يكشف العلماء سر التواء أجنة الثعابين بشكل لولبي

كشف فريق بحثي دولي بقيادة علماء في كندا عن تفسير محتمل لواحد من أكثر المظاهر غير المعتادة في التطور الجنيني للثعابين: لماذا تلتف الأجنة في حلزونات محكمة قبل الفقس. ويبدو أن سلوك الالتفاف هذا يساعد الثعابين على استيعاب أجسادها الطويلة على نحو استثنائي، وهو ما يميزها عن سائر الفقاريات.

وتشير النتائج المنشورة في دورية Current Biology إلى أن هذا الحلزون يتشكل عندما يستطيل جسم الجنين بسرعة بينما يعمل معيه كحبل تقييد. ويؤدي هذا القيد الفيزيائي إلى انثناء الجسم النامي والتوائه إلى لولب يميني الاتجاه.

ويوضح المؤلف الرئيسي وقائد الفريق الدكتور تيتسوتو مياشيتا، عالم الأحياء التطورية في المتحف الكندي للطبيعة: "الأمر يشبه عندما تضبط طول حزام، فينثني الجانب الأطول من الحلقة ويلتوي".

لماذا تتشكل الأشكال الحلزونية في الطبيعة

يضيف هذا الاكتشاف أجنة الثعابين إلى قائمة طويلة من البنى الحلزونية التي تحدث طبيعيًا والتي لا يزال العلماء يسعون لفهمها.

تقول المؤلفة الرئيسية ألكسندرا ويبر، وهي الآن طالبة دراسات عليا في علم الحيوان بجامعة كولومبيا البريطانية: "هناك لمسة من الغموض تكتنف الأشكال الحلزونية، ونحن في بداية فهم كيفية نشوء هذه الأشكال لدى الحيوانات، مثل أمعائنا الملتفة، وقواقع الحلزون، والآن هذه الأجنة الجميلة الملتفة للثعابين".

ويضيف مياشيتا: "تثير هذه الألغاز فضولنا؛ ففي النهاية، ألهمت الأشكال الحلزونية في الطبيعة إبداعات بشرية تتراوح بين مكرونة الروتيني، وعمود صالون الحلاقة، وحتى التصورات الفنية لـ 'برج بابل' التوراتي".

وقد نشأ المشروع نفسه من ظرف غير معتاد؛ فخلال فترة الإغلاق بسبب جائحة كوفيد في عام 2020، كان مياشيتا يعمل من المنزل ويبحث عن سؤال بحثي يمكن لطلابه استقصاؤه دون الحاجة إلى دخول المختبرات أو مجموعات المتاحف.

"ثم لمعت الفكرة في ذهني. لقد ورثت عن مشرفي في مرحلة الدكتوراه هذا الشغف باللاتناظر في أشكال الحيوانات. لذلك، كلما رأيت صورًا لأجنة الثعابين في الأوراق البحثية، تساءلت عما إذا كان التفافها يمينيًا أم يساريًا".

وأصبح هذا التساؤل هو الأساس الذي قامت عليه الدراسة.

فحص أكثر من 900 جنين ثعبان

طلب مياشيتا من ويبر، التي كانت آنذاك في جامعة كارلتون، إلى جانب طالبين في المرحلة الجامعية الأولى بجامعة أوتوا، البحث في الأبحاث المنشورة وقواعد بيانات المتاحف عن صور للأجنة النامية للثعابين.

"لقد حصلنا على صور لأكثر من 900 جنين تنتمي إلى 39 نوعًا من الثعابين والحرشفيات الأخرى عديمة الأطراف، وتعد هذه عينة قوية إحصائيًا".

وسرعان ما ظهر نمط واضح؛ فخلال الأسابيع الأولى بعد وضع البيض، بدا أن الأجنة تلتف فقط بشكل يميني (dextrally)، أي نحو اليمين عند النظر إليها من الرأس إلى الذيل.

وتوضح ويبر: "في هذه المراحل، لا تمتلك الأجنة عضلات لتتحرك بها، لذا فإن قوى فيزيائية مختلفة هي التي تجعلها تلتف جهة اليمين. لكننا لم نكن نعرف ما الذي يدفعها إلى ذلك".

ونظرًا لأن الأجنة لم تكن قادرة بعد على تحريك أجسامها بنشاط لاتخاذ هذه الوضعية، فقد اشتبه الباحثون في أن سمة فيزيائية في تطورها الجنيني هي المسؤولة عن إحداث هذا الالتواء.

التصوير المقطعي المحوسب يكشف عن بنية معوية خفية

وجاء دليل حاسم من الدكتور راؤول دياز، وهو باحث متعاون من جامعة ولاية كاليفورنيا في لوس أنجلوس؛ حيث استخدم دياز التصوير المقطعي المحوسب (CT) لفحص أجنة الثعابين بتفاصيل تشريحية أكثر دقة.

وكشفت الفحوصات عن ترتيب غير متوقع داخل جسم الحيوان النامي.

يقول مياشيتا: "كشف التصوير المقطعي المحوسب الذي أجراه راؤول لجنين الثعبان عن بنية لم نرها من قبل — كانت عبارة عن عمود من المعي يمتد عبر حلزون الجسم الملتف. وهناك جزء من الأمعاء منفصل عن بقية الجسم، وتحيط به خيوط من الأوعية الدموية القادمة من المح".

وقد منحت هذه الملاحظة الفريق الآلية التي كانوا يبحثون عنها.

