أحد صفحات التقدم العلمي للنشر
غير مصنف

تعرُّف الأقارب


تعرُّف الأقارب

إن الكثير من الكائنات الحية ـ من الحيوانات البحرية البسيطة

وحتى الرئيسات ـ تستطيع أن تميز أقاربها. وقد أدى فهم كيفية

ذلك وأسبابه إلى أفكار جديدة حول تطور السلوك الاجتماعي.

<W.D. فينيگ> ـ <W.P.شيرمان>

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/12/SCI96b12N3_H05_005807.jpg

يستخدم دبور الورق الروائح في تحديد ما إذا كان الزائر من الدبابير قريبا له. إن لجميع أفراد المستعمرة رائحة مميزة تتأتى عن التوليفة المتفردة من ألياف النبات التي بني بها العش.

 

تتجمع شراغيف تودة الغرب في مجموعات مؤلفة من الأشقاء. الواضح أن الشراغيف تتعرّف إخوتها وأخواتها وكذلك موطنها عن طريق الرائحة.

 

يميز نبات العائق الجبلي الأقارب عن غير الأقارب من حبوب اللقاح. وتستخدم النباتات هذا التمييز لتجنب التزاوج مع الأقارب الأقربين أو مع نباتات تبعد عنها كثيرا من الناحية الوراثية.

 

تعيش إناث نقار البلوط في أعشاش جماعية مع عدد من الأخوات. وما إن تقوم الواحدة من الإناث بالتخلص من بيض أخواتها الموجود في العش وتلقي به خارجا حتى تبدأ هي في وضع بيضها. وتعتمد الطيور على دلالات التوقيت هذه في تحديد البيض الذي لم تضعه. فإذا ما وضعت الأنثى بيضها لم تستطع تمييزه عن غيره وتوقفت عن إتلاف أي بيض في العش.

 

لا بد أن يكون النحل القصير اللسان قادرا على تمييز الأقارب حتى يحمي عشه. فتقف على مدخل كل مستعمرة نحلة شغالة لتعمل على حراستها. وعندما تقترب نحلة أخرى تتأكد النحلة الحارسة بالشم مما إذا كان القادم  مألوفا، فإذا كان من العائلة سمحت له بالدخول.

 

إن القرابة مبدأ أساسي في تنظيم المجتمعات كلها. وللبشر طرائق محكمة في تحديد الأقارب، مثل استخدام أسماء للعائلات والاحتفاظ بسلاسل نسب تفصيلية (شجرة النسب). وثمة آليات لتمييز الأقارب في كل موضع من المملكتين الحيوانية والنباتية، بغض النظر عن مدى  التعقيد الاجتماعي والعقلي للكائن، كما هي الحال في مخلوقات بينها تباين مثل تباين الأزهار البرية والدبور (الزنبور). وقد بدأ العلماء يكتشفون أن فهم منشأ وآليات تعرّف الأقارب يقدم تبصرات جديدة في قضايا متباينة مثل: كيفية اختيار الكائن الحي لأليفه (زوجه) وكيفية تعلمه وكيفية عمل جهازه المناعي.إن الاهتمام الحالي بخاصية تعرّف الأقارب يمكن أن يرجع للوراء إلى نظريتين اثنتين. فقد أدرك <D.W. هاميلتون> (من جامعة أكسفورد) عام 1964 أنه في التنافس من أجل البقاء والتكاثر الجيني (الوراثي) لا يفرق التطور بين النُسَخ البديلة للجينات (أو ما يسمى بالأليلات(1) alleles) التي تنتقل من الفرد إلى ذريته المباشرة كالأبناء، وبين تلك التي تنتشر من خلال الأقارب غير السليلين (المباشرين) كالأخوة والأخوات. وفي حين أن النظرة التقليدية تؤكد أن الانتقاء (الانتخاب) الطبيعي يحابي الأفراد التي تنجب أكبر عدد من النسل، فإن هاميلتون حوّل هذا التوكيد إلى الجينات، وانتهى إلى أن الانتقاء الطبيعي لا بد أن يحابي الكائنات التي تساعد أيا من أقاربها، لأنها بذلك تزيد من القدر الكلي لتمثيلها الجيني.

 

وأطلق هاميلتون على فكرته هذه نظريةَ التلاؤم الشامل inclusive fitness، لأنها تضم كلا من الجينات التي ينقلها الفرد من خلال نسله، إلى جانب نسخ الجينات التي يساعد في نشرها من خلال أقاربه. ويمكن لهذه النظرية أن تفسر تطور محاباة الأقارب nepotism، لا سيما في تلك الحالات الاستثنائية التي لا ينجب فيها بعضُ أفرادِ أنواعٍ معينة ـ مثل النمل والنحل والخلد الجرذي العاريnaked mole rat ـ بل يقتصر عملها فقط على رعاية الأقارب [انظر: “Naked Mole Rats, “

by P.Sherman-J. Jarvis-S. Braude;

Scientific American, August1992].

