🦍 🔭 👨🏻‍⚖️ الانطواء: عشوائية ضمن هامش الخطأ ، أم آلية تطورية لحفظ الأنواع؟ 😲 🚐 🐕

"عجل صغير لا يمكن الدفاع عنه ، يقاوم القطيع ، يخاطر بأن يصبح فريسة مفترس جائع" - يمكن سماع عبارة مماثلة في كثير من الأحيان في أفلام وثائقية عن الحياة البرية. جوهرها واضح - بالنسبة لبعض الأنواع ، من الأسهل بكثير البقاء في فريق من وحده. من الصعب المجادلة بهذا المنطق المباشر للطبيعة ، لأن الأنواع الاجتماعية اجتماعية وتعيش وتعيش في مجموعات. ومع ذلك ، في أي مجتمع ، سواء كان الناس أو الكائنات الحية البسيطة ، هناك أفراد يتعارضون مع الأهداف الاجتماعية العامة ويتصرفون بطريقتهم الخاصة. بالنسبة لنا ، هؤلاء هم الانطوائيون - الأشخاص العازبون الذين لا يحبون بشكل خاص الحشود ، يحاولون الابتعاد عن الحفلات والحفلات الموسيقية وأشياء أخرى. غالبًا ما يرتبط هذا السلوك بعلم النفس وسمات الشخصية للشخص ، ولكن في البرية ، يرجع هذا السلوك إلى شيء أكثر.أجرت مجموعة من العلماء من جامعة برينستون (الولايات المتحدة الأمريكية) دراسة شملت الأميبا د. ديسكويدوم ، الذين يعيشون وحدهم عادة ، ولكن في بعض الحالات يشكلون مجموعات ، مما يسمح لنا بدراسة جوانب الانطواء والتواصل الاجتماعي. ما هو الشيء غير المعتاد في سلوك الأميبا ، وكيف يؤثر على نمو الأنواع والحفاظ عليها ، وما مدى أهمية الوحيدين للأنواع الاجتماعية؟ الإجابات على هذه الأسئلة تنتظرنا في تقرير العلماء. اذهب.

أساس الدراسة

وبالنظر إلى الأحداث المثيرة للقلق الأخيرة (بعبارة ملطفة) التي تحدث في العالم ، فقد أصبح الكثير منا انطوائيين بدرجة أو بأخرى ، وإن كان ذلك بالقوة. ومع ذلك ، حتى في الأوقات الهادئة ، وحتى في المجتمع الأكثر مثالية ، حيث يحب الجميع ويحترم بعضهم البعض ، كان هناك دائمًا وسيظل هناك أشخاص عازبون يفضلون قضاء المساء تحت بطانية مع كتاب بدلاً من الذهاب إلى بعض الأحداث الاجتماعية. نحن نعتبر هذا السلوك من حيث علم النفس والطب النفسي. يمكن أن يكون الانطواء ناتجًا عن شخصية الشخص ، وعن طريق حدث من الماضي ، مما أدى إلى العزلة الذاتية.

نظرًا لتطور ليس فقط البشر ، ولكن أيضًا التكنولوجيا ، فقد توقفت أنواعنا البشرية عن التنشئة الاجتماعية على مستوى البقاء. وبعبارة أخرى ، يمكن لشخص واحد البقاء على قيد الحياة بشكل جيد للغاية دون التواصل مع الآخرين ، على الرغم من أن مثل هذا الوجود سيكون إلى حد ما صعبًا مرة أخرى من وجهة نظر علم النفس. ومع ذلك ، فإن العديد من الأنواع الاجتماعية ، مثل الحيوانات البرية أو الرنجة ، تستغل التنشئة الاجتماعية الكاملة. تراكم كبير من الأفراد يخلط بين الحيوانات المفترسة ، ويسمح لك بملاحظة الخطر أو الطعام بسرعة (المزيد من الأفراد - المزيد من العيون ، كما يقولون) ، إلخ.

ومع ذلك ، لا يوجد شيء مثالي. حتى بين قطيع ضخم من الحيوانات البرية ، التي تبدو أثناء الهجرة خاضعة لعقل واحد ، هناك أفراد يفضلون التصرف بشكل مستقل.

