معلومة

هل سلالة العصيات 2-9-3 عمرها بالفعل 250 مليون سنة؟

هل سلالة العصيات 2-9-3 عمرها بالفعل 250 مليون سنة؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لقد قرأت أنه في العقد الماضي (على ما أعتقد) اكتشف بعض العلماء كائنًا دقيقًا ، أطلقوا عليه اسم سلالة العصيات 2-9-3 ، في بلورة ملح يعتقدون أن عمرها 250 مليون عام وبدأت تتكاثر عند وضعها في الظروف المواتية.

هل هذا حقًا مثال على أطول أشكال الحياة الباقية؟

هل يمكن لشخص ما تأكيد صحة هذا والتحقق من صحته علميًا وتقديم بعض المعلومات والمراجع التي يمكن فهمها من قبل غير المتخصصين. أنا مهندس اتصالات حتى أتمكن من فهم النهج العلمي العام ولدي فهم أساسي للكيمياء والبيولوجيا ، ولكن ليس لدي تدريب رسمي أو محدد حول هذا الموضوع.


تنصل

لم أكن على علم بالوثيقة 2-9-3 ، لكنني أجريت بحثًا بسيطًا على الإنترنت أثار بحثًا مفتوحًا من عام 2001 يدحض الادعاء ، ولا شيء آخر يشير إلى أن هذا التفنيد كان صحيحًا. أذكر هذا كلاهما لأوضح أنه على الرغم من أنني ، مثل الملصق ، لست خبيرًا في الموضوع ، يمكن للمرء الحصول على أميال كبيرة من خلال تقنيات البحث القياسية. (أقر بأنه من المفيد أن تعرف أنه يمكنك الوصول إلى الأوراق البحثية من خلال مكتبة الجامعة ، سواء كانت متاحة أم لا.)

التفنيد

تم تقديم هذا الادعاء بالفعل منذ ما يقرب من عقدين من الزمن في ورقة كتبها فريلاند وآخرون. في الطبيعة 407، 897-900. التاريخ مهم لأنه في ذلك الوقت كانت التسلسلات الكاملة للجينوم البكتيري تظهر للتو.

الورقة التي تدحض الادعاء تحمل عنوان "The Permium Bacterium that isn't" بقلم D.Graur و T.Pupko وتم نشرها في المجلة ، علم الأحياء الجزيئي والتطور 18 1143-46 (2001).

قدم المؤلفون حججًا غير مباشرة مختلفة للتشكيك في الادعاء ، لكنهم استندوا في تفنيدهم إلى مقارنة التسلسل بين ما يسمى بيرمينس العصوية (2-9-3) والبكتيريا الأخرى. كانت الحجة الأولى هي أن التشابه بنسبة 99٪ في ب. بيرمينز لبكتيريا معاصرة محبة للملوحة ، كانت تعرف سابقًا باسم Bacillus marismortui، أعيدت تسميته لاحقًا Salibacillus marismortui، ضمنيًا اختلافًا حديثًا نسبيًا عن الأخير. لدحض الحجة التي S. marismortui تم حصرها أيضًا في الملح لملايين السنين حتى وقت قريب ، تم إجراء مقارنة شاملة مع البكتيريا الأخرى مما أدى إلى ظهور شجرة النشوء والتطور الموضحة أدناه والتي كانت غير متوافقة مع البكتيريا التي لم تتطور في آخر ٢٥٠ رينغيت ماليزي:

تحليل مستقل لنيكل وآخرون. في مجلة التطور الجزيئي 54، 134 (2002) إلى نتيجة مماثلة.

لست خبيرًا بما يكفي للحكم على طرق تحديد معدلات التطور والمسافات النسبية بين الأنواع ، ولكن يبدو أنها مقبولة من قبل أولئك الموجودين في هذا المجال.


إن الكائنات الحية التي تعيش نموًا مثاليًا في ظروف قاتلة لمعظم الآخرين ، والكائنات شديدة التحمل التي قد لا تكون بالضرورة متطرفة ومع ذلك يمكن أن تزدهر بلا اسم في مثل هذه الظروف ، تحظى باهتمام بالغ لعلماء الأحياء الفلكية.

ملحوظة: حاليًا جميع الكائنات الحية المدرجة هنا هي بدائيات النوى. في وقت لاحق سيتم توسيع هذه المنطقة لتشمل حقيقيات النوى.

يتم منح الإذن بموجبه لعرض وتوزيع هذه المواد للأغراض التعليمية مع الإسناد المناسب.

حتى عندما لا يستلزم الاستخدام العادل استخدام الإسناد المناسب ، سيكون موضع تقدير ، لأن هذا المشروع يتطلب قدرًا هائلاً من العمل.


محتويات

تم العثور على M. tuberculosis في عام 2019 معقد يحتوي على 9 أعضاء على الأقل: مرض السل بالمعنى الضيق, M. africanum، M. canetti، M. bovis، M. caprae، M. microti, م, مونجى ، و M. orygis. [7] يتطلب نمو الأكسجين ، وهناك نقاش حول ما إذا كان ينتج الأبواغ ، [8] [9] وهو غير متحرك. [10] [11] مرض السل يقسم كل 18-24 ساعة. هذا بطيء للغاية مقارنة بالبكتيريا الأخرى ، والتي تميل إلى قياس أوقات الانقسام بالدقائق (الإشريكية القولونية يمكن تقسيمها كل 20 دقيقة تقريبًا). إنها عصية صغيرة يمكنها تحمل المطهرات الضعيفة ويمكن أن تعيش في حالة جافة لأسابيع. جدارها الخلوي غير العادي غني بالدهون مثل حمض الميكوليك ، وهو مسؤول على الأرجح عن مقاومته للجفاف وهو عامل ضراوة رئيسي. [12]

تحرير المجهر

عادة ما يتم التعرف على البكتيريا الأخرى بالمجهر عن طريق تلطيخها بصبغة جرام. ومع ذلك ، فإن حمض الميكوليك في جدار الخلية مرض السل لا تمتص البقعة. بدلاً من ذلك ، يتم استخدام البقع المقاومة للأحماض مثل بقع Ziehl – ​​Neelsen ، أو البقع الفلورية مثل auramine. [4] الخلايا على شكل قضيب منحني وغالبًا ما تُرى ملفوفة معًا ، بسبب وجود الأحماض الدهنية في جدار الخلية التي تلتصق ببعضها البعض. [13] يشار إلى هذا المظهر باسم حبال ، مثل خيوط من الحبل تشكل حبلًا. [11] مرض السل يتميز في الأنسجة بأورام حبيبية مغلفة تحتوي على خلايا لانغانس العملاقة ، والتي لها نمط "حدوة الحصان" من النوى.

تحرير الثقافة

مرض السل يمكن زراعتها في المختبر. مقارنة بالبكتيريا الأخرى المدروسة بشكل شائع ، مرض السل لديها معدل نمو بطيء بشكل ملحوظ ، حيث يتضاعف مرة واحدة تقريبًا في اليوم. تشتمل الوسائط المستخدمة بشكل شائع على سوائل مثل Middlebrook 7H9 أو 7H12 ، والوسائط الصلبة القائمة على البيض مثل Lowenstein-Jensen ، والوسائط الصلبة القائمة على الأجار مثل Middlebrook 7H11 أو 7H10. [11] تتطلب المستعمرات المرئية عدة أسابيع لتنمو على ألواح أجار. يتميز عن غيره من البكتيريا الفطرية من خلال إنتاجه من الكاتلاز والنياسين. [14] الاختبارات الأخرى لتأكيد هويتها تشمل تحقيقات الجينات و MALDI-TOF. [15] [16]

البشر هم الخزانات الوحيدة المعروفة لـ مرض السل. هذا هو المفهوم الخاطئ مرض السل يمكن أن ينتشر عن طريق المصافحة أو الاتصال بمقاعد المرحاض أو مشاركة الطعام أو الشراب أو مشاركة فرش الأسنان. يمكن أن يكون التقبيل طريقًا محتملًا للانتقال إذا كان الشخص يفرز العديد من البكتيريا الفطرية من خلال البلغم. ومع ذلك ، فإن الانتشار الكبير يحدث من خلال قطرات الهواء التي تنشأ من شخص مصاب بالمرض سواء السعال أو العطس أو التحدث أو الغناء. [17]

عندما تكون في الرئتين ، مرض السل بلعمتها الضامة السنخية ، لكنها غير قادرة على قتل وهضم البكتيريا. يمنع جدارها الخلوي اندماج البلعمة مع الليزوزوم ، الذي يحتوي على مجموعة من العوامل المضادة للبكتيريا. [18] على وجه التحديد ، مرض السل يمنع جزيء التجسير ، المستضد الذاتي الداخلي المبكر 1 (EEA1) ، ومع ذلك ، فإن هذا الحصار لا يمنع اندماج الحويصلات المليئة بالمغذيات. وبالتالي ، تتكاثر البكتيريا دون رادع داخل البلاعم. تحمل البكتيريا أيضًا UreC الجين الذي يمنع تحمض البلعوم. [19] بالإضافة إلى ذلك ، فإن إنتاج ديتيربين إيزوتوبركولوسينول يمنع نضوج البلعمة. [20] تتجنب البكتيريا أيضًا قتل البلاعم عن طريق تحييد وسيطة النيتروجين التفاعلي. [21] في الآونة الأخيرة ، تم إثبات ذلك مرض السل يفرز ويغطي نفسه في 1-tuberculosinyladenosine (1-TbAd) ، وهو نيوكليوزيد خاص يعمل كمضاد للحموضة ، مما يسمح له بتحييد درجة الحموضة والحث على التورم في الجسيمات الحالة. [22] [23] يتم ترميز 1-TbAd بواسطة الجين Rv3378c. [23]

كما تم إثبات ذلك مؤخرًا في مرض السل العدوى ، تم تنظيم مستويات PPM1A ، وهذا بدوره سيؤثر على الاستجابة الطبيعية للخلايا الضامة لإزالة مسببات الأمراض ، حيث يشارك PPM1A في مسارات موت الخلايا المبرمج الداخلية والخارجية. ومن ثم ، عندما زادت مستويات PPM1A ، فإن التعبير عنها سيثبط مسارين موت الخلايا المبرمج. [24] مع تحليل كينوم ، تم العثور على مسار إشارات JNK / AP-1 ليكون مؤثرًا متجهًا إلى المصب يلعب فيه PPM1A دورًا يلعب فيه ، ويتم التحكم في مسار موت الخلايا المبرمج في البلاعم بهذه الطريقة. [24] نتيجة لقمع موت الخلايا المبرمج ، فإنه يوفر مرض السل مع مكانة تكاثرية آمنة ، وبالتالي فإن البكتيريا قادرة على الحفاظ على حالة كامنة لفترة طويلة من الزمن. [25]

تتشكل الأورام الحبيبية الواقية بسبب إنتاج السيتوكينات وتنظيم البروتينات المشاركة في التوظيف. الآفات الورمية الحبيبية مهمة في تنظيم الاستجابة المناعية وتقليل تلف الأنسجة. [26] [27] [28] علاوة على ذلك ، تساعد الخلايا التائية في الحفاظ المتفطرة داخل الأورام الحبيبية. [29]

القدرة على البناء مرض السل المسوخ واختبار المنتجات الجينية الفردية لوظائف محددة قد طورت بشكل كبير فهم العوامل المرضية وعوامل الفوعة. من المعروف أن العديد من البروتينات المُفرزة والمصدرة مهمة في التسبب في المرض. [30] على سبيل المثال ، أحد عوامل الفوعة هو عامل الحبل (تريهالوز ديميكولات) ، والذي يعمل على زيادة البقاء على قيد الحياة داخل مضيفه. سلالات مقاومة مرض السل طوروا مقاومة لأكثر من عقار واحد من أدوية السل ، بسبب الطفرات في جيناتهم. بالإضافة إلى ذلك ، فإن أدوية الخط الأول الموجودة مسبقًا مثل ريفامبيسين والستربتومايسين قد قللت من الكفاءة في تطهير الخلايا مرض السل بسبب عدم القدرة على اختراق مكانة الضامة بشكل فعال [31]

يلعب JNK دورًا رئيسيًا في التحكم في مسارات موت الخلايا المبرمج - الداخلية والخارجية. بالإضافة إلى ذلك ، وجد أيضًا أنه ركيزة لنشاط PPM1A ، [32] وبالتالي فإن الفسفرة في JNK قد تتسبب في حدوث موت الخلايا المبرمج. [33] نظرًا لارتفاع مستويات PPM1A أثناء مرض السل العدوى ، عن طريق تثبيط مسارات إشارات PPM1A ، يمكن أن تكون طريقة علاجية للقتل مرض السل الضامة المصابة من خلال استعادة وظيفتها الأبوطوزية الطبيعية في الدفاع عن مسببات الأمراض. [24] لذلك ، من خلال استهداف مسار محور الإشارة PPM1A-JNK ، يمكن القضاء عليه مرض السل الضامة المصابة. [24]

القدرة على استعادة موت الخلايا المبرمج للبلاعم إلى مرض السل يمكن للمصابين أن يحسنوا العلاج الكيميائي الحالي لمرض السل ، حيث يمكن لأدوية السل الوصول بشكل أفضل إلى البكتيريا الموجودة في مكانها. [34] لذلك ، تقليل فترات العلاج مرض السل الالتهابات.

أعراض مرض السل يشمل السعال الذي يستمر لأكثر من ثلاثة أسابيع ونفث الدم وألم الصدر عند التنفس أو السعال وفقدان الوزن والتعب والحمى والتعرق الليلي والقشعريرة وفقدان الشهية. مرض السل لديه أيضًا القدرة على الانتشار إلى أجزاء أخرى من الجسم. يمكن أن يتسبب ذلك في ظهور دم في البول إذا تأثرت الكلى وآلام الظهر إذا تأثر العمود الفقري. [35]

تحرير تباين السلالة

يعد تصنيف السلالات مفيدًا في التحقيق في تفشي مرض السل ، لأنه يعطي المحقق دليلًا مؤيدًا أو ضد الانتقال من شخص لآخر. ضع في اعتبارك الحالة التي يكون فيها الشخص "أ" مصابًا بالسل ويعتقد أنه حصل عليه من الشخص "ب". إذا كانت البكتيريا المعزولة من كل شخص تنتمي إلى أنواع مختلفة ، فإن الانتقال من B إلى A يتم دحضه نهائيًا ، ومع ذلك ، إذا كانت البكتيريا هي نفس السلالة ، فهذا يعني أن هذا يدعم (لكنه لا يثبت بشكل قاطع) الفرضية القائلة بأن B أصاب A.

حتى أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، مرض السل تم تصنيف السلالات بواسطة الرحلان الكهربائي للهلام النبضي (PFGE). [36] تم استبدال هذا الآن بأعداد متغيرة من التكرارات الترادفية (VNTR) ، والتي تعد أسهل من الناحية الفنية في الأداء وتسمح بتمييز أفضل بين السلالات. تستفيد هذه الطريقة من وجود تسلسل الحمض النووي المتكرر داخل مرض السل الجينوم.

ثلاثة أجيال من VNTR للكتابة لـ مرض السل لوحظ. استخدم المخطط الأول ، المسمى التكرار الترادفي الدقيق ، خمسة مواقع فقط ، [37] ولكن الدقة التي توفرها هذه المواقع الخمسة لم تكن بنفس جودة PFGE. المخطط الثاني ، المسمى بالوحدة المتكررة المتناثرة المتفطرات ، كان لديه تمييز جيد مثل PFGE. [38] [39] الجيل الثالث (الوحدة المتكررة المتفطرة - 2) أضاف تسعة مواضع أخرى ليصبح المجموع 24. وهذا يوفر درجة دقة أكبر من PFGE وهو حاليًا المعيار للكتابة مرض السل. [40] ومع ذلك ، فيما يتعلق بالبقايا الأثرية ، قد تكون هناك حاجة إلى أدلة إضافية بسبب التلوث المحتمل من بكتيريا التربة ذات الصلة. [41]


الفريق: جرونينجن / ملخص

في عام 2002 ، كانت كمية المعلومات المخزنة رقميًا قد طغت على المعلومات المخزنة بتنسيق تمثيلي لأول مرة [1]. بعد خمس سنوات فقط ، كان 6٪ فقط من بيانات العالم لا تزال تناظرية [1]. في عام 2015 ، تم إنشاء ما يقدر بـ 2.500.000.000.000 ميغا بايت من البيانات الجديدة كل يوم ، ويتزايد هذا العدد بمعدل متزايد [1]. ليس من المستغرب أن تتزايد أيضًا انتهاكات البيانات التي ينظمها المتسللون. السجلات المالية والقانونية والوثائق العسكرية والحكومية ، هذه أمثلة على المعلومات المهمة التي يجب الاحتفاظ بها لفترة طويلة ، ولكنها قد تسبب ضررًا كبيرًا في الأيدي الخطأ. لقد أصبحنا حضارة تعتمد على المعلومات ، ويجب تخزين هذه المعلومات في مكان ما. نتيجة لذلك ، نواجه مشكلتين: أين نخزن جميع بياناتنا ، وكيف نحافظ عليها آمنة؟

تم اقتراح تخزين البيانات في الحمض النووي في وقت مبكر من الستينيات ، ولكنه أصبح مؤخرًا موضوعًا ساخنًا فقط [2]. ويرجع ذلك جزئيًا إلى الطلب المتزايد باستمرار على تخزين البيانات ، فضلاً عن التطورات في تقنيات تركيب وتسلسل الحمض النووي. هدفنا هو إنشاء نظام لتخزين البيانات ونقلها على المدى الطويل لا يمكن اختراقه بالوسائل الرقمية. الأساليب الرقمية لتشفير المعلومات وتحويلها إلى رمز ثنائي راسخة ، وقد تم بالفعل إثبات تخزين البيانات في الحمض النووي. يجمع مشروعنا بين هاتين الطريقتين عن طريق تحويل المعلومات أولاً إلى رمز ثنائي ، وتشفيرها ، ثم تخزينها بأمان في الحمض النووي. ستمنع التدابير الإضافية القائمة على البيولوجيا الجزيئية الوصول غير المصرح به ، مما يضمن سلامة المعلومات المخزنة.

سيكون نظامنا مفيدًا لنوع المعلومات التي يجب تخزينها ونقلها بطريقة آمنة للغاية ، ولكن لا يلزم الوصول إليها بسرعة (في غضون ثوانٍ). سيكون من الممكن الحصول على الرسالة في حوالي 24-48 ساعة ، ومع ذلك ، من المحتمل أن يتم تقليل هذا الإطار الزمني مع تطوير تقنيات التسلسل الجديدة. على سبيل المثال ، يمكن استخدام هذا النظام لتخزين معلومات براءات الاختراع والنماذج الأولية ، وسجلات الأنساب ، والسجلات القانونية والمالية ، وتفاصيل الحساب المصرفي ، وبيانات تسجيل الدخول أو حتى المستندات الحكومية شديدة السرية. نظرًا لاستقرار وانضغاط الحمض النووي ، يمكن أيضًا تكييف نظامنا ليكون بمثابة كبسولة زمنية للمعرفة البشرية.