 

أما التفسير الآخر لتعرّف الأقارب فهو نظرية تزاوج الأباعد الأمثل optimaloutbreeding، وقد طورها في أوائل السبعينات <P. بيتسون> (من جامعة كامبريدج) و<W.شِلْدز> (من كلية صَني لعلم البيئة والحِراجة، في سيراكوز). وترتكز نظريتهما على الحقيقة المعروفة التي تقول إن التزاوج بين الأقارب الأقربين، الأخ وأخته مثلا، ينتج نسلا ذا خصائص متدهورة. فكل الكائنات الحية تمتلك بعض أليلات ضارة لا يظهر أثرها عادة، والأغلب أن يمتلك الأقارب النسخ النادرة نفسها من هذه الجينات. ومع زواج الأقارب المغلق، قد يرث النسل مثل هذه الأليلات من كلا الأبوين، فتظهر آثارها الضارة. ومن ناحية أخرى سنجد أن التزاوج بين أفراد مختلفة جينيا اختلافا كبيرا قد تكون له آثار ضارة ناجمة عن تفكيك توليفات (توافيق) جينية معينة تُنتِج صفات مرغوبا فيها. وتفسر نظرية «تزاوج الأباعد الأمثل» السبب في أنّ الكثير من الكائنات يفضل التزاوج من غير الأقارب الأقربين أو ممن لا تكون القرابة معها أبعد من اللازم.

 

زقّيّات البحر حيوانات بحرية لا دماغ لها، وعلى الرغم من ذلك فهي تستطيع تمييز أقاربها باستخدام دلالات كيماوية. وقد يحاول فردان أن يتصلا فلا تنجح المحاولة إلا إذا كانا ذويْ قرابة.

 

صورتان للتعرُّف

أظهرت الأبحاث الحديثة أفكارا جديدة حول سبب حدوث تعرّف الأقارب. لكن الأسباب التطورية لهذه القدرة لا تُمثِّل إلا جزءا من القصة سنعود إليه فيما بعد. دعونا نركز الآن على القضية المثيرة للفضول: كيف تميز الكائنات أقاربها. على العموم، تستخدم النباتات والحيوانات آليتين لتمييز الأقارب. ففي بعض الحالات، تسمح الملامح الجسدية ـ ذات الأنماط الظاهرية phenotypes ـ للأفراد أن تميز أقاربها مباشرة. وفي حالات أخرى يمكن تمييز الأقارب بصورة غير مباشرة من دون الرجوع إلى المظهر وإنما بالرجوع إلى إشارات ترتبط بالزمان أو بالمكان.

 

وتعتمد الكائنات في الكثير من الحالات على الجمع بين التقنيتين: المباشرة وغير المباشرة. وعلى سبيل المثال فإن طائر سنونو الشواطئ Riparia   riparia الذي يحفر أعشاشه في مستعمرات على الشواطئ الرملية، يميز صغاره باستخدام كلتا التقنيتين. فقد وجد <L.J. هوكلاند> (من جامعة ماريلاند) وواحد منا (شيرمان) أن الآباء تُطعِم أيَّ فَرْخ (صوص) تجده في جحرها. وهذا السلوك يشير إلى أن الطيور البالغة تتعرف صغارها تعرّفًا غير مباشر، عن طريق تحديد موقع الجحر الذي حفرته. والعادة أن تبقى الصغار غير القادرة على الطيران في الجحر الذي فقست فيه مدة تبلغ ثلاثة أسابيع. وفي خلال هذه الفترة فإن الآباء عموما لا تطعم سوى صغارها. فإذا ما تعلمت الصغار الطيران اختلطت أعشاش الطيور كثيرا، وعندها يتوجب على الآباء استعمال الإشارات المباشرة لتضمن الاستمرار في إعالة نسلها وحده. واكتشف <D.M. بيتشر> وزملاؤه (في جامعة واشنطن) أن أفراخ سنونو الشواطئ إذا بلغت عشرين يوما من العمر صار لها بصمات (نبرات) صوتية مميزة، يتعرف الأبوان بوساطتها نسلَهما.

 

وكي يفهم الباحثون كيف يحدث التمييز، قسموا عملية تعرف الأقارب إلى مكونات ثلاثة: في البدء تظهر إشارة تعرف.. فيستقبلها فرد آخر.. الذي يتخذ بعد فهم الإشارة الفعلَ الملائم. إن الإشارة عند التعرف غير المباشر تكون صفة من خارج النبات أو الحيوان، لكنها تصدر عن الكائن ذاته في حالة التعرف المباشر. وهذه الطريقة المباشرة تستخدمها في الأغلب جماعات (عشائر) الحيوانات الاجتماعية النزعة والتي كثيرا ما تختلط الأقارب فيها بغير الأقارب. ولقد أثار فضول العلماء ما يحدث من تفاعل معقَّد بين العوامل في عملية «تعرف الأقارب المباشر».