يستشهد الباحثون أنفسهم بالجراد كمثال. هذه الحشرات لها مرحلتان من السلوك الاجتماعي - وحيد و قطيع. في بداية حياتهم ، يعيش أفراد الجراد الواحد تلو الآخر ، وعند بلوغهم سنًا معينة يبدأون في التجمع في مجموعات عديدة (حتى الملايين وحتى المليارات من الأفراد).

في الوقت الحالي ، يحدث أكبر غزو للجراد ، مما يؤثر على العديد من البلدان في أفريقيا والشرق الأوسط.

وقد أظهرت الدراسات أن بعض الأفراد لا ينضمون إلى سرب عند الانتقال إلى الأفراد الناضجين. حتى خلال التجارب ، عندما تم زرع هؤلاء الوحيدين بشكل متعمد مع مجموعات من الأقارب ، لم يكتسبوا الحاجة إلى السرب.

حتى بين النباتات ، لوحظ اتجاه مماثل. على سبيل المثال ، الخيزران ، الذي يزدهر بشكل كبير وعادة ما يكون متزامنًا للغاية ، لا يخلو من الوحيدين الذين يزهرون وفقًا لجدولهم الزمني ، إذا جاز التعبير.

كل هذه الملاحظات تجعل المرء يتساءل عما إذا كان الانطواء عرضي أم أن هناك نوعًا من المعنى الخفي؟ ربما يكون وحيدًا هو الخطأ الإحصائي الحتمي للتجمعات واسعة النطاق من الأفراد ، وربما السلوك المبرمج المتعمد ، مما يوفر خطة احتياطية للبقاء لجميع الأنواع.

لاحظ العلماء أنه في وقت سابق ، لم يتم إيلاء اهتمام كبير لدراسة هذا السؤال ، لأنه لم يتم حتى الآن إعطاء إجابات دقيقة على هذه الأسئلة. تدعي تلك الأعمال القليلة التي تم تنفيذها مع ذلك أن الوحيدين ليسوا أكثر من مجرد حوادث. بطبيعة الحال ، لا يتفق مؤلفو العمل الذي نفكر فيه اليوم مع هذا ، لأنه في كثير من الأحيان لا يمكن تطبيق نفس النظرية على أنواع مختلفة من المخلوقات.

في عملهم ، ركز العلماء على دراسة سلوك الأميبات من أنواع dictiostelium (Dictyostelium discoideum ). هذا الكائن الحي ، مثل الجراد ، له مرحلتان من الحياة: مفردة وقطيع. هذه المراحل بسبب وجود أو عدم وجود الغذاء.

تعيش D. discoideum في التربة والقمامة (الأوراق المتساقطة) للغابات المختلطة في المنطقة المناخية المعتدلة ، وتتغذى على البكتيريا. إذا كان هناك ما يكفي من الطعام ، فإن الأفراد أحادي الخلية من D. discoideum يحافظون على مسافة من بعضهم البعض. إذا أصبح الطعام صغيرًا للغاية ، يبدأون في الاتصال ببعضهم البعض ، لتشكيل ~~Megazord~~"قطيع" مهاجر. خلال هذه الفترة ، يحدث التعبير عن البروتينات السكرية وأدينيلات سيكلاز في الخلايا. توفر Glycoproteins التصاق الخلايا (التصاق الخلية لتشكيل نظام متعدد الخلايا) ، ويجمع cyclase adenylate cAMP (cyclic adenosine monophosphate) ، الذي ينسق التصاق الخلية ، وهو إشارة إلى جوع الخلية.

يشكل أفراد D. discoideum سبيكة هجرة.

علاوة على ذلك ، يبدأ النظام المتشكل بالارتفاع ، ثم يقع على جانب واحد ويشكل مخاطًا مهاجرًا - كاذب متنقل بطول 2-4 مم. يتحرك الجسم حيث يوجد المزيد من الضوء والحرارة والهواء الأكثر جفافا. بعد الوصول إلى الموقع الأمثل ، يذهب البزاق إلى مرحلة "سمبريرو" ، عندما تغير خلايا البلازموديوم الزائفة الأمامية والخلفية الأماكن. تشكل الخلايا الأمامية الجسم المثمر مع وجود جراثيم في القمة تتبدد بعد النضج.