يجب أن تستطيل أجنة الثعابين بسرعة لتكوين أجسامها الطويلة بشكل غير معتاد، لكن القناة الهضمية لا تنمو بنفس المعدل. ويخلق عدم التطابق هذا في النمو قيدًا ميكانيكيًا يساعد في إجبار الجسم على الالتفاف حلزونيًا.

ويشرح مياشيتا قائلًا: "لذا ينفصل المعي البطيء النمو، ليصبح بمثابة حبل يربط الجسم المستطيل. فينثني الجسم ويلتوي متخذًا شكلًا لولبيًا. وتتجه قوة الالتفاف هذه بحيث تنمو الأجنة نحو الجانب المقابل للمح. وبما أن المح يقع دائمًا على الجانب الأيسر من الجنين، فإن الجنين سيبدأ دائمًا بالالتفاف نحو اليمين".

لماذا يتغير اتجاه الالتفاف لاحقًا

لا تظل الأجنة مقيدة بهذا الترتيب اليميني طوال فترة نموها؛ فمع نموها، يصغر حجم المح، وتكتسب الأجنة مساحة أكبر لتغيير وضعيتها. كما تنضج عضلاتها، مما يتيح لها البدء في الحركة بمفردها.

تقول ويبر: "يبقى بعضها ملتفًا جهة اليمين، بينما يعيد البعض الآخر الالتفاف جهة اليسار. ولهذا فإن نصف هذه الأجنة القريبة من الفقس تكون يمينية الالتفاف والنصف الآخر يساري الالتفاف".

وتشير النتائج إلى أن الاتجاه الأولي للالتفاف تفرضه الخصائص التشريحية النمائية والقوى الفيزيائية وليس الحركة العضلية الإرادية.

وبالنسبة لمياشيتا، يوضح هذا الاكتشاف أيضًا كيف يمكن لسؤال قائم على ملاحظة بسيطة أن يقود إلى رؤية بيولوجية أعمق.

ويقول: "لطالما فُتن العلماء بكيفية تطور شكل جسم الثعابين الغريب وسبب ذلك. وللإجابة عن هذا السؤال، مالوا إلى التعمق في أبحاث جينية معقدة، ودراسة جينات Hox، والمعززات، وما إلى ذلك. هذه اكتشافات بالغة الأهمية، لكننا هنا، ومن رحم إغلاق كوفيد، كشفنا سر الثعبان بنهج بسيط للغاية — مجرد تصفح ألبوم لصور أجنة الثعابين وتسجيل اتجاه التفافها، وإلقاء نظرة فاحصة على تشريحها".

نموذج جديد للأشكال الحلزونية في علم الأحياء

يعتقد الباحثون أن هذا النموذج العام نفسه قد يساعد العلماء في نهاية المطاف على دراسة البنى حلزونية الشكل الأخرى الموجودة في الكائنات الحية.

ويضيف: "نحن نفتح الآن الباب أمام إمكانية تطوير هذا النموذج بشكل أكبر لتفسير أشكال حلزونية أخرى في الطبيعة".

وتوافقها ويبر الرأي: "بدأ كل هذا بدافع الفضول لمعرفة ما إذا كانت الثعابين تملك 'اتجاهًا مفضلًا' في التفافها. وكان من المثير تتبع هذا الخيط للوصول إلى رؤى عميقة حول تطورها".

يتألف فريق الدراسة من علماء وطلاب وأساتذة من المتحف الكندي للطبيعة، وجامعة كولومبيا البريطانية، وجامعة كارلتون، وجامعة أوتوا، وجامعة ولاية كاليفورنيا في لوس أنجلوس، وجامعة هلسنكي.

• مواضيع ذات صلة: النباتات والحيوانات | أنواع جديدة

• النقل النووي للخلايا الجسدية

المواد مقدمة من Canadian Museum of Nature. ملاحظة: قد يتم تحرير المحتوى من حيث الأسلوب والطول.

• Alexandra Weber, Gillian Watson, Alexis Arvanitis-Vigneault, Kaitlyn Mesa, Charnesha E. Williams, Nicolas Di-Poï, Raul E. Diaz, Tetsuto Miyashita. How snake embryos coil . Current Biology , 2026; DOI: 10.1016/j.cub.2026.07.078

قد يترك عمر والدتك بصمة بيولوجية تدوم لأجيال

اضطراب هرموني خفي قد يكون وراء ملايين حالات ارتفاع ضغط الدم

الحمض النووي يحل لغزًا عمره 166 عامًا من حملة فرانكلين المنكوبة

عدد مرات ممارسة الرياضة قد يكون أهم للصحة النفسية من شدة التمارين

• 1,200 دليل جيني على سمات الشخصية

• ربط عقار أوزمبيك بفوائد للصحة النفسية

• اكتشاف ديناصور عملاق جديد في البرازيل

• جاذبية آينشتاين تجتاز اختبارًا كموميًا

• "الفهد" الأمريكي لم يكن فهدًا

• الستاتينات قد تقلل من خطر الإصابة بالخرف

• قرد نادر يلد بعد خضوعه لعملية جراحية

• الحب قد يتبع قواعد رياضية خفية

• الجندي الذي دفن ذراعه بنفسه

• ميكروبيوم أمعائك قد يكون معديًا

ابق على اطلاع مع النشرة البريدية المجانية من ScienceDaily، والتي تُحدّث يوميًا وأسبوعيًا. أو تصفح خلاصات الأخبار عبر قارئ RSS لديك:

تابع آخر الأخبار من ScienceDaily عبر شبكات التواصل الاجتماعي:

أخبرنا برأيك في ScienceDaily — نرحب بالتعليقات الإيجابية والسلبية على حد سواء. هل تواجه أي مشكلات في استخدام الموقع؟ هل لديك أسئلة؟