 

وقد تكون إشارة «تعرف الأقارب المباشر» خاصِّية جسدية ترتبط بالقرابة ارتباطا يُعوَّل عليه. وتختلف مثل هذه الإشارات اختلافا بَيِّنًا ما بين الأنواع. ويشيع الاعتماد على الرؤية بين الحيوانات التي يشكل البصر لديها أبرز الحواس ـ كالرئيسات primates. أما الكائنات التي يلزم أن تجذب أُلَفَاءها (أزواجها) من بُعْد في الظلام ـ كالضفادع ـ فتستخدم الإشارات الصوتية. ثم إن الروائح الكيماوية تعمل بالطبع كإشارة هامة للتمييز لدى الكثير من الحيوانات.

 

والإشارات الكيماوية على وجه العموم تنقل المعلومات بدقة، وهي تتطلب مجهودا أقل من غيرها من الإشارات، ولا سيما الأصوات. فلإصدار الصوت لا بد أن يبذل الكائن قدرا كبيرا من الطاقة في ضغط الهواء. بينما في المقابل، نجد أن الإشارات الكيماوية تتألف في الأغلب من بضعة جزيئات من مادة يفرزها الجسم بصورة طبيعية أثناء نشاطه اليومي. ثم إن الجسم يحمل بالفعل جهازا لرصد المواد الكيماوية وفك شفرتها decipher: فجهاز المناعة يفسر على الفور مثل هذه الإشارات. حتى ليرى البعض أن الآلية الفسيولوجية التي تُستخدم في تعرف الأقارب قد اقتُبست من جهاز المناعة خلال عملية التطور.

 

مصدر الإشارات

إن إشارات التعرّف لا تتباين فقط بالنسبة للحاسة التي تسببها هذه الإشارات، بل تتباين في منشئها أيضا. وقد تكون هذه الإشارات انعكاسا لصفات جينية معينة أو تكون مكتسبة من البيئة أو تكون نتيجة لكليهما معا. وتُبيِّن الدراسات التي أجريت على بعض الزقيات tunicates ـ أي نفاثات البحر seasquirts ـ وبخاصة النوع Botryllus schlosseri، أن هذه الحيوانات البحرية تستخدم الواسمات (العلامات) الجينية genetic labels في معرفة الأقارب. وليس للزقيات أدمغة brains، الأمر الذي يثبت أن تعرف الأقارب لا يعتمد على التعقيد العقلي (الذهني).

 

تبدأ نفاثات البحر حياتها كيرقات پلانكتونية تستقر في نهاية الأمر على صخرة. وتتكاثر لاجنسيا لتشكل مستعمرة من حيوانات متطابقة تركيبيا وجينيا. وفي بعض الأحيان تحاول مستعمرتان أن تندمجا. الكائنات الأكبر تَفْضُل الأصغر في البُقْيا (البقاء على قيد الحياة)، وبذا فالواضح أن الاتحاد بالغير مفيد. اكتشف <K.R. كروسبيرگ> و<F.J.  كوينّ> (من جامعة كاليفورنيا في ديڤيز) أن اليرقات تستقر قرب من يشبهها جينيا ثم تندمج معه. فإذا ما حاول زِقِّيّ أن يلتحق بمستعمرة أخرى لا يمت إليها بصلة، أفرزت هذه المستعمرة مواد سامة تطرد هذا الغازي.

 

كذلك فإن كروسبيرگ وكوين قد حددا، على الصبغيات (الكروموسومات) المنطقة التي تتحكم في استجابة التعرف هذه. ولاحظا أن اليرقات تستقر قرب غيرها من تلك التي تحمل الأليل نفسه على الموقع المعروف بمعقد التوافق النسيجي histocompatibility complex. إن هذه المنطقة من الصبغي تكوِّد للكيماويات التي تُمكِّن الكائن من تمييز الذات من غير الذات كجزء من جهاز المناعة. واكتشف الباحثان أيضا أن الزقيات تفضّل الاستقرار قرب أفراد من غير الأقارب رُبِّيت في المختبر لتحمل على هذا الموقع الأليل نفسه، على أن تستقر على مقربة من أقارب لها حقيقيين ربيت في المختبر لتحمل أليلا آخر بديلا.

 

إن احتمال أن يخطئ الكائن في الطبيعة فَيَحْسَب غير القريب قريبا احتمالٌ غاية في الضآلة. ولأسباب غير واضحة تماما نجد أن أنماط الجينات الموجودة على معقد التوافق النسيجي تحمل من التباين داخل النوع الواحد ما يجعلنا نجزم، أنّ أيّ فردين يحملان الأليل نفسه، لا بد أنهما ورثاه من سلف لهما حديث. ولهذا فإذا ما حاول زقيّ أن يدمج نُسُجه (أنسجته) في آخر، فإن الجهاز المناعي يمكّنه من أن يميز إن كان النسيج المُقْحم دخيلا أم شبيها ـ نعني لقريب أم  لغريب ـ وذلك بناء على التركيب الجيني لمعقد التوافق النسيجي.