تمت دراسة كل عملية الولادة الجديدة المذهلة هذه على مدار السبعين عامًا الماضية ، ولكن تم إيلاء القليل من الاهتمام لأولئك الأفراد الذين لم يشاركوا لسبب ما في تكوين جسم واحد متعدد الخلايا. بالطبع ، في ظروف الجوع لفترات طويلة ، مات هؤلاء الوحيدين ، ولكن إذا كان هناك القليل من الطعام ، فإنهم استمروا في الوجود والمشاركة ، وتشكيل أفراد جدد يمكن أن يشكلوا لاحقًا نظامًا متعدد الخلايا.

وفقًا للعلماء ، يمكن أن تكون الأميبا الانطوائية مشاركة واعية تمامًا في دورة حياة أنواعها ، أي جزء مهم من استراتيجيات البقاء.

لتأكيد هذه النظرية ، لاحظ الباحثون سلوك سلالات مختلفة من D. discoideum ، وتم إجراء النمذجة أيضًا باستخدام البيانات التي تم الحصول عليها.

نتائج البحث

لتحديد ما إذا كان السلوك المنفرد وراثيًا وبالتالي ما إذا كان هناك احتمال للانتقاء الطبيعي ، فقد تم تطوير بروتوكول تجريبي لتحديد وقياس الخلايا الفردية ( 1A و 1 B ). هذا جعل من الممكن توصيف التوزيع المكاني ( 1C ) ، وتحديد كثافتها ( 1D و 1 E ) ووضع حدود صارمة لأخطاء القياس المحتملة.

الصورة رقم (1):

استخدمت ثلاث سلالات طبيعية في الدراسة تم جمعها في نفس المكان. هذا يضمن أن السلوك الملاحظ للسلالات الفردية لم يكن خطأ تربية في المختبر.

أظهرت الملاحظات الأولى أن الخلايا المفردة ذات الكثافة الأعلى كانت عند حدود النظام متعدد الخلايا المشكّلة مما كانت عليه في مركز التجميع ( 1C ).

خلال التجارب المتكررة في ظل ظروف خاضعة للرقابة ، كانت كثافة لونر باستمرار داخل نفس التوزيع (مخصص ل 1 E ). بالإضافة إلى ذلك ، اختلف توزيع الأفراد الوحيدين في بعض السلالات بشكل كبير في متوسط قيمتها وتباينها (قارن بين السلالات NC28.1 و NC85.2 بنسبة 1D ). وهذا يؤكد أن سلوك فصل الأفراد إلى مجموعات وحيدة موروث.

لتوصيف عملية التنظيم الذاتي التي تكمن وراء الانفصال ، من الضروري أولاً تحديد ما إذا كان قرار الفرد بالمشاركة في التجمع أو البقاء بمفرده من العوامل الخارجية.

إذا كانت مثل هذه "عملية صنع القرار" من جانب الخلية لا تعتمد على السياق (أي بدون إشارات خارجية) ، فيجب أن تزداد كثافة الأفراد بشكل خطي مع كثافة الخلايا الملتفة في الأصل (نمو طبقة تلو الأخرى أثناء تكوين نظام متعدد الخلايا).

ومع ذلك ، أظهرت الملاحظات الوضع المعاكس: عند كثافات أولية منخفضة ، كانت الخلايا نادرة جدًا (بعيدة عن بعضها البعض) ، وبالتالي ، لم يحدث التجميع ، وبقيت جميع الخلايا مفردة. عندما وصلت الكثافة إلى أعلى من المستوى اللازم للتجميع ، استمرت هذه العملية بكفاءة متزايدة ، وانخفضت كثافة loners. والمثير للدهشة ، أنه عند كثافات الخلايا الأولية العالية ، تم تكافؤ كثافات loners (أصبحت ثابتة ، هضبة على 1D ).

