مختلفة تمامًا. تراقب الدبابير الهواء، مسلحة بأشواك توصل تحذيرات كيميائية حادة إلى المفترسين والمتطفلين. بينما تعيش الضفادع بهدوء بين الأراضي الرطبة والغابات، حيث يعتمد العديد منها على التمويه الدقيق بدلاً من العدوانية. ومع ذلك، تحت هذه الاختلافات يكمن تشابه كيميائي مدهش.
حدد الباحثون الذين يدرسون الحشرات السامة مجموعة من الببتيدات - سلاسل صغيرة من الأحماض الأمينية - في سم الدبابير التي تسبب ألمًا شديدًا عند حقنها من خلال اللدغة. تعطل هذه المركبات إشارات الأعصاب وتثير ردود فعل قوية في أجسام الحيوانات التي تصادفها.
في خط بحث منفصل، اكتشف العلماء الذين يدرسون إفرازات جلد بعض الضفادع فئة مشابهة بشكل لافت من الببتيدات. بالطبع، لا تلدغ الضفادع، لكن جلدها يحتوي على دفاعات كيميائية مصممة لردع المفترسين. عند لمسها أو تناولها، يمكن أن تهيج هذه السموم الأعصاب وتنتج إحساسات مؤلمة، مما يشجع المهاجمين على التراجع.
ما أدهش الباحثين لم يكن مجرد أن كلا الحيوانين ينتجان مواد كيميائية تسبب الألم. بل كان أن الهياكل الجزيئية لهذه السموم كانت متطابقة تقريبًا - على الرغم من أن الأنواع نفسها مفصولة بمئات الملايين من سنوات التطور.
يكمن التفسير في ظاهرة تعرف بالتطور المتقارب. في الطبيعة، تواجه الكائنات الحية أحيانًا تحديات بقاء مشابهة. يجب ردع المفترسين، وتثبيط المنافسين، وطرد التهديدات. تحت هذه الضغوط، تجد التطورات أحيانًا نفس الحلول الكيميائية أكثر من مرة.
في هذه الحالة، يبدو أن الحل المشترك هو ببتيد قادر على تنشيط مستقبلات الألم بكفاءة ملحوظة. بالنسبة للدبابة، فإن توصيل هذا المركب من خلال لدغة يمكن أن يردع على الفور مفترسًا أو منافسًا. بالنسبة للضفدع، قد يقنع تغطيته جلده بالسم المفترس الفضولي بأن الوجبة ليست جديرة بالانزعاج.
يكشف الاكتشاف أيضًا عن شيء أعمق حول إبداع التطور. بدلاً من أن يكون محصورًا في مسار واحد، غالبًا ما يشبه الابتكار البيولوجي مشهدًا من الاحتمالات. عندما تثبت بعض الحلول فعاليتها بشكل خاص، قد تصل أنواع مختلفة إليها بشكل مستقل - مثل المسافرين الذين يصلون إلى نفس الوجهة عبر طرق منفصلة تمامًا.
بالنسبة للعلماء، تمتد الآثار إلى ما هو أبعد من نظرية التطور. يمكن أن تقدم الببتيدات المسببة للألم أدلة قيمة للبحث الطبي. من خلال فهم كيفية تفاعل هذه المركبات مع خلايا الأعصاب ومستقبلات الألم، قد يكشف الباحثون عن طرق جديدة لتصميم أدوية إما تمنع أو تحاكي تلك التأثيرات. ومن المفارقات، أن المواد التي تطورت لتسبب الألم قد تساعد العلماء يومًا ما في تعلم كيفية تخفيفه.
كما يضيف هذا الاكتشاف فصلًا آخر إلى القصة الطويلة للدفاعات الكيميائية في الطبيعة. لقد طورت النباتات والحشرات والبرمائيات والعديد من الكائنات الأخرى ترسانات كيميائية معقدة للبقاء في بيئات تنافسية. يمثل كل سم محادثة تطورية بين المفترس والفريسة، والفعل والاستجابة.
عند النظر من بعيد، يصبح التشابه بين الدبابير والضفادع أقل دهشة وأكثر شاعرية. التطور ليس مجرد سجل للتباين ولكنه أيضًا قصة من الصدى - أفكار تم rediscovered في زوايا مختلفة من الحياة.
يقول الباحثون وراء الدراسة إن عملهم يسلط الضوء على كيفية تشكيل الضغوط التطورية الشائعة للكائنات الحية بطرق غير متوقعة. حتى الأنواع التي تبدو غير مرتبطة قد تشارك بهدوء حلولًا لنفس تحديات البقاء.
وهكذا، في مكان ما بين طنين أجنحة الدبابة والهدوء الساكن لضفدع بجانب بركة، كتبت الطبيعة نفس الجملة الكيميائية مرتين.
إخلاء مسؤولية صورة الذكاء الاصطناعي تم إنتاج الرسوم التوضيحية باستخدام الذكاء الاصطناعي وتعمل كتصويرات مفاهيمية.
تحقق من المصدر توجد تغطية موثوقة لهذا الموضوع. تشمل المصادر الرئيسية:
Science News New Scientist Nature Phys.org Smithsonian Magazine