الرائحة المميزة بعد المطر وأسباب حدوثها.

ترجمة: عهود بنت عائض الجعيد.

 

تعود الرائحة الشائعة والتي تنشأ بعد هطول الأمطار إلى ثلاث مصادر أساسية.

الرائحة النظيفة،وخاصة تلك الرائحة الحادة والقوية، والتي تنشأ بعد عاصفة رعدية قوية وتشبه إلى حد كبير رائحة الكلور والتي يعود سبب مصدرها إلى الأوزون (يعرف الأوزون علمياً بثلاثي الأكسجين أي الذي يتشكل من ثلاث ذرات من الأكسجين).

ozon_ozon[1]

يتمكن بعض الناس بأن يشعروا برائحة الأوزون حتى قبل حلول العاصفة.

قبل حلول العاصفة الرعدية، يقوم الرعد بنزع جزيئات النتروجين والأكسجين في البيئة المحيطة إلى أجزاء.

هذا يؤدي إلى اقصى نتيجة ممكنة لتكوين كمية صغيرة من الأوزون.

تقوم الرياح حينئذ بحملها لتعود الجزيئات إلى حالتها المستقرة. أيضاً في طبقة الغلاف الجوي،الضوء الفوق بنفسجي يعرف بأنه له القدرة على انقسام جزئ الأكسجين وبالتالي ذرة الأكسجين الحرة تتحد أحياناً مع جزئ آخر من الأكسجين لتكون لنا الأوزون.

نحن لا نبالغ عندما وصفنا رائحة الأوزون بالرائحة اللاذعة أو الحادة(بالرغم من انه احياناً يأخذ صفةالرائحة الممتعة والنظيفة) وذلك لأن معدل متوسط قدرة أنف الإنسان حتى يلتقط رائحة الأوزون تصل إلى تركيز يقدر بأقل من10PPB(10أجزاء لكل بليون)

 

الأوزون النقي يكون خطراً على نحوبارز عند التراكيز العالية منه لأنه قد يسبب هدم لخلايا الرئة.

لحسن الحظ تركيز الأوزون قبل أوبعد حلول العاصفة الرعدية يكوناحتمالية تشكيله لأي خطر أو ضررعلى الإنسان مستبعد.

 

ننتقل إلى السبب الآخر للرائحةالجذابة بعد هطول الأمطار، وهي رائحة التراب أو الأرض.والتي تكون قوية بعد موجة جفاف أوبالأخص بعد هطول أمطار غزيرة.

هذه الرائحة تكون نتيجة للبكتريا الشائع وجودها في التربة.

بعض الميكروبات وخاصةً (STREPTOMYCES) (1) تنتج أبواغ خلال فترة الجفاف. كلما طالت التربة بدون مطر كان وجود هذه الأبواغ بشكل أكثر.

fmicb-06-01398-g002

فعلياً الرائحة ليست بسبب الأبواغ نفسها إنما سببها هو إفراز مواد كيميائية أثناء تحضير هذهالأبواغ تعرف هذه المركبات بـ (GEOSMIN) (2)

كما الرائحة القوية للأوزون (والتي لا تمتلك (geosmin))، حساسية أنف الإنسان لهذه المواد الكيميائية يمكن تحديدها

عند تركيز يصل إلى 5PPT (5أجزاء لكل تريليون)

stock-vector-geosmin-earthy-flavor-molecule-responsible-for-the-typical-taste-of-beetroot-skeletal-formula-735508621

خاصة أن هذه الرائحةً تكون قوية جداً وتكون أكثر وجوداً في المساحات المشجرة.

لماذا رائحةالأوزون تكون عادة ملاحظة بشكل بارز في المدن؟ حيث يوجد أقل فرصة لمركبات (GEOSMIN)

لكيتقيم مخيمات داخل أنفك!!

 

السبب الثالث والأخير للرائحة بعد هطول الأمطار ترجع إلى حد كبير إلى الزيوت المفرزة بواسطةالنباتات المختلفة. تجمع هذه الزيوت في البيئة و عندما تمطر تطلق الزيوت بعض المركبات الكيميائية وتطلقها إلى طبقة الغلاف الجوي(بالإضافة إلى جانب مركب GEOSMIN)مسببةًبذلك الرائحة المألوفة.

 

كل المركبات الموجودة في هذه الزيوت والتي تساهم في الرائحة المميزة بعد هطول الأمطار لم تعرف مكوناتها بالكامل حتى الآن.

مركب (2- أيزوبروبايل -3- ميثوكسيبايرازين) قد يعتبر أحد المركبات المساهمة،والذي تم فصله من قبل (نانسيغيبير) في عام 1970م، وله رائحة مشابهه جداً لرائحة ما بعدهطول الأمطار،كانت نانسي قد تابعت الأبحاث التي أجريت عام 1960 م من قبل العالمان الأستراليان (ايزابيل بير وآر جيجي توماس).

 

في عام 1964م، عزم توماس وبيير حول اكتشاف ما هو سبب الرائحةالمميزة بعدهطول الأمطار من خلال تجفيف الطين واستخراج وتحليل الزيوت الموجودة فيه.

هم أخيراً عثروا على “المواد الزيتية الصفراء” التي رائحتها تشبه قليلاً رائحة ما بعدهطول الأمطار.

الحقيقة الممتعة أن توماس وبيير هم من صاغوا مصطلح petrichor”” والتي تعني (الرائحة المميزة والتي ترافق هطول الأمطار بعد فترة جفاف). يعود الشق الأول من المصطلح” petros” إلى معنى الحجر أو الصخر في اللغة الإغريقية، والشق الآخر “ichor” إلىالدم الذهبي للآلهة في الأساطير الإغريقية.

