الكشف عن لغز تحول الضفدع الزجاجي إلى حالة شفافة أثناء استراحته

عالم الحيوان

الضفدع الزجاجي يتحول إلى شفاف بعد اخفاء خلايا الدم الحمراء في الكبد

23 كانون الأول 2022 13:16

كشف العلماء أخيرا عن اللغز المحير الكامن وراء قدرة الضفدع الزجاجي على التحول لحالة شفافة تماما أثناء استراحته، وذلك وفقا لدراسة جديدة تم نشر نتائجها في مجلة Science العلمية.

الضفدع الزجاجي الشفاف

حيث أظهر فريق من علماء الأحياء ومهندسي الطب الحيوي أن الضفادع الزجاجية تقوم بهذه المعجزة الطبيعية عن طريق تحويل مسار خلايا الدم الحمراء من الدورة الدموية إلى الكبد وإخفاءها فيه.

سر تحول الضفدع الزجاجي إلى حالة شفافة

يقول الدكتور كارلوس تابوادا ، المؤلف الأول لهذه الدراسة: "عندما تستريح الضفادع الزجاجية ، تصبح عضلاتها وجلدها ذو لون شفاف تماما ، الأمر الذي يجعل عظامها وعينها وأعضائها الداخلية مرئيا. ومن المتعارف عليه أن هذه الضفادع تنام في أحضان الأوراق الكبيرة، وقدرتها الشفافة هذه تجعلها تستطيع التخفي في هذا الغطاء النباتي بشكل متماثل تماما للونها".

الضفادع الزجاجية

تجدر الإشارة إلى أن الضفادع الزجاجية هي الحيوانات الفقاريات البرية الوحيدة التي يمكنها الوصول إلى درجة الشفافية التامة، وهو ما شجع الباحثين إلى دراستها لمعرفة السبب الحقيقي وراء هذه القدرة العجيبة، الأمر الذي تبين إلى كونه يرجع لقدرتها على التحكم بحركة خلايا الدم الحمراء في الجسم واخفائها في الكبد.

شفافية الضفدع الزجاجي وخلايا الدم الحمراء

خلال الدراسة، لاحظ الباحثين أن خلايا الدم الحمراء تبدو وكأنها تختفي من الدورة الدموية كلما أصبحت الضفادع شفافة، وقد أجروا اختبارات تصوير إضافية على هذه الضفادع وأثبتوا من خلالها أن الضفادع كانت قادرة على تحقيق الشفافية لأنها كانت تدفع خلايا الدم الحمراء خارج أوعيتها تجاه الكبد، وقد اشتبه الدكتور تابوادا في أن الخلايا كانت مخزنة في أحد الأعضاء الداخلية للضفدع والتي تكون مغلفة بغشاء عاكس.

كما وأوضحت جيسي ديليا ، المؤلفة المشارك في الدراسة: "إذا كانت هذه الضفادع مستيقظة أو متوترة أو تحت تأثير التخدير ، فإن نظام الدورة الدموية لديها يصبح مليئا بخلايا الدم الحمراء ما يجعلها ذات لون فاقع مما يفسد شفافيتها. مما يعني أن الطريقة المثلى لدراسة هذه القدرة كانت بينما تكون الضفادع نائمة بشكل طبيعي ، وهو أمر يصعب تحقيقه في مختبر للأبحاث". 

الفحص المجهري الضوئي (PAM)

لكن تابوادا تعلم عن تقنية تصوير تسمى الفحص المجهري الضوئي (PAM) ، وذلك عندما كان يدرس مادة البيليفيردين التي تعطي أنواعا معينة من الضفادع لونها الأخضر المميز، حيث تقوم تقنية PAM بإطلاق شعاع ليزر آمن من الضوء تجاه الأنسجة ، والذي يتم امتصاصه بواسطة الجزيئات وتحويله إلى موجات فوق صوتية، والتي يتم استخدامها لإنشاء صور طبية حيوية مفصلة لتلك الجزيئات.

أهمية الفحص المجهري الضوئي (PAM)

يقول الدكتور جونغي ياو، الأستاذ المساعد في قسم الهندسة الطبية الحيوية في جامعة ديوك والمتخصص في إجراء الفحوصات باستخدام تقنية PAM: "خلايا الدم الحمراء نفسها توفر التباين المطلوب للصور ، وذلك لأن أنواعا مختلفة من الخلايا تمتص وتعكس أطوال موجية مختلفة من الضوء. لذلك، أعتقد أنه يمكننا تحسين أنظمة التصوير لدينا للبحث على وجه التحديد عن خلايا الدم الحمراء وتتبع كمية الأكسجين التي تدور في أجسام هذه الضفادع".

آلية تتبع حركة الخلايا الحمراء في الضفدع الزجاجي

في مجموعة التصوير الخاصة بهم ، نامت الضفادع رأسا على عقب في طبق بتري المخبري، على غرار الطريقة التي ينامون بها على أوراق الشجر في موائلهم الطبيعية ، ثم قام الفريق بتسليط الليزر الأخضر على الحيوان، ليكتشفوا أن خلايا الدم الحمراء في جسم الضفدع تمتص الضوء الأخضر وتنبعث منها موجات فوق صوتية ، والتي كان يلتقطها جهاز استشعار صوتي لتتبع مكان وجودها بدقة مكانية كبيرة وحساسية عالية.

تخزين الخلايا الحمراء في الكبد

بفضل هذه التقنية، قال الباحثين أن النتائج واضحة بشكل مذهل، حيث لاحظوا أنه عندما كانت الضفادع نائمة ، كانت تخفي ما يقرب من 90٪ من خلايا الدم الحمراء المنتشرة في جسمها وتقوم بتخزينها وإخفاءها في الكبد.

التمثيل الغذائي والتنقل للصفدع الزجاجي

تقول الدكتورة جيسي:" إن النتيجة الأولية التي توصلنا لها هي أنه كلما أرادت الضفادع الزجاجية أن تكون شفافة ، وهو ما يحدث عادة عندما تكون في حالة راحة أو عرضة للافتراس ، فإنها تقوم بإعادة توجيه جميع خلايا الدم الحمراء تقريبا من دمها وإخفائها في كبد. كما أنه كلما احتاجت الضفادع إلى أن تصبح نشطة مرة أخرى، فإنها تعيد خلايا الدم الحمراء تلك إلى مجرى الدم من جديد، ما يمنحها القدرة على كل من التمثيل الغذائي الطبيعي والتنقل".

The Hindu