كيف يقود الشعر حركة الأسماك... والسمع عند البشر؟

اكتشاف قاسم مشترك قد يفك شيفرة داء الصمم

كيف يقود الشعر حركة الأسماك... والسمع عند البشر؟
TT

كيف يقود الشعر حركة الأسماك... والسمع عند البشر؟

كيف يقود الشعر حركة الأسماك... والسمع عند البشر؟

من خلال اكتشاف كيفية استخدام أسماك الزرد خلايا شعرها بهدف اكتشاف الحركة البعيدة، وجد فريق من علماء جامعة «كيس ويسترن ريزيرف» الأميركية، طريقا ربما يساعد في تفسير فقدان السمع البشري، وتم الإعلان عن تفاصيل ذلك في دراسة نشرت 13 أبريل (نيسان) 2023 بدورية «كرنت بيولوجي».
ورغم أنه يبدو أنه لا يوجد شيء مشترك بين الكائنات المائية الصغيرة والبشر، فإن بنية ووظيفة خلايا الشعر على جلد الزرد تتطابق تقريبا مع خلايا شعر القوقعة الموجودة في الأذن الداخلية للإنسان.
بالإضافة إلى ذلك، تمتلك كل من مستقبلات الخلايا البشرية والأسماك نوعا من البروتين يُعرف باسم «القناة الأيونية»، الذي يحول الموجات التي تكتشفها الخلايا إلى نبضات كهربائية تحمل معلومات مفيدة.
يقول بريان ماكديرموت، الأستاذ المشارك في طب الأذن والأنف والحنجرة بكلية الطب بجامعة «كيس ويسترن ريزيرف»، في تقرير نشره الموقع الإلكتروني للجامعة، إن «خلايا الشعر في البشر مغطاة بأقسى عظام في الجسم ولا يمكن الوصول إليها عندما تستجيب الأذن للصوت، لذا فإن هذا البحث، باستخدام خلايا شعر أسماك الزرد التي يسهل الوصول إليها، سيساعد بالتأكيد في فهمنا للسمع البشري والصمم».
ويضيف «يمكننا الآن أن نقول بثقة إن الأسماك تستخدم قنواتها الأيونية للهروب من ملاحقة الحيوانات المفترسة بطرق تشبه الطرق التي تتناغم بها آذان الإنسان مع الترددات المختلفة».
وكان العلماء فهموا بالفعل كيف تعمل خلايا الشعر من الناحية الفسيولوجية للسمع، ولكن بدرجة أقل على المستوى الجزيئي، لكنهم تأكدوا في الدراسة الجديدة أنها تتكون من حزمة من قضبان استشعار الحركة ذات الارتفاعات المتزايدة.
علاوة على ذلك، فإن النتائج تعزز فهم «قناة النقل الميكانيكي في الكائنات الحية»، حيث وجدوا أنها تقوم بتحويل المحفزات الميكانيكية إلى إشارات كهربائية يتم إرسالها إلى الدماغ.
يقول ماكديرموت إن فريقه البحثي كانت لديه «لحظة حقيقية» عندما اكتشفوا، باستخدام أداة تعديل الجينات (كريسبر – كاس 9)، أن مجموعات من خلايا الشعر في أسماك الزرد لديها عدم تناسق، حيث تسمح هذه الخاصية غير المتوقعة لخلايا الشعر باكتشاف الحركة من مؤخرة السمكة بحساسية أكبر من الجبهة.
ويضيف «هذا يدل على أن الأسماك لديها خلايا شعر مضبوطة بالفعل لاستشعار اتجاهات المياه المختلفة. ولدى البشر، تحتوي قوقعة الأذن على خلايا شعرية مضبوطة بالمثل لتكون قادرة على سماع ترددات مختلفة، وهذا هو السبب في أن هذا العمل يمكن أن يلعب دورا في فهم السمع والصمم بشكل أفضل لدى البشر».
ويعد هذا الاستخدام هو الأحدث لسمكة الزرد في الأبحاث ذات الطابع الطبي، حيث أصبحت تلك السمكة تروق للعلماء في الأبحاث الطبية لعدة أسباب، منها أنها من الفقاريات، لذلك تتشابه مع الإنسان في كثير من الصفات، بل إن بعض الأبحاث وجدت بعد تشريح دقيق لها أنها تتقاسم مع الإنسان جزءا كبيرا من الحمض النووي، كما أنها شفافة، بما يساعد العلماء على متابعة تأثير التعديل الجيني والعلاجات الدوائية، كما تتميز بالنضج المبكر، حيث يفقس بيضها بعد يومين فقط من الإخصاب، وتكون العديد من الوظائف الأساسية للأجنة قد اكتملت بعد حوالي خمسة أيام، ما يسمح للباحثين بإجراء فحص سريع ومفيد للتغيرات أثناء النمو التي قد تكون لها في النهاية آثار في إحباط الأمراض التي تصيب الإنسان.