عندما تم اختبار هذه المواد الزيتية الصفراء، وجدوا أن هذه المادة الزيتية تعيق نمو بعض النباتات، مما دفع الباحثين إلى الاعتقاد بأن غرضها هو منع النباتات من تحرير البذور في ظروف جافة جداً وغير مثالية.

 

حقائق إضافية:

  • “geosmin” هو ما يعطي البنجر الطعم الترابي المميز وأيضاً إذا كنت قد شربت مياه ولها طعم الطين أو التراب لكن تبدو بصورة أخرى أنها نظيفة, من المرجح وجود بعض من “geosmin” في المياه الخاصة بك.
  • أيضاً يعطي السمك الطعم الترابي، وللتغلب على هذه المشكلة،استخدم القليل من الخل أو مواد حمضية مركزة والتي تحلل مركب “geosmin” وتبعد الطعم الترابي.
  • “ozon” تأتي من الكلمة اليونانية” ozein” والتي تعني (رائحة)
  • بالإضافة إلى إنتاج “geosmin”، لدينا “streptomycetes” التي تنتجما يقارب ثلثي المضادات الحيوية الطبيعية ومن ضمنها(مضادات البكتريا ومضادات الطفيليات ومضادات الفطريات) وأيضاً إنتاجها لمثبطات المناعة. (3)

 

المصدر:

https://gizmodo.com/what-causes-the-smell-after-it-rains-1581967818

 

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

(1)  هي بكتريا تصنف من رتبةActinobacte والتي تصنف أيضاً تحت عائلة Streptomycetaceae والتي تتواجد في التربة والنباتات المتحللة،تنتج الأبواغ التي يلاحظ لها الرائحة الترابية أو الرائحة المميزة لإنتاجها بما يعرف بـ (geosmin) (المترجمة).

(2) مركب عضوي من مشتقات الديكالين له الصيغة C12H22O ينتج من بكتريا streptomyهو الذي يعطي للشمندر الأحمر النكهة الترابية وأيضاً مساهمته للرائحة المميزة بعد هطول الأمطار (المترجمة)

(3) تستخدم في تثبيط ردود الجهاز المناعي ضد الاجسام الغربية مثل: المحافظة على الأعضاء المزروعة وعدم رفضها مناعياً. (المترجمة)

 

 

ترجمة: عهود بنت عائض الجعيد

التدقيق العلمي : محمد محمود

الإعلانات

الجوع يدفع الحيوانات المفترسة للقيام بأشياء خطيرة.

بحث وترجمة : هناء وفا & شيماء حلواني.

المدققين : اروى الزهراني.

بوما ( أسد الجبال Puma concolo )، وهو شديد الافتراس ويتمكن من العيش على حافة المدن المنخفضة – حيث توجد المساكن الإنسانية فتشكل بقع سكنية في واجهة البراري في المناطق الحضرية. قام كل من بليتشا وبون وإلدردج (2018) بتتبع الأسد الجبلي بوما من خلال نظام القياس العالمي لتحديد المواقع GPS لتحديد متى وأين قاموا بالصيد والقتل. بالتالي – فإن الأسد الجبلي بوما يحظى بالتغذية خلال (1-2 أيام بين يقتل) تجنب بقوة البقع السكنية على الرغم على أن في هذه المناطق يتواجد غزال البغل بكثرة (Odocoileus hemionus) حيث يتمكن الأسد الجبلي من القيام بصيدٍ وقتلٍ ناجحٍ ومع ذلك، فقد تلاشى التفادي الشديد للبقع السكانية تماما وعندما ازداد جوع الأسد الجبلي بوما فقد مر الآن (4-10 أيام منذ آخر عملية صيد) مما جعل من المرجح أن يصطاد الأفراد الجياع في مناطق سكنية ويزيد في نهاية الأمر من احتمال صراع الأسد الجبلي بوما والإنسان.

هل تجد نفسك تقوم بإتخاذ القرارات الأقل مثالية عندما تكون جائعا؟ عادة تقوم زوجتي بإزعاجي بكوني “همجياً” عندما تمسك بي في مثل هذه المواقف. فالجوع يشكل دافعا هاما عندما تقرر الكائنات الحية التي تواجه مخاطر يومية بإتخاذ قرارت الأفراد الأكثر تعطشاً للعثور على ما يكفي من الغذاء حتى لا يموتوا جوعاً ولكن معظمهم يواجهون خطر أن يتم أكلهم أثناء القيام بذلك. فإن خطر التعرض للوفاة هو بناء النظرية الأساسية في علم البيئة ( ليما وديل، 1990 )، فإن النظرية تتوقع أنه كلما يزداد خطر المجاعة، يتعين على الأفراد الجائعون أخذ مخاطر أكبر من البحث عن الطعام في الموائل مع أكبر مكافأة حيوية ولكن أيضا خطر أكبر للافتراس ( 1987 McNamara & Houston ,).ولكن ماذا عن الحيوانات المفترسة مثل الذئاب أو الأسود أو الدببة؟ الحياة هي أبسط بالنسبة لهذه “الكلاب العليا” لأن الصيد لا يحمل في المعتاد أي خطر بغض النظر عن المطبات والكدمات المعتادة المرتبطة بالقتل.