 

قد يساعد تعرف الأقارب مجموعةً من الكائنات في أن تصبح أكثر نجاحا من غيرها. في هذا المثال ينجب كل سمندل فردين فقط (لا يظهر بالرسم إلا أحد الأبوين) لا يبقى منهما إلا واحد فقط ؛ إذ تلجأ هذه الحيوانات إلى الافتراس عندما تواجه نقصًا في الغذاء. وعلى سبيل المثال لا يبقى في الجيل الثالث لينجب إلا نصف السمندلات التي لا تستطيع تعرف الأقارب (اللون الأخضر)، أما النصف الآخر فتأكله أخواته. أما في العائلة التي يمكنها تعرف الأقارب (اللون الأزرق) فيبقى ثلاثة من كل أربعة، لأن النصف منها يأكل سمندلات من عائلات أخرى (اللون الأحمر). وفي الجيل الخامس، تسود العائلة التي تهيئها جيناتها لتمييز الأقارب.

 

قصة عائلة

بعد أن أمضت الغوريلا النادرة جيسيكا أربع سنوات في حديقة حيوان فلادلفيا من دون أن تنجب، نُقلت إلى حديقة حيوان سان دييگو فحملت على الفور وأنجبت ميكائيل ليلة عيد الميلاد سنة 1991.

وقد يفسِّر تمييزُ الأقارب السببَ في كونها لم تعاشر ذكرا إلى أن قابلت ذكورا غير من عاشت معهم منذ أن ولدت. فمثل هذه الذكور المألوفة عادة ما تكون في الطبيعة من الأقارب، وربما كانت جيسيكا قد اعتبرت رفاقها هكذا. وتجنبًا للاستيلاد الداخلي المحتمل لا تهتم الحيوانات عموما اهتماما جنسيا بأقاربها الأقربين.

ومن الأنواع التي قلت أعدادها فلم يبق منها إلا جماعة (عشيرة) صغيرة واحدة، يصبح اعتبار غير الأقارب المألوفين من الأقارب مشكلة حقيقية. وفهمنا لتعرف الأقارب يمكّن القائمين على حديقة الحيوان من أن يمنعوا الحيوانات من الوقوع في مثل هذه الأخطاء، وربما سهلوا بذلك التزاوج في الأنواع المهددة بخطر الانقراض.

 

وتعتمد فئران المنازل (Mus musculus) أيضا على معقد التوافق النسيجي في تعرف الأقارب. ولما كانت الجينات بهذا المعقد تؤثر في رائحة الجسم، فإن الفئران تعتمد على هذه الصفة (الخلّة) في تمييز الأقارب. وكما الزقيات، سنجد أيضا أن جينات الفئران في معقد التوافق النسيجي متباينة غاية التباين، لكن أفراد العائلة الواحدة تحمل في العادة الأليلات نفسها، وعلى هذا تكون الأفراد المتماثلة في الرائحة عادة من الأقارب. لاحظ <J.C. مانينك> (من جامعة نبراسكا) و< K.W. بوطس> و< K.E. ويكلاند> (من جامعة فلوريدا) أن إناث الفئران تميل إلى التزاوج مع ذكور تختلف عنها في الرائحة، لتجنب الاستيلاد الداخلي (زواج الأقارب) على ما يبدو، لكنها تعيش حياتها الاجتماعية في أوكار مع شبيهاتها في الرائحة، كالأخوات، الأمر الذي يكفل البُقْيا لأبناء وبنات الأخوات إلى جانب نسلها هي.

 

رائحة دبابير الورق

وعلى عكس الزقّيات والفئران هناك كائنات أخرى تستخدم في تعرف الأقارب واسمات تكتسبها من بيئتها. قام أحدنا (فينيك) بدراسة مثل هذه الإشارات في دبابير الورق، وبخاصة النوع Polistes fuscatus. تبني حشرات الحديقة هذه أعشاشا مشطية مفتوحة open comb nests تتركب من ألياف نباتية رقيقة للغاية.  وتتألف المستعمرة نمطيا من ملكة وبناتها من الشغّالات.

 

إن لتعرّف الأقارب أهمية بالغة بالنسبة لهذه الحشرة، إذ كثيرا ما تزور أعشاشَها دبابيرُ أخرى لها أغراض مختلفة. ويكون الزوار في بعض الحالات أقارب شُرِّدت بعد أن دمرت أعشاشَها المفترساتُ، كالطيور مثلا. وفي حالات أخرى تأتي الدبابير المتطفلة لسرقة البيض تغذي به يرقاتها في مستعمراتها. إذًا، يلزم أن تُميِّز الدبابير قبل السماح لأحد بالدخول إلى العش ما بين قريب شريد سيخدمها، وبين دبور غريب يهدد عشها.

 

وتحقق دبابير الورق هذا التمييز بشكل مباشر باستخدام الروائح الكيماوية. فقد اكتشف فينيك و<J.G. گامبوا> (من جامعة أوكلاند) و<K.H.  ريڤ> (من جامعة كورنيل) أن كل دبور يكوّن من عشه رائحة تميز الحشرات التي تعيش فيه. وتُحبس هذه الرائحة ـ التي تخدم كدليل للتعرف ـ داخل البشرة الخارجية لجلد الدبور قبل تصلُّبها. وقد وجد <E.K. إسبيلي> (من جامعة جورجيا) وزملاؤه أن هذه الرائحة تنشأ عن هِدْروكربونيات ذات رائحة. وتُشتق هذه المركبات من ألياف النبات المستعملة في صنع ورق العش، ومعها إفرازات من الدبابير التي تبنيه. ولما كانت كل مستعمرة تستخدم مزيجا متفردا من النباتات في بناء عشها، فسيشترك أعضاء العائلة في هذا الواسم المكتَسَب من البيئة أكثر من اشتراكهم في أي واسم جيني، ذلك أن ما يحدث من مزج للجينات وتأشيب recombinationأثناء التكاثر الجنسي، يضمن التشابه الجيني بين أفراد العائلة لا التماثل (التطابق).

 

على أن كلا من الواسمات الجينية وتلك المكتسبة من البيئة قد تقود إلى أخطاء. فالاعتماد فقط على الإشارات المأخوذة من البيئة قد يسبب أخطاء في القبول؛ عندما يساعد الفرد خطأً بعضَ من يعيش في بيئة مشابهة من غير الأقارب. وقد يجني أمثال هؤلاء المخادعين مكاسب أريحية في غير موضعها من دون رد الجميل، فيسودون الجماعة (العشيرة). أما الاعتماد فقط على منتجات الجينات فقد يتسبب هو الآخر في قبول غرباء يحملون أليلات “غير شرعية” لا تكوِّد إلا صفة التعرف. ومرة ثانية، فإن هذه الأليلات الخارجة سوف تنتشر خلال الجماعة. وأخيرًا فإن الاعتماد على الإشارات (الصفات) الجينية يزيد من خطر ارتكاب أخطاء الرفض، فَيُعامَل الأقارب خطأً على أنهم غرباء لأنهم بالصدفة لا يحملون صفة التعرف.

 

ويتوقف احتمال حدوث هذه الأنماط من الأخطاء على التركيب الجيني للكائنات وعلى البيئة المحيطة. وتقلل كائنات مثل الزِّقِّيّات والفئران فرصة أن يشترك فردان ـ ليس بينهما قرابة ـ في صفات جينية متشابهة، وذلك باستغلال مناطق من الصبغيات (الكروموسومات) تتباين داخل النوع وإن كانت ثابتة نسبيا داخل العائلات. ولهذه الواسمات الجينية فائدة كبرى للكائنات التي تعطي بنية كيماوية متجانسة لحد كبير، مثل صخرة قد تحيا عليها بضع مستعمرات من الزقيات. أما الكائنات التي تحيا في مناطق أكثر تباينا ـ مثل دبابير الورق ـ فإن الواسمات البيئية المكتسبة قد تُوافر لها مفاتيح أكثر دقة.

 

التصرف استجابة للإشارة

إذا ما بث الفرد إشارة التعريف، فكيف يستخدمها الآخرون في تقدير قرابتهم له؟ إن الأفراد، حسب علمنا، دائما ما يتعلمون هذه الإشارة. حتى الجهاز المناعي يتعلم أن يميز ذاته [انظر «كيف يتعرف الجهاز المناعي (على) الجسم الذي يعيله» مجلة العلوم ، العدد 10(1995)]. والحق أنه لولا تعلُّم الجهاز المناعي كيفية القيام بهذا التمييز، لهاجم كلَّ نسيج في الجسم.

 

إن الكائنات الحية تتعلم إشاراتها وإشارات أقاربها وإشارات بيئتها. ويشكل الأفراد من هذه الإشارات قالبا يشبه كثيرا القالب الذي يُظن أنه يدخل في تعلم غناء الطيور. وتتم سيرورة (عملية) التعلم مبكرة في حياة معظم الكائنات، عندما يعيش الأفراد في الأغلب بين الأقارب. وذكريات رفاق الصبا لا تمحى، وهي تضمن أن يتمكن الفرد طوال حياته من مقارنة الصورة المطبوعة في ذاكرته بصفات (ملامح) جسدية لفرد آخر. كما أن الكثير من الكائنات يُحَدِّث قوالبه (نماذجه) من آن لآخر، لتمييز الأقارب التي تتغير إشاراتها مع تقدم العمر مثلا.