مقالات ذات صلة

هل يغير «ديب سيك» قواعد اللعبة للشركات والحكومات والمبتكرين في الشرق الأوسط؟

خاص يسعى الشرق الأوسط للانتقال من مستهلك إلى منتج للذكاء الاصطناعي عبر استثمارات ضخمة في البنية التحتية (شاترستوك)

هل يغير «ديب سيك» قواعد اللعبة للشركات والحكومات والمبتكرين في الشرق الأوسط؟

«ديب سيك» يعيد تشكيل الذكاء الاصطناعي في الشرق الأوسط، متيحاً للشركات المحلية تطوير نماذج قوية بتكاليف أقل ويدفع المنطقة نحو ريادة الذكاء الاصطناعي عالمياً.

نسيم رمضان (الرياض)
عالم الاعمال «stc» تواصل دعم التحول الرقمي بشراكة استراتيجية مع «ليب 2025»

«stc» تواصل دعم التحول الرقمي بشراكة استراتيجية مع «ليب 2025»

تستعد مجموعة «stc»، ممكن التحول الرقمي، للمشاركة في النسخة الرابعة لمؤتمر «ليب 2025»، الحدث التقني الأكثر حضوراً بالعالم، الذي سيُعقد تحت شعار «نحو آفاق جديدة»…

خاص تهدف «مايكروسوفت» من خلال استثماراتها في السعودية إلى تسريع الابتكار ودعم الشركات المحلية بالذكاء الاصطناعي (شاترستوك)

خاص رئيس «مايكروسوفت العربية» لـ«الشرق الأوسط»: نسعى لجلب التكنولوجيا العالمية إلى السعودية

«مايكروسوفت» تؤكد دعهما التحول الرقمي في السعودية عبر الذكاء الاصطناعي ومراكز البيانات لتعزيز الابتكار والأمن السيبراني وكفاءة الأعمال المحلية.

نسيم رمضان (الرياض)
عالم الاعمال الرياض تشهد انطلاق ليالي «ليب 2025»

الرياض تشهد انطلاق ليالي «ليب 2025»

يعود مؤتمر «ليب 2025»، الحدث التقني الأكبر والأبرز عالمياً، إلى العاصمة الرياض خلال الفترة من 9 إلى 12 فبراير.

رياضة عالمية توني سكولز (ستوك سيتي)

البريمرليغ قد يبدأ استخدام تقنية التسلل شبه الآلية قبل نهاية الموسم

قال توني سكولز، المسؤول البارز في رابطة الدوري الإنجليزي الممتاز لكرة القدم، إن المسابقة قد تبدأ استخدام تقنية التسلل شبه الآلية، قبل نهاية موسم 2024-2025.

«الشرق الأوسط» (لندن)

علماء يتوقعون دمارا كبيرا إذا اصطدم الكويكب بينو بالأرض

الجسم الصخري بينو حسب صورة جمعتها مركبة الفضاء الآلية «أوسيريس-ريكس» التابعة لإدارة الطيران والفضاء الأميركية (رويترز)
الجسم الصخري بينو حسب صورة جمعتها مركبة الفضاء الآلية «أوسيريس-ريكس» التابعة لإدارة الطيران والفضاء الأميركية (رويترز)
TT

علماء يتوقعون دمارا كبيرا إذا اصطدم الكويكب بينو بالأرض

الجسم الصخري بينو حسب صورة جمعتها مركبة الفضاء الآلية «أوسيريس-ريكس» التابعة لإدارة الطيران والفضاء الأميركية (رويترز)
الجسم الصخري بينو حسب صورة جمعتها مركبة الفضاء الآلية «أوسيريس-ريكس» التابعة لإدارة الطيران والفضاء الأميركية (رويترز)

يُصنف الجسم الصخري المسمى بينو على أنه كويكب قريب من الأرض وهو حاليا على أقرب مسافة من الأرض والتي يصل إليها كل ست سنوات، إذ يوجد على بعد 299 ألف كيلومتر منها.

