الهيدرا – مفتاح الحياة الأبدية؟
December 18, 2015
دراسة سليلة المياه العذبة القادرة على تجديد الخلايا التالفة
إن المبدأ القائل بأن جميع الكائنات الحية تتقدم في السن في نهاية المطاف كان دائمًا حقيقة من حقائق الحياة - حتى الآن. منذ ما يقرب من عقد من الزمن، كان العلماء في معهد ماكس بلانك للأبحاث الديموغرافية (MPIDR) يدرسون سليلة هيدرا الموجودة في المياه العذبة، وهو كائن حي يكون معدل موته ثابتًا ومنخفضًا للغاية.
بالنسبة لمعظم الأنواع، بما في ذلك البشر، يزداد احتمال الموت مع تقدم الإنسان في السن. ويعتبر العلماء هذا مؤشرًا على التحلل الجسدي داخل الجسم. ومع ذلك، يبدو أن الهيدرا قد وجدت طريقة لمقاومة التدهور الجسدي لجسم الشيخوخة. قام الباحثون المشاركون في هذه الدراسة - مدير MPIDR جيمس فاوبل ودانيال مارتينيز (كلية بومونا، كليرمونت، كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية) - بنشر نتائجهم في مجلة PNAS العلمية.
"تمثل النتائج التي توصلنا إليها تحديًا أساسيًا للنظريات الشائعة حول تطور الشيخوخة"، قال عالم الديموغرافيا في MPIDR رالف شيبل. وفقًا لهذه النظريات، فإن جميع الكائنات متعددة الخلايا القادرة على الإنجاب ستتعرض لتدهور شكلها الجسدي مع تقدمها في السن. يقيس العلماء ذلك بطريقتين: معدلات الخصوبة التي تنخفض بشكل ملحوظ بعد فترة من القدرة على الإنجاب أثناء مرحلة البلوغ المبكر؛ وزيادة خطر الوفاة بعد النضج. بالنسبة للبشر، تصل احتمالية الوفاة خلال عام إلى 50 بالمائة بالنسبة لمن هم في مرحلة متقدمة من الحياة. ومع ذلك، بالنسبة للهيدرا، يظل هذا المعدل ثابتًا نسبيًا - عند حوالي 0.6 بالمائة. علاوة على ذلك، فإن قدرة الهيدرا الإنجابية لا تتضاءل ولكنها تظل ثابتة أيضًا.
دراسة (تقريبًا) الحياة الأبدية في معمل الطابق السفلي
في تجربة مستمرة طويلة الأمد، أنشأ الباحثون بيئات صناعية للهيدرا. هنا، تكون الكائنات خالية من التهديدات والحيوانات المفترسة الطبيعية. على مدار ما يقرب من عقد من الزمن، اعتنى الباحثون بحوالي 1800 هيدرا في مختبر يقع في الطابق السفلي من المعهد في روستوك.
تعيش كل هيدرا في وعاء زجاجي صغير خاص بها في دورة ليلية ونهارية طبيعية في خزائن يتم الحفاظ عليها عند درجة حرارة ثابتة تبلغ 18 درجة مئوية. يقوم فريق من العلماء والمساعدين بإطعامهم ثلاث مرات في الأسبوع، باستخدام ماصات خاصة لوضع المحار الصغير في مخالب البوليب التي تكاد تكون مرئية. يتلقى كل سليلة نفس الكمية من الطعام. منذ بدء التجربة في مارس 2006، تتكاثر الهيدرا لا جنسيًا، ويتم بعد ذلك وضع نسلها في وعاء زجاجي خاص بها ويتلقون نفس المعاملة التي يتلقاها والديهم.
ينبوع الشباب
بشكل عام، كان هناك 3.9 مليون يوم مراقبة لكائنات الهيدرا الفردية. خلال هذا الوقت، يمكن حساب عدد الوفيات الطبيعية على يد واحدة. وفي المتوسط، يصل هذا العدد إلى حوالي خمسة سنويًا. يكون عدد الوفيات الفعلية أعلى، عندما يأخذ المرء في الاعتبار الحالات التي تموت فيها الهيدرا نتيجة لحوادث معملية مثل التصاق السليلة بغطاء الوعاء وجفافها، أو سقوطها على الأرض.
لذلك، بغض النظر عن أسباب الوفاة غير الطبيعية هذه، شرع العلماء في تقييم معدل وفيات الكائن الحي.
اتضح أن عدة أجيال من الباحثين لن تكون كافية للعيش خارج الهيدرا. وبعد 500 عام، تشير التقديرات إلى أن خمسة بالمائة من المجموعة ستظل على قيد الحياة. بالنسبة لاثنين من أصل اثني عشر من المجموعات المشاركة في الدراسة، كان خطر الوفاة ضئيلًا جدًا بحيث يستغرق الأمر 3000 عام حتى يتبقى خمسة بالمائة فقط من الأورام الحميدة.
"يبدو أن الهيدرا تتمكن من إبقاء جسمها شابًا لأنها لا تصاب بالشيخوخة من خلال تراكم الأضرار والطفرات، كما تفعل معظم الكائنات الحية الأخرى"، قال عالم الديموغرافيا الحيوية ألكسندر شويرلاين. وأضاف أنه ربما كان الكائن الحي قادرًا على اتباع استراتيجية خاصة للحفاظ على نفسه، نظرًا لحقيقة أن عملياته الجسدية والخلوية كانت بسيطة إلى حد ما.
على سبيل المثال، يستطيع الهيدرا تجديد أجزاء جسمه التي تضررت أو فقدت بالكامل، وذلك بسبب وجود عدد كبير من الخلايا الجذعية. (تتمتع الخلايا الجذعية بالقدرة على التطور إلى أي جزء من الجسم في أي وقت.)
بالإضافة إلى ذلك، يمكن للهيدرا استبدال جميع خلاياه خلال أربعة أسابيع فقط، لذلك فهو يطرد بانتظام تلك الخلايا التي تضررت أو تحورت وراثيًا. ونتيجة لذلك، يتم إصلاح أي ضرر يتعرض له الهيدرا بسرعة قبل أن يتفاقم.