 

ولتوضيح دور التعلم في تعرف الأقارب، دعونا نبحث في دَوْر العش عند دبابير الورق. ففي تجارب أُجْريت في المختبر اتضح أن الدبابير المنقولة بعيدا عن عشها وعن رفاق العش قد اعتبرت كل الدبابير (الغريب والقريب) من الأقارب. وعندما عُزلت الدبابير ومعها رفاق العش بعيدا عن العش، ظلت تعتبر كل الدبابير من الأقارب. بل إن الدبابير التي عُرِّضت إلى عش غير عشها تعلمت أن تُعامِل الدبابير البازغة (الناشئة) من هذا العش كأقارب لها. إذًا، فوجود الحشرات في عشها هو ما يعلمها الإشارة الكيماوية التي تمكنها من تمييز القريب عن الغريب.

 

وعلى عكس دبابير الورق، سنجد أن حشرات نحل العسل (Apis Mellifera) تستطيع أن تتعلم إشارات التمييز من رفاق العش ومن أنفسها. وربما كان أسلوب تزاوج ملكات النحل أحد أسباب الاختلاف بين  نحل العسل ودبابير الورق. فخلايا النحل في أحوال كثيرة تضم شغالات من نسل أكثر من عشرة آباء، أما شغالات الدبابير فهي أساسا من نسل أب واحد. وعلى هذا فإن رفيقات الخلية لدى النحل مزيج من أخوات شقيقات وأخوات أنصاف شقيقات halfsisters، أما الغالبية العظمى من رفيقات عش الدبابير فمن الأخوات الشقيقات.

 

ويلزم شغالة نحل العسل كي تميز ما بين أخواتها من الشقيقات وأخواتها من أنصاف الشقيقات، أن تكون لديها معرفة بالجينات التي ورثتها عن أبيها، ومعلومات مشابهة عن النحلة التي تود فحصها. إذًا، الأمر يتطلب آلية لفحص الذات ـ وهذه ظاهرة أطلق عليها <R.دوكينز> (من جامعة أكسفورد) «مفعول (رائحة) الإبط» armpit effect. وأوضح <M.W .كيتز> و<B.K. سميث> (من جامعة كاليفورنيا في بيركلي) أن النحل إذا رُبِّي في معزل فإنه يتعلم رائحته، ليفضل بعد ذلك الأخوات الشقيقات ـ إذ لهن رائحة شبيهة ـ عن أنصاف الشقيقات من الأم التي يتسبب تركيبها الجيني المختلف قليلا في رائحة مختلفة. أما قضية ما إذا كان النحل يتعلم من ذاته تحت ظروف خلية مكتظة فهذا أمر مازال غامضا.

 

فإذا ما تم التعرف أصبح على الفرد أن يقرر كيف سيتصرف بناء على سياق الوضع. فشغالات دبور الورق على سبيل المثال لا تطيق أبدا دبورا غريبا يغزو عشها؛ إذ قد يحاول سرقة البيض، لكنها لا تتصرف كذلك تجاه الغريب إذا قابلته في مكان آخر. ثمة نظرية اقترحها ريک تقول إن التمييز لكي يحدث  يلزم أن يكون التشابه بين الملحوظ من الصفات الجسدية للفرد والقالب المحفوظ في ذاكرة الملاحِظ أعلى من قيمة حرجة معينة. وهذه القيمة تعكس تكرار التقاء الفردِ أقاربَه مقارنة بتكرار التقائه غيرَ الأقارب، إلى جانب الموازنة بين كلفة رفضِ قريبٍ وكلفة قبولِ غريب.

 

تساعد هذه النظرية على تفسير أخطاء معينة في التمييز. وعلى سبيل المثال، فقد وجدت  <B.A. كلارك> (من معهد صَني في بينگهامتون) و<F.D. وسْتْنيت> (من جامعة كنتاكي) أن ذكر طائر الشحرور ذي الجناح الأحمر (Agelaius phoeniceus)

يُطعم كل الصغار التي في عشه، على الرغم من أن واحدًا من كل أربعة في العش تقريبا ليس من نسله ـ فالأنثى تعاشر أكثر من ذكر. ويبدو أن قيام الذكر بتغذية كل ما بعشه من صغار سيكون أكثر كفاءة من الناحية التكاثرية، فبذْله جهدا طفيفا مع صغار أغراب، خير من أن يخاطر بواحد من نسله يموت جوعا.

 

الأقارب المتوحشة

دعونا الآن نَعُد إلى السبب في قدرة الكثير من الأنواع على تمييز الأقارب. فثمة مثال يوضح بشكل مثير الأهمية التطورية لتعرف الأقارب، نجده في تلك الأنواع التي يمتلك بعض أفرادها القدرة على إيذاء الأقارب. ثمة أوالي (حيوانات أولية) protozoans ودَوّارات (حيوانات دوارة) مجهرية rotifers وديدان خيطيةnematodes ويرقات لبرمائيات، توجد في صورتين تختلفان في غذائهما المفضل ـ فقد تكون متوحشة تأكل أفرادا من جنسها، وقد تكون قارتة omnivorous. والطريق الذي يسلكه الفرد تحدده أساسا البيئة التي نشأ فيها، وقد نجد كلتا الصورتين داخل العائلة نفسها.