مزايا تخزين البيانات في DNA البوغ

  • الحمض النووي عبارة عن وسيط تخزين بيانات أكثر استقرارًا مقارنة بالوسائط المغناطيسية والبصرية ، حيث يظل سليماً لمدة 700000 عام على الأقل عند -4 درجة مئوية [4]. حتى في البيئات القاسية ، يبلغ عمر النصف للحمض النووي أكثر من 500 عام [5]. في المقابل ، تدوم تقنية التخزين الحالية حتى 30 عامًا فقط [6].
  • الأبواغ مقاومة للغاية للشيخوخة والإشعاع والحرارة والأضرار الكيميائية. تم عزل سلالة العصيات البوغية القابلة للحياة من بلورات الملح التي يبلغ عمرها 250 مليون سنة [7].
  • يمكن أن تستوعب وسائط تخزين البيانات الأكثر كثافة والمتاحة تجاريًا اليوم ما يصل إلى 10 جيجابايت / مم 3. يحتوي الحمض النووي على كثافة تخزين بيانات تصل إلى 10 9 غيغابايت / مم 3 ، 8 أوامر أعلى. [6]
  • تتوقع التقديرات المتحفظة أنه بناءً على الطلب العالمي على الذاكرة ، من المتوقع أن تتجاوز كمية السيليكون (المطلوبة لذاكرة فلاش) إمدادات السيليكون بحلول عام 2040. [8] ومع ذلك ، لن ينفد الحمض النووي لدينا أبدًا!
  • سيصبح تخزين الحمض النووي قريبًا بديلاً أرخص لتخزين البيانات مع انخفاض تكاليف تخليق وتسلسل الحمض النووي. من المقدر أن تصبح طريقة فعالة من حيث التكلفة لتخزين البيانات على المدى الطويل في غضون عشر سنوات تقريبًا [9].
  • تخزين البيانات في الحمض النووي أكثر كفاءة في استخدام الطاقة (وصديق للبيئة) من تخزين البيانات الرقمية المستخدمة حاليًا. في عام 2015 ، استخدمت مراكز البيانات في جميع أنحاء العالم 416.2 تيراواط / ساعة من الكهرباء. هذا أعلى من استهلاك الطاقة السنوي في المملكة المتحدة بأكملها [10] ، وهو مسؤول عن ما يقرب من 2٪ من انبعاثات الاحتباس الحراري العالمية ، وهو ما ينافس صناعة الطيران [11].
  • لا يمكن اختراق البيانات المخزنة في الحمض النووي بالوسائل الرقمية.
  • من السهل نسخ البيانات المخزنة في الحمض النووي للجراثيم البكتيرية ، وذلك ببساطة عن طريق السماح للجراثيم بالإنبات والنمو.
  • تخزين بيانات الحمض النووي هو تقنية مقاومة لنهاية العالم لأن الحمض النووي سيكون ذا صلة بالحضارات المستقبلية. طالما توجد الحياة الذكية القائمة على الحمض النووي ، ستكون هناك أسباب مقنعة لدراسة الحمض النووي والتلاعب به.

نهجنا

نحن نستخدم نهجًا متعدد الطبقات مع مزيج من تدابير الأمن الرقمية والبيولوجية لضمان عدم إمكانية الوصول إلى المعلومات إلا من قبل المتلقي المقصود. الطبقة الأولى هي التشفير الرقمي. يتم تشفير المعلومات باستخدام خوارزمية معيار التشفير المتقدم (AES) ، وتحويلها إلى تسلسل DNA ودمجها في الحمض النووي الجيني للعصيات الرقيقة ، وهي كائن حي آمن ومصنف بدقة وقادر على التكاثر. سيتم تشفير البيانات الثنائية التي تم الحصول عليها بعد التشفير في DNA وفقًا للمنطق التالي: نظرًا لأن الحمض النووي يتكون من أربعة نيوكليوتيدات وهي A و C و T و G ، فإن كل نوكليوتيد سيمثل زوجًا ثنائيًا (مزيج من 0 و 1). سيتم تمثيل A كـ 00 و C كـ 01 و T كـ 10 و G كـ 11. يتم دمج مفتاح فك التشفير والرسالة المشفرة في سلالتين مختلفتين من Bacillus ويتم حمايتهما من الوصول غير المصرح به مع طبقات أمان إضافية.

بمجرد تشفير الرسالة والمفتاح في DNA Bacillus ، تُزرع الخلايا في وسط معزز للتكاثر. تعد الجراثيم البكتيرية من أكثر الكيانات البيولوجية المعروفة مقاومة حاليًا ، وبالتالي فهي تمثل ركيزة مثالية لتخزين البيانات على المدى الطويل. يتم تجفيف الأبواغ التي تحتوي على الرسالة والمفتاح المشفرة بالتجميد ومدمجة في أوراق ترشيح منفصلة (أو أي مادة مسامية أخرى) للتخزين والنقل ، جنبًا إلى جنب مع متقارن سبيروبيران-سيبروفلوكساسين [3]. يكون النشاط البيولوجي لهذا المضاد الحيوي القابل للتحويل الضوئي منخفضًا جدًا عندما يكون مفتاح spiropyran الضوئي في شكله المغلق المستقر ، ولكنه يزداد بشكل كبير بعد التشعيع بطول موجي محدد من الضوء (في حالتنا ، 365 نانومتر) مما يجعل التبديل الضوئي في وضع أقل استقرارًا وانفتاحًا. شكل. عند إزالة مصدر الضوء ، يعود المركب ببطء إلى حالته غير النشطة بيولوجيًا. يؤدي التشعيع بأطوال موجية أخرى أيضًا إلى إلغاء التنشيط. السلالات التي تحمل الرسالة والمفتاح (التي تمتلك مقاومة للمضاد الحيوي) يتم مزجها مع العديد من جراثيم الطعم عند إحضارها إلى المادة الحاملة. جراثيم الطعم ليست مقاومة ولا تحتوي على أي معلومات مشفرة.

عندما يرغب المستلمون المقصودون في الوصول إلى البيانات المخزنة ، فإنهم يضعون ورقة الترشيح مع جراثيم حمل المفاتيح والمضادات الحيوية في وسط مستنبت ، ويشعونها بطول الموجة المنشطة للضوء. يجب أن يعرف المستلم هذا الطول الموجي مسبقًا. المضاد الحيوي المنشط يقتل الشراك الخداعية ولكن ليس سلالة الحمل الرئيسية. بعد الزراعة ، يتم تسلسل الحمض النووي الخاص بهم ويتم العثور على المفتاح. يحتوي المفتاح على المعلومات اللازمة لثقافة الرسالة التي تحمل الضغط ، وفك تشفير الرسالة.بدون تنشيط ، تنبت جميع الأبواغ وتنمو ، بما في ذلك الأفخاخ. هذا يجعل من المستحيل العثور على المفتاح بالتسلسل. بمجرد الحصول على المفتاح ، يمكن زرع الرسالة التي تحمل الضغط. ثم يتم تسلسل الحمض النووي الخاص بهم ويمكن فك تشفير الرسالة.


قد تكون بعض أشكال الحياة على قيد الحياة منذ عصر الديناصورات

يمكن لبعض الميكروبات أن تعيش لملايين السنين - ربما حتى ربع مليار سنة. كيف يتجنبون الاستسلام للاهتراء الحتمي للشيخوخة؟

تعيش بعض الشعاب المرجانية لآلاف السنين. يمكن أن يعيش الكركند الأمريكي حتى 140 عامًا على الأقل. عاشت سلحفاة واحدة حتى 250 عامًا. وكان عمر الرخويات المسمى مينغ هو 507 عامًا عندما قتله الباحثون عن غير قصد.

ننسى هؤلاء الأطفال ، مع ذلك. يمكن لأقدم الكائنات الحية على الأرض تحطيم سجلات طول العمر بسهولة ، وهذا ليس بالأمر السيئ بالنسبة للكائنات الحية الصغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة.

في أبرد أجزاء سيبيريا والقارة القطبية الجنوبية وكندا ، توجد تربة ظلت مجمدة بشكل دائم لآلاف إلى ملايين السنين. محاصرة مئات الأمتار بين طبقات هذه الأرض المتجمدة ، والمعروفة باسم التربة الصقيعية ، وهي بكتيريا حية قديمة قدم الجليد نفسه.

كيف تحيا البكتيريا غير معروف ، لكن البعض يزعم أن أسرار الميكروبات يمكن أن تفتح مفتاح الخلود.

كان العالم الروسي ثابت أبيزوف يعمل في محطة فوستوك في أنتاركتيكا في عام 1979 عندما اكتشف البكتيريا والفطريات والكائنات الدقيقة الأخرى على عمق 11،811 قدمًا (3600 متر) تحت الغطاء الجليدي في القطب الجنوبي ، فوق بحيرة فوستوك تحت الجليدية.

حتى أن بروشكوف حقن نفسه بميكروب عمره 3.5 مليون عام

تم تجميد الجليد صلبًا لمئات الآلاف من السنين ، ومع ذلك كانت البكتيريا تعيش بداخله بسعادة تامة. لم تكن هناك طريقة موثوقة يمكن للبكتيريا أن تشق طريقها إلى هناك من على السطح بعد تشكل الجليد ، لذلك خلص أبيزوف إلى أن البكتيريا نفسها يجب أن يكون عمرها مئات الآلاف من السنين & ndash أقدم بكثير من أي كائن حي تم العثور عليه سابقًا.

في عام 2007 ، انخفض الرقم القياسي لطول العمر مرة أخرى. صنع إسك ويلرسليف وفريق من جامعة كوبنهاغن التاريخ عندما اكتشفوا بكتيريا حية عمرها نصف مليون سنة مخبأة في أعماق طبقات التربة الصقيعية في أنتاركتيكا وسيبيريا وكندا.

كانت هذه هي المرة الأولى التي يعزل فيها الباحثون الحمض النووي من هذه البكتيريا القديمة ولكن لا تزال نشطة.

بعد ذلك بعامين فقط ، ظهر ميكروب أقدم للضوء - واعتقد هذه المرة أنه يبلغ من العمر 3.5 مليون سنة.

اكتشفها العالم الروسي أناتولي بروشكوف. جاءت البكتيريا من التربة الصقيعية القديمة في موقع يعرف باسم جبل الماموث في سيبيريا.

حتى أن بروشكوف حقن نفسه بميكروب عمره 3.5 مليون عام معروف باسم عصية F، على أمل أن تعمل بكتيريا "الحياة الأبدية" بسحرها وتطيل عمره أيضًا.

لقد اختبر بالفعل الشكل المعطل للبكتيريا على الفئران وذباب الفاكهة وخلايا الدم البشرية بنتائج واعدة. يدعي أنه لم يصاب بالأنفلونزا في العامين الماضيين منذ علاجه الذاتي بالميكروب القديم.

ما الذي يجعل العلماء بالضبط يعتقدون أن البكتيريا الموجودة داخل التربة الصقيعية قديمة جدًا ، وليست مجرد أحفاد البكتيريا التي حوصرت في الأصل منذ آلاف أو ملايين السنين؟

في عمر 250 مليون سنة ، كانت هذه الخلايا البكتيرية كانت ستعيش عندما كانت الديناصورات الأولى قد بدأت للتو في السير على الأرض

الجواب هو أن البكتيريا محاصرة بشدة في التربة المتجمدة بحيث لا يبدو أن لديها مساحة للانقسام. حتى لو انقسموا ، لا يوجد مكان تذهب إليه الخلايا الجديدة.

إذا لم يكن التكاثر ممكنًا ، فيجب أن تكون الخلايا الميكروبية التي تعيش في التربة الصقيعية اليوم هي نفسها التي تم تجميدها في مكانها عندما برد المناخ.

نفس النوع من التفكير وراء الادعاء المثير للجدل بأن بعض البكتيريا الفردية قد عاشت لمدة مذهلة تصل إلى 250 مليون سنة.

تأتي هذه البكتيريا من داخل بلورات الملح المدفونة على عمق 1970 قدمًا (600 متر) تحت الأرض في موقع في نيو مكسيكو حيث تم بناء مكب للنفايات النووية. في عمر 250 مليون سنة ، كانت هذه الخلايا البكتيرية كانت ستعيش عندما كانت الديناصورات الأولى قد بدأت للتو في السير على الأرض.

يقول راسل فريلاند من جامعة ويست تشيستر في بنسلفانيا ، الذي قام بهذا الاكتشاف ، إن البكتيريا وندش المعروفة باسم فيرجيبسيلوس السلالة 2-9-3 & ndash تشبه بشكل ملحوظ الحديث فيرجيبسيلوس وجدت في البحر الميت.

بمجرد استخلاص الميكروبات القديمة من البلورات ووضعها في قارورة غنية بالمغذيات في المختبر ، استيقظت من جديد وبدأت في النمو.

لم يقترب أي من هذه الاكتشافات من 250 مليون سنة

يؤكد بعض الباحثين أن السلالة 2-9-3 يجب أن تكون أصغر بكثير من 250 مليون سنة ، وربما تنشأ عن التلوث في المختبر. لكن فريلاند مقتنع بعمرهم ، خاصة لأنه يقول إنهم كانوا محاصرين داخل بلورات الملح القديمة.

يقول فريلاند: "كانوا في البلورات وكانوا أحياء". "كانت فرص دخولهم في بلورة مختومة نحو الصفر واحتمال أن يكون هذا حدثًا ملوثًا كان حوالي واحد في [المليار]."

علاوة على ذلك ، يقول إنه تم اكتشاف العديد من الأمثلة الأخرى المشابهة للبكتيريا المحتبسة بالملح منذ ذلك الحين. في الآونة الأخيرة ، تم العثور على بكتيريا يتراوح عمرها بين 33 و 48 مليون سنة في بلورات الملح في بحيرة مالحة داخلية في وسط الصين.

ومع ذلك ، لم يقترب أي من هذه الاكتشافات من 250 مليون سنة.

نحن نعلم أن بعض البكتيريا تدخل في حالة نائمة تسمى البوغ عندما تصبح الظروف قاسية بشكل خاص

الميكروبات القديمة الموجودة في التربة الصقيعية أو بلورات الملح هي على وشك البقاء على قيد الحياة. بعد حرمانها من القدرة على الخضوع للانقسام الخلوي بسبب نقص المساحة ، يجب على كل واحدة بدلاً من ذلك تحويل الطاقة القليلة التي يمكن أن تجدها للحفاظ على خليتها المفردة على قيد الحياة.

يقول فريلاند: "لا يمكن للبكتيريا أن تتكاثر داخل بلورات الملح ، حيث كان من الممكن أن يكون هناك عدد قليل جدًا من العناصر الغذائية ، وكان من الممكن أن تكون قد تراكمت نفايات سامة".

ولكن ، لتوضيح ما هو واضح ، فإن التمكن من البقاء على قيد الحياة لملايين السنين يعد إنجازًا لا يصدق. على وجه الخصوص ، عادةً ما يتحلل الحمض النووي والبروتينات المسؤولة عن تغذية تفاعلات الحياة داخل الخلايا الحية على مدى فترات زمنية قصيرة نسبيًا ، نتيجة للتلف الإشعاعي. ما سر التغلب على هذه المشاكل؟

يعتقد بعض العلماء أن البكتيريا القديمة لا يمكن أن تكون قديمة بالقدر الذي تبدو عليه إلا إذا كانت لديها آليات لإصلاح حمضها النووي وتركيباتها الخلوية. لكن ما هي آليات الإصلاح النشطة هذه بالضبط ، وكيف يمكن أن تعمل في مثل هذه البيئة المعادية ، لا يزال غير معروف.

على سبيل المثال ، تفتقر البكتيريا الموجودة في التربة الصقيعية أو في الملح إلى الوصول الجيد إلى الماء ، وهو أمر ضروري لتشغيل الإنزيمات التي تقوم عادة بالإصلاحات الخلوية.

تمكن Ra & uacutel Cano وزملاؤه من إحياء أبواغ بكتيرية عمرها 30 مليون عام من معدة نحلة قديمة

يعمل فريلاند حاليًا مع معهد هوارد هيوز الطبي لتسلسل جينات سلالته من البكتيريا 2-9-3 ، والتي ستخبرنا المزيد عن كيفية بقائها على قيد الحياة.

ومع ذلك ، قد يكون لبعض البكتيريا القديمة خطة بقاء بديلة طويلة المدى. قد يدخلون في نوع من الركود.

نحن نعلم أن بعض البكتيريا تدخل في حالة نائمة تسمى البوغ عندما تصبح الظروف قاسية بشكل خاص. تشبه الأبواغ بذور النباتات: تنمو "قشرة" حول الخلية المعرضة للخطر.

على عكس البذور ، فإن الجراثيم شديدة الصلابة. يمكنهم البقاء على قيد الحياة من انفجارات الإشعاع ، ويمكن أن يستمروا لسنوات بدون ماء أو مغذيات. داخل القشرة ، يقع الميكروب في حالة خاملة تمامًا ، ولكن يمكن أن يستيقظ عندما تتحسن الظروف.

منذ عام 1995 ، تمكن العالم Ra & uacutel Cano وزملاؤه من إحياء أبواغ بكتيرية عمرها 30 مليون عام من معدة نحلة قديمة. تحاصر النحلة والبكتيريا الموجودة بداخلها وتُحفظ في قطرة من عصارة الأشجار التي تحولت إلى كهرمان.

لكن بعض العلماء يقولون إنه حتى القدرة على تكوين بوغ وقائي لن يسمح للبكتيريا بالبقاء على قيد الحياة لمدة 250 مليون سنة. يقولون إن الحمض النووي في الميكروب يتحلل ويتفكك حتما على مدى فترات طويلة من الزمن.

يواجه الحمض النووي هجومًا ثلاثي الأبعاد من الإشعاع الكوني عالي الطاقة ، والإشعاع الشمسي على شكل أشعة جاما والأشعة فوق البنفسجية ، ومن الإشعاع الصادر عن الانهيار التلقائي للنواة الذرية.

ما عليك سوى بضع ضربات من الأشعة الكونية وهذا كل شيء ، لقد مات

أجرى بول فالكوسكي من جامعة روتجرز تجربة جمع فيها خمس عينات جليدية يتراوح عمرها بين 100000 و 8 ملايين سنة من تحت سطح نهر جليدي في وديان بيكون ومولينز في أنتاركتيكا. ثم حاول مع فريقه زراعة ميكروبات داخل الجليد. وجد أنه كلما كان الجليد أقدم ، كلما كان متوسط ​​طول أجزاء الحمض النووي بالداخل أقصر ، وكلما قل عدد الميكروبات التي يمكن إحياؤها.

بعبارة أخرى ، يتحلل الحمض النووي المجمد تدريجياً مع مرور الوقت. نجح فالكوفسكي في زراعة ميكروبات من كتلة جليدية عمرها مليوني عام ، وحسب أنه بعد 1.1 مليون سنة ، تحلل نصف الحمض النووي الأصلي.

يقول فالكوفسكي: "أعتقد أنه إذا تعرضت البكتيريا للتلف الإشعاعي في القطبين ، فمن المحتمل أن تكون نقطة القطع القصوى حوالي مليونين إلى ثلاثة ملايين سنة".

"ما عليك سوى بضع ضربات من الأشعة الكونية وهذا كل شيء ، لقد ماتت. لذا في حين أن فرص الإصابة منخفضة خلال فترة زمنية قصيرة ، إلا أنه على مدى ملايين السنين ستكون هناك بالتأكيد ضربة. فرص البرق في أي مكان محدد من الوقت يكون منخفضًا ، ولكن إذا متوسطه على مدى ملايين السنين تقريبًا ، فسيتم ضرب كل مكان على وجه الأرض ".

ومع ذلك ، لا يزال فريلاند مقتنعًا بأن البكتيريا يمكن أن تعيش لفترة أطول بكثير مما توحي به تجارب فالكوفسكي ، في ظل الظروف المناسبة.

في الملح ، يمكن للبكتيريا أن تتلقى 1000 مرة أكثر من حمضها النووي قبل حدوث الضرر المميت

ويقول: "إن بلورات الملح غير منفذة للأكسجين ، لذلك لا تحدث أي أكسدة ، وستكون مدفونة ومظلمة ، لذلك لن يكون هناك أي ضرر من الأشعة فوق البنفسجية".

يشير فريلاند أيضًا إلى أن تكوين البوغ يتسبب في أن تصبح جزيئات الحمض النووي شديدة الترابط ، مما يجعلها هدفًا أصغر لتدمير الأشعة الإشعاعية. بلورات الملح نفسها تحمي البكتيريا أيضًا من الإشعاع عن طريق دفع المعادن الثقيلة التي من شأنها أن تتحلل إشعاعيًا على مدى فترات زمنية طويلة.

هذا يعني أن المصدر الوحيد المحتمل للإشعاع الناتج عن التحلل يأتي من البوتاسيوم -40 ، وهو شكل مشع من البوتاسيوم له نصف عمر طويل جدًا يصل إلى 1.25 مليار سنة. يعني هذا العمر النصفي الطويل أن احتمال انبعاث البوتاسيوم -40 للإشعاع منخفض جدًا.

أخيرًا ، يخلق الملح في البلورات بيئة خالية من الماء تصبح فيها الروابط الكيميائية داخل الحمض النووي أقوى. بعبارة أخرى ، يصعب تدمير الحمض النووي.