وقد يقترب الكويكب أكثر في المستقبل، ويقدر العلماء أن احتمال اصطدامه بالأرض في سبتمبر (أيلول) 2182 يبلغ واحدا إلى 2700. فماذا سيحدث إذا اصطدم بينو بكوكبنا؟ حسنا، لن يكون الأمر جميلا، وفقا لبحث جديد اعتمد على محاكاة حاسوبية لاصطدام كويكب يبلغ قطره نحو 500 متر مثل بينو.

وبالإضافة إلى الدمار الفوري، قدرت الدراسة أن مثل هذا التأثير قد يتسبب فيما بين 100 و400 مليون طن من الغبار في الغلاف الجوي، ما سيتسبب في اضطرابات في المناخ وكيمياء الغلاف الجوي والتمثيل الضوئي للنباتات في العالم تستمر من ثلاث إلى أربع سنوات.

وقالت لان داي الباحثة في مركز «آي.بي.إس» لفيزياء المناخ بجامعة بوسان الوطنية في كوريا الجنوبية وأحد المؤلفين الرئيسيين للدراسة التي نشرت هذا الأسبوع في مجلة ساينس أدفانسز «التعتيم على الشمس الناجم عن الغبار قد يتسبب في ’تأثير شتاء’ عالمي مفاجئ يشهد انخفاض ضوء الشمس وبرودة درجات الحرارة». وفي أسوأ الاحتمالات، وجد الباحثون أن متوسط درجة حرارة سطح الأرض سينخفض بنحو أربع درجات مئوية، وسيتراجع متوسط هطول الأمطار 15 بالمئة، وسيتقلص التمثيل الضوئي للنباتات ما بين 20 و30 بالمئة، وستقل طبقة الأوزون التي تحمي الكوكب من الأشعة فوق البنفسجية الشمسية الضارة بنحو 32 بالمئة.

وقال الباحثون إن اصطدام جسم بحجم بينو، وهو كويكب متوسط الحجم، بسطح الأرض قد يولد موجة صدمة قوية وزلازل وحرائق غابات وإشعاعات حرارية، ويترك حفرة واسعة، ويقذف بكميات هائلة من الحطام إلى الأعلى. وقالت داي ومؤلف رئيسي آخر للدراسة هو أكسل تيمرمان المتخصص في فيزياء المناخ ومدير مركز «آي.بي.إس» لفيزياء المناخ إن كميات كبيرة من الهباء الجوي والغازات ستصل إلى الغلاف الجوي العلوي، مما يسبب تأثيرات تستمر لسنوات على المناخ والنظم البيئية. وأضافا أن الظروف المناخية غير المواتية قد تمنع نمو النباتات على الأرض وفي البحار.

وقد يتسبب اصطدام كويكب بهذا الحجم في خسائر بشرية هائلة، لكن إحصاء هذا العدد كان خارج نطاق الدراسة. وقالت داي إن عدد القتلى المحتمل «يعتمد أساسا على موضع اصطدام الكويكب». ويعرف العلماء الكثير عن بينو، وهو خليط غير متماسك من المواد الصخرية وليس جسما صلبا. ويمثل بقايا صخرية لجسم سماوي أكبر تشكل في مرحلة قريبة من فجر النظام الشمسي قبل نحو 4.5 مليار سنة. وجمعت مركبة الفضاء الآلية «أوسيريس-ريكس» التابعة لإدارة الطيران والفضاء الأميركية (ناسا) في رحلة إلى بينو عام 2020 عينات من الصخور والغبار للتحليل.

وقال تيمرمان «احتمال اصطدام كويكب بحجم بينو بالأرض ضئيل جدا يبلغ 0.037 بالمئة. ورغم صغر حجمه، فسيكون التأثير المحتمل خطيرا جدا، ومن المرجح أن يؤدي إلى انعدام هائل في الأمن الغذائي على الأجل الطويل على كوكبنا».