چرا انسان‌ها تخم‌گذار نیستند؟

محققان دانشگاه شیکاگو منشا بارداری انسان را با پیگیری چگونگی تکامل اجداد پستاندار اولیه انسان برای به دنیا آوردن نوزاد بجای تخم‌گذاری آشکار کرده‌اند.

آن‌ها بخش‌های سرکش دی‌ان‌ای را که میلیون‌ها سال قبل در اطراف ژنوم قرار گرفته و باعث خاموشی فرآیندهای مورد نیاز برای تخم‌گذاری شده بودند، کشف کردند.

در عوض، هزاران ژن مورد استفاده در اندام‌های دیگر حرکت کرده و در رحم جمع شدند تا به رشد جنین کم کرده و زیست‌شناسی اجداد پستاندار باستانی انسان را بطور موثری بازنویسی کنند.

دانشمندان در کل دریافتند که 2502 ژن به ژنوم فعال در رحم اضافه شده بودند. یافته‌های این دانشمندان به توضیح این امر کمک کرده که چگونه و چه وقت پستانداران برای اولین بار جنینشان را در رحم و پیش از تولد پرورش دادند، کمک می‌کند. این بدعت تکاملی به پستانداران کمک کرد تا زمین را تحت سلطه قرار دهند و همچنین به انسان‌ها اجازه داد تا چنین مغزهای بزرگی را بوجود بیاورند.

محققان به مقایسه ژنوم‌های پستانداران بارداری مانند سگ‌ها و خوک‌ها با حیوانات تخم‌گذار پرداختند.

اگرچه انسان طی میلیون‌ها سال تکامل از حیواناتی مانند قورباغه‌ها و جوجه‌ها جدا شده‌اند، یکی از شگفت‌انگیزترین یافته‌های پروژه‌هایی مانند پروژه ژنوم اسنان این بود که بیشتر دی‌ان‌ای انسان‌ها با این حیوانات مشترک است.

برای مثال 98.5 درصد از ژنوم انسان با شامپانزه مشترک بوده، در حالیکه درصد اشتراک دی‌ان‌ای بین انسان و جوجه حدود 75 درصد است.

این سطح شگفت‌آور از شباهت ژنتیکی به این شکل توضیح داده شده که همه ژن‌ها در همه زمان‌ها فعال نشده‌اند؛ در عوض ژن ها در برخی حیوانات بطور کامل غیرفعال شده یا بطور انتخابی در بافت‌های مختلف فعال شده و نقش متفاوتی را اجرا می‌کنند.

محققان با استفاده از روشی موسوم به تعیین توالی آران‌ای توانستند تشخیص دهند کدام ژنها در رحم 12 حیوان مختلف فعال یا خاموش بوده‌اند. این حیوانات شامل سگها، گاوها، اسب ها، خوک‌ها و گورکن‌ها بودند که جنین را درون رحمشان تولید می‌کنند.

آن‌ها همچنین ژن‌های صاریغ دم‌کوتاه را که از کیسه‌داران محسوب شده و همچنین نوک‌اردکی (پلاتیپوس) را مورد بررسی قرار دادند؛ ژن‌های رحم یک مارمولک، جوجه و قورباغه نیز تحت بررسی قرار داده شد.

این کار به دانشمندان اجازخ داد تا زمانی را که تاریخچه تکاملی این ژن‌ها فعال یا غیرفعال شده، پیگیری کنند.

آن‌ها دریافتند که هزاران تکه کوچک از دی‌ان‌ای که اکنون مسئولیت تنظیم تغییرات هورمونی در سلول‌های پوشش رحم در زمان بارداری را بر عهده دارند، زمانی ژنهای باستانی بوده‌اند که از ژنوم جهش کرده‌اند.

به گفته محققان، این ژن‌ها موسوم به عناصر قابل جابجایی، کاربردهای جدیدی مانند کنترل سیستم ایمنی و ارسال سیگنال‌ها بین بدن مادر و نوزاد را به پوشش رحم منتقل کرده‌اند.

آن‌ها محاسبه کردند که زمانی که پستانداران برای اولین بار از جد مشترک خود با خزندگان و پرندگان واگرائیدند، 500 ژن وجود داشته که روشن شده یا به ژنوم هجوم آورده‌اند و 296 ژن هم غیرفعال شده بودند. همچنین زمانی که پستانداران زنده‌زا از پستانداران تخم‌گذار تکامل یافتند، 1167 ژن اضافی آشکار شده و 239 ژن خاموش شد.

محققان سپس دریافتند که زمانی که شاخه انسانی درخت تکاملی پستانداران - پستانداران جفتی - از کیسه‌داران جدا شدند، 835 ژن دیگر فعال و 189 ژن غیرفعال شدند.

نتایج این پژوهش در مجله Cell Reports منتشر شده است.

45503