أقرب مجرة ​​مجاورة لمجرة درب التبانة تبعد فقط 2-3 مليون سنة ضوئية

يقول فريلاند: "لقد أجرينا دراسة ، وخلصنا إلى أنه في الملح ، يمكن للبكتيريا أن تتلقى 1000 مرة أكثر من حمضها النووي قبل حدوث ضرر مميت". "لذا أضف كل ذلك وستحصل على مكان مستقر جدًا للاختباء فيه."

هل هناك أي أهمية أوسع لقدرة البكتيريا الفردية على البقاء ، على الأرجح ، لمدة 250 مليون سنة؟ بكلمة نعم.

إذا تمكنت البكتيريا حقًا من البقاء في حالة ركود لملايين السنين ، فلا يمكننا استبعاد احتمال ظهور الخلايا أو الحمض النووي لأول مرة على كوكب آخر في نظام شمسي آخر - حتى في مجرة ​​مختلفة - ثم سافروا إلى الأرض على مذنب أو كويكب. بعد كل شيء ، فإن أقرب مجرة ​​مجاورة لمجرة درب التبانة هي مجرة ​​أندروميدا ، التي تبعد فقط 2-3 مليون سنة ضوئية: مسافة قريبة لبكتيريا يمكنها البقاء على قيد الحياة لمدة 250 مليون سنة.

يضيف عمل فريلاند أيضًا وزناً لفكرة أن الحياة يمكن أن توجد على المريخ ، حيث تم اكتشاف رواسب الملح في النيازك المريخية.

يمكن أن تحبس مسببات الأمراض التي يمكن أن تلحق الأذى بالبشر في التربة الصقيعية في سيبيريا ، وتكون جاهزة للانطلاق عندما يذوب الجليد

الكائنات الحية طويلة العمر لديها أيضًا القدرة على طرح مشكلة للمجتمعات البشرية اليوم. قد تكون البكتيريا أو الفيروسات المسببة للأمراض من بين أولئك المحاصرين في الجليد.

تم العثور على أحد هذه الفيروسات متجمدًا على ارتفاع 98 قدمًا (30 مترًا) تحت الأرض تحت طبقة عميقة من التربة الصقيعية في سيبيريا في عام 2014 ، حيث بقي لمدة 30 ألف عام على الأقل. الفيروس "العملاق" القديم Pithovirus sibericum كبير جدًا ، يصل إلى 1.5 ميكرومتر ، بحيث يمكن رؤيته تحت المجهر العادي.

بمجرد أن أعاده العلماء إلى المختبر ، عاد الفيروس إلى الحياة وأصبح معديًا مرة أخرى. البشر ليسوا في خطر من هذا الفيروس بالذات ، لأنه يهاجم فقط الأميبا وحيدة الخلية. لكن الباحثين يعتقدون أن مسببات الأمراض التي يمكن أن تلحق الأذى بالبشر يمكن حبسها في التربة الصقيعية في سيبيريا ، لتكون جاهزة للانطلاق عندما يذوب الجليد.

لا يمكننا استبعاد احتمال نشوء الخلايا أو الحمض النووي لأول مرة على كوكب آخر في نظام شمسي آخر ، ثم انتقل إلى الأرض

فالأشكال القديمة للجدري ، على سبيل المثال ، يمكن أن تكون محاصرة في الجليد.

ومع ذلك ، لا يمكن لجميع الفيروسات البشرية أن تصمد أمام الحياة في الجليد. الفيروسات مثل الأنفلونزا وفيروس نقص المناعة البشرية التي يحيط بها غلاف دهني "دهني" أكثر هشاشة من الفيروسات ذات الغلاف البروتيني الخارجي.

ومع ذلك ، فإن مثل هذا البحث يأتي مع تحذير. قد تكون أشكال الحياة الأطول عمراً على الأرض من بين أصغرها ، ولكن لا يزال لديها القدرة على ترك انطباع كبير في العالم الحديث.

انضم إلى أكثر من خمسة ملايين معجب على بي بي سي إيرث من خلال الإعجاب بنا على Facebook أو متابعتنا على Twitter و Instagram.


نتائج

المجففة والمغلقة ب. الرقيقة كانت الأبواغ قادرة على الإنبات في بداية تجربة التخزين (خط الأساس) كما يتضح من تجارب الزراعة وبواسطة الفحص المجهري للخلية الحية (التين 2 ، فيلم S1). بعد عامين من التخزين ، ب. الرقيقة لم تظهر الأبواغ في التجربة التي استمرت 500 عام انخفاضًا كبيرًا في قابلية البقاء - 2016 كان متوسط ​​نسبة البقاء على قيد الحياة في العينات 86 ± 21 ٪.

يتم عرض صور لثلاث نقاط زمنية للإنبات: 0 و 2.5 و 4 ساعات (انظر فيلم S1 لتسلسل صورة كامل على فترات 5 ثوان). لاحظ أن النقطة الزمنية 0 h تشير إلى بداية التصوير. بدأ تنشيط الجراثيم قبل 1-2 دقيقة عن طريق إضافة طبقة من أجار LB أعلى الجراثيم (انظر قسم طرق المواد والأمبير). مجموعة سكانية فرعية من الجراثيم (

17٪) لم تكن قادرة على الإنبات (السهام). ظهرت الجراثيم غير النابتة باللون الرمادي في تباين الطور بدون النواة اللامعة والحدود الداكنة الشبيهة بالحلقة والتي تعتبر نموذجية للجراثيم الخاملة القادرة على الإنبات (انظر الشكل S2). شريط المقياس = 5 ميكرومتر.

عندما خط الأساس (2014) ب. الرقيقة تعرضت الأبواغ للأشعة السينية ، UV-254 نانومتر ، 10٪ H.2ا2، حرارة رطبة وحرارة جافة (الأشكال S3 و S4 و S5 و S6 و S7)) ، الإجهاد التأكسدي بنسبة 10٪ H2ا2 كان الأكثر ضررًا للمجموعات البوغية التي تعاني من صعوبة التعلم90 بقيمة 9.54 ± 1.06 دقيقة فقط (الجدول 3). أظهرت الأبواغ المعرضة للحرارة الجافة (120 درجة مئوية) مقاومة أكبر من تلك المعرضة للحرارة الرطبة (100 درجة مئوية). في الحرارة الرطبة ، وصلت الأبواغ إلى 90٪ من التنشيط في ربع الوقت (3.01 ± 0.39 دقيقة) مقارنة بالحرارة الجافة (14.75 ± 2.31 دقيقة) ، لكن الحرارة الجافة أدت إلى مزيد من الانخفاض الخطي في بقاء البوغ (S5 التين). تم توجيه الإجهاد الإشعاعي عبر الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية إلى طبقات البوغ أحادية الطبقة المجففة بالهواء و LD90 كانت 780.5 ± 62.4 جراي و 326.5 ± 29.5 جول / م 2 على التوالي. أجريت تجارب المقاومة فقط على عينات خط الأساس لعام 2014 لأن عينات البوغ المجففة لعام 2016 لم تظهر بعد آثارًا سلبية كبيرة من التخزين. الجدول 3 يعرض كل LD90 القيم من هذه الدراسة بالإضافة إلى مقارنات مع القيم المنشورة سابقًا.

أظهرت تجارب التخزين لمدة عشر سنوات في الظروف الجافة أن مجموعات الأبواغ في الهواء المحيط (4 درجات مئوية) ، والهواء غير المؤكسد (4 درجات مئوية) ، ومسحوق ريجوليث المريخ المحاكي ومسحوق الهاليت لم يكن لها خسائر كبيرة في قابلية بقاء البوغ (الجدول 4). توقعات LD90 كانت أكثر من 300 عام لكل حالة ، تتراوح من 380.6 إلى 1789.7 سنة. لم يتسبب التخزين في درجة حرارة -80 درجة مئوية لمدة 360 يومًا في حدوث انخفاض ملحوظ في ب. الرقيقة صلاحية البوغ - بقاء جزء من 72.2 ± 11.8٪ بعد 360 يومًا. رغم ذلك، متى ب. الرقيقة تم تخزين الجراثيم لمدة 450 يومًا في فراغ عالي جدًا (10 −7 باسكال) ، انخفض معدل بقاء الجراثيم بمقدار

82٪ (p & lt 0.001) (تين. 3). ال LD90 تم تقديره بأقل من عامين في ظل هذه الظروف الشبيهة بالفضاء (الجدول 4).

تم تخزين الجراثيم الجافة عند 10-7 باسكال وتم تحديد بقاء البوغ كما هو موضح في الطرق. تمثل أشرطة الخطأ الانحراف المعياري. يتم الإشارة إلى الأهمية بواسطة ANOVA بين أوقات الحضانة المختلفة بواسطة (*) مع p & lt0.001.

ب. الرقيقة أظهرت الأبواغ المخزنة في 3.6 مولار كلوريد الصوديوم أيضًا خسارة في الصلاحية على مدار عام واحد. بينما لم تنخفض قابلية بقاء البوغ في 0 M و 1.2 M NaCl ، لوحظت فروق ذات دلالة إحصائية في 3.6 M NaCl (الشكل 4 و S1 الجدول). انخفض إجمالي بقاء البوغ بحوالي

50٪ في 3.6 مليون كلوريد الصوديوم بعد عام واحد ، مع توقع LD90 تتراوح بين 3.1 - 3.7 سنة (الجدول 3).

تم تخزين الأبواغ ، 10 8 لكل عينة ، في محاليل بتركيزات مختلفة من كلوريد الصوديوم ، وتم قياس بقاء البوغ كما هو موضح في الطرق. تشير المربعات السوداء إلى الأبواغ في الماء (0 M كلوريد الصوديوم) ، ويشير الماس الأزرق إلى الجراثيم في 1.2 M NaCl والدوائر الحمراء تشير إلى الأبواغ في 3.6 M NaCl. تشير أشرطة الخطأ إلى الانحراف المعياري.


مفارقة البكتيريا "القديمة" التي تحتوي على جينات بروتين "حديثة"

هيذر موغان ، سي ويليام بيركي جونيور ، واين ل.نيكلسون ، وليم د. علم الأحياء الجزيئي والتطور، المجلد 19 ، العدد 9 ، سبتمبر 2002 ، الصفحات 1637-1639 ، https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.molbev.a004227

لا يزال عزل الكائنات الحية الدقيقة عن المواد القديمة والتحقق من أنها قديمة قدم المواد التي تم عزلها منها مجالًا للجدل. تقريبًا بدون استثناء ، أثبتت البكتيريا المعزولة من المواد القديمة أنها تشبه البكتيريا الحديثة على المستويين المورفولوجي والجزيئي. استخدم النقاد هذه الحقيقة تاريخيًا للقول بأن هذه العزلات ليست قديمة ولكنها ملوثات حديثة تم إدخالها إما بشكل طبيعي بعد تكوين المادة المحيطة (لمزيد من التفاصيل ، انظر Hazen and Roeder 2001 ورد باورز وفريلاند وروزينويج 2001). ) أو بسبب عيوب في منهجية عزل العينة (تمت مراجعته مؤخرًا في Vreeland and Rosenzweig 2002). تمت معالجة هذا النقد بشكل تجريبي من خلال تطوير بروتوكولات صارمة للغاية لاختيار العينة ، وتعقيم الأسطح ، واكتشاف التلوث وإجراءات التحكم فيه. باستخدام إجراءات أخذ العينات الأكثر دقة وتوثيقًا وتقنيات الحماية من التلوث المبلغ عنها حتى الآن ، أبلغ فريلاند وروزينويج وباورز (2000) عن عزل بكتيريا مسببة للتشكيل ، عصية السلالة 2-9-3 ، من إضافة محلول ملحي داخل بلورة هالايت تم استعادتها من تكوين بيرميان سالادو الذي يبلغ عمره 250 عامًا في كارلسباد ، نيو مكسيكو.

كما لوحظ في الدراسات السابقة ، كانت الملاحظة المذهلة من قبل Vreeland و Rosenzweig و Powers (2000) هي أن 16S rDNA للعزل 2-9-3 مطابق بنسبة 99٪ لتلك الموجودة في Salibacillus marismortui، وهي بكتيريا معزولة من البحر الميت عام 1936 (Arahal et al. 1999). في الواقع ، أراهال وآخرون. (1999) المحددة باسم S. marismortui ثلاث سلالات ذات تسلسل 16S rDNA تختلف بنسبة 0.01 ٪ ، مما يشير إلى أن عزل 2-9-3 يمكن أيضًا تصنيفها على أنها S. marismortui.

منذ ذلك الحين ، استخدمت مجموعتان تحليلات علم الوراثة لتسلسل 16S rDNA للقول بأن عزل 2-9-3 من غير المرجح أن يكون عمره 250 Myr. استخدم Graur and Pupko (2001) اختبار المعدل النسبي لمقارنة المعدلات التطورية لـ 16S rDNA على الفروع مما أدى إلى عزل 2-9-3 و S. marismortui ولم تجد فروقًا بين المعدلات التطورية. النظر في إمكانية ذلك S. marismortui قد تكون قديمة أيضًا (Arahal et al. 1999 Vreeland و Rosenzweig و Powers 2000) ، فقد قارنوا أيضًا المعدلات التطورية للعزلة 2-9-3 ، S. marismortui و Virgibacillus proomi، أحد أقارب S. marismortui، ومرة ​​أخرى وجدت معدلات تطور مماثلة (Graur and Pupko 2001). في الآونة الأخيرة ، Nickle et al. (2002) أجرى أيضًا اختبارات معدل نسبي باستخدام 16S rDNA مع نفس النتيجة ، فإن الفرع المؤدي إلى عزل 2-9-3 ليس قصيرًا بشكل غير عادي ، كما هو متوقع من كائن حي لم يتطور منذ ملايين السنين. نيكل وآخرون. (2002) استخدم المعدلات التطورية المشتقة من البكتيريا المعوية ليقول إنه إذا لم تتطور العزلة 2-9-3 لـ 250 Myr ، إذن S. marismortui يجب أن تكون نفسها قد تطورت بمعدل 5-10 مرات أبطأ مما حدث في التعايش الداخلي للمن الذي استندت إليه حسابات المعدل. نلاحظ أنه على الرغم من أن المعدلات التطورية المحسوبة من المعوية والتعايش الداخلي هي أفضل التقديرات التي نمتلكها حاليًا ، فمن المرجح تمامًا أن معدلات تطور البوغ قد تكون بالفعل أبطأ بعدة أوامر من حيث الحجم. لقد ثبت أن البوغات البوغية تبقى في حالة البوغ الخاملة الأيضية ، وبالتالي لا تكرر الحمض النووي الخاص بها ، لتقديرات متحفظة في أي مكان من 10 2 إلى 10 4 سنوات بين أوقات النمو (Kennedy ، Reader ، و Swierczynski 1994 Nicholson et al.2000).

نظرًا لأن التحليلات التي تمت مناقشتها أعلاه استخدمت جينات 16S rDNA ، والتي قد لا يكون تطورها ممثلًا للكائن الحي ككل ، أردنا معرفة ما إذا كانت أوجه التشابه بين العزلة 2-9-3 و S. marismortui مع جينات ترميز البروتين وكذلك مع جينات 16S rDNA. لذلك قمنا بتحليل العلاقات التطورية بين السلالة 2-9-3 و S. marismortui، باستخدام البكتيريا المكونة للجراثيم كمجموعة المقارنة الخاصة بنا. كان الأساس المنطقي لهذا التصميم هو أن المعدل التطوري بين المشكّلات البوغية سيكون أقرب تقريبًا إلى معدل 2-9-3. استخدمنا بيانات الأحماض الأمينية من جينين ، recA و splB. ال recA تم العثور على الجين في جميع البكتيريا ، ومنتجها مطلوب لإعادة التركيب المتماثل وإصلاح الحمض النووي. بسبب القيود الوظيفية على recA التطور ، يمكن استخدامه لحل العلاقات التطورية القديمة. ال splB الجين ، من ناحية أخرى ، لم يتم الإبلاغ عنه حتى الآن إلا في البكتيريا المكونة للأبواغ إيجابية الجرام وهو مهم في إصلاح تلف الحمض النووي الخاص بالجراثيم الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية أثناء سكون البوغ (Nicholson et al.2000). لأن splB توجد فقط في البكتيريا المكونة للبوغ إيجابية الجرام ، ويمكن افتراض أن أصلها أحدث من recA قد يكون مفيدًا وقد يكون مفيدًا في حل العلاقات التطورية الأقرب.

تتوافق نتائج تحليلاتنا مع العلاقات التطورية التي أظهرها Graur و Pupko (2001) و Nickle et al. (2002). على مستوى النوكليوتيدات ، اعزل 2-9-3 و S. marismortui اختلفت في اثنين من النيوكليوتيدات من أصل 404 recA فحص النيوكليوتيدات. كلا هذين الاستبدلين مترادفان ، مما يجعل هذين التصنيفين متطابقين على مستوى الأحماض الأمينية. إعادة بناء النشوء والتطور (Swofford 1998) باستخدام تسلسل الأحماض الأمينية recA (تم استخدام الأحماض الأمينية بسبب تشبع الموقع على مستوى النيوكليوتيدات عبر الأصناف ذات الصلة البعيدة) الأماكن 2-9-3 و S. marismortui في كليد أكثر حداثة ، بدلاً من احتلالها لموقع أكثر قاعدية كما يمكن للمرء أن يتوقع ما إذا كان الكليد لم يتطور لـ 250 Myr (شكل 1).

تم الحصول على نتائج مماثلة ل splB ( الصورة 2 ). من أصل 619 نيوكليوتيدات تم فحصها ، لوحظ استبدال مرادف واحد فقط بين العزلة 2-9-3 و S. marismortui، مرة أخرى مما يجعل هذين التصنيفين متطابقين على مستوى الأحماض الأمينية. بما يتفق مع recA البيانات (الشكل 1) ، فإن splB تدعم البيانات أيضًا الفرضية التي تعزل 2-9-3 و S. marismortui تباعدوا عن بعضهم البعض مؤخرًا أكثر من اختلافهم عن الآخر عصية الأنواع (الشكل 2).

أجرينا اختبارات المعدلات النسبية (Robinson et al. 1998) باستخدام بيانات الأحماض الأمينية من كليهما recA و splB.Salibacillus marismortui لا يمكن استخدامها في اختبار المعدلات النسبية ضد العزلة 2-9-3 بسبب هويتها 100٪ على مستوى الأحماض الأمينية. وجدنا معدلات تطور مماثلة تقارن العزلة 2-9-3 مع S. salexigens، أقرب أقارب عزل 2-9-3 بعد S. marismortuiمع أي منهما المطثية acetobutylicum أو B. الرقيقة كمجموعة خارجية (البيانات غير معروضة). باستخدام بيانات النوكليوتيدات من عزل 2-9-3 ، S. marismortui, B. الرقيقة، و B. cereus، ربطنا المسافة بين 2-9-3 و S. marismortui على المسافة بين B. الرقيقة و B. cereus باستخدام المنطق التالي. لأن الاستبدالات بين 2-9-3 و S. marismortui كلها مترادفة ، يمكن استخدامها لتعكس معدل الطفرات. إذا تم فحص ثلاثة بدائل مترادفة من إجمالي 1023 نيوكليوتيدات (1/619 من recA و 2/404 من splB) ، وبالتالي فإن الاختلاف بنسبة 0.2 ٪ ، يمثل معدل الطفرة منذ الاختلاف بين 2-9-3 و S. marismortui 250 MYA ، ثم 121 بدائل مرادفة (12٪ اختلاف) بينهما B. الرقيقة و B. cereus سيضع سلفهم المشترك الأخير في 15 BYA ، أطول بكثير من عمر الأرض.

يمكن للمرء أن يجادل في أن عزل 2-9-3 و S. marismortui كانت الأبواغ نائمة لمدة 250 Myr ، وبالتالي لم تكن تتطور. يتم رفض هذه الفرضية بسهولة من خلال النظر في الأنماط المتفرعة لـ recA و splB الأشجار. إذا 2-9-3 و S. marismortui كان كلاهما كاملين لمدة 250 Myr ، فإن جميع الأصناف الأخرى على الشجرة كانت ستشهد فترات سكون أكبر لأن لديهم أصول أكثر بدائية. بعبارة أخرى ، يجب أن يكون كل تصنيف على الشجرة نائمًا من الناحية الأيضية والتطورية لما لا يقل عن 250 Myr في وقت ما في الماضي ، وهي فرضية يستحيل اختبارها.

يُظهر استعراض حديث أجراه Parkes و Cragg و Wellsbury (2000) أن أوقات الجيل لبعض البكتيريا المعزولة من الرواسب الموجودة تحت سطح البحر تصل إلى آلاف القرون. إذا كان وقت جيل 100000 سنة قابلاً للتطبيق لعزل 2-9-3 بعد تباعده S. marismortui 250 MYA ، ثم عزل 2-9-3 مرت بحوالي 2500 جيل خلال تلك الفترة. إذا كان هناك ، في المتوسط ​​، 10 -8 طفرات لكل موقع لكل جيل ، فإن هذا سيعطي العزلة 2-9-3 و S. marismortui 2.5 × 10 5 الاختلافات لكل موقع. نظر التحليل المذكور هنا في 1023 موقعًا ، وبالتالي كان من المتوقع أن يرى المرء اختلافات 0.026 بين العزلة 2-9-3 و S. marismortui إذا كان لديهم جيل مرات من أجل 100000 سنة. من خلال تطبيق نفس معدل الطفرة ، لوحظت الاختلافات 3/1023 بين العزلة 2-9-3 و S. marismortui تشير إلى متوسط ​​زمن جيل يبلغ 850 عامًا ، وهو معدل مشابه للمعدل الذي وجده فيلبس وآخرون. (1994) للبكتيريا تحت السطحية. يفترض هذا التحليل أن العزل 2-9-3 كان قادرًا على النمو داخل بلورة الملح ولم يكن موجودًا كبواغ خاملة ، وهو سيناريو غير محتمل للغاية لأن تركيز الملح داخل شوائب المحلول الملحي أعلى بكثير من الحد الأعلى للملوحة التي عندها يمكن لعزل 2-9-3 أن ينمو (Vreeland و Rosenzweig و Powers 2000).

تشير الأدلة المقدمة هنا بوضوح إلى أن العزل 2-9-3 يجب اعتباره سلالة من S. marismortui وفقًا للمعايير المعمول بها لـ 16S rRNA systematics ، والتي تنص على أنه يجب اعتبار المشاركة و gt97 ٪ هوية من نفس النوع (Stackebrandt and Goebel 1994). ولكن هل تعني هذه العلاقة الوثيقة بالبكتيريا الحديثة أن عزل 2-9-3 هو نفسه حديث؟ يجب البحث عن إجابة لهذا السؤال من خلال حل ما يبدو أنه تناقض شائع بشكل متزايد. لدينا مجموعة كبيرة من البيانات الجيولوجية والميكروبيولوجية الدقيقة التي يمكن تفسيرها لصالح العصور القديمة لهذه الكائنات ، ومجموعة كبيرة بنفس القدر من البيانات الجزيئية التي تم الحصول عليها بدقة والتي يمكن تفسيرها لصالح حداثتها. كما هو الحال ، لا يمكن لعملنا الجزيئي الحالي تأكيد أو دحض عمر العزلة 2-9-3.

كين وولف ، محرر المراجعة

عنوان المراسلات وإعادة الطبع: هيذر موغان ، برنامج الدراسات العليا متعدد التخصصات في علم الوراثة ، المبنى 90 غرفة 112 ، 1117 إي شارع لويل ، جامعة أريزونا ، توكسون ، أريزونا 85721. البريد الإلكتروني: [email protected]

الكلمات المفتاحية: 2-9-3 اختبار المعدل النسبي للتطور القديم Salibacillus marismortui


استنتاج

كان التحلل الحيوي للبوليمرات المشتقة من البترول مجالًا مبتكرًا للبحث يركز على حل التلوث البلاستيكي في البيئة. ناقش هذا الاستعراض الكائنات الحية الدقيقة والإنزيمات التي تم الإبلاغ عنها لتحلل هذه البوليمرات الاصطناعية. العديد من سلالات الزائفة و عصية لوحظ أنها تتحلل من المركبات المعقدة والمقاومة مثل الهيدروكربونات العطرية المتعددة ، وقد ارتبطت بالتحلل الجزئي لمجموعة واسعة من المواد البلاستيكية البترولية ، بما في ذلك PE و PS و PP و PVC و PET و PU المبني على استر. تم العثور أيضًا على ميكروبات الأمعاء في الحشرات تعمل على إزالة بلمرة البوليمرات PE و PS و PVC. تم تحديد الإنزيمات المرتبطة على وجه التحديد بإزالة بلمرة PET و PU المستندة إلى استر ودراستها بشكل مكثف ، بينما لم يتم تحديد ووصف الإنزيمات التي تزيل بلمرة PE و PP و PS و PVC بشكل فعال. قد تؤدي التحليلات الإضافية للجينات و / أو المنتجات الجينية (الإنزيمات) التي تتحلل بالماء للبوليمرات عالية الوزن الجزيئي البترو-بلاستيك إلى فهم أكبر للآليات الجزيئية الأساسية للتحلل البيولوجي. يمكن أن تؤدي الأبحاث التي تركز على الإنزيم (الإنزيمات) الهضمية في اللافقاريات المهينة للبلاستيك وميكروباتها المعوية أيضًا إلى نهج جديد لتدهور البلاستيك ، خاصة بالنسبة للبوليمرات غير القابلة للتحلل بالماء. بناءً على هذه المعرفة ، يمكن اعتماد مناهج الهندسة الوراثية لإنشاء سلالات ميكروبية و / أو إنزيمات مؤتلفة كاستراتيجية مفضلة لتعزيز التحلل البيولوجي للنفايات البلاستيكية القائمة على البترول الاصطناعية.


محتويات

الهالوباكتيريا هي كائنات دقيقة وحيدة الخلية على شكل قضيب وهي من بين أقدم أشكال الحياة وظهرت على الأرض منذ مليارات السنين. يتكون الغشاء من طبقة ثنائية ثنائية الدهون محاطة بطبقة S. [2] تتكون الطبقة S من بروتين سكري على سطح الخلية ، والذي يمثل حوالي 50٪ من بروتينات سطح الخلية. [3] تشكل هذه البروتينات شبكة في الغشاء. بقايا الكبريتات وفيرة في سلاسل الجليكان للبروتين السكري ، مما يعطيها شحنة سالبة. يُعتقد أن الشحنة السالبة تعمل على استقرار الشبكة في ظروف عالية الملح. [4]

الأحماض الأمينية هي المصدر الرئيسي للطاقة الكيميائية ل H. salinarum، وخاصة الأرجينين والأسبارتات ، على الرغم من أنها قادرة على استقلاب الأحماض الأمينية الأخرى أيضًا. [2] H. salinarum تم الإبلاغ عن عدم قدرتها على النمو على السكريات ، وبالتالي فهي بحاجة إلى ترميز إنزيمات قادرة على إجراء عملية تكوين السكر لإنتاج السكريات. على الرغم من أن "H. salinarum" غير قادر على تقويض الجلوكوز ، فقد ثبت أن عامل النسخ TrmB ينظم إنتاج الجلوكوز للسكريات الموجودة في البروتين السكري للطبقة S.

تحرير عالي الملح

للبقاء على قيد الحياة في البيئات شديدة الملوحة ، يستخدم هذا الأركون - كما هو الحال مع الأنواع الأثرية الأخرى الملحية - مواد مذابة متوافقة (خاصة كلوريد البوتاسيوم) لتقليل الإجهاد التناضحي. [5] مستويات البوتاسيوم ليست في حالة توازن مع البيئة ، لذلك H. salinarum يعبر عن عدة ناقلات نشطة تضخ البوتاسيوم في الخلية. [2] في تركيزات عالية للغاية من الملح يحدث ترسيب البروتين. لمنع تمليح البروتينات ، H. salinarum يشفر البروتينات الحمضية بشكل أساسي. متوسط ​​نقطة تساوي الكهرباء H. salinarum البروتينات 5.03. [6] هذه البروتينات عالية الحموضة سلبية بشكل كبير وهي قادرة على البقاء في المحلول حتى في تركيزات الملح العالية. [1]

انخفاض الأكسجين وتحرير الصورة الضوئية

H. salinarum يمكن أن تنمو إلى مثل هذه الكثافة في برك الملح بحيث ينضب الأكسجين بسرعة. على الرغم من أنها هوائية إجبارية ، إلا أنها قادرة على البقاء في ظروف منخفضة الأكسجين من خلال استخدام الطاقة الضوئية. H. salinarum التعبير عن بروتين الغشاء البكتيريودوبسين [9] الذي يعمل كمضخة بروتون تعمل بالضوء. ويتكون من جزأين ، بروتين الغشاء 7 ، وبكتريوبسين ، والعامل المساعد الحساس للضوء ، شبكية العين. عند امتصاص الفوتون ، يتغير شكل شبكية العين ، مما يتسبب في حدوث تغيير في تكوين البروتين البكتيريوبسين الذي يدفع نقل البروتون. [10] يمكن بعد ذلك استخدام التدرج البروتوني الذي تم تكوينه لتوليد طاقة كيميائية بواسطة سينسيز ATP.

للحصول على المزيد من الأكسجين H. salinarum تنتج حويصلات غازية ، مما يسمح لها بالطفو على السطح حيث تكون مستويات الأكسجين أعلى ويتوفر المزيد من الضوء. [11] هذه الحويصلات عبارة عن هياكل معقدة مكونة من بروتينات مشفرة بواسطة 14 جينًا على الأقل. [12] تم اكتشاف حويصلات الغاز لأول مرة في H. salinarum في عام 1967. [13]

تحرير الحماية من الأشعة فوق البنفسجية

هناك القليل من الحماية من الشمس في برك الملح ، لذلك H. salinarum غالبًا ما تتعرض لكميات عالية من الأشعة فوق البنفسجية. للتعويض ، طوروا آلية معقدة لإصلاح الحمض النووي. يقوم الجينوم بترميز إنزيمات إصلاح الحمض النووي المماثلة لتلك الموجودة في كل من البكتيريا وحقيقيات النوى. [1] هذا يسمح H. salinarum لإصلاح الأضرار التي لحقت بالحمض النووي بشكل أسرع وأكثر كفاءة من الكائنات الحية الأخرى والسماح لها بأن تكون أكثر تحملاً للأشعة فوق البنفسجية.

H. salinarum هو المسؤول عن المظهر الوردي الفاتح أو الأحمر للبحر الميت والأجسام الأخرى من المياه المالحة. يرجع هذا اللون الأحمر في المقام الأول إلى وجود بكتيريوروبيرين ، وهو عبارة عن 50 صبغة كحول كاروتينويد كربونية (بوليول) موجودة داخل غشاء H. salinarum. يتمثل الدور الأساسي للبكتريوروبيرين في الخلية في الحماية من تلف الحمض النووي الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية. [14] ومع ذلك ، فإن هذه الحماية لا ترجع إلى قدرة البكتريوروبيرين على امتصاص ضوء الأشعة فوق البنفسجية. يحمي Bacterioruberin الحمض النووي من خلال العمل كمضاد للأكسدة ، بدلاً من حجب الأشعة فوق البنفسجية مباشرة. [15] إنه قادر على حماية الخلية من أنواع الأكسجين التفاعلية الناتجة عن التعرض للأشعة فوق البنفسجية من خلال العمل كهدف. الجذور البكتيرية المنتجة أقل تفاعلًا من الجذور الأولية ، ومن المحتمل أن تتفاعل مع جذري آخر ، مما يؤدي إلى إنهاء التفاعل المتسلسل الجذري. [16]

الحماية ضد الإشعاع المؤين والجفاف تحرير

H. salinarum هو متعدد الصيغ الصبغية [17] ومقاوم بشدة للإشعاع المؤين والجفاف ، وهي ظروف تؤدي إلى حدوث انكسارات مزدوجة الجديلة في الحمض النووي. [18] على الرغم من تحطيم الكروموسومات في البداية إلى العديد من الشظايا ، يتم تجديد الكروموسومات الكاملة عن طريق استخدام شظايا متراكبة. يحدث التجديد من خلال عملية تتضمن بروتين ربط أحادي السلسلة DNA ، ومن المحتمل أن يكون شكلاً من أشكال الإصلاح التأشبي المتماثل. [19]

تتوفر تسلسل الجينوم الكامل لسلالتين من H. salinarumو NRC-1 [2] و R1. [20] إن Halobacterium sp. يتكون جينوم NRC-1 من 2،571،010 زوجًا أساسيًا على كروموسوم واحد كبير واثنين من الكروموسومات الصغيرة. يشفر الجينوم 2360 بروتينًا متوقعًا. [2] الكروموسوم الكبير غني جدًا بـ G-C (68٪). [21] المحتوى العالي من GC في الجينوم يزيد من الاستقرار في البيئات القاسية. تُظهر المقارنات الكاملة للبروتينات الطبيعة البدائية المحددة لهذا الهالوفيل مع أوجه تشابه إضافية مع إيجابية الجرام العصوية الرقيقة والبكتيريا الأخرى.

H. salinarum من السهل على الثقافة بكتريا قولونية ويعمل كنظام نموذج ممتاز. تم تطوير طرق استبدال الجينات والضربة القاضية المنتظمة ، [22] بذلك H. salinarum هو مرشح مثالي لدراسة علم الوراثة البدائية وعلم الجينوم الوظيفي.

باستخدام إنتاج الهيدروجين H. salinarum إلى جانب مانح هيدروجيناز مثل بكتريا قولونية ذكرت في الأدب. [23]

عينة من قريب وراثي قريب من H. salinarum دفعات مغلفة تقدر ب 121 مليون سنة [ بحاجة لمصدر ]. من الغريب أن المادة قد تم استردادها أيضًا في وقت سابق ، لكنها أثبتت أنها مشابهة جدًا للأحفاد الحديثة لدرجة أن العلماء اعتقدوا أن العينات السابقة كانت ملوثة. [ بحاجة لمصدر ]

استعاد العلماء سابقًا مادة وراثية مماثلة من حوض ميتشيغان ، وهي نفس المنطقة التي تم فيها الاكتشاف الأخير. لكن هذا الحمض النووي ، الذي اكتشف في جلد جاموس معالج بالملح في ثلاثينيات القرن الماضي ، كان مشابهًا جدًا لتلك الموجودة في الميكروبات الحديثة لدرجة أن العديد من العلماء اعتقدوا أن العينات كانت ملوثة. [24] تم اشتقاق ملح المعالجة من منجم في ساسكاتشوان ، وهو موقع أحدث عينة وصفها جونغ سو بارك من جامعة دالهوزي في هاليفاكس ، نوفا سكوتيا ، كندا. [25]

أجرى راسل فريلاند من معهد المواد الحيوية القديمة بجامعة ويست تشيستر في بنسلفانيا بالولايات المتحدة الأمريكية تحليلاً لجميع البكتيريا المحبة للملوحة المعروفة ، مما أسفر عن اكتشاف أن بكتيريا بارك تحتوي على ستة أجزاء من الحمض النووي لم يسبق لها مثيل في الهالوفيلات. تتبع فريلاند أيضًا جلد الجاموس وقرر أن الملح جاء من نفس المنجم كعينة بارك. اكتشف أيضًا نوعًا أقدم من الهالوفيل يقدر ب 250 مليون سنة في نيو مكسيكو. [26] ومع ذلك ، فإن اكتشافاته تؤرخ البلورة المحيطة بالبكتيريا ، ويشير تحليل الحمض النووي إلى أن البكتيريا نفسها من المحتمل أن تكون أقل تقدمًا. [27]


زراعة السم للحفاظ على صحة المحاصيل

إن الباذنجان المألوف على شكل دمعة ، ببريقه الأرجواني الغامق ، ليس سوى عضو واحد من عائلة نباتية كبيرة ومتنوعة. بعض الباذنجان طويل ونحيل ومتدلي ، مثل الخيار ذو القشرة الناعمة. من مسافة بعيدة ، لا يمكن تمييز باذنجان كومبا الناضج عن القرع المصغر. والأصناف البيضاء المستطيلة التي تبدو وكأنها تم انتزاعها من أسفل الدجاج والنعام تشرح أصل أصل & ldquoeggplant. & quot

لا يوجد مكان أكثر وضوحًا أو احتفالًا بمجموعة كاملة من أشكال وألوان الباذنجان أكثر من الهند ومسقط رأس الخضار وثاني أكبر منتج لها في جميع أنحاء العالم. تزرع الهند أكثر من عشرة أصناف من الباذنجان و mdashor brinjals ، كما هو معروف محليًا و mdashand هي موطن للعديد من أقارب الباذنجان البري أيضًا. تتساوى الأمراض والآفات المتنوعة بشكل روتيني في تدمير هذه الوفرة ، لكن أحدها يتسبب في ضرر أكبر من أي ضرر آخر. يفقد المزارعون الهنود كل عام ما يقرب من نصف محاصيلهم بسبب ثمار الباذنجان وحفار البرعم وعثة مدشا التي تأكل يرقاتها طريقها عبر البرانجالس في إفريقيا وآسيا.في السنوات السيئة حقًا ، قد تدمر اليرقات 90٪ من المحاصيل.

لمكافحة هذه الحشرات ، يقوم المزارعون في الهند بإخراج الفوسفات العضوي ومبيدات الآفات الكيميائية الأخرى المعروفة بأنها باقية في البيئة ، ويقتلون جميع أنواع الحشرات المفيدة ويجعل الناس يمرضون حتى عند الجرعات المنخفضة وأنواع المواد الكيميائية التي تمتلكها الولايات المتحدة والعديد من البلدان المتقدمة الأخرى محظور أو مقيد. غالبًا ما تكون مثل هذه التطبيقات غير فعالة لأن اليرقات تظل مخفية ومحمية داخل الباذنجان نفسه. يتم تغليف أي brinjals باقٍ بطبقة بيضاء سميكة من بقايا المبيدات الحشرية بقدر 500 ضعف الحد الأقصى المسموح به. & quot؛ كمية المبيدات التي يتم رشها على برينجال والقرنبيط والملفوف مذهلة ومخيفة ، & quot؛ يقول ب. أناندا كومار ، مدير معهد التكنولوجيا الحيوية في Acharya N.G. جامعة رانجا الزراعية في حيدر أباد ، الهند. & quot إذا رأيت ذلك فلن تلمس قط أي خضار في الهند. & quot

ابتداءً من منتصف التسعينيات ، بدأ كومار وعلماء آخرون يعملون في كل من الجامعات وشركات التكنولوجيا الحيوية في الهند و mdash بما في ذلك Mahyco ، وهي شركة بذور مملوكة جزئيًا لشركة Monsanto & mdashb ، في ابتكار طريقة لردع الثمار وحفار النبتة وزيادة محصول الباذنجان بشكل كبير دون استخدام الكثير من المبيدات الحشرية الضارة. لا يزالون يعتمدون على مادة سامة لقتل اليرقات ، ولكن بدلاً من المواد الكيميائية الاصطناعية ، سوف يستخدمون البروتينات السامة التي تنتجها بكتيريا التربة الشائعة التي تسمى Bacillus thuringiensis (Bt) و mdashtoxins استخدم المزارعون العضويون بأمان كشكل من أشكال المبيدات البيولوجية منذ عشرينيات القرن الماضي. بدلاً من صياغة رذاذ أو مسحوق ، على الرغم من ذلك ، كان الباحثون في طريقهم لاستعارة الجين الذي يصنع سموم البكتيريا و rsquos وإدخاله في DNA الباذنجان و rsquos حتى يتمكن النبات من إنتاج سم Bt من تلقاء نفسه. سوف يقتل الباذنجان الناتج من Bt الفاكهة فقط ويطلق النار على الحفار وربما الأنواع ذات الصلة الوثيقة ، تاركًا الحشرات والمخلوقات الأخرى دون أن يصاب بأذى.

نجح Mahyco في إنتاج بذور الباذنجان من نوع Bt ، وبالتعاون مع جامعة كورنيل والوكالة الأمريكية للتنمية الدولية ، قام بإعطائها للعديد من الجامعات الهندية ، حيث بدأ الباحثون بتربيتها بأصناف brinjal المحلية. كانت الخطة هي بيع النسل المقاوم للحشرات للمزارعين الريفيين مقابل القليل من المال أو الاستغناء عنها مجانًا. بحلول عام 2009 ، أنتجت فرق مختلفة من العلماء عدة أنواع من Bt brinjals واختبرتها على نطاق واسع للتأكد من أنها ليست سامة للأشخاص أو الحيوانات وأن أقارب الباذنجان البري لن يصبحوا أقل تنوعًا أو جامحًا للغاية إذا تبادلوا حبوب اللقاح مع المعدلة وراثيًا (GM ) سلالات. في أكتوبر 2009 ، بناءً على توصيات لجان الخبراء ، وافقت الحكومة الهندية على Bt brinjal للتسويق.

لكن وزير البيئة والغابات الهندي جيرام راميش تدخل. الآلاف من رسائل الفاكس والرسائل الإلكترونية الغاضبة والمثيرة للقلق من منظمة Greenpeace وغيرها من المنظمات المناهضة للآفات المعدلة وراثيًا غمرت مكتب راميش ورسكووس. حث العديد من العلماء المعروفين بمعارضتهم للتعديل الجيني راميش على حظر Bt brinjal. واحتج المزارعون الذين انتفضتهم المعارضة في الشوارع. جادل المعارضون أنه ، على الرغم من اختبار السلامة و mdashand على الرغم من حقيقة أن المزارعين في الهند قد زرعوا قطن Bt منذ عام 2002 بنجاح كبير و mdashBt brinjals يهدد صحة الناس والبيئة. في فبراير 2009 ، فرض راميش حظراً على إطلاق سراح Bt brinjals حتى توصلت الهند إلى & quot؛ إجماع سياسي وعلمي ومجتمعي & quot حول سلامتهم وفوائدهم.

ما يعتبره الكثيرون مشكلة مأساوية كارثية لا يزال يخيم في الهند. يقول كومار: & quot معظم المخاوف التي أثيرت تخلو من أي منطق ولا تستند إلى أي تحليل علمي سليم. & quotScience قد تراجعت عن السياسة. & quot في مكان آخر ، بعد ما يقرب من 20 عامًا من زراعة الذرة والقطن وفول الصويا Bt حول العالم وما يقرب من 100 عام من استخدام رشاشات Bt ، توصل الباحثون إلى إجماع حول العديد من مزايا ومخاطر Bt & rsquos. في هذه المرحلة ، تُظهر الأدلة بأغلبية ساحقة أن سموم Bt هي من أكثر المبيدات الحشرية أمانًا وانتقائية على الإطلاق. الادعاءات بأن محاصيل Bt تسمم الناس هي ببساطة غير صحيحة. عند إدارتها بشكل صحيح ، تزيد المحاصيل Bt الغلة وتجعل أراضي المحاصيل أكثر ملاءمة لمجموعات الحشرات ككل عن طريق تقليل استخدام المبيدات الحشرية الكيميائية واسعة النطاق التي تقتل دون تمييز. يُترجم أيضًا عدد أقل من البخاخات الكيميائية إلى حبوب وبقوليات وخضروات أنظف ممزوجة بالأطعمة المصنعة وتباع بالكامل في ممر المنتجات.

ومع ذلك ، فإن المحاصيل المعدلة وراثيًا ليست حميدة تمامًا ، كما أنها ليست دواءً سحريًا. على الرغم من الخصوصية التي لا مثيل لها لسموم Bt ، تشير الدراسات الحديثة إلى أنه في حالات نادرة قليلة قد تقتل عن غير قصد الفراشات والخنافس وغيرها من الحشرات غير الضارة أو المفيدة ، على الرغم من عدم وجود دليل قوي حتى الآن على أنها تسمم النحل. والأمر الأكثر إثارة للقلق هو أن الآفات الزراعية يمكن أن تصبح مقاومة لمحاصيل Bt ، وستكون كذلك ، تمامًا كما أنها تطور حتمًا مناعة ضد أي شكل من أشكال مكافحة الآفات. إذا قامت شركات التكنولوجيا الحيوية بإطلاق أصناف جديدة من Bt قبل الأوان دون اختبار مناسب أو إذا لم يتخذ المزارعون الاحتياطات الكافية عند زراعتها ، فإن محاصيل Bt تفشل في النهاية ، ومن المفارقات أنها تشجع على استخدام مبيدات الآفات الكيميائية التي كان من المفترض أن تحل محلها. في الآونة الأخيرة ، أدرك بعض المزارعين في الغرب الأوسط للولايات المتحدة أن نوعًا واحدًا من الذرة Bt لم يعد يصد يرقات خنفساء الجذور الشرهة.

& ldquo يمكن للهندسة الوراثية أن تكون أداة قوية وتوفر فرصًا لإدارة الحشرات التي لم نكن نملكها من قبل من قبل ، ومن المحتمل أن يكون لها تأثير بيئي أقل ضررًا وتهديدًا أقل على صحة الإنسان ، كما يقول عالم الحشرات كينيث أوستلي من جامعة مينيسوتا. & ldquo التحدي الحقيقي هو الوكالة الجيدة. & rdquo

الصدفة في التربة
ب. تورينجينسيس هي بكتيريا منتشرة في كل مكان تعيش بشكل أساسي في التربة وكذلك في الماء والنباتات وفي صوامع الحبوب. في أوقات الإجهاد و [مدش] عندما تكون التغذية نادرة ، على سبيل المثال و [مدش]ب. تورينجينسيس تشكل داخليًا: نسخة مرنة ومجففة من ذاتها السابقة. هذه الجراثيم معمرة بشكل خطير ، خاصةً عندما تكون محمية من العناصر تمكنت مجموعة واحدة من العلماء من إحياء عمرها 250 مليون عام عصية جراثيم مغروسة في الملح. أثناء عملية التبويض ، ينتج الميكروب أيضًا بلورة على شكل ماسة مليئة بالبروتينات السامة المعروفة باسم سموم البكاء. تظل الميزة التطورية لهذه البلورات أمرًا غامضًا ، ولكن يبدو أنها تساعد البكتيريا على إصابة مختلف الحشرات ومواصلة دورتها التناسلية داخل أجسام الحشرات. حقيقة، ب. تورينجينسيس تجري معظم أنشطتها الزوجية داخل يرقات العث والخنافس والبعوض والحشرات الأخرى ، وليس في التربة.

في البرية ، اليرقات واليرقات الأخرى تمضغ نباتًا يعج بها ب. تورينجينسيس سوف تبتلع الجراثيم والبلورات السامة. قضى Juan Luis Jurat-Fuentes من جامعة تينيسي وغيره من علماء الحشرات سنوات في دراسة ما سيحدث بعد ذلك بالتفصيل. بمجرد دخول البيئة القلوية لأمعاء الحشرات و rsquos ، تنفصل السموم البكاء في البلورة عن بعضها البعض ، وترتبط بالبروتينات الموجودة في خلايا الأمعاء وتخلق المسام التي تنفجر الخلايا. تتدفق الحشرة و rsquos hemolymph & mdashits إلى أمعائها وتتسرب عصارات الأمعاء إلى تجويف الجسم ، مما يغير درجة الحموضة الكلية ويدفع الجراثيم إلى الإنبات. في المقابل ، تطلق الجراثيم التي تم إنعاشها مزيجًا من المواد الكيميائية التي تزيد من تعرض الحشرة للعدوى. في غضون ساعات ، تعطل جميع الفوضى الكيميائية الداخلية الاتصال بين الخلايا العصبية وتشل الحشرة. بعد عدة ساعات أو أيام و [مدش] استهلكت عدوى شديدة من ب. تورينجينسيس والبكتيريا الانتهازية الأخرى و [مدش] تموت الحشرة وتستخدم الميكروبات أنسجتها المتحللة كطاقة لعربدة مسعورة.

لقد كان الناس يتلاعبون ب. تورينجينسيس لأغراضهم الخاصة لما يقرب من 100 عام. في عام 1901 اكتشف العالم الياباني Shigetane Ishiwata أن سلالة معينة من البكتيريا تقتل أعدادًا كبيرة من ديدان القز. أطلق على البكتيريا اسمها Bacillus sotto. بعد عشر سنوات ، أعاد إرنست برلينر اكتشاف نفس النوع من البكتيريا على فراشة ميتة في مطحنة دقيق في ولاية تورينجيا الألمانية ، وأطلق على هذا النوع اسمًا عالقًا: Bacillus thuringiensis. كان من السهل تكرار الكائنات الحية التي قتلت الآفات الحشرية دون تعريض الحيوانات الأخرى أو البشر للخطر ، كان اكتشافًا مصادفة بشكل لا يصدق. لكن لم يكن بمقدور أحد في أوائل القرن العشرين توقع المدى الذي يمكن أن يؤدي إليه هذا الكائن المجهري في نهاية المطاف في تغيير الزراعة في جميع أنحاء العالم.

بدأ المزارعون في استخدام أبواغ وبلورات Bt كمبيد بيولوجي للآفات منذ عشرينيات القرن الماضي. أنتجت فرنسا أول مبيد حشري تجاري من نوع Bt ، Sporine ، في عام 1938. وبدأت الولايات المتحدة في تصنيع مثل هذه البخاخات في عام 1958. بحلول عام 1977 ، حدد العلماء 13 نوعًا فرعيًا من نوع Bt التي صنعت أنواعًا مختلفة من البلورات ، وكلها سامة لأنواع مختلفة من يرقات العث. سرعان ما عزل عدد كافٍ من الباحثين سلالات Bt التي قتلت على وجه التحديد الذباب والبعوض والخنافس. صنف العلماء الآن أكثر من 80 نوعًا فرعيًا من ب. تورينجينسيس وأكثر من 200 سموم صرخة مميزة. في معظم الحالات ، تطور كل نوع فرعي والبلورات التي ينتجها لقتل نوع أو نوعين من الحشرات فقط ، حتى داخل نفس عائلة الحشرات. ب. تورينجينسيس نوع فرعي tolworthi ، على سبيل المثال ، يذبح بسهولة سقوط اليرقات (Spodoptera frugiperda) ، لكنها ليست قاتلة تقريبًا ليرقات عثة دودة الأوراق الشرقية (سبودوبترا ليتورا) ، الذي ينتمي إلى نفس الجنس (المستوى التصنيفي فوق الأنواع مباشرة).

في الثمانينيات ، عندما طورت آفات المحاصيل مقاومة متزايدة لمبيدات الآفات الاصطناعية ، تحول المزيد والمزيد من المزارعين إلى Bt ، والتي أصبحت شائعة بشكل خاص بين المزارعين العضويين. بالإضافة إلى قوتها الانتقائية ، فإن السموم البكتيرية تتحلل في ضوء الشمس وتنجرف في المطر ، بدلاً من تلويث الموائل البرية ومصادر مياه الشرب. كان هذا العبور جذابًا ومثيرًا للمشاكل بالنسبة للمزارعين ، ومع ذلك ، فقد أجبرهم على إعادة استخدام بخاخ Bt كل ثلاثة أيام. واحتوت تركيبات Bt على أكثر من مجرد جراثيم وبلورات ، كانت مليئة بالمواد الكيميائية الاصطناعية التي ساعدت البكتيريا على الانتشار والالتصاق بالنباتات. كان من المعروف أن بعض هذه المواد الكيميائية تسمم القوارض والثدييات الأخرى. وعدت التكنولوجيا المتطورة للهندسة الوراثية بطريقة أنظف وأكثر دقة لاستخدام Bt. إذا نجحت ، فلن يضطر المزارعون مطلقًا إلى رش Bt في شكل سائل مرة أخرى في الواقع ، فقد يقضون وقتًا ومالًا أقل بكثير على مبيدات الآفات النموذجية بشكل عام.

يمتلك العلماء العديد من الأدوات المتطورة لتعديل الحمض النووي للنبات. في كثير من الأحيان ، يقومون بتجنيد ميكروب فريد من نوعه ومريح تقريبًا يعرف باسم أغروباكتريوم توميفاسيانز، والتي تطورت لحقن مادة وراثية في النباتات للمساعدة في العدوى. في عام 1987 ، عزلت النظم الوراثية النباتية في بلجيكا جينًا يشفر ذيفانًا صرخيًا من نوع فرعي واحد من ب. تورينجينسيس وتستخدم agrobacterium لإدخاله في جينوم نباتات التبغ الجنينية ، مما يخلق أول حياة نباتية من نوع Bt. هذه كانت البداية فقط. استمرت شركات التكنولوجيا الحيوية في العديد من البلدان المختلفة في تحسين هذه التقنية. بعد أقل من 10 سنوات ، في عام 1996 ، قامت الولايات المتحدة بتسويق الذرة والقطن Bt. اعتمد المزارعون في جميع أنحاء البلاد محاصيل Bt بسهولة بسبب فوائدها الواضحة. & quot ؛ لا شك في أن Bt سمحت لنا بزراعة وحصاد المزيد من الذرة ، & quot يوضح أنه قبل العمل مع الذرة Bt ، كان يبحث بشق الأنفس في حقوله عن بيض آفة تُعرف باسم حفار الذرة ، محاولًا معرفة متى يتم رش المبيدات الحشرية الكيميائية ، حيث تقتل المواد الكيميائية اليرقات حديثة الفقس فقط خلال فترة زمنية قصيرة قبل أن يحفروا نفقًا في الذرة وبعيدًا عن متناول اليد. غالبًا ما فقد ما يصل إلى 30 بوشلًا من الذرة لكل فدان للحفارين. & quotBt الذرة تعني عدم القيادة في الحقول ، وعدم رش المواد الكيماوية السامة ، وعدم استهلاك الوقود ، ويضيف. & quot إنه يجعل الأمور أكثر بساطة عندما تكون Bt في الذرة. & quot

اعتبارًا من عام 2013 ، كان 76 بالمائة من الذرة المزروعة في الولايات المتحدة و 75 بالمائة من القطن من أصناف Bt. في عام 1996 ، تمت زراعة 1.7 مليون هكتار من المحاصيل المعدلة وراثيًا في جميع أنحاء العالم (الهكتار الواحد هو حجم العشب في منتصف مسار رياضي قياسي). بحلول عام 2012 ، زاد العدد إلى أكثر من 170 مليون هكتار ، منها 58 مليونًا على الأقل من النباتات التي تنتج سموم Bt.

طعم السم الخاص بنا
يؤكد بعض المعارضين لمحاصيل Bt والهندسة الوراثية بشكل عام أن العلماء والباحثين الحكوميين في الجامعات لم يجروا دراسات طويلة الأجل ، أو أي دراسات ، حول المخاطر الصحية للأغذية المعدلة وراثيًا و [مدش] أن مثل هذه التجارب ببساطة غير موجودة. حتى البحث السريع في الأدبيات البحثية يدحض هذه الادعاءات. تستضيف المنظمة التعليمية المستقلة غير الربحية Biology Fortified، Inc. ، قاعدة بيانات متنامية عبر الإنترنت تضم 600 دراسة حول سلامة النباتات المعدلة وراثيًا. اختبر المصنعون كل الأطعمة المعدلة وراثيًا في السوق الأمريكية للتأكد من أنها ليست سامة ولا تسبب الحساسية ولم يبدأوا في بيع مثل هذه الأطعمة إلا بعد مراجعة نتائج تلك الاختبارات والموافقة عليها من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية. من مصلحة الشركات المصنعة القيام بذلك: بعد كل شيء ، إذا حدث خطأ ما بعد قيام شركة بتسويق منتج GM ، فستكون هناك تداعيات قانونية ومالية خطيرة.

كما تساءل العلماء في الجامعات التي ليس لها مصالح في صناعة التكنولوجيا الحيوية عن مخاطرها وتقييمها بدقة ب. تورينجينسيس وسمومها منذ أن بدأ المزارعون في استخدام بخاخات Bt في عشرينيات القرن الماضي. خلصت العديد من الاختبارات المعملية والميدانية إلى أن Bt ليست سامة للأسماك أو الطيور أو الثدييات أو البشر ، حتى بجرعات أكبر بآلاف المرات مما قد يواجهه الشخص أو الحيوان خارج المختبر. على مر السنين قام الباحثون بحقن أو ضخ المليارات من جراثيم Bt والبلورات السامة مباشرة في الجلد والرئتين والدم والمعدة وأدمغة الفئران والجرذان والأبقار والخنازير والدجاج والسمان مرارًا وتكرارًا نجت الحيوانات من التجارب مع القليل ، إن وجدت ، آثار سيئة. وينطبق الشيء نفسه على الفئران التي أكلت مليار من جراثيم Bt يوميًا لمدة عامين ، وكذلك لثلاثة أجيال متتالية من الفئران التي تغذت على ذرة Bt. قضى جويل سيجل ، الذي يعمل الآن في وزارة الزراعة الأمريكية ، أكثر من 10 سنوات في التحقيق في سمية Bt. & quot ؛ كان استنتاجي هو أن هذا كان منتجًا آمنًا للغاية ، & quot ؛ كما يقول. "ربما يمكنك أن تأكل رطلًا منه ولن يحدث لك شيء"

في الخمسينيات من القرن الماضي ، قام المتطوعون في تجربة لم توافق عليها اللجان الأخلاقية اليوم على الأرجح بتناول Bt. كل يوم لمدة خمسة أيام ، تناول 18 شخصًا جرامًا واحدًا من رذاذ Bt يسمى Thuricide و mdash يحتوي على ما يقرب من ثلاثة مليارات عصية الجراثيم والبلورات ومدشدة استنشاق 100 ملليغرام من المبيدات الحشرية. كشفت الفحوصات الجسدية التفصيلية واختبارات الدم والأشعة السينية في اليوم السادس وخمسة أسابيع بعد ذلك عن عدم وجود تغييرات غير عادية أو ضارة. على الرغم من عدم إصابة أي شخص بمرض خطير أو موته بسبب تناوله ب. تورينجينسيس أو محاصيل Bt ، تشير الأبحاث إلى أن نسبة صغيرة من الأشخاص الذين يتعرضون بشكل روتيني أو عرضي لأعمدة أو رذاذ البخاخات Bt التجارية قد عانوا من طفح جلدي وتهيج العيون. عندما تعمل على النحو المنشود ، تقضي محاصيل Bt على هذا الخطر وتقلل من تعرض العمال للمبيدات بشكل عام. تعمل المحاصيل المعدلة وراثيًا أيضًا بشكل غير مباشر على تحسين صحة الإنسان. أكثر من نصف الذرة المزروعة في جميع أنحاء العالم مصابة بفطريات الفيوزاريوم ، والتي تتسلل إلى النباتات عبر الأنفاق التي تشكلها الحشرات المملّة ، وبمجرد إنشائها ، تنتج السموم التي تضر بالكلى والكبد والأعصاب والجهاز القلبي الوعائي إذا تم تناولها بجرعات عالية. تحتوي المحاصيل Bt التي تقتل مثل هذه الحشرات على نسبة 90 في المائة من السموم الفطرية أقل من المحاصيل التقليدية.

تقول أقلية صغيرة من العلماء المناهضين للجينات المعدلة وراثيًا إن عددًا قليلاً من الدراسات المقلقة تتعارض مع عقود من البحث تثبت أن Bt ليست سامة للناس. في كل حالة ، انتقد المجتمع العلمي الأكبر بشدة ، وغالبًا ما رفض صراحة ، الدراسات التي يُفترض أنها مقلقة لأنها كانت معيبة وغير صالحة وأحيانًا دوافع خفية مقنعة.

نشر Gilles-Eric S & eacuteralini من جامعة كاين نورماندي السفلى في فرنسا العديد من الدراسات المثيرة للجدل التي تزعم أن النباتات المعدلة وراثيًا تسبب الأورام والفشل الكلوي وأمراض أخرى في القوارض ، وتقتلهم أحيانًا ، وأن سموم Bt تضر الخلايا البشرية. قام العديد من العلماء والمنظمات العلمية و mdash - بما في ذلك أولئك الذين ليس لديهم أي علاقة بصناعة التكنولوجيا الحيوية و mdashha - بشجب تجارب S & eacuteralini & rsquos ، مؤكدين على عيوبهم: لقد افتقروا عمومًا إلى القوة الإحصائية اللازمة لاستبعاد المرض بسبب فرصة بعض الدراسات التي استخدمت فئرانًا قصيرة العمر تم تربيتها في المختبر وتكون عرضة بالنسبة للأورام ، فإن التجارب التي تستخدم الخلايا المجردة في أطباق بتري لا تعكس بأي حال كيف يتلامس جسم الإنسان مع Bt وكانت الدراسات غالبًا غامضة بشأن التفاصيل المهمة أو تستبعدها تمامًا.

& ldquo لا يمكن اعتبار استنتاجات المؤلفين صحيحة علميًا ، وقد صرح بذلك هيئة سلامة الأغذية الأوروبية شديدة الحذر في بيان يلخص التقييمات المستقلة لعمل S & eacuteralini & # 39 من قبل بلجيكا والدنمارك وفرنسا وألمانيا وإيطاليا وهولندا. أسس S & eacuteralini لجنة البحث والمعلومات المستقلة عن الهندسة الوراثية (CRIIGEN) لأنه اعتبر دراسات السلامة الخاصة بالأغذية المعدلة وراثيًا غير كافية ، فقد تلقى تمويلًا من منظمات مكافحة المعدلة وراثيًا ، مثل Greenpeace ، وقد قدم للصحفيين معاينة لمنشوراته القادمة فقط إذا اتفقوا على عدم مناقشة البحث مع أي علماء آخرين وكاتب علوم استراتيجية مدشا ، فقد أطلق كارل زيمر على & quota rancid ، طريقة فاسدة للإبلاغ عن العلوم. & quot واتفق العديد من الصحفيين على أي حال.

في حالات أخرى ، بالغت وسائل الإعلام أو صنعت مخاوف بشأن سموم Bt. في عام 2011 ، ادعت دراسة كندية العثور على دليل على وجود سموم صرخة و mdashCry1Ab & mdash يدور في الدم والحبال السرية للنساء الحوامل. على الرغم من أن الدراسة نفسها بالكاد تذكر المخاطر الصحية ، فقد انتشرت العناوين المزعجة. في الحقيقة ، لم يكن هناك أي سبب للقلق. تبكي بعض السموم و [مدشندشند] العديد من البروتينات المختلفة التي نأكلها و [مدش] قد تنجو في الواقع من الرحلة من الأمعاء إلى الدم بشكل كامل تقريبًا ، لكنه ليس بالأمر السهل بأي حال من الأحوال. أولا وقبل كل شيء ، الطبخ والمعالجة الصناعية يكسر ويعطل معظم السموم البكاء. يتم خلط الغالبية العظمى من المكونات الغذائية المصنوعة من ذرة Bt وفول الصويا في منتجات معالجة للغاية مثل الحبوب وزيوت الطهي ، على الرغم من أن بعض المزارعين الأمريكيين يزرعون نوعًا واحدًا من الذرة الحلوة Bt لممر المنتجات (والتي من المفترض أن يأكلها معظم الناس مطبوخة. ). ثانيًا ، تطورت سموم البكاء لتعمل في بيئة الأس الهيدروجيني المرتفعة لأمعاء الحشرات ، حيث تقوم معدتنا الحمضية المنخفضة بدرجة الحموضة بتدميرها بسهولة (وهو ما تم إثباته في الدراسات على الحيوانات وتم تأكيده من خلال التجارب باستخدام حمض المعدة المقلد).وإذا تجاوز سم البكاء المعدة والأمعاء إلى الدم ، فلن يكون لديه أي طريقة للارتباط بخلايانا التي تطورت لتلتصق بخلايا الحشرات التي تحتوي على بروتينات سطحية مختلفة تمامًا. أخيرًا ، أي سموم صرخة مارقة تنتشر في دمائنا ليست بالضرورة من محاصيل Bt. في الواقع ، المصدر الأكثر ترجيحًا هو الأطعمة العضوية التي تمت معالجتها باستخدام بخاخات Bt أو أي طعام به بقايا تربة تحتوي على ب. تورينجينسيس. معظمنا يأكل كميات صغيرة من Bt كل يوم.

اقترح بعض الباحثين ومعارضي التعديل الوراثي أنه حتى لو لم تدخل سموم البكاء في طعامنا إلى مجرى الدم ، يمكن أن تنتزع بكتيريا الأمعاء جينات Bt وتبدأ في ضخ السموم. هذا ممكن من الناحية البيولوجية ، لكنه بعيد الاحتمال. تشتهر العديد من البكتيريا بقدرتها على إزالة الحمض النووي من محيطها وتبادل الجينات مع البكتيريا الأخرى وحتى مع الكائنات الحية من ممالك الحياة المختلفة ، مثل النباتات. في اليابان ، سرق بعض الأشخاص وبكتيريا الأمعاء rsquos جينًا لهضم الأعشاب البحرية من بكتيريا المحيط على الأعشاب البحرية النيئة التي يأكلها الناس. ربما تستطيع بكتيريا الأمعاء لدينا التقاط جين Bt من ذرة Bt. ربما ، لكن كانت لديهم فرصة مماثلة لملايين السنين لأن الناس دائمًا ما يأكلون طعامًا به بعض آثاره ب. تورينجينسيس- تربة مبطنة. ولا يوجد سبب لقيام رفقائنا في الأمعاء بسرقة الجينات من الأغذية المعدلة وراثيًا على وجه التحديد ، بدلاً من الأطعمة من جميع الأنواع والعديد من البكتيريا التي تؤويها. بالإضافة إلى ذلك ، إذا تمكنت الميكروبات في أمعائنا من اكتساب الجين Bt ، فلن يكون لديها بالضرورة المعدات الخلوية المناسبة لصنع السم ، وحتى لو صنعوا السم ، فسيكون غير ضار بالخلايا البشرية.

على الرغم من الأدلة الهائلة على سلامة Bt & rsquos ، لا يزال بعض الأشخاص قلقين بشأن المرض غير المتوقع والسيناريوهات الأسوأ. توضح المشاجرة التي دامت عقدًا من الزمان حول نوع معين من الذرة Bt أن الحكومة يمكن أن تتراجع بسرعة عن أي منتجات معدلة وراثيًا تتخطى لوائح السلامة. في عام 1998 وافقت وكالة حماية البيئة الأمريكية على مجموعة CropScience من Aventis (المعروفة الآن باسم Bayer) من الذرة Bt والمعروفة باسم StarLink لاستخدامها في علف الحيوانات ، ولكنها لم تسمح للمزارعين بزراعتها للاستهلاك البشري. أشارت الاختبارات إلى أن سموم البرد (Cry9C) الذي تنتجه نباتات StarLink لا يتحلل بسهولة في أمعاء الإنسان مثل السموم الأخرى وقد يسبب الحساسية ، على الرغم من أنه لا يتطابق مع التركيب الجزيئي لأي من مسببات الحساسية المعروفة.

في سبتمبر 2000 ، اكتشف تحالف من مجموعات مناهضة للجراثيم المعدلة وراثيًا DNA StarLink في قذائف Kraft & rsquos taco في متاجر البقالة في واشنطن العاصمة. من الواضح أن بعض المزارعين لم يفصلوا بشكل صارم ذرة StarLink عن الأصناف الأخرى ، وربما ساهمت الرحلة الفوضوية من الحقل إلى ممر السوبر ماركت في حدوث الوحل أيضًا. في أول استدعاء لطعام معدّل وراثيًا ، قامت شركة كرافت وتاكو بيل وشركات أطعمة أخرى بسحب ملايين الدولارات من قشور التاكو من على الأرفف وخارج المطاعم. أبلغ أكثر من 30 شخصًا عن ردود فعل تحسسية ظاهرية تجاه StarLink ، ولكن بعد تقييم عينات الدم ، لم تجد إدارة الغذاء والدواء والمراكز الأمريكية لمكافحة الأمراض والوقاية منها أي دليل على وجود حساسية حقيقية. ومع ذلك ، بحلول شهر نوفمبر ، استدعت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية 300 منتجًا آخر من منتجات الذرة وبدأت وكالة حماية البيئة بفحص الإمدادات الغذائية بانتظام من أجل StarLink. كانت بقايا StarLink & ldquovirtually غير موجودة منذ عام 2003 ، & rdquo تقول وكالة حماية البيئة على موقع الويب الخاص بها أن المنظمة واثقة جدًا من اختفائها مما أدى إلى توقف الفحص.

اضرار جانبية
كيف تهدد المحاصيل Bt النظم الإيكولوجية للحشرات والبيئة أقل وضوحًا بكثير مما إذا كانت آمنة بما يكفي لتضمينها في نظامنا الغذائي. تدحرجت الحصيرة الضخمة للزراعة الأحادية عبر الولايات المتحدة وحقول مدشفاست المجاورة ، ويتكون كل منها من محصول واحد و [مدشفاست] نوعًا جديدًا نسبيًا من النظام البيئي من صنع الإنسان والذي حل محل الموائل البرية الأكثر تنوعًا. قبل وقت طويل من النباتات المعدلة وراثيًا من أي نوع ، حلت الأراضي الزراعية العديد من الأنواع المحلية. ومع ذلك ، فإن حقول المحاصيل تعج بالحياة ، والتي تطور بعضها للبقاء على قيد الحياة في المزرعة. بشكل عام ، كانت محاصيل Bt في جميع أنحاء العالم نعمة لجميع أنواع الحشرات والمفصليات لأن هذا الشكل الانتقائي للغاية لمكافحة الآفات قد قلل إلى حد كبير من استخدام المبيدات الحشرية الكيميائية التي تقتل الصديق والعدو على حد سواء. خفضت محاصيل Bt استخدام المبيدات الحشرية في الولايات المتحدة بمقدار 56 مليون كيلوجرام بين عامي 1996 و 2011 ، وفقًا لأحد التقديرات. فحصت تجربة حديثة تجمعات الحشرات في 36 موقعًا مختلفًا في شمال الصين باستخدام البيانات التي تم جمعها بين عامي 1990 و 2010. أدى انتشار قطن Bt إلى زيادة أعداد الخنافس والعناكب والأربطة التي تأكل الآفات مثل حشرات المن ولا تضر بالمحاصيل.

قد تسمم بعض سموم Bt الحشرات بخلاف الآفات الزراعية ، ولكن يبدو أن هذا الخطر ضئيل حتى الآن ، خاصة عندما يتناقض مع البديل الأكثر احتمالا: مذبحة المبيدات الحشرية الاصطناعية. في دراسة صغيرة عام 1999 لكنها حظيت بتغطية إعلامية واسعة ، ماتت 44 في المائة من يرقات الفراشة الملكية التي أكلت أوراق الصقلاب مغطاة بحبوب لقاح ذرة Bt. تتغذى اليرقات الملكية حصريًا على الصقلاب ، وتضع الفراشات بيضها على نباتات الصقلاب التي تنمو بالقرب من حقول الذرة وداخلها طوال فصل الصيف ، عندما تزداد حبوب لقاح الذرة. سرعان ما أشار العديد من العلماء إلى عيوب خطيرة في الدراسة ، مثل حقيقة أنها لم تحدد كمية حبوب اللقاح المبتلعة. أجرت فرق أخرى من الباحثين تجارب متابعة أكثر دقة وخلصت إلى أن بعض أشكال حبوب اللقاح Bt ضارة للملوك بتركيزات تزيد عن 1000 حبة لكل سنتيمتر مربع من ورق الصقلاب فقط 170 حبة لكل سنتيمتر مربع ، في المتوسط ​​، تنمو عشب الصقلاب بين حقول الذرة. حبوب اللقاح من واحدة من أقدم سلالات الذرة Bt ، ولكن mdashBt 176 & mdash كان سامة للفراشات عند 10 حبات فقط لكل سنتيمتر مربع. بعد بضع سنوات ، تم التخلص التدريجي من Bt 176 إلى حد كبير من السوق الأمريكية.

تشير الأدلة المتراكمة إلى أنه في حالات قليلة نادرة ، ربما يكون الباحثون قد أغفلوا كيف تهدد محاصيل Bt الحشرات الحميدة الأخرى. في دراسة نُشرت مؤخرًا لمدة ثلاث سنوات ، وجد الباحثون عددًا أقل من الخنافس بين قطع الذرة Bt مقارنة بحقول الذرة غير المهندسة والحشرات التي تعيش في السابق في المتوسط. ومع ذلك ، كانت ذرة Bt أقل ضررًا للخنافس من المبيدات الكيميائية. بالنسبة لنحل العسل وأنواع النحل المحلية ، فشلت الدراسات باستمرار في العثور على أي دليل على أن سموم Bt تؤذي الملقحات.

المزيد من القلق للمزارعين و mdashand في نهاية المطاف لعلماء البيئة وكذلك و [مدشيسس] مدى سرعة الحشرات المدمرة تصبح منيعة على محاصيل Bt. & quot؛ سيكون أي عالم حشرات غبيًا إذا قال أنك & rsquore لن تحصل على مقاومة ، & quot؛ يقول Brian Federici ، عالم الحشرات وخبير Bt في جامعة كاليفورنيا ، ريفرسايد. عندما يكافح المزارعون الآفات بالطريقة نفسها مرارًا وتكرارًا ، تتكيف الآفات وتتفوق على هذه الاستراتيجية. فكر في إحدى أقدم طرق مكافحة الآفات: تناوب المحاصيل. من خلال زراعة أنواع مختلفة من النباتات في نفس الحقل ، يمكن لكل موسم تعطيل الحشرات ودورات الحياة. تضع خنافس دودة جذر الذرة بيضها على الذرة في الخريف ، لذلك عندما تفقس يرقاتها البيضاء في الربيع يمكنها أن تتغذى على النباتات وجذورها. ولكن إذا وجدت اليرقات نفسها محاطة بفول الصويا بدلاً من ذلك ، فلن يكون لديها ما تأكله. اشتعلت عدة أنواع من دودة جذر الذرة في النهاية بهذه الحيلة. وقد طور البعض الفقس المتأخر ، حيث ظهر بعد عامين من المعتاد ، عندما يكون من المرجح أن يقوم المزارع بزراعة الذرة مرة أخرى. تكيف البعض الآخر عن طريق وضع بيضهم بين فول الصويا بدلاً من الذرة ، حيث من المحتمل أن يكون حقل فول الصويا حقل ذرة في الموسم التالي.

سيكون المزارعون دائمًا في سباق تسلح تطوري مع الآفات بغض النظر عما إذا كانوا يزرعون عضويًا أو يستخدمون مبيدات آفات كيميائية أو يختارون محاصيل Bt. ومع ذلك ، فإن الميزة التي تتمتع بها محاصيل Bt هي تأخير مقاومة الآفات لفترات أطول من أي استراتيجية أخرى لمكافحة الآفات و mdashif فهي مصممة بعناية وتنمو بشكل مسؤول. تكون المحاصيل المعدلة وراثيًا أكثر فاعلية عندما يفي المزارعون ومهندسو التكنولوجيا الحيوية بشرطين رئيسيين. أولاً ، يجب على الباحثين جعل المحصول مميتًا للغاية للآفة المستهدفة ، مما يؤدي بشكل مثالي إلى قتل 99.99 في المائة من أي غزاة. بهذه الطريقة ، إذا طورت بعض الحشرات مناعة ، فمن المحتمل أن يكون لديها نسختان من الطفرة الجينية التي جعلتها تحصن أي آفة بنسخة واحدة من الجين لن تكون قوية بما يكفي للبقاء على قيد الحياة. ثانيًا ، من المفترض أن يقوم المزارعون بزراعة محاصيل Bt جنبًا إلى جنب مع المناطق الضخمة & rdquo و mdashblocks أو شرائح المحاصيل التقليدية حيث يمكن للآفات أن تزدهر. نتيجة لذلك ، ستتزاوج الآفات القليلة التي تطور مقاومة بين محاصيل Bt مع عدد أكبر بكثير من الحشرات المعرضة للإصابة في الملاجئ ، مما يخفف الطفرات الجينية المسؤولة عن مناعتها وينتج ذرية معرضة لمحاصيل Bt.

هذا ليس مخططًا مضمونًا ، ولكن عندما يتبع كل من شركات التكنولوجيا الحيوية والمزارعين القواعد ، فإنه يعمل بشكل جيد للغاية. في عام 1996 ، عندما تم تسويق الذرة والقطن Bt لأول مرة في الولايات المتحدة ، توقع بعض الباحثين أن تطور الآفات المقاومة في غضون ثلاث إلى خمس سنوات. في معظم الحالات كانت هذه التوقعات متشائمة للغاية. كان المزارعون في الولايات المتحدة يزرعون ذرة Bt المصممة لقتل حفار الذرة الأوروبي لمدة 17 عامًا دون أي دليل على المقاومة على الإطلاق. على النقيض من ذلك ، عندما لا تقتل محاصيل Bt نسبة عالية بما يكفي من الحشرات أو لا يخصص المزارعون ما يكفي من الأراضي للملاجئ ، يمكن أن تصبح تكلفة Bt تقريبًا للمزارعين والبيئة مثل المبيدات الحشرية الكيميائية.

تطلب وكالة حماية البيئة من المزارعين زراعة الملاجئ جنبًا إلى جنب مع معظم ، وليس كل ، محاصيل Bt. بشكل عام ، يوصي علماء الحشرات بملاجئ تضم ما بين 20 و 50 بالمائة من حقل معين. ومع ذلك ، فقد خفضت وكالة حماية البيئة ، في بعض الحالات ، متطلبات اللجوء الخاصة بها إلى أقل من 5 في المائة من إجمالي المساحة. & مثل بعض الآفات ، مثل دودة اللوز القطنية ، تم إلغاء متطلبات الملجأ في مناطق واسعة لأن شركة مونسانتو أنتجت بيانات تشير إلى أن الملاجئ الطبيعية ستكون وفيرة بما فيه الكفاية ، كما يوضح إيف كاري وإجرافير من جامعة أريزونا. & quot شخصيًا ، أعتقد أنه & rsquos قرار محفوف بالمخاطر. & quot

طورت ثلاثة أنواع على الأقل من الآفات حول العالم مستوى معينًا من المقاومة لـ Bt: واحد في بورتوريكو ، وواحد في الولايات المتحدة القارية وواحد في جنوب إفريقيا. يعتقد Carri & egravere وزميله Bruce Tabashnik أن اثنين من الآفات الأخرى في جنوب شرق الولايات المتحدة والهند ربما أصبحت أقل عرضة للإصابة بـ Bt ، على الرغم من اختلاف الباحثين الآخرين. بالنظر إلى أن المحاصيل Bt تستهدف 13 من الآفات الرئيسية و mdashand أكثر من 50 من الآفات المختلفة بشكل عام و mdashthat & rsquos سجل حافل ممتاز. ومع ذلك ، على الرغم من التأهب العام للمزارعين والعلماء ، طورت بعض الآفات مقاومة لسم Bt بسرعة غير متوقعة.

أحدث مثال مثير للقلق في الولايات المتحدة هو دودة جذور الذرة ، والتي تم توثيق قصتها في دراسات أجراها آرون جاسمان وزملاؤه من جامعة ولاية أيوا. ظهرت أولى محاصيل Bt المصممة لقتل دودة الجذر في السوق في عام 2003. وبالنظر إلى النجاح المستمر مع محاصيل أخرى من Bt في ذلك الوقت ، اعتقد معظم الباحثين أن الآفات ستطور مقاومة في غضون 15 إلى 20 عامًا. ومع ذلك ، بحلول عام 2009 ، رصد بعض المزارعين في أيوا ومينيسوتا ونبراسكا وولايات أخرى جيوبًا من ذرة Bt التي سقطت على & nbsp ؛ علامة مدشا الكلاسيكية لتلف الجذور. في حين أن الذرة Bt المصممة لتدمير حفار الذرة الأوروبي تقتل 99.9٪ أو أكثر من الآفات ، فإن الذرة Bt المصممة للقضاء على دودة الجذر تكون أقل فتكًا بشكل موثوق ، حيث تقتل 85 إلى 98٪ من اليرقات. ومع ذلك ، أدركت شركات التكنولوجيا الحيوية ووكالة حماية البيئة أن الفوائد تفوق المخاطر.

يبدو أنهم أخطأوا في التقدير. دون علم الباحثين ، كان لدى مجموعات الدودة الجذرية بالفعل متغيرات شائعة نسبيًا من الجينات لمقاومة السموم البكاء ، كما توضح جامعة مينيسوتا و rsquos Ostlie. ربما طوروا تلك الجينات استجابة لوجودها في كل مكان ب. تورينجينسيس بحد ذاتها. ضاعف زرع الذرة Bt وتيرة جينات المقاومة من خلال خلق بيئة تتمتع فيها اليرقات التي تحمل مثل هذه الجينات بأفضل فرصة للبقاء على قيد الحياة والتزاوج ووضع البيض. وأي مزارع يفشل في زراعة مناطق الملاذ زاد الطين بلة. يلجأ بعض المزارعين الذين استسلمت محاصيلهم من البكتيريا النافعة إلى دودة الجذر إلى استخدام المبيدات الحشرية الكيميائية. تم الكشف عن وضع مشابه ولكنه أسوأ في بورتوريكو ، حيث كانت الملاجئ من صنع الإنسان غير موجودة عمليًا وأصبحت دودة الحشد الخريفية منيعة ضد الذرة Bt بعد ثلاث سنوات فقط من إدخال المحصول في عام 2003. بحلول عام 2007 ، قامت شركات البذور طواعية بسحب هذا التنوع من ذرة Bt من سوق بورتوريكو.

في الهند والبلدان النامية الأخرى ، قد لا يعرف المزارعون الريفيون متطلبات اللجوء ، فإذا كانت موجودة على الإطلاق ، فسوف يتجاهلها الآخرون تمامًا لأنهم لا يملكون المساحة أو لا يستطيعون تخصيص أي أرض للخضروات التي من المحتمل أن تصبح بوفيهًا للحشرات. منذ إدخال قطن Bt في عام 2002 أصبحت الهند ثاني أكبر منتج للقطن في العالم بعد الصين. حتى الآن لا تقاوم آفات القطن بشكل مثير للقلق. أحد التفسيرات هو أن الأراضي الزراعية في الهند أكثر تنوعًا بشكل عام من تلك الموجودة في الولايات المتحدة ، وتتنوع بشكل كبير داخل وبين المناطق ، حيث يخلق خليط المحاصيل المختلفة ملاجئ طبيعية. يجادل العديد من الباحثين بأن المخاوف بشأن مقاومة الآفات يجب ألا تقف بين المحاصيل المعدلة وراثيًا مثل Bt brinjals والمزارعين الريفيين الذين هم في أمس الحاجة إليها. & quot الفكرة العامة هي إخراج النباتات إلى هناك ومراقبة التغيرات في قابلية الإصابة بالآفات وتعديلها مع تقدمنا ​​، كما يقول أنتوني شيلتون من جامعة كورنيل ، الذي طور استراتيجيات إدارة الحشرات لمحاصيل الخضروات وعمل على نطاق واسع على Bt brinjals في الهند.

لمعالجة مقاومة الآفات المتزايدة ، بدأت شركة Monsanto و Syngenta وشركات التكنولوجيا الحيوية الأخرى بيع مزيج بذور من 5 إلى 10 في المائة من الذرة التقليدية أو القطن و 90 إلى 95 في المائة من محصول Bt. عند استخدام مثل هذا & quotrefuge في كيس ، & quot يجب أن يكون هذا الزرع فعالًا بشكل خاص في تأخير المقاومة في أنواع مثل دودة الجذر ، حيث تميل الخنافس البالغة إلى التزاوج مع الحشرات القريبة بدلاً من السفر إلى جزء مختلف من الحقل. ومع ذلك ، فإن فسيفساء نباتات Bt والمحاصيل النموذجية تجعل من الصعب على المزارعين معالجة النباتات التالفة فقط بالمبيدات. لدى شركات التكنولوجيا الحيوية حل آخر: فهي تقوم بتوسيع مخزونها من محاصيل & quotpyramid & quot Bt المصممة بسمين أو أكثر ضد نفس الخطأ. حتى إضافة بروتين واحد أكثر سامة إلى محصول Bt يجعل من الصعب على الآفات اكتساب المناعة لأنه لا يجب أن تطور طفرات جينية متعددة فحسب ، بل ترث أيضًا نسخًا كافية من كل من هذه الطفرات للبقاء على قيد الحياة. بالطبع ، إذا كانت الحشرة قد طورت بالفعل مقاومة لواحد من اثنين من السموم التي يصنعها النبات ، فلا يوجد سوى عقبة واحدة فقط.

حبوب اللقاح منحل
بالتوازي مع توجيه تطور الحشرات ، قد تغير محاصيل Bt النباتات الأخرى بطرق غير مقصودة عن طريق التزاوج معها. نظرًا للاختلافات في أشكال وأحجام حبوب اللقاح والوسائد الزهرية التي تلتصق بها ، يمكن لمعظم النباتات تلقيح الأنواع الخاصة بها فقط والأنواع ذات الصلة الوثيقة بها. سواء كانت مهندسة وراثيًا أم لا ، فإن العديد من المحاصيل الملقحة بواسطة الحشرات أو الرياح تتبادل حتمًا الجينات المعبأة داخل حبوب اللقاح مع الحقول القريبة من نفس المحصول و [مدش] بما في ذلك تلك التي يملكها مزارعون مختلفون. يمكن أن تلقيح أزهار القطن وفول الصويا نفسها دون مساعدة كبيرة ، حيث أن حبوب اللقاح الخاصة بهم ليست محمولة بالرياح بشكل عام ، ولكنها ستنطلق مع الحشرات عندما تكون حولها. ومع ذلك ، يمكن لحبوب لقاح الذرة السفر لمسافة نصف ميل في بضع دقائق في ظل رياح معتدلة ، على الرغم من كونها كبيرة وثقيلة نسبيًا. على الأرجح ، الحشرات ورياح الرياح لديها بالفعل جينات متناثرة تهدف إلى البقاء داخل حقول الذرة Bt و mdasand غيرها من المحاصيل المهندسة وراثيًا وجيران mdashamong المستقبلين. بمساعدة من الناس ووسائل النقل الحديثة ، يبدو أن مثل هذه المعاملات قد عبرت خلسة حدود البلد أيضًا.

في خريف عام 2000 ، اكتشف ديفيد كويست ، ثم في جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، جينات من محاصيل Bt في الذرة التي تنمو في جبال أواكساكا ، المكسيك و [مدش] حيث لم تتم الموافقة على المحاصيل المعدلة وراثيًا. ربما يكون المزارعون في المكسيك قد زرعوا حبات ذرة معدلة وراثيًا مستوردة كانت مخصصة فقط لتغذية الحيوانات بمجرد زراعتها ، وكان بإمكانهم نشر جيناتهم إلى حقول الذرة القريبة. ومع ذلك ، تساءل علماء آخرون عن نتائج Quists & rsquos ، وأشاروا إلى أوجه القصور في الطريقة التي اختبر بها الجينات المدخلة. في عام 2003 ، جمعت أليسون سنو وزملاؤها من جامعة ولاية أوهايو حباتًا من 870 نبتة ذرة في 125 حقلاً من حقول أواكساكا ، وبحثوها عن جينات من محاصيل معدلة وراثيًا. لم يعثروا على شيء. ولكن في تجربتين لاحقتين ، قامت إيلينا ألفاريز بويلا من جامعة المكسيك الوطنية المستقلة وفريقها بفحص الذرة في أواكساكا واكتشفت نفس التسلسلات الجينية التي اكتشفها كويست في الأصل. & ldquo أعتقد أنه من المحتم أن تصل الذرة المعدلة وراثيًا إلى المكسيك وستستمر في عبور الحدود ، يقول سنو. وهي تعتقد أن معدل الإصابة نادر جدًا ، على الرغم من ذلك ، مما يفسر التناقضات بين دراساتها والاستطلاعات اللاحقة.

يعتمد ما إذا كان هذا التلقيح المتبادل مفيدًا أو ضارًا كليًا على النباتات والجينات المعنية وما إذا كنت تنظر إلى الموقف من منظور نبات أو شخص & rsquos. في إحدى دراسات Snow & rsquos ، نجح نسل عباد الشمس Bt ونظرائه البرية في ردع اليرقات بشكل أكثر فاعلية من عباد الشمس النموذجي وأنتج متوسط ​​55 بالمائة من البذور. سيكون هذا رائعًا بالنسبة لزهور عباد الشمس البري ، ولكنه مرعب للمزارعين في الغرب الأوسط الذين يعتبرون نثر البذور المنتشرة أعشابًا تتنافس مع محاصيلهم. في الولايات المتحدة ، تحتوي الذرة والقطن وفول الصويا على عدد قليل من الأنواع المحلية ذات الصلة الوثيقة ، إن وجدت ، لذا فإن فرص جينات Bt في العثور على طريقها إلى أبناء العمومة البرية ضئيلة. في المقابل ، إذا تم تسويق Bt brinjal في الهند ، فقد ينشر جين Bt بين العديد من الأنواع المختلفة من الباذنجان البري والمزروع. من المحتمل أن يفيد هذا الاختلاط معظم الأصناف المستأنسة ومن غير المرجح أن يمنح أقارب الباذنجان الحشائش البرية ميزة بقاء كبيرة بما يكفي لجعلهم مصدر إزعاج. إن أبناء عمومة brinjal البرية أصعب بكثير مما ينمو مزارعو الباذنجان ليأكلوه. & ldquo الباذنجان المزروع هو إلى حد كبير wimps و mdashthe يتم تسقيها وتخصيبها وحمايتها ، يقول شيلتون.

على مدى السنوات الأربع الماضية ، كان الباذنجان الأكثر مرونة على استعداد للانضمام إلى الذرة والقطن وفول الصويا كمحاصيل رئيسية من Bt تزرع في جميع أنحاء العالم. تؤكد جميع الأدلة المتوفرة بما في ذلك الأبحاث في الهند نفسها و [مدش] على سلامة محاصيل Bt للاستهلاك البشري وتوضح أن مزاياها تفوق مخاطرها إلى حد كبير. & quot إذا كنت تأخذ منظورًا عالميًا ، فهل الأمور أفضل منذ محاصيل Bt؟ بالتأكيد ، نعم ، & quot يقول تاباشنيك من جامعة أريزونا.والسؤال الآن هو: كيف يمكننا تحسين استخدام هذه المحاصيل لتعظيم الفوائد؟ & quot توجد Brinjals رائعة وصحية من Bt ، لكنها محاصرة في الحقول المسيجة للمنظمات التي كانت تستهدفها للجمهور. يقول كومار: "لقد كانت السنوات الثلاث الماضية صعبة للغاية". "اللوبيات البيئية ، واللوبيات المناهضة للتدخلات الوراثية وجماعات الضغط المناهضة للتكنولوجيا الحيوية تشهد يومًا ميدانيًا ، دون معارضة إلى حد كبير. العلماء لا يتكلمون كثيرا ، وإذا تحدثوا ، لا يتكلمون بصوت عال ''

في 23 أغسطس ، كان من المقرر أن تجتمع المحكمة العليا في India & rsquos وتراجع تقريرًا من قبل أحدث لجنة خبراء مكلفة بتقييم سلامة Bt brinjals. في الأيام التي سبقت الاجتماع ، حاول كومار أن يظل متفائلاً ، لكنه كان يعلم أنه ، على الأرجح ، لن يتغير شيء. في الواقع ، ولأسباب غامضة ، كان التقرير & ldquonot متاحًا لمستشار الحكومة. & rdquo لذا ستستمر فاكهة الباذنجان وحفار البراعم في شق طريقها إلى غالبية مزارعي brinjals المزروعة سيواصلون نقع محاصيلهم في مبيدات الآفات وبدلاً من تحويل الباذنجان الزراعة في جميع أنحاء الهند لصالح الملايين من الناس والحشرات والبيئة على حد سواء ، والنباتات التي يمكن أن تغير كل شيء ستبقى تحت الإقامة الجبرية إلى أجل غير مسمى.


هل سلالة العصيات 2-9-3 عمرها بالفعل 250 مليون سنة؟ - مادة الاحياء

فيما يلي آخر التحديثات لفهم التطور. يمكنك أيضًا الاشتراك لتلقي تنبيهات حول التحديثات عبر النشرة الإخبارية الشهرية عبر البريد الإلكتروني أو موجز RSS.

توقع تطور مرض شلل الأطفال - أبريل 2017
في الأربعينيات والخمسينيات من القرن الماضي ، أدى فيروس شلل الأطفال ، الذي يصيب الأطفال الصغار بشكل أساسي ، إلى إصابة 35 ألف أمريكي بالشلل كل عام. اليوم ، بفضل اللقاحات ، تم القضاء على المرض تمامًا في الولايات المتحدة - ومن معظم دول العالم. يعيش الفيروس بسبب التطعيم غير المكتمل. الآن يوفر بحث جديد أدلة حول كيفية منع بعض هذه الفاشيات النادرة ، مما يجعلنا أقرب إلى عالم خالٍ من شلل الأطفال.

الانتقاء الطبيعي مخفي في الطب الحديث؟ - مارس 2017
لا أحد يحتاج أن يقول لأم جديدة أن الولادة البشرية يمكن أن تكون صعبة و [مدش] وخطيرة! في بعض المناطق الفقيرة ، من بين كل 100 ولادة حية ، تموت أم أثناء الولادة وتموت أربعة أطفال في الأيام القليلة الأولى من الحياة. ومع ذلك ، فإن الوصول إلى الموارد والتدخلات الطبية الحديثة ، مثل الولادة القيصرية ، يمنع العديد من تلك الوفيات. أصبحت الولادة القيصرية شائعة جدًا في بعض المجموعات السكانية لدرجة أن علماء الأحياء بدأوا في التساؤل عما إذا كان الإجراء ، لأنه ينقذ الأرواح ، يمكن أن يشكل مسار التطور البشري.

تعيش الجينات من أقاربنا المنقرضين في الإنسان الحديث - فبراير 2017
من نبيل رشيق لقبيلة كالاهاري ، إلى أحمر الشعر المنمش من أيرلندا ، إلى ساكن ذو شعر أملس وخدود في هضبة التبت ، الانسان العاقل تأتي في العديد من الأشكال والأحجام والأشكال والمظاهر المختلفة. بينما نميل إلى ملاحظة الاختلافات التي يسهل اكتشافها ، فإن الاختلافات الأخرى في "التخفي" في البشر لا يمكن ملاحظتها بالضرورة من المظهر الجسدي وحده. يشير بحث جديد الآن في مجموعات الإنويت التي تعيش في القطب الشمالي إلى أصل مفاجئ لإحدى هذه السمات "الشبحية" و [مدش] القدرة على تحمل درجات الحرارة المتجمدة.

ينتج فيروس الأرملة السوداء عن التطور وليس الهندسة الوراثية - كانون الأول 2016
أعلن الباحثون هذا الخريف عن اكتشاف مفاجئ: فيروس يحمل جينات لسم من سم عنكبوت الأرملة السوداء. كيف حدث هذا المزيج المخيف في المقام الأول؟ قد يبدو فيروس الأرملة السوداء مثل نتاج الهندسة الوراثية و [مدش] مثل الفراولة التي تحمل جينات الأسماك أو الماعز التي تصنع بروتينات حرير العنكبوت و [مدش] ولكنها في الواقع نتيجة للتطور.

تكافح الكائنات المعدلة وراثيًا للبقاء متقدمًا بخطوة على التطور - أكتوبر 2016
في حين أن الفراولة التي تحتوي على جينات الأسماك تشكل أخبارًا كبيرة ، إلا أنها لم تظهر في الواقع في متجر البقالة المحلي. في الواقع ، يتم حاليًا بيع عدد قليل من الكائنات الحية المعدلة وراثيًا كغذاء في الولايات المتحدة ، ولكن الاستثناءات عبارة عن دوزيات: حوالي 85 في المائة من الذرة وفول الصويا المزروعة في الولايات المتحدة معدلة وراثيًا. تم تصميم معظم هذه المحاصيل لسمتين محددتين و [مدش] لمقاومة مبيدات الأعشاب مثل Roundup (وهو أمر مفيد لأنه يسمح للمزارعين باستخدام المادة ضد الأعشاب الضارة في نفس الحقول مثل محاصيلهم) ، وفي حالة الذرة ، لقتل الغرب دودة جذر الذرة ، يرقة خنفساء تأكل سيقان الذرة من الأرض إلى أعلى. تقتل الذرة المعدلة وراثيًا دودة الجذر بجين موجود أصلاً في بكتيريا التربة ، Bacillus thuringiensis (أي Bt). ينتج هذا الجين بروتينًا سامًا لديدان الجذر ، ولكن ليس للإنسان والعديد من الحيوانات الأخرى. ظل ما يسمى بذرة Bt في السوق لأكثر من عقد بقليل ، ومع ذلك ، في السنوات الأخيرة ، تضاءلت فوائد استخدام هذا الصنف حيث طورت مجموعات دودة الجذر مقاومة للسموم Bt. الآن ، أعلن العلماء العاملون في شركة DuPont عن اكتشاف جين آخر من بكتيريا تربة مختلفة يمكن أن تحل محل Bt بمجرد انتشار المقاومة لدرجة أن سم Bt لم يعد فعالاً.

الطفرات التي تجعلنا بشر - سبتمبر 2016
عندما نتخيل ما الذي جعل الإنسان الحديث الأوائل فريدًا من نوعه ، فمن المغري أن نتخيل رجل الكهف ، يلوح بشعلة مضاءة ، مستخدمًا النار لتكوين عيش أفضل من بيئة معادية. ومع ذلك ، لم يكن البشر وحدهم في استخدام النار. كما استخدم إنسان نياندرتال والإنسان المنتصب النار. الآن ، يشير بحث جديد إلى أن جزءًا مما ميز البشر الأوائل عن أقربائهم المقربين لم يكن استخدامهم للنار ، ولكن كيف تطورت النسب البشرية استجابةً للنار.

دليل ميداني لشجرة الحياة الجديدة - مايو 2016
إذا كنت مدمنًا للأخبار العلمية ، فربما شاهدتها أثناء التمرير عبر موجز الأخبار: شجرة الحياة الجديدة. أعلن الباحثون الشهر الماضي أنهم استخدموا التسلسل الجيني لبناء صورة أكثر شمولاً لشجرة الحياة. ولكن بعد النظر إلى هذه الشجرة الجديدة ، لن يتم لومك على التساؤل ، "آه ، أين الشجرة هنا؟" في الواقع ، تبدو شجرة الحياة الجديدة أشبه بألعاب نارية متفجرة أكثر من كونها بلوط أو دردار. هنا ، سوف نستكشف أداة يمكن أن تساعدك في تفسير الأنماط المختلفة للأشجار التطورية.

قد يحارب البعوض الفائق المندلية الملاريا - أبريل 2016
أدى تفشي فيروس زيكا مؤخرًا في الأمريكتين إلى ظهور البعوض في الصفحات الأولى للصحف. من خلال اللدغة ، يمكن للبعوض المصاب أن ينقل زيكا إلى البشر. بالطبع ، زيكا في الأخبار الآن ، لكن الأمراض التي ينقلها البعوض ليست جديدة. الملاريا ، على وجه الخصوص ، تهدد صحة الإنسان على نطاق أوسع من زيكا. مع التقدم في التكنولوجيا الوراثية ، يبحث العلماء في نهج جديد لمكافحة الأمراض التي ينقلها البعوض: هندسة البعوض المقاوم وراثيًا. في الواقع ، أظهر الباحثون في عام 2012 أن البعوض المصمم هندسيًا ليحمل جينين مختلفين من الجينات المقاومة للملاريا ، لا يمكنه نقل المرض على الإطلاق!