 

وتعود بنا الحيوانات المتوحشة أيضا إلى نظرية التلاؤم الشامل. وتقول هذه النظرية إن المفروض أن تتطور الأفراد المتوحشة بحيث لا تأكل أفراد عائلتها، لما في ذلك من خسائر جينية. فالعائلة التي يظهر بها مثل هذا السلوك لن تبقى طويلا على الأغلب.

 

تطعم ذكور الشحرور ذي الجناح الأحمر كل ما في عشها من صغار. ومعظم هذه الصغار هو في الواقع من نسلها، وبذا يفيد الكبار بالمعنى التكاثري بأن ترعى جميع الصغار في العش كيلا تخاطر بموت صغارها جوعا.

 

لكي نختبر هذا التنبؤ قمنا بدراسة أنماط تعرّف الأقارب لدى شراغف(2)ضفادع الطين الحفارة (Scaphiopus bombifrons) التي تنمو في البرك الصحراوية المؤقتة. فلهذه الشراغف وسيلتها الخاصة في اكتساب قوت إضافي تُسرع به من نموها قبل أن تجف البرك.

 

تبدأ كل شراغف ضفادع الطين الحفارة حياتها حيواناتٍ قارتة، تتغذى أساسا بالفضلات والبقايا. على أنها قد تأكل من حين لحين شرغوفا آخر أو روبيان (قُرَيدس) shrimp المياه الحلوة الأمر الذي يقدح سلسلة من التغيرات في حجم الشرغوف وشكله وجهازه العضلي، والأهم في تفضيله لنظام غذائي (حِمْيَة) معين. فيصبح بعد التغير متوحشا تماما، آكلا للحيوانات الأخرى ـ بما فيها أفراد نوعه ذاته.

 

أما أن يأكل الشرغوف بالفعل أفرادا من عائلته فأمر يتوقف على الموازنة بين الربح والخسارة لمثل هذا الذوق المميِّز. وتتغير هذه الموازنة بدرجة تنامي الشرغوف ودرجة جوعه. سنجد على سبيل المثال أن الشرغوف الذي يظل قارتا يميل إلى الاحتشاد في جماعات تتألف أساسا من إخوته وأخواته. أما المتوحش من الإخوة والأخوات فيرافق في الأغلب الغرباء ويأكلهم.

 

تبدأ الشراغف المتوحشة بأن تعض غيرها من الشراغف ـ بقصد التذوق. وبعد «اختبار الطَّعْم» هذا تأكلها إذا وجدتها غريبة، أو تتركها من دون أذى إذا كانت من إخوتها أو أخواتها. ومن المثير أن احتمال أكل الشراغف المتوحشة لإخوتها وأخواتها يزداد عند الجوع عنه عند الشبع. والواضح أن الشراغف تتوقف عن تمييز أقاربها إذا ما هُدِّد بقاؤها ذاته ـ فالشرغوف المفترس على أية حال يهتم بنفسه أكثر من اهتمامه بإخوته وأخواته.

 

يوجد من سمندل أريزونا النمري (Ambystoma tigrinum) أيضا ضربان: ضرب قارت صغير الرأس يتغذى أساسا باللافقاريات، وآخر كبير الرأس غذاؤه الأساسي هو السمندلات. تبدأ كل اليرقات حياتها قارتة، وهي ـ نموذجيا ـ تبقى هكذا إذا ربيت بين إخوتها. لكنها كثيرا ما تتحول إلى التوحش إذا ربيت بين غير الأقارب. وعلى هذا فإن عدم تحول السمندلات إلى التوحش في وجود الإخوة يقلل من فرص إيذاء الأقارب. وقد وجدنا، ومعنا <P.J. كولنز> (من جامعة ولاية أريزونا) أن الأفراد المتوحشة تفضل ألا تتغذى بالأقارب الأقربين إذا ما قدمت لها يرقات أصغر بعيدة القرابة. وعندما أقفلنا مؤقتا أنوف الحيوانات عرفنا أن التمييز يعتمد على دلائل كيماوية.

 

تحديات جديدة

بجانب حجج نظرية التلاؤم الشامل، قد تكون هناك أسباب أخرى لتعرُّف الكائناتِ أقاربَها. فعلى سبيل المثال، أكدت بحوث فينيك وكولينز أن يرقات سمندل أريزونا النمري تُبتلى في الطبيعة ببكتيرة قاتلة. ثم إن فريق البحث وجد أن الأفراد المتوحشة خاصةً قمينة بأن تصاب إذا هي أكلت أفرادا مريضةً من نوعها. ربما كان الانتقاء (الانتخاب) الطبيعي يحابي الأفراد المتوحشة التي تتجنب أكل الأقارب، ومن ثم تتجنب المُمْرِضات pathogens التي تنتقل بشكل أسهل بين الأقارب التي تحمل أجهزة مناعية شبيهة. إن مثل هذا الاستدلال يعني ضمنا أن تعرّف الأقارب ربما تطور ليس فقط لضمان بقاء الأقارب، وإنما أيضا لحفظ حياة الحيوان ذاته.

 

تَحَدّت هذه النتائج الأخيرة الفهمَ التقليدي لتعرف الأقارب، وبيّنت أنه مازال أمام البيولوجيين الكثير مما يلزم معرفته عن هذه السيرورة (العملية). ونأمل من خلال هذا العمل أن نكتسب تبصرات أكثر عن تطور تفاعلات اجتماعية في تنوع محاباة الأقارب وافتراسهم. ولأن هناك علاقة أساسية بين الجهاز المناعي وآلية تعرف الأقارب، فإننا نأمل أيضا أن تكشف الأبحاث المقبلة عن تفاصيل الطريقة التي يعمل بها هذان الجهازان.

 

وقد تكون لبحوث تعرف الأقارب أيضا تطبيقاتها العملية. فقد اكتشفت <V.M.پرايس> و<M.N.  ويزر> (من جامعة كاليفورنيا في ريڤرسايد) أن نبات العائق الجبلي (Delphinium nelsonii) يمكنه تعرف حبوبَ لقاح أقاربه. كما وجد <J.S.تونسور> (من جامعة ولاية ميتشگان) و<F.M.ويلسون> (من مختبر علوم الحِراجة في ألاسكا) أن بعض النباتات الزهرية مثل عنب الذئب  (Phytolaccaamericana) ولسان الحمل الإنكليزي (Plantago lanceolata) تنمو إذا ما زرعت في أصيص مع نباتات شقيقة لها ونصف شقيقة، بصورة أسرع مما لو زرعت مع غير الأقارب. فإذا اتضح أن آثار ذوي القربى واسعة الانتشار، أمكن استغلالها في زراعة المحاصيل الحقلية.

 

لقد انشغل العلماء بدراسة تعرّف الأقارب فترةً تزيد على نصف القرن. وقد توافر لدينا الآن قدر كبير من المعلومات عن تشكيلة من النباتات والحيوانات. وستسمح لنا البحوث الجارية حالياً أن نصوغ فهما أوسع لأهمية هذه الظاهرة.    

 

 المؤلفان

David W. Penning – Paul W. Sherman

اهتمّا بقضية تعرف الأقارب فترة تزيد على عشر سنوات. حصل فينيك على الدكتوراه من جامعة تكساس قبل أن ينضم إلى شيرمان في جامعة كورنيل كزميل ما بعد الدكتوراه من مؤسسة العلوم الوطنية. وهو حاليا أستاذ مساعد للإيكولوجيا والسلوك والتطور في جامعة إلينوي، حيث يركز بحوثه على ظاهرة تعرّف الأقارب وعلى بوليمروفية polymorphism التنامي. أما شيرمان فحصل على الدكتوراه من جامعة ميتشگان، وهو حاليا أستاذ لعلم سلوك الحيوان بجامعة كورنيل، ويقوم بدراسة السلوك الاجتماعي لأنواع من الفقاريات منها السناجب والخلد الجرذي العاري.

 

مراجع للاستزادة 

THE EVOLUTION OF CONSPECIFIC ACCEPTANCE THRESHOLDS. Hudson K. Reeve in American Naturalist, Vol. 133, No. 3, pages 407-435; March 1989.

KIN RECOGNITION. Edited by Peter G. Hepper. Cambridge University Press, 1991.

COMMUNAL NESTING PATTERNS IN MICE IMPLICATE MHC GENES IN KIN RECOGNITION. C. Jo Manning, Edward K. Wakeland and Wayne K. Potts in Nature, Vol. 360, No. 6404, pages 581-583; December 10, 1992.

KIN RECOGNITION AND CANNIBALISM IN POLYPHENIC SALAMANDERS. David W. Pfennig, Paul W. Shenman and James P. Collins in Behavioral Ecology, Vol. 5, No. 2, pages 225-232; Summer 1994.

Scientific American, June 1995

 

(1) أليل تعني الصورة أو النسخة البديلة للجين، ويمكن للجين الواحد أن يكون له عدد من الأليلات.                   (التحرير)

(2)الشرغوف: فَرْخ الضفدع.                (التحرير)

تسوق لمجلتك المفضلة بأمان

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

For security, use of Google's reCAPTCHA service is required which is subject to the Google Privacy Policy and Terms of Use.

I agree to these terms.

شاهد أيضاً
إغلاق
زر الذهاب إلى الأعلى