ومع ذلك ، قم بإضافة البشر إلى المزيج والأشياء الأكثر إثارة للاهتمام لأن التفاعلات بين آكلات اللحوم والحيوانات يمكن أن تؤدي إلى خطر الوفاة لآكلي اللحوم , Moss, Alldredge & Pauli, 2016 ) Wilmers et al., 2013 ) وعلى غير المتوقع، فقد أصبحت المفترسات تواجه خطرًا إضافيًا عندما يختارون السفر أو الصيد في المناطق التي تجعلهم على اتصال مع البشر. إن فهم كيفية تأثير المخاطر والمكافآت النسبية للتأثير على المساحة التي تستخدمها الحيوانات المفترسة والفريسة في ظل هذه الظروف الجديدة يجب أن تكون أساسا مثمراُ للدراسة. تخبرنا النظرية أيضًا أن دمج حالة الجوع المفترسة والفرائس في المعادلة يمكن أن يكون مجزيًا بشكل خاص. وستكون لهذه النتائج آثار مهمة على كيفية إدارة الصراع بين آكلات اللحوم البشرية في جهود حفظ الحيوانات آكلة اللحوم.
بليشا وآخرون) 2018 ) قاموا باستكشاف بعض من هذه القضايا في النظام حيث الأسد الجبلي بوما ، وهو شديد الافتراس، يعيش بالقرب من المدن التي تحيط بها المناطق “الضواحي الغنية” التي تتميز بالبقع المنخفضة – للسكن البشري الأكثر كثافة وقد اختلط مع الموائل البراري. وقد قاموا بتثبيت أطواق نظام القياس عن بعد لتحديد المواقع على الأسد الجبلي بوما حتى يتمكنوا من الحصول على المواقع التي يقضي فيها الأفراد وقتهم. وقاموا بمقارنة سمات مثل معدل لقاء الفريسة والكثافة البشرية المرتبطة الخطوات (خط مستقيم بين المواقع المتعاقبة) من قبل أفراد اتخاذها للخطوات المتاحة لهم ولكن لا تستخدم لسبب ما (وتسمى خطوة التحليلات ، وظيفتها الاختيار؛ ثورفجل وسيوتي وبويس ، 2014 ). تجنب الأسد الجبلي بوما بشدة البقع ذات الكثافة البشرية المرتفعة على الأرجح بسبب ارتفاع مخاطر الوفيات الناجمة عن لقاءات الأسد الجبلي بوما مع الإنسان (Moss et al.، 2016 ). ومع ذلك ، فإن خطوات الصيد التي أخذت الأسد الجبلي بوما إلى هذه البقع كانت أكثر عرضة للقتل. ويبدو أن هذا مثال على الخطر الكلاسيكي – مخاطرة المكافأة – مع الميل إلى تجنب خطر اللقاء البشري السلبي على – المخاطرة بالمكافأة المرتبطة وحصول القتل.

بليتشا وآخرون ( 2018 ) أضافوا لمسة مبتكرة لتحليلها وبالنظر إلى إمكانية تحديد وقت وموقع عمليات القتل ، فقد ينظرون أيضًا إلى الاختيارات التي قامت بها حيوانات البوما عندما أصبحوا أكثر جوعًا (الوقت الذي ازداد فيه القتل الأخير). وكان الاكتشاف اللافت للنظر هو أن التجنب الشديد للبقع ذات الكثافة السكانية العالية قد اختفى تماما حيث انخفض عدد الأيام منذ آخر عملية قتل. ومع ازدياد جوع الأسد الجبلي بوما ، فكانوا على استعداد لتحمل مخاطر أكبر للقتل. هذه الدراسة هي الأولى التي تقدم توضيحا موثوقا عن كيفية تأثير حالة الجوع على الحركة واختيار ضحايا الحيوانات المفترسة. وهو يدل أيضا أنه لفهم العوامل التي تؤدي إلى الصراعات بين البشر وأكلة اللحوم، فنحن بحاجة إلى التفكير في النظام باعتباره تفاعلاً ديناميكياً ثلاثياً بين كل من الحيوانات المفترسة والفريسة والبشر.

F6A1F44E-22EA-48C6-9511-0AAC3FDBC71D.jpeg

الحيوانات شديدة الافتراس تعيش بالقرب من البقع السكنية والتي تتبدل مع التجنب القوي من هذه المناطق عندما يكون الصيد جيداً (تمت تغذيته بشكل جيد) إلى ما لا يتجنبه عند عدم القتل لبعض الوقت (حالة الجوع)، مما يجعلها أكثر عرضة للتورط في صراع البشر و آكلة اللحوم.

بالنظر إلى أن حالة الجوع من المحتمل أن تكون جزءاً لا يتجزأ من قرارات الحركة واختيار الموارد للأفراد ، فلماذا لا توجد معلومات تجريبية متاحة حول هذا الموضوع؟ الجواب البسيط هو أن لا أحد قد حان حتى مع وسيلة لقياس الحالة الداخلية للفرد في المسألة، ولا سيما على الصعيدين المكانية والزمانية من اليوم – إلى – قرارات الحركة اليومية.

بليشا وآخرون ( 2018 ) قاموا بتقديم حلٍّ بسيطٍ. لقد أصبح من الممارسات القياسية تحديد مواقع قتل آكلات اللحوم الكبيرة عن طريق التكتيل المكاني والزماني لمواقع القياس عن بعد (ميريل وآخرون ، 2010 ؛ ويب ، هيبلي وايت ، وميريل ، 2008 ) ، وسوف يصبح ذلك أكثر تطوراً مع دمج مقياس التسارع ( Blecha & Alldredge، 2015 )
لمقطع الفيديو (Brockman, Collins, Welker, Spalinger, & Dale, 2017) عندما يتم تمكين تحديد وقت ومكان مواقع القتل ، فمن السهل تحديد الوقت منذ آخر قتل واستخدام هذا كدليل على حالة الجوع. من الواضح أن الأيام الأخيرة من القتل الأخير لا تمثل سوى حالة الجوع الفعلية ، ومن المؤكد أن مجال التقدم البيولوجي السريع التطور سيحسن هذا النهج البسيط (Williams et al.، 2014 ). ومع ذلك ، في الوقت الحالي ، بليتشا وآخرونن قاموا بتقديم خطوة أولى لدمج الحالة الداخلية للكائن الحي في نماذج حركة الحيوانات، وهي خطوة تالية هامة في مجال علم البيئة الناشئ (Nathan. Et.el)