تطهير المياه الكمبري - مارس 2016
يعرف أي عالم في التاريخ أنه كلما تقدمت في الزمن بحثًا عن إجابات ، كلما كانت القرائن متناثرة وغير موثوقة. علم الحفريات هو دراسة تاريخ الحياة ، وتأخذ أدلةها - في الغالب - شكل الحفريات. من المعروف أن سجل الحفريات غير مكتمل ، ولكن بشكل عام ، لدينا دليل مباشر على الحياة في الماضي القريب أكثر مما لدينا على الحياة في الماضي البعيد. لذلك لا ينبغي أن يكون مفاجئًا أن أحد أكثر الأحداث التي خضعت للدراسة في التطور ، وهو "الانفجار" الكمبري (الذي بدأ منذ حوالي 542 مليون سنة واستمر - على عكس معظم الانفجارات - لأكثر من 10 ملايين سنة) ، هو أيضًا أحد أكثر الأحداث غموضًا وحيوية. تناقش بحماس. هل يمكن لبحث جديد أن يسلط الضوء على حياة العصر الكمبري؟

هل سيقضي التطور على الفهد؟ - فبراير 2016
قلة من الناس سوف يختلفون: الفهود مخلوقات رائعة. هذه القطط المهيبة هي العدائين الجريئين في سيرينجيتي ، حيث تدفع نفسها بسرعة تصل إلى 75 ميلاً في الساعة ، وتتسارع من 0 إلى 60 ميلاً في الساعة بسرعة فيراري 458 إيطاليا أو بورش 911. التغييرات التطورية لقلب هذا النوع والجهاز التنفسي والعضلات والأطراف منحهم لقب أسرع حيوان بري. لسوء الحظ ، هذا الحيوان الجميل معرض لخطر الانقراض. على الرغم من استنفاد أعداد الفهد في التاريخ الحديث من الصيد الجائر وفقدان الموائل وتجارة الحيوانات الأليفة غير المشروعة ، فإن ضعفهم يعود إلى أبعد من ذلك. إذن من أو ما هو الجاني؟

ماذا يحدث للنباتات التي لا تستطيع نشر بذورها؟ - ديسمبر 2015
عادة ما يعني أواخر الخريف والشتاء الكثير من حساء القرع وفطائر اليقطين. هذه الفاكهة القلبية (نعم ، كلها ثمار!) يسهل نموها حتى في الظروف القاسية ، ويمكن تخزينها لفترة طويلة ، مما يجعلها من المواد الغذائية الأساسية في الطقس البارد. لكن انتشارها في كل مكان اليوم يكذب حقيقة تم الكشف عنها مؤخرًا - كل هذه النباتات انقرضت تقريبًا منذ بضعة آلاف من السنين. لماذا رفضوا وماذا أعادهم؟ الجواب على كلا السؤالين ، بالطبع ، هو نفسه: التطور.

ماذا يمكن أن نتعلم عن أطرافنا من بلا أطراف؟ - نوفمبر 2015
"يختلف القضيب السلوي والأطراف بشكل كبير في شكلها." هكذا بدأت دراسة حديثة نُشرت في مجلة Developmental Cell. على الرغم من أنه لا يمكنك التمييز بسهولة بين الرجل والقضيب ، فقد اتضح أن هذه الزوائد المتميزة وظيفيًا تشترك في مسارات وراثية متشابهة. قام العلماء بهذا الاكتشاف بطريقة مفاجئة و [مدش] من خلال فحص الجينوم لأنواع مختلفة من الثعابين. لا تملك الثعابين أطرافًا بالطبع ، فكيف يمكن أن تكون مفتاحًا لبصيرة حول نمو الأطراف؟

هل هناك أي شيء يثير الدهشة حقًا هومو ناليدي? - أكتوبر 2015
في 10 سبتمبر 2015 ، أضفنا نحن البشر قريبًا جديدًا لشجرة عائلتنا عندما كشف مكتشفها ، عالم الأنثروبولوجيا القديمة لي بيرجر من جامعة ويتواترسراند في جنوب إفريقيا ، عن هومو ناليدي بأبهة وظرف كبير. سرعان ما امتلأت وسائل الإعلام بالأخبار حول هذه الأنواع الجديدة "الغريبة" و "الغريبة" و "المحيرة" و "الغريبة". لكن إذا فهمت التطور ، هومو ناليديمزيج السمات ليس مفاجئًا على الإطلاق.

يشكل الماضي الليلي للثدييات حساسية من أشعة الشمس - سبتمبر 2015
أثناء امتصاصك لأشعة الشمس الأخيرة في الصيف ، إليك ما يجب التفكير فيه: إذا لم يكن الأمر يتعلق بماضينا التطوري للثدييات ، فمن المحتمل أن ينتج جسمك واقيًا من الشمس خاصًا به. في مايو الماضي ، أفاد الباحثون أنهم اكتشفوا آلية يمكن من خلالها لسمك الزرد أن يولد مركبًا واقٍ من الشمس غير قائم على الصباغ يُعرف باسم gadusol. وجدوا أيضًا أن الجينات التي تشفر مسار إنتاج الجادوسول منتشرة على نطاق واسع ، فهي موجودة في أنواع الأسماك الأخرى ، وكذلك في البرمائيات والزواحف والطيور.

تتكيف أنفلونزا الطيور مع المضيف البشري - مايو 2015
مع وجود العديد من الأعمدة في الصحيفة اليومية المخصصة للطفح الجلدي المخيف ونزيف الإيبولا ، ستغفر لنسيان أن الإيبولا ليس المرض المعدي الوحيد الناشئ الذي يهدد صحة الإنسان اليوم. قد تكون أنفلونزا الطيور أقل خطورة وتصيب الطيور بشكل رئيسي ، لكنها لا تقل فتكًا عندما تشق طريقها إلى مضيف بشري ، حيث تقتل أسوأ السلالات 60٪ من الأشخاص المصابين. لقد كتبنا لأول مرة عن إنفلونزا الطيور H5N1 مرة أخرى في عام 2005 ، ولكن هذا خطأ يستمر في الظهور! في الآونة الأخيرة ، شهدت مصر موجة من الإصابات: 132 حالة منذ يناير. يبدو أن كل منهم قد انتقل إلى البشر مباشرة من الطيور المصابة. الآن ، كشفت دراسات جديدة أن السلالة المصرية قد طورت تكيفات تسمح لها بالانتقال بسهولة أكبر من طائر إلى إنسان ، مما يزيد من احتمال أن يطور الفيروس قريبًا القدرة على الانتقال من إنسان إلى إنسان و [مدش] تطورًا من شأنه أن يسمح لهذا الفيروس الخطير فضفاضة على البشر في جميع أنحاء العالم ، بغض النظر عن قربهم من الدواجن المصابة.

تحصل الحيتان القاتلة على تعزيز للياقة البدنية بعد نمو نسلها - أبريل 2015
نعلم جميعًا أن الأطفال والصغار بحاجة إلى رعاية أحد الوالدين ، ولكن حتى البالغين يمكنهم الاستفادة من وجود أم حولهم و [مدش] على الأقل إذا كانت والدتك حوتًا قاتلًا. يصف بحث جديد أُعلن عنه الشهر الماضي كيف تساعد حيتان الأوركا بعد انقطاع الطمث ذريتهم البالغة من خلال توجيههم إلى أماكن البحث عن علف السلمون. هذه المساعدة مهمة بشكل خاص خلال السنوات التي يقل فيها سمك السلمون. خلال العقود العديدة التي قضاها في البحر ، يبدو أن الإناث الأكبر سنًا قد تعلمن أين يجدن الأسماك عندما تكون الأوقات صعبة وينقلن هذه المعرفة إلى ذريتهن البالغات. تساعد هذه النتيجة في تفسير لغز تطوري: إذا كان الانتقاء الطبيعي يفضل السمات التي تسمح للفرد بتمرير جيناته إلى الأجيال القادمة ، فلماذا يتوقف أي كائن حي عن التكاثر؟

نحن جزيرة: تطور أنواع الطفيليات البشرية - مارس 2015
في السنوات الأخيرة ، قدمت وسائل الإعلام الشعبية رسالة قد تجعل بشرتك تزحف: تتزايد تفشي القمل وبق الفراش ويصبح علاجها أكثر صعوبة حيث تطور هذه الطفيليات مقاومة للمبيدات الحشرية التي استخدمناها ضدها في الماضي . لكن هل توقفت يومًا عن التساؤل كيف غزاوا أسرتنا وأجسادنا و [مدش] ليس كيف بدأ تفشي مرض معين ، ولكن كيف انتهى بنا المطاف في نهاية المطاف مع مصاصي الدماء من البشر في المقام الأول؟ في الشهر الماضي ، سلط بحث جديد الضوء على البدايات التطورية و [مدش] والمسار المستقبلي و [مدش] من البق. يكشف التراجع عن أن أصل طفيليات جديدة هو مجرد مثال واحد على العمليات التطورية المفهومة جيدًا.

تريد دواء جديد؟ انظر إلى التطور - فبراير 2015
في الشهر الماضي ، بشرت وسائل الإعلام في جميع أنحاء العالم بما يمكن أن يكون اختراقًا طبيًا كبيرًا. في خضم معركة الصحة العامة ضد الجراثيم المقاومة للمضادات الحيوية و [مدش] التي ظهرت على نحو ينذر بالخطر ، ليس فقط في المستشفيات ولكن في الحيوانات الأليفة المنزلية المريضة وفي اللحوم من السوبر ماركت و [مدش] أعلن الباحثون اكتشاف مضاد حيوي جديد قوي. عالج تيكسوباكتين الفئران بسهولة من الالتهاب الرئوي و MRSA (عدوى بكتيرية مقاومة للمضادات الحيوية) ، ومن المرجح أن تكون فعالة ضد الأمراض الفتاكة الأخرى مثل الجمرة الخبيثة. ومع ذلك ، فإن هذا المضاد الحيوي الواعد له بدايات متواضعة. يتم إنتاجه عن طريق بكتيريا التربة المكتشفة في عينة من الأوساخ المأخوذة من حقل مين. يكشف تحويل العدسة التطورية في هذه القصة عن تفسير قوة التيكسوباكتين ويقترح أن المزيد من المضادات الحيوية الجديدة قد تكون حرفيًا في ساحاتنا الخلفية.

الحفريات الجديدة ليست "حلقة مفقودة" - ديسمبر 2014
أعلن العلماء الشهر الماضي عن اكتشاف حفريات عمرها 55 مليون عام تخص ثدييات من الهند القديمة ، كامبايثيريوم ثويس. قد لا يكون الحيوان ذو الظلف مميزًا بشكل خاص و [مدش] كان يزن ما بين 45 و 75 رطلاً ، يشبه التقاطع بين الخنزير البري والتابير و [مدش] لكنه يحتل مكانًا مميزًا على شجرة الحياة. بدأت بعض المنافذ الإخبارية على الفور بالإعلان عن الاكتشاف على أنه "رابط تطوري مفقود" بين الخيول ووحيد القرن ، أو سلفهما المشترك. كما اتضح ، كلاهما غير صحيح.

تطور الأنواع الغازية - نوفمبر 2014
تخيل مشهدًا مثاليًا من عطلة Golden State: الوقوف على المنحدرات قبالة الطريق السريع One ، والاستمتاع بمنظر الشاطئ أدناه وغروب المحيط الهادئ في الأفق. إنها كاليفورنيا الكلاسيكية. فقط ما تحت قدميك على ذلك الجرف ليس من كاليفورنيا على الإطلاق. جليد الطريق السريع النضرة (البلورية Mesembryanthemum) ، وهو مواطن من جنوب إفريقيا ، تم تقديمه لأول مرة إلى كاليفورنيا في أوائل القرن العشرين وانتشر منذ ذلك الحين أعلى وأسفل الساحل ، متنافسًا مع النباتات المحلية على الموارد وقمع نمو الشتلات المحلية. وهي ليست كاليفورنيا فقط. تسبب الأنواع الغازية اضطرابات بيئية خطيرة في جميع أنحاء العالم: فالثعابين التي تم إدخالها تهدد الحياة البرية المحلية في إيفرجليدز ، وقد غيرت النباتات الغازية مناطق جنوب إفريقيا من الأراضي العشبية إلى الفرك ، والرنقيل الأجنبية تزيح بلح البحر والمحار على السواحل الشمالية الغربية لأوروبا. في الولايات المتحدة وحدها ، تسبب الأنواع الغازية أضرارًا بمليارات الدولارات كل عام وتساهم في التهديد الذي تواجهه مئات الأنواع المهددة بالانقراض. ولكن ما الذي يجعل الأنواع الغازية في المقام الأول؟ الكثير من الكائنات الحية تصل إلى أرض جديدة ، لكن الكثير منها لا يستطيع اختراقها والموت أو البقاء هامشيًا ، بينما تتولى الأنواع الأخرى المسؤولية. اقترح علماء الأحياء العديد من الفرضيات لشرح الاختلاف ، ولكن البحث الجديد الآن (استنادًا إلى فكرة قديمة جدًا!) يشير إلى أن التطور يمكن أن يساعدنا في التنبؤ بالأنواع المدخلة التي من المرجح أن تصبح غازية إشكالية.

الإيبولا والتطور - أكتوبر 2014
تفشي فيروس إيبولا في غرب إفريقيا لديه منظمات طبية دولية في حالة تأهب قصوى والناس في جميع أنحاء العالم يتأهبون و [مدش] حتى أولئك الذين يعيشون في الأمريكتين وأستراليا ، المحيطات بعيدًا عن بؤرة المرض. عادة ما تنقل المرض حيوانات مثل خفافيش الفاكهة ، لكنه ينتقل أحيانًا إلى البشر ، وعندما يحدث ، يكون مميتًا ، ويقتل أكثر من نصف المصابين. ومع ذلك ، نظرًا لأنه لا ينتشر إلا عن طريق الاتصال المباشر مع سوائل الجسم ، فلا داعي للخوف على حياتهم. في الأشهر الأخيرة ، بدأت بعض وسائل الإعلام ، وحتى عالم أو اثنان ، في التساؤل بصوت عالٍ عما إذا كان فيروس الإيبولا يمكن أن "يتحور" ويصبح محمولًا في الهواء و [مدش] ولكن بالطبع ، ما هو المقصود في الواقع هو ما إذا كان الفيروس يمكن أن يتطور بطرق تسمح أن تنتقل بسهولة أكبر ، تمامًا كما يمكن أن تنتشر الأنفلونزا عن طريق العطس. سنقوم هنا بتفكيك مسألة تطور الإيبولا قليلاً ونرى سبب عدم ترجيح هذه النتيجة.

التطور يراعي الذوق - سبتمبر 2014
يصطف معظمنا في متجر الآيس كريم أو يمزق قطعة من كعكة الشوكولاتة دون التفكير كثيرًا في سبب إعجابنا بما نفعله. يقدر البشر مجموعة متنوعة من الأذواق بسبب تاريخنا التطوري الملتهب والجينات التي نحملها والتي تتيح لنا الشعور بالنكهات الحلوة والمالحة والحامضة والمرة والأومامي (أي المالحة). لكن الشيء نفسه لا ينطبق على جميع الحيوانات. معظم القطط ، على سبيل المثال ، تستنشق الحلوى بشكل مشكوك فيه. هذا لأنه ، على مدار تاريخها التطوري ، فقدت سلالة القطط جينًا وظيفيًا لاكتشاف النكهات الحلوة. تفتقر الطيور أيضًا إلى هذا الجين ، وعادةً ، الأسنان الحلوة التي تأتي معها و [مدش] ولكن هناك بعض الاستثناءات الملحوظة. فالطيور الطنانة ، على سبيل المثال ، تصنع خطًا مباشرًا يضرب به المثل بالنسبة للسوائل الحلوة بالعسل. لماذا الطيور الطنانة مدمنون على السكر ، بينما تلتصق روبينز بالديدان؟ يكشف بحث جديد على المستوى الجيني التغيرات التطورية التي تفسر هذه الأذواق المتنوعة.

لماذا Y موجود لتبقى - مايو 2014
أخيرًا ، حصل كروموسوم Y على الاحترام الذي يستحقه. منذ أوائل القرن العشرين ، عرفنا أن كروموسوم Y مسؤول عن جعل الذكور وأجنة mdash XX تتطور إلى فتيات وتتطور أجنة XY إلى فتيان و [مدش] ولكن كان يُعتقد أن Y لا تفعل شيئًا آخر. بعد كل شيء ، بربع طول كروموسوم X ، يكون Y ضعيفًا نسبيًا.افترض علماء الأحياء أن الجينات القليلة التي تحملها تساهم في عمليات مثل إنتاج الحيوانات المنوية وتطوير الخصيتين من خلال المساعدة في تشغيل وإيقاف الجينات الأخرى. في الواقع ، كان لدى Y سمعة سيئة لدرجة أن العديد من الباحثين اقترحوا أنها في طريقها إلى الانقراض التطوري. ومع ذلك ، يشير بحث جديد الآن إلى أن الكروموسوم Y موجود ليبقى. تتجاوز وظيفتها بكثير إثارة الذكورة.

الهندسة الوراثية مقابل التطور - أبريل 2014
في أواخر التسعينيات ، تم إدخال سلاح جديد لمكافحة الآفات الزراعية: الذرة Bt. تم تعديل صنف الذرة الجديد وراثيا لنقل الجينات من البكتيريا Bacillus thurinigiensis (ومن هنا جاءت التسمية & quotBt & quot) التي تجعل المحصول ينتج مبيدًا طبيعيًا بالكامل. وهذا يعني أنه يمكن للمزارعين الحصول على عوائد جيدة من حقول الذرة دون رش الكثير من السموم. منذ ذلك الحين ، شارك العديد من المزارعين في هذه العربة. في عام 2012 ، تم زراعة أكثر من 69 مليون هكتار بمحاصيل Bt & # 151 مساحة تقارب مساحة تكساس! كان هناك الكثير من الجدل حول مخاطر هذا التقدم التكنولوجي ، ولكن يبدو الآن أن سقوط الذرة Bt قد يكون نفس المشكلة التي كان من المفترض أن تحلها في المقام الأول: الآفات الزراعية ، ولا سيما دودة جذور الذرة الغربية. تأكل يرقات الخنفساء جذور نباتات الذرة التي من المحتمل أن تدمر المحصول. في السنوات الأخيرة ، ظهر المزيد والمزيد من اليرقات المقاومة لتأثيرات سم Bt في الحقول وتمضغ طريقها إلى النباتات. لماذا وكيف حدث هذا؟ كل ذلك يعود إلى التطور.

الاختناقات ، BRCA ، وسرطان الثدي - ديسمبر 2013
مع توفر اختبارات الجينات التي تساهم في المزيد من الأمراض ، وفي كثير من الحالات ، تصبح أرخص ، سنواجه بشكل متزايد قرارات حول مقدار ما نريد معرفته عن آفاقنا الصحية المستقبلية. هل تريد معرفة ما إذا كنت تحمل جينًا يمنحك فرصة 60٪ للإصابة بمرض هنتنغتون بحلول سن 65؟ أو أن هذا ضاعف من فرص إصابتك بسكتة دماغية بمقدار خمسة & # 151 على الرغم من أن خطر الإصابة بسكتة دماغية في أي عام ما زال منخفضًا للغاية؟ ما المبلغ الذي ستدفعه مقابل اختبار يطمئنهن لأكثر من 99.5٪ من النساء أنه لا يوجد شيء خاطئ ، ولكن في الحالات الأخرى سيكشف أن احتمالات الإصابة بسرطان المبيض تبلغ 39٪؟ ومن الأمثلة البارزة على هذا الموقف الصفحة الأولى من صحيفة نيويورك تايمز الشهر الماضي رقم 151 وسلط الضوء على الروابط العميقة التي يمتلكها الاختبار الجيني بالتاريخ التطوري للجماعات البشرية.

التكتل أو الانقسام في السجل الأحفوري - نوفمبر 2013
نادرًا ما تحتل العلوم البحتة المرتبة الأولى في الأخبار ، لكن الشهر الماضي شهد استثناءًا ملحوظًا. احتلت الصفحة الأولى لصحيفة نيويورك تايمز صورة جمجمة بشرية قديمة مغطاة بالتراب. تمثل هذه الحفرية التي يبلغ عمرها 1.8 مليون عام ، والتي تم التنقيب عنها في جمهورية جورجيا ، أقدم جمجمة كاملة للبالغين من البشر تم اكتشافها حتى الآن. سيكون هذا بمفرده خبراً مهماً ، لكن السياق الذي تم فيه الحفاظ على الحفرية يضيف وزناً أكبر للاكتشاف.


شاهد الفيديو: عراقي أجرى تحليل الـ DNA لمعرفة تاريخ عائلته. والنتيجة مفاجأة! (قد 2022).