بعد ذلك ، تم تحديد كفاءة تجمع السلالة كقيمة هذه الهضبة: وجد أن سلالة واحدة هي مجمِّع أفضل من الأخرى إذا كانت الهضبة الأولى لها قيمة أقل من الثانية. إذا كانت السلالة تسمى أفضل مجمع ، فهذا يعني أن معظم خلاياها متورطة في التجميع ؛ إذا كان السلالة تسمى الأسوأ ، فإن هناك الكثير من الوحيدين بين خلاياها.

أظهرت التجارب مع المسامية المختلفة للركيزة ، حيث عاش الأفراد التجريبيون ، أنه في الركيزة الأقل مسامية ، تكون كثافة الأفراد الفرديين أعلى ( 1E ). أثرت المسامية أيضًا على تشتت الأفراد.

تشير بيانات المراقبة إلى أن الفصل بين المجمع / المتوحد يعتمد على المنبهات الخارجية ، على وجه الخصوص ، على العوامل اللاأحيائية * .

العوامل غير الحيوية * - مجموعة من الآثار المباشرة أو غير المباشرة لبيئة غير عضوية على الكائنات الحية.

لتحديد درجة تأثير العوامل الخارجية على تشكيل فصل المجمع / وحيد ، تم إنشاء نموذج بظروف متغيرة للبيئة المقصودة.

وفقًا للخطة التجريبية ، بدأت المحاكاة بعدد من الخلايا مباشرة بعد استنفاد الطعام. هذه الخلايا في حالة ما قبل التجميع (P). بالنظر إلى البيانات التجريبية التي تظهر انخفاضًا في حركة الخلايا النباتية في العديد من السكان ، فقد اقترح أن الخلايا P لا تتحرك. تنبعث الخلايا P جزيئات إشارة خارج الخلية بسرعة محددة rain.

تتناثر الإشارة بمعامل الانتشار D وتستخدم لتحديد النصاب (الحد الأدنى من عدد الخلايا) الذي ينظم الانتقال العشوائي إلى حالة التجميع (A): عندما تتجاوز الإشارة التي تدركها الخلية عتبة الحساسية ، يفترض النموذج أن الخلية لديها احتمالية محددة لسلالة واحدة الوقت لتصبح خلية أ مجمعة.

تستمر الخلايا A في بث إشارة والانتقال إلى مركز التجميع بسرعة محددة ثابتة ν. في المركز ، تصبح الخلايا نظامًا متعدد الخلايا (M-state) ، وتتوقف أيضًا عن تحريك وإصدار إشارة.

لاحظ العلماء أن نموذجهم تم تبسيطه عن قصد ، حيث ركز على دراسة توزيع مجموعات الخلايا. أي أن بعض جوانب عملية التجميع الحقيقية قد أخطأت عن عمد.

على سبيل المثال ، قبل التجميع ، يجب أن تتضور الخلايا جوعًا لفترة معينة ، وأن تصبح استثنائية (إشارة للتجميع) بسبب دواء أحادي الفوسفات الأدينوزين (cAMP) وتذهب إلى الانجذاب الكيميائي (حركة الخلية استجابة للمنبه الكيميائي). بعض هذه الخطوات (مثل تجويع الخلية) لا رجعة فيها. لكن توزيع cAMP و chemotaxis هي عمليات قابلة للعكس. يتكون تبسيط النموذج من ربط جميع المراحل في عملية انتقال واحدة لا رجعة فيها من التجميع المسبق إلى حالة التجميع (انتقال السلطة الفلسطينية). وبسبب هذا التبسيط ، يتم تضمين العوامل غير القطعية المرتبطة بكل هذه العمليات والتي قد تؤثر على وقت انتقال السلطة الفلسطينية في λ.

نتيجة الاستوكاستك ، تتبع الفترات التي تنتقل فيها الخلايا P إلى الحالة A توزيعًا يحدد عرضه درجة التزامن في عملية التجميع. ينتج عن القيم الأعلى توزيعات أضيق ، وبالتالي المزيد من انتقالات PA المتزامنة ، بينما تؤدي القيم الأقل إلى توزيعات أوسع وعملية غير متزامنة.