بليشا وآخرون ( 2018 ) يؤكدون أن فهم المخاطر الحساسة – تستخدم بوصفها حالة عن أن الطعام يقدم شرحاً موحداً لمتى وأين يمكن أن تنشأ الصراعات البشرية مع أكلة اللحوم. أما الصيادون الفقراء (صغيرون جداً أو مرضى أو كبار السن) فلديهم احتياطيات طاقة منخفضة أو ذوو متطلبات حيوية أكبر (سلالة إناث) ، أو انخفاضات سريعة في قاعدة الفريسة الشاملة ، هيكل المخاطرة والمكافأة تجاه سلوكيات الصيد الأكثر خطورة التي تضع آكلات اللحوم الجائعة في المناطق السكنية . ومع ذلك، فإننا لا نزال نفتقد إلى جزء هام جدا من اللغز، كيف تضع الحيوانات المفترسة الإنسان لخطر الوفاة؟ حتى الآن، فإن أفضل ما يمكننا القيام به هووصف نموذج خطر الوفاة كوظيفة ثابتة من الكثافة البشرية في حين، كما هو الحال مع مستوى الجوع، والحيوانات المفترسة قد يكون باستمرار تعديل تصورهم لخطر الوفاة في المكانية – بطريقة ديناميكية زمنيا (Artelle. Et.el 2016 ). التوسع السكاني السريع في مأوى آكلة اللحوم المفترسة لا يظهر أي علامات على التباطؤ (Theobald ، 2005) في إنشاء المزيد والمزيد من البقع التي ستوفر مكافآت حيوية مواتية على استعداد للتغلب على خوفهم من البشر والمغامرة فيها. قدرة الحيوانات المفترسة لتقييم الإنسان بسهولة – لخطر الوفيات سيكون محددا أساسيا للنظر عما إذا كان وقوع السكان في فخ بيئي مع العواقب المهمة (لامب، موات، ماكليلان، نيلسن، وبوتان، 2017 ) أو مواجهة الصراع بين البشر و آكلة اللحوم قد تكون سلبية في بعض الأحيان فإن قدرتنا تعتمد في إدارة هذه المواقف على كيفية تغيير المخاطر والمكافآت للحيوانات المفترسة عند دخولها حيث يعيش البشر.

نشر لأول مرة: 13 أبريل 2018
المصدر: الجمعية الإيكولوجية البريطانية – مجلة إيكولوجيا الحيوان

In Focus: Blecha, K. A., Boone, R. B., & Alldredge, M. W. (2018). Hunger mediates apex predator’s risk avoidance response in wildland–urban interface. Journal of Animal Ecology, 87, 609–622.
https://doi.org/10.1111/1365-2656.12801

 

جائزة نوبل في الطب تمنح لإكتشاف ألية عمل الساعة البايولوجية

بقلم: مازن عماد

تدقيق علمي: عمار محسن

تدقيق لغوي: عمر إسماعيل / شهد حدادي

 

نحن نعيش على كوكب الأرض، والذي يدور حول الشمس، وفي الوقت ذاته يدور حول محوره، ولنا تابع واحد وهو القمر، بالإضافة إلى أن كوكب الأرض موجودًا ضمن كواكبٍ أخرى مختلفةً في الحجم، وتدور حول الشمس، وبالتالي، فالأرض تتأثر بجيرانها من الأجرام السماوية، وتؤثر فيهم أيضاً.

فوجود القمر ودورانه حول الأرض ضروريًا ومهمًا جدًا؛ لأن القمر يُعتبر كالفرامل التي تكبح وتقلل من سرعة دوران الأرض، ولكن القمر حالياً يتجه ويتحرك مُبتعدًا عن الأرض، مما يعني أن سرعة الأرض في دورانها حول محورها تتغير مع مرور الوقت.

وجودنا ككائناتٍ حية على سطح الأرض يستدعي منا أن نتكيف مع التغيرات المُستمرة التي تحصل عليه، ومن ضمن تلك التغيرات: سرعة دوران الأرض حول محورها، والذي ينتج عنه تغيرًا طيلة الليل والنهار. وتكيف الكائنات الحية -التي من ضمنها الإنسان طبعا- مع التغيرات يتبعه تغيرًا في الساعة البيولوجية الداخلية لتلك الكائنات.

 

ولكن كيف تعمل الساعة البيولوجية؟

معرفة آلية عمل تلك الساعة، كان السبب في فوز الثُلاثي Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash and Michael W. Young بجائزة نوبل هذا العام في مجال الطب والفسيولوجيا،

 

DLH2J5QX0AAGGt7.jpg

 

فاكتشافهم يشرح كيف تتغير ساعة الإنسان والحيوان والنبات البيولوجية تِباعًا للتغيّر المُستمر الذي تتعرض له الأرض.

وتمكنوا من ذلك عن طريق عزل الجين المسؤول عن الساعة البيولوجية في ذبابة الفاكهة، فهذا الجين يُنتج بروتينًا يتراكم في الخلية أثناء الليل، وتستخدمه الخلية ويتناقص أثناء النهار. بالإضافة لاكتشافهم بروتينات أخرى تشارك في هذه العملية، وبالتالي استطاعوا أن يعرفوا الطريقة أو العملية التي تجعل الساعة البيولوجية للكائن الحي على ماهي عليه الآن.

تنظم الساعة البيولوجية وظائف حيوية متعددةٍ في الجسم وأفعاله، كسلوكيات الكائن الحي، ومستوى الهرمونات، وأوقات النوم والاستيقاظ، ودرجة الحرارة، والأيض، وكلها عملياتٍ مرتبطة بالساعة البيولوجية، والتي بدورها ترتبط بطول النهار والليل على سطح الأرض. ومن هنا نستنتج: أن أي تغيير في طول النهار أو الليل، أو أي خللٍ في التوقيت على سطح الأرض، سواءً كُنت سببًا فيه أم لا،  كَسَفَرِك إلى مكانٍ بعيد فيه فرقٍ زمنيّ طويل، أو سهرك بالليل والنوم بالصباح وأفعالًا أخرى، ينتج عنها خللاً في الساعة البيولوجية، وبالتالي خللًا في وظائفٍ حيوية في جسمك، فجسمك يُصبح عُرضة للأمراض.

في القرن الـ 18 قام أحد علماء الفلك وهو « جان جاك أورتوس” بدراسة أحد أنواع النباتات، واسمه نبات الـ Mimosa، ووجد أن أوراق هذا النبات تتفتح باتجاه الشمس في النهار، وعند غروب الشمس تغلق الأوراق وتنحني على نفسها،وسأل نفسه سؤالاً، لو وضعتُ هذا النبات في الظلام ولم أعرضه لضوء الشمس، ماذا سيحدث؟

وفعلًا نفذ التجربة، فوجد أن النبات يتفتح في وقت معين كل يوم، وهذا الوقت هو الوقت الذي كان يتعرض فيه للشمس قبل ذلك، وهذا يعني أن النبات بداخله ساعة منضبطة على توقيتٍ معين، وأن هذا التوقيت هو توقيت وجود الشمس، سواءً تواجدت الشمس أو لا، فالنبات ستتفتح أوراقه في هذا الوقت. ولكن علماء آخرين قالوا: أن الساعة البيولوجية ليست موجودة في النباتات فقط، بل موجودة في الحيوان والإنسان،

ولها دورٌ في تهيئة العمليات الفسيولوجية بداخلهم، كإفراز الهرمونات، وبعض السلوكيات، وعمليات الأيض وحرق الغذاء. وهنا اتفقوا على تسمية الساعة البيولوجية « circadianrhythm»، والكلمة هنا مُشتقة من كلمة لاتينية، فكلمة Circa معناها (حول) أو around، وكلمة Dies معناها (يوم) أو Day، ولكن حتى ذاك الوقت لم يكونوا عالمين بآلية عمل الساعة البيولوجية.

في سبعينيات القرن الماضي، تساءَل عالمان اسمهما « Seymour Benzer» و تلميذه « Ronald Konopka» – هل يمكننا أن نعرف الجين الذي يتحكم في الساعة البيولوجية في ذبابة الفاكهة؟،

لم يستطيعوا  تحديد الجين بالتحديد، ولكنهم وجدوا طفرات لو تعرضت لها الذبابة ستؤثر على ساعتها البيولوجية، لم يعرفا الجين نفسه، ولكنهما تأكدا من وجود جينٍ ما مسؤولًا عن الساعة البيولوجية. وأطلقا على هذا الجين اسم «period gene».

 

كيف يعمل هذا الجين؟

هنا يتجلى السبب الذي جعل العلماء يفوزون بجائزة نوبل لهذه السنة. سنة 1984 اثنان منهما -وهما Jeffrey Hall و Michael Rosbash- اشتغلا في معمل في جامعة بوسطن، أما Michael Young فكان يعمل في جامعة نيويورك، استطاعوا أن يتعرفوا على هذا الجين ويعزلوه، بالإضافة إلى أن Jeffrey Hall و Michael Rosbash استطاعا أن يكتشفا البروتين الذي ينتجه هذا الجين، واسمه PER protien، واستطاعا أن يعرفا أن هذا البروتين يتكون أثناء الليل ويتراكم في الخلايا في السيتوبلازم، وفي الصباح تستخدمه الخلية فيتناقص، وهذا معناه أن تراكم البروتين في الخلايا أثناء الليل هو الذي يتحكم في الساعة البيولوجية، وهذا معناه أنه لو تغير نظام الـ24 ساعة، فجسمك لن يستطيع أن ينتج البروتين بكمية كافية، وبالتالي يحصل خلل في ساعتك البيولوجية.

وكلما يزيد إفراز هذا البروتين، ويصل للحد الكافي، يتوقف الجين المسئول عن إنتاجه عن العمل، وبالتالي نفهم أن البروتين وكميته هم المسؤولون عن نشاط الجين وتثبيطه، وهذه آلية تحصل كثيرًا في الجسم مع أكثر من هرمون، ولكن هنا توجد مشكلة قابلها العلماء وهم يعملون، المفترض أن هذا البروتين يُخزَّن في سيتوبلازم الخلية، ولكنهم لما فحصوا الخلايا وجدوا أن البروتين وصل للنواة التي تحتوي على المادة الوراثية للكائن الحي، كيف وصل إلى هناك؟،

سنة 1994 استطاع Michael Young أن يكتشف وجود جينٍ آخر timeless gene مسؤولًا عن الساعة البيولوجية، وهذا الجين يفرز بروتينًا ثانيًا اسمه TIM، وهذا البروتين يتعاون مع البروتين السابق PER  في تنظيم الساعة البيولوجية للكائنات الحية، وهذا البروتين هو الذي يأخذ PER ويذهب به إلى نواة الخلية، وبمجرد وصولهم هناك يُثبط عمل الجينات المسؤولة عنهم.

حسنًا، كيف علمنا بوجود جينين؟ وأن كلاهما ينتجان نوعين من البروتين؟ وأنهما يصلان للنواة ليثبطا عمل تلك الجينات؟ وما الذي يتحكم أساسًا في كمية البروتينات وإنتاجها؟ وأن كلاهما يدخلان النواة مع بعضهما في وقت واحد؟

وهنا استطاع Michael Young لمرة ثانية أن يكتشف جينًا ثالثًا اسمه Doubletime gene ، وهذا الجين ينتج بروتينًا اسمه DBT، هذا البروتين يؤخر ويُبطئ عملية تراكم بروتين الـPER، وبالتالي يضبط وجود البروتينين PER و TIM ليدخلا النواة مع بعضهما.

وهكذا يكون لدينا 3 جينات بـ3 بروتينات

‏1 – Period gene >> PER

البروتين المسؤول عن الساعة البيولوجية

‏2 – Timeless gene >> TIM

البروتين الذي يأخذ PER ويدخله النواة، فيتحكم في عمل الجينات من حيث التنشيط والتثبيط

‏3 – Double-time gene >> DBT

البروتين الذي يتحكم في الـPER ليدخل النواة مع TIM

إذًا، استطاع الثلاثة علماء هذه السنة أن يكتشفوا البروتين المسؤول عن ضبط الساعة البيولوجية من الداخل، وهو DBT، واستطاعوا أن يكتشفوا آلية تثبيط وتنشيط الجينات المسئولة عن إنتاج البروتينات المسؤولة عن الساعة البيولوجية.

وهذا الاكتشاف مهم جدًا، لأننا من خلاله نستطيع أن ندرس كيفية تأثر الكائنات الحية بالبيئة المحيطة، بالإضافة إلى أنه من الممكن أن نعكس الموضوع ونعرف بعض الظروف البيئية بواسطة الكائنات الحية، ففي كل وقتٍ محدد في اليوم يتم إفراز هرمون معين، أو يقوم الجسم بنشاطٍ فسيولوجيّ معين، وبالتالي، من السهل أن نعرف الظروف المحيطة،

وقتما كان الكائن الحي موجود.

المصادر:

)2017 nobel prize in medicine goes to 3 americans for body clock studies, Gina kolata, 2/10/2017)

https://www.nytimes.com/2017/10/02/health/nobel-prize-medicine.html

(Timing is everything: U.S. trio earns Nobel for work on the body’s biological clock, Gretchen VogelErik Stokstad, 2/10/2017)

http://www.sciencemag.org/news/2017/10/timing-everything-us-trio-earns-nobel-work-body-s-biological-clock

(Nobel Prize Awarded for Biological Clock Discoveries,

Jordana Cepelewicz/ John Rennie, 2/10/2017)

https://www.quantamagazine.org/nobel-prize-awarded-for-biological-clock-discoveries-20171002/

 

 

سلسة #نظرية_التطور_في_سطور

الأنتخاب الطبيعي natural selection

بقلم/ عمار محسن

 

كما قرأنا في المقال السابق أن الطفرات -Mutations- تساهم في تغيير الشريط الجيني بعدة طرق..

 

وبعيدًا عن تعريف التطور الأكاديمي، *والذي هو التحدر من جيل ٍ إلى جيل، مع تعديل الجينات على مستوى التطور الصغروي -Microevolution-، والتحدر الأنواع المختلفة من سلف واحد مشترك على مستوى التطور الكبروي -Macroevolution- *

 

لنقل: أن التطور هو عبارة عن تراكم تغيرات في الجينات من جيل إلى جيل، ومستمرًا في تغيير الكائن الحي وخصائصه عن طريق ما يسمى بالانتخاب الطبيعي، وهو المحرك الرئيسي للتطور، ولكنه ليس الوحيد -سيتم ذكر جميع المحركات في مقال آخر بالتفصيل-

 

يتم اعتماد الجينات كمفيدة أو ضارة..

فلنتخيل أن هناك خنافس باللون الأخضر والأصفر

على حسب البيئة، ستكون الخنافس ذات اللون الأخضر أقل ظهورًا على اوراق الأشجار من الصفراء، مما سيجعلها أقل عرضة للافتراس، وأكثر فرصة للتزاوج ومع الوقت ستنقرض الخنافس الصفراء، وهكذا يعمل الانتخاب الطبيعي عن طريق ترجيح الأنسب للبيئة..

ddd

 

ولكن ما هو الأنسب؟

الأنسب ليس من الضروري أنه (الأقوى أو الأسرع أو الأكبر), الأنسب هو من يستطيع “النجاة والحصول على شريك والتزاوج”؛

أي أنه لو لم يستطع الكائن الحي على فعل أحد تلك الأشياء فهو ليس أنسب للبيئة.

 

يأتي السؤال الشهير حول الانتخاب الطبيعي:

إذا كان البقاء للأنسب فهل كل الموجودات هي الأنسب ؟

الانتخاب الطبيعي ليس شيئًا واعيًا، هو عملية ميكانيكية لا تجعل الكائن مثاليا، بل هي ترجح الأفضل؛ أي أنها لن تضمن للكائن الحي أن يكون سريعًا بما يكفي للإمساك بالفريسة، ولن تضمن للنباتات أن تقاوم حالات الجفاف.

بمعنى آخر أن جيناتك إذا كانت جيدة بما يكفي ستمرر للجيل القادم، ولكن لن يضمن لك الانتخاب الطبيعي أن تكون جيناتك مثالية لجميع الظروف..

ثم إن عملية الانتخاب الطبيعي ليست عشوائية كما يظن البعض أي أننا لو نظرنا للكائنات الحية سنجد أن القادرة على الاستمرار أكثر شيوعًا من الكائنات الحية غير القادرة على ذلك.

 

 

ما هي محركات التطور؟

هل يمكننا تسريع عجلة التطور؟

لماذا لا نرى التطور بأعيننا؟

 

في المقال القادم على كوكب العلوم..

 

تدقيق لغوي: أميمة مؤذنة /أحمد الحربي/حمود السعدي/ أروى الزهراني

المصادر/

(An introduction to evolution  The definition, unknown, unknown)

http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/evo_02

(Natural selection, unknown, unknown)

http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/evo_25

(What about fitness?, unknown, unknown)

http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/evo_27

(Misconceptions about natural selection, unknown, unknown

http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/evo_32

 

 

السرطان

بقلم: هند إمام

 

هل سمعت عن هذا المرض!؟

والذي أشارت الإحصائيات بأنه ثاني سبب للوفاة على مستوى العالم!!
شيء خطير كهذا لابد وأنك سمعت عنه!!

 

Let’s start

أبسط وصف ممكن للسرطان هو (انقسام خارج عن السيطرة للخلايا)
كلنا نحتاج أن تنقسم خلايانا بمعدل محدد لنستبدلها مكان الخلايا الميتة!

cancer-cells-growing.jpg

—————–
عملية الانقسام هذه منظمة جداً! وبالتالي، فالسرطان ربما يرجع لأي خلل تم في آلايات التنظيمية تلك!

إذا وُجِد خلل في بروتين واحد له دور في الآليات التنظيمية تلك، فصار غير قادر على القيام بوظيفته، -إذا وُجِد- فقد يؤدي في النهاية للورم! والذي هو مجموعة من الخلايا التي انقسمت انقساما خارجا عن السيطرة!

 

إذًا، ما هي الأسباب؟!
توجد ٤ مجموعات من الجينات المسؤولة عن السرطان، وهم:
‏-Apeptosis genes
‏DNA repair genes
‏Proto oncogenes
‏Tumor suppressor genes
قد تحدث طفرة في الـDNA، وتلك الطفرات كثيرا ما تحدث نتيجة لمشكلة في عملية Replication -تضاعف الـDNA، أو قد تحدث الطفرات بسبب عوامل خارجية، كالتعرض للشمس بكثرة، أو التدخين، أو التعرض للمواد المسببة للسرطان.

لكن، ليست كل طفرة تؤدي لسرطان! وإنما فقط إذا كان ذاك التحور يحدث لـproto oncogenes الجين المسؤول عن بروتين له دور في تحفيز انقسام الخلايا أو نموها، فهذا يسبب السرطان!

وعموما، فجميع تلك الطفرات تؤدي في النهاية إلى تحفيز غير طبيعي لدورة الخلية.

وتوجد مجموعة من الجينات tumor suppressor genes التي بدورها مسؤولة عن بروتينات تثبط أو توقف نمو الخلية غير الطبيعي. وإذا وُجِدت مشكة في تلك الجينات، فستنتج بروتينات غير قادرة على القيام بوظيفتها فتبدأ بفقدان السيطرة على عملية التثبيط تلك!

على سبيل المثال: أهم جين من تلك المجموعة المسؤولة عن عمليات التثبيط تلك يطلق عليه p53

في الواقع، ليس من المرجح أن طفرة واحدة تسبب السرطان، ولكن قد يتسبب تراكم الطفرات مع مرور الوقت فين خطر الإصابة بالسرطان، وهذا يفسر لِمَ يزيد ذلك الخطر عند كبر السن!

تدقيق علمي: عمار محسن

تدقيق لغوي: عمر اسماعيل / شهد حدادي

 

المصادر:

(HARPERSILLUSTRATEDBIOCHEMISTRY, page722., unknown)

https://archive.org/stream/HARPERSILLUSTRATEDBIOCHEMISTRY30th/HARPER%27S%20ILLUSTRATED%20BIOCHEMISTRY%2030th#page/n726/mode/1up

(Oncogenes and tumor suppressor genes, unknown, unknown)

https://www.cancer.org/cancer/cancer-causes/genetics/genes-and-cancer/oncogenes-tumor-suppressor-genes.html

(The top 10 leading causes of death in the United States, Hannah Nichols ,  23 February 2017)

http://www.medicalnewstoday.com/articles/282929.php

 

 

سلسة #نظرية_التطور_في_سطور

الطفرات ببساطة

بقلم: عمار محسن

 

 

في البداية، يجب أن نعرف أن الطفرات تحدث على شريط الDNA

والDNA هو عبارة عن:  تسلسل من القواعد النيتروجينية الأربع

أدنين (A), جوانين (G), ثايمين (T), و سايتوسين (C)

يرتبط الأدنين بالثايمين ويرتبط الجوانين بالسايتوسين.

5.gif

-كما يظهر في الشكل أعلاه ولكن لا يتم ترتيبها بشكل عشوائي، فكل تسلسل ينتج  عنه وظيفة محددة وصفة محددة للغاية، وكل تسلسل من القواعد النيتروجينية ينتج أحماضا أمينية، وكل تسلسل من الأحماض الأمينية ينتج بروتينا ثم الخلايا ثم النسيج ثم العضو ثم الكائن حي.

-لذلك الاختلاف على مستوى الDNA ينتج تغيرات على المستوى المرئي

مثال على ذلك:

images.jpg

ولكن تلك العملية ليست بتلك الدقة التي تبدو عليها، فهناك ما يسمى بالطفرات وهي على أربع أشكال:

1-الاستبدال Substitution ( يتم استبدال القاعدة النيتروجينية بواحدة غير صحيحة)

2-الإدراج Insertion ( بإضافة قاعدة نيتروجينية على التسلسل الصحيح)

3-الحذف Deletion (تحذف قاعدة نيتروجينية من التسلسل الصحيح)

4-طفرة انزياح الإطار Frame-shift

Mutation.04.GIF

هنا يأتي السؤال:

هل الطفرات مفيدة أم ضارّة؟

الطفرات الضارّة قليلة وأغلبها لا تؤثر، بمعنى أنك قد تمتلك الآن10 من الطفرات ولكنك لا تشعر بها وهذا لسببين:

*إما لكونها تؤدي نفس وظيفة البروتين الأساسية.

*أو قد يكون تم التخلص منها.

أما عن الطفرات المفيدة فهي قليلة أيضًا ولكنها تجعلك تعيش بشكل أفضل وتنتقل من جيل لآخر..

-ولكن كيف يحدد الجسم الDNA  إذا ما كانت الطفرة جيدة أو ضارة؟!

-ولماذا وحدها الطفرات المفيدة التي يتم نقلها للجيل القادم؟ّ!

-هل هناك علاقة بين الطفرات ونظرية التطور؟!

هذا ما سنعرفه في المقالات القادمة في كوكب العلوم.❤

تدقيق : سمية مؤذنة / عِتاب النوتكية
مراجعة: حمود السعدي/ أروى الزهراني.

المصادر/

(Do all gene mutations affect health and development?, unknown, August 29, 2017)

https://ghr.nlm.nih.gov/primer/mutationsanddisorders/neutralmutations

(Types of mutations, unknown, unknown)

http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/mutations_03

(What is a mutation?, unknown, 2016-01-25)

https://www.yourgenome.org/facts/what-is-a-mutation

البكتيريا ومقاومتها للمضادات الحيوية

بقلم:تقى عبدالله

تدقيق علمي:عمار محسن

تدقيق لغوي: أميمة محمد/ أحمد الحربي/ حمود السعدي/ أروى الزهراني/عمر إسماعيل.

 

هل سينتهي الأمر باستسلام جميع أنواع المضادات الحيوية أمام البكتيريا ؟

وجد علماء في الولايات المتحدة، لأول مرة، جينًا من سلالة E.coli، المعروف باسم “mrc1” لمقاومة الكوليستين؛ حيث يعد الكوليستين من المضادات الحيوية التي يستخدمها الأطباء كملاذ أخير للقضاء على البكتيريا الخطرة، وقد تم اختباره على امرأة تبلغ من العمر 49 عامًا؛ لإيجابية تلك السلالة ومدى مقاومتها للمضادات الحيوية، ولكن ربما الذي يجعل الأمر أكثر إثارة وقلقًا هو أن الجين يتركب على حلقة قابلة للتحويل من الحمض النووي يسمى البلازميد.

121

يقول سبنسر وهو مشارك في مجلة لانسيت للأمراض المعدية:

إن احتمال انتشار مقاومة الكولستين على نطاق واسع أمر يدعو للقلق؛ لأنه لا توجد أي بدائل جيدة، كما أنه وجد وزملاؤه بكتيريا  E.coli المقاومة، في لحم الخنزير والسكان في الصين، وهو يشتبه في أن ذلك لا يحدث فقط في الصين: “إن السهولة التي تمكننا من رؤية هذه المقاومة بين البكتيريا وارتفاع نسبة المقاومة التي شاهدناها في هذه الدراسة تشير إلى أنه من المحتمل جدًا أنه عندما يبدأ الناس بالبحث عن هذا خارج الصين سيجدونه بسرعة كبيرة، ولا أعتقد أن هذه مشكلة محلية بالنسبة للصين على الإطلاق “، كما أن الطبيب والميكروبيولجي السريري روبرت سكوف يرى إمكانية انتشار واسعة للجين، ليس فقط من خلية الأم إلى الابن، ولكن إلى سلالات مجاورة.

حديثًا، فإن مسؤولي الصحة العامة يحذرون من “فترة ما بعد المضادات الحيوية” الوشيكة منذ سنوات، وتقول مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها:

أن مليوني أمريكي يصابون سنويًا ببكتيريا مقاومة للمضادات الحيوية، وأكثر من 20 ألفًا يموتون بسبب تلك العدوى، مما يجعل ذلك أمرا مهما بخصوص بداية الاعتراف بمقاومة البكتيريا للمضادات الحيوية، وأنها تكاد أن تكون مشكلةً كبيرةً تواجه العالم.

المصادر

(E. Coli Bacteria Can Transfer Antibiotic Resistance To Other Bacteria, Jason beaubien, November 20, 2015)

http://www.npr.org/sections/goatsandsoda/2015/11/20/456689272/e-coli-bacteria-can-transfer-antibiotic-resistance-to-other-bacteria

(Bacteria resistant to last-resort antibiotic appears in U.S., Meghan Rosen, May 27, 2016)

https://www.sciencenews.org/article/bacteria-resistant-last-resort-antibiotic-appears-us

( Doctors Discover First U.S. Case Of Bacteria Resistant To Last Resort Antibiotics, Rob Stein, May 26, 2016)

http://www.npr.org/2016/05/26/479637121/doctors-discover-first-u-s-case-of-bacteria-resistant-to-last-resort-antibiotics