اكتسبت الفقاريات المبكرة منذ أكثر من 500 مليون عام، الحمض النووي البكتيري الذي جعل تطور العيون ممكناً.
جين من البكتيريا حفز استجابة شبكية العين
إن العين معقدة للغاية، وقد جعلت تشارلز داروين في حيرة من أمره حول شرح كيفية نشوئها، أما الآن، فقد اتضح أن تطور العين عند الفقاريات، حصل على مساعدة غير متوقعة من البكتيريا التي ساهمت في جين رئيسي مشارك في استجابة شبكية العين للضوء.
هذا البحث الذي نُشر اليوم في مجلة الأكاديمية الوطنية للعلوم، سلط الضوء على الأهمية التطورية للجينات المستعارة من الأنواع الأخرى، ويقول لينغ زو، عالم أحياء الشبكية في جامعة سيدني والذي لم يشارك في البحث " إنه أمر لا يصدق".
دمج الجينات الميكروبية
من المعروف أن البكتيريا تقوم بسهولة بتبادل الجينات الموجودة في الفيروسات أو قطع الحمض النووي المتحركة التي تسمى النيقولات أو الجينات القافزة أو حتى الحمض النووي العائم، لكن الفقاريات أيضاً يمكنها أن تدمج الجينات الميكروبية.
تطور الجينات البشرية
وعندما تم تحديد تسلسل الجينوم البشري لأول مرة في عام 2001، اعتقد العلماء أن يحتوي على حوالي 200 جين مشتق من البكتيريا على الرغم من الأصول الميكروبية للعديد من الجينات لم تكن صحيحة.
وعلى أمل تحسين تلك الجهود السابقة، استخدم ماثيو دوجيرتي، عالم الكيمياء الحيوية في جامعة كاليفورنيا سان دييغو، وزملاؤه برامج كمبيوتر متطورة لتتبع تطور مئات الجينات البشرية من خلال البحث عن تسلسلات مماثلة في مئات الأنواع الأخرى.
وكانت الجينات التي يبدو أنها ظهرت أولاً في الفقاريات وليس لها أسلاف في الحيوانات السابقة مرشحة جيدة للقفز من البكتيريا، خاصةً إذا كان لها نظائر في الميكروبات الحديثة، ويقول دوجيرتي أنه من بين العشرات من الجينات التي يُحتمل أن تكون غريبة، أحدها "أذهلني تماماً".
جين IRBP ساعد على تطوير حاسة البصر
كان الجين المسمى IRBP"" بروتين يربط بين المستقبلات الضوئية، معروفاً بالفعل لأهميته للرؤية، والبروتين الذي يشفره يتواجد في الفراغ بين الشبكية وظهارة الشبكية الصباغية، وهي طبقة رقيقة من الخلايا تغطي الشبكية، وفي عين الفقاريات.
عندما يصطدم الضوء بمستقبلات ضوئية حساسة للضوء في شبكية العين، تصبح مجمعات فيتامين A ملتوية، مما يؤدي إلى إطلاق نبضة كهربائية تنشط العصب البصري، ثم ينقل IRBP هذه الجزيئات إلى الظهارة حتى تكون غير متشابكة، وأخيراً، ينقل الجزيئات المستعادة إلى المستقبل الضوئي.
ويؤكد زو أن "IRBP" ضروري للرؤية عند جميع الفقاريات، وأن الفقاريات حصلت عليه من الميكروبات قبل أن تتمكن من الرؤية.