على الرغم من التسامح المطبق ، لا يزال النموذج الناتج قادرًا على تكرار معظم خصائص توزيع السكان المرصود ( 1F ).

تعتمد الكثافة الإجمالية للوحيدات على مدى سرعة انتقال الخلايا P إلى الحالة A فيما يتعلق بمدى بقائها بدون نصاب (λ / ν) ، وكذلك مدى سهولة الحفاظ على النصاب القانوني. وبالتالي ، كلما زاد معدل انتقال λ PA ، قل عدد الخلايا الفردية المتبقية ، حيث أن الخلايا P التي تتلقى انتقال النصاب إلى الحالة A أكثر تزامنًا.

هناك حالة معاكسة لمعدل التجميع ν: كلما زاد معدل التجميع the ، كلما بقي المزيد من الوحدة لأن الخلايا A تتحرك بعيدًا بشكل أسرع وتضيق النافذة الزمنية التي تدعم فيها الخلايا P النصاب القانوني. وبعبارة أخرى ، ليس لدى الوحيدين الوقت للانضمام إلى الخلايا المتبقية المشاركة في التجميع.

الصورة رقم 2: مخطط تجميع النموذج. و- عند كثافة أولية عالية ، تصل جميع الخلايا P إلى النصاب القانوني اللازم لبدء التجميع ؛ ب - تدخل بعض الخلايا P في الحالة A ؛ ج - أثناء تجميع الخلايا A ، تظل بعض الخلايا P بدون النصاب القانوني وتصبح مفردة ؛ د- في نهاية العملية ، تبقى الخلايا P الأبعد عن مركز التجميع بدون النصاب القانوني وتبقى مفردة.

لذلك ، كلما كانت الخلية أبعد عن مركز التجميع ، كلما كانت ستبقى بدون نصاب أسرع ، وكلما زادت احتمالية أن تصبح وحيدة.

تشير هذه النتائج إلى أن لون D. discoideumيمكن أن يكون نتيجة للتفاعل بين درجة تزامن انتقال السلطة الفلسطينية والوقت الذي يستمر فيه النصاب القانوني قبل دخول الخلايا A في المرحلة متعددة الخلايا.

وقد وجد أيضًا أن الانتشار المنخفض يؤدي إلى كثافة أعلى من الأفراد ، حيث تظل الإشارة مركزة للغاية حول البواعث ، ويجب أن تكون الخلايا أكثر كثافة للحفاظ على النصاب القانوني. علاوة على ذلك ، يؤثر الانخفاض في معامل الانتشار على أسوأ وأفضل المجمعات ( 1G ) ، حيث لا يرتبط معدل الانتشار وانتشار الإشارة بشكل خطي.

إذا كان الانتشار هو بالفعل المنظم للعملية برمتها ، فيجب أن يبرز جزيء واحد على الأقل من الخلايا المشاركة في التوزيع المعتمد على النصاب القانوني عن الباقي. وهذا يعني أن إشارات معينة من الخلايا المشاركة في عملية توزيع المجمع / وحيد يجب أن تكون القوة الدافعة لهذه العملية (إشارات الأوتوقراطية ، عندما تستجيب الخلايا للمواد التي تطلقها نفس الخلايا). يمكن أن تكون هذه إشارات PSF (عامل ما قبل المجاعة) ، CMF (عامل بيئي) ، أو PDE (فوسفوديستريز).

من المهم أن نلاحظ أن PSF يتم إطلاقه خلال مرحلة النمو ، ويتم إطلاق CMF في المرحلة المبكرة من الصيام. وفقًا لذلك ، يمكن للإشارات في المراحل الأولى من عملية التوزيع أن تلعب الدور الأكثر أهمية في كيفية تدفقها. لاختبار هذه النظرية ، تم إجراء تجربتين مختلفتين.

كانت التجربة الأولى مماثلة لتلك التي تظهر في الصورة رقم 1 ، باستثناء إضافة طبقة رقيقة من الماء فوق الخلايا المستزرعة. تبخرت الطبقة المائية على مدى 4 ساعات ، ولكن حتى ذلك الحين يمكن أن تسهل انتشار جزيئات الإشارة.

إذا كان الانتشار المحدود للجزيئات التي تفرز خلال هذه الساعات الأربع من الصيام يعزز تكوين خلايا مفردة ، فمن المفترض أن الطبقة المائية ستقلل عدد الخلايا المفردة المرصودة.

شكل 3: أثر تغيرات الإشارات على تشكل وحيد.

في تجربة ثانية ، سمح للخلايا بالنمو في تعليق بكتيري حتى استنفدت الموارد ، وبعد ذلك تم وضعها على جل الآجار. مع هذا الخيار ، حدثت الاستجابات الأولية لاستنفاد الموارد في وسط مختلط جيدًا (أي مع انتشار عال جدًا للإشارات) ، وكان ينبغي أن تصل أي جزيئات إشارة تفرز في هذه المرحلة إلى جميع الخلايا بشكل موحد ، وبالتالي زيادة تنسيقها السلوكي. لذلك ، كان من المتوقع أنه من بين الخلايا التي دخلت في حالة التجميع ، سيكون هناك حد أدنى من الوحدة.

تم تأكيد جميع النتائج المتوقعة في الممارسة العملية ، وهذا يشير إلى أنه في عملية التوزيع ، يلعب المجمع / الوحيد دورًا مهمًا ليس فقط في المراحل الأخيرة من الصيام ، ولكن أيضًا في المراحل المبكرة من الصيام ، وحتى قبل أن يبدأ. كما يفصل هذا السلوك أيضًا عملية تكوين loners عن لقب "عشوائي" ، مما يؤكد النظرية القائلة بأن هذه العملية مبرمجة من البداية ويجب أن تستمر تحت أي ظرف من الظروف.

الصورة رقم 4: تفاعل الخلية أثناء تجمع المفاصل لسلالات مختلفة.

عامل آخر مهم يؤثر على سلوك الخلايا المفردة هو أصل الخلايا المجاورة ، أي عملية تجميع المفاصل للخلايا من سلالات مختلفة ( 4A ).

خلال التجربة التالية ، تم استخدام سلالتين: NC28.1 (أفضل مجمع) و NC85.2 (أسوأ مجمع) ، والتي تطورت معًا في ظروف الصيام.

وجد أن الكثافة الإجمالية للأفراد المنفردين في سلالات مختلطة تنحرف بشدة عن التركيبة الخطية (عندما تكون السلالة واحدة فقط) ، وتعرض منحنى سيني في الرسم البياني 4 ب .

وهكذا ، عندما كان أفضل مجمع أكثر شيوعًا في الخليط (25٪: 75٪) ، كان العدد الإجمالي للوحيدات أقل مما تنبأ به مزيج خطي. إذا كان أسوأ مجمع هو الأكثر شيوعًا (75٪: 25٪) ، فعندئذ كان هناك المزيد من الأفراد العزاب.

لذلك ، تتفاعل خلايا السلالات المختلفة مع بعضها البعض ، مما يؤثر على تجمع وتشكيل loners. لسوء الحظ ، كان من المستحيل تحديد أصل كل خلية بشكل تجريبي (لتحديد السلالة التي تنتمي إليها) ، ومع ذلك ، يمكن القيام بذلك نظريًا من خلال النمذجة.

أظهرت الحسابات أن سلوك السلالات يعتمد على خصائص بعضها البعض: أصبح أفضل مجمع أفضل حتى في وجود أسوأ مجمع والعكس بالعكس ، مما زاد من الفرق بين هذه السلالات المتفاعلة.

في الممارسة العملية ، يسمح لنا التوزيع المكاني لسلالات مفردة من السلالات المختلطة بتقييم تكوينها المحتمل ( 4C و 4 D)) بمجرد أن يصبح أسوأ مجمِّع جزءًا من الخليط ، يكون التوزيع المكاني للعزاب المختلط في الخليط مطابقًا تقريبًا لتوزيع أسوأ مجمِّع ويختلف تمامًا عن توزيع أفضل السلالة. هذا يشير إلى أنه في الخليط يتم تمثيل معظم الوحيدين بدقة من قبل خلايا من أسوأ مجمع.

إذا كان لتجميع المفاصل تأثير كبير على التوزيع الخلوي للمجمعات والوحدات ، فيجب أن يكون تكوين المخاط بنفس القوة. ويمكن أن يتجلى هذا التأثير ليس فقط في الاختلافات البصرية للمخاط من سلالة واحدة أو خليط من عدة ، ولكن أيضًا في كيفية تفاعل الخلايا داخل هذا النظام مع بعضها البعض.

في الطبيعة ، عندما يكون هناك تجمع مشترك لسلالتين ، لا يمكن أن يمروا بمرحلة واحدة فقط من الصيام ، ولكن عدة مراحل ، أي تمر عدة دورات حياة كاملة معًا ، تتحد باستمرار.

أظهرت محاكاة مثل هذه الحالة تطورين محتملين: السلالات المشاركة في تجميع المفاصل تصبح أكثر اختلافًا عن بعضها البعض ( 5A ) أو أكثر تشابهًا مع بعضها البعض ( 5B ).

الصورة رقم 5: نتائج تفاعل سلالتين في عملية التنمية.

من أجل تقييم كيفية سير عملية التجميع المشترك وما ستكون عواقبه على السلالات المشاركة ، تمت إضافة "متغير" إضافي إلى النموذج الحالي - التنافس المتبادل بين السلالات على الموارد خلال دورات متتالية من الصيام والنمو.

تم إجراء محاكاة لزوجين من السلالات. بالنسبة لكل زوج ، تمت مقارنة نتائج الخلط والتجميع المشترك للسلالتين مع سيناريو افتراضي حيث تم فصل السلالتين بشكل مثالي وتجنب تجميع المفاصل.

بين فترتي الصيام ، أدى البقاء التفاضلي للجراثيم والوحدة ، إلى جانب تأخر الجراثيم في استهلاك الموارد ، إلى تغيرات في العدد النسبي للسلالات (أي الفرق في لياقة السلالات). بغض النظر عما إذا كان التجميع المشترك قد حدث في أي بيئة ، كان هناك استثناء تنافسي. وبالتالي ، تم تحديد نتيجة المنافسة بعاملين: أي من السلالات يسود والوقت الذي استغرقه انقراض السلالة الخاسرة.

تم العثور على أن السلالات مع المزيد من الأفراد الفرديين أكثر قدرة على المنافسة ، والعكس بالعكس ، أقل الأفراد الفرديين أقل قدرة على المنافسة.

في وسائل الإعلام الحتمية ، كانت سلالة الفائز حتمية أيضًا ولم تتغير نتيجة لتجميع المفاصل (أدخل في 5C و5 د ) ؛ ومع ذلك ، غيّر التجميع المشترك الوقت حتى فقد السلالة الخاسرة (أدخل عند 5E و 5 F ).

في المقابل ، في الوسائط العشوائية ، هناك عدد من الوسائط التي يكون فيها سلالة الفائز غير مؤكدة ، ويتغير هذا النطاق بشكل كبير نتيجة لتجميع المفاصل ( 5C و 5 D ). كما هو الحال في الوسائط الحتمية ، أثر التجميع أيضًا على الوقت حتى اختفاء السلالة المفقودة ( 5E و 5F ).

ويترتب على هذا أن التوزيع النسبي لخلايا السلالات المختلفة أثناء تجميع المفاصل يؤثر بشكل مباشر على كيفية استمرار التنافس على الموارد بين هذه السلالات.

في الظروف القاسية ، عندما يكون هناك القليل من الطعام ، يكون الفائز في المنافسة واضحًا دائمًا: عندما تتنافس أزواج من السلالات على الموارد خلال العديد من دورات تجويع النمو ، يفقد دائمًا أسوأ مجمع. ومع ذلك ، بسبب حقيقة أن السلالات تغير سلوكها عند التفاعل مع بعضها البعض ، يتغير الوقت حتى اختفاء أسوأ مجمع.

في الحالات التي ينفصل فيها زوج من السلالات ، يصبح أسوأ المجمِّع أسوأ وبالتالي ينتج عنه جراثيم أقل. من هذا ، يصبح أفضل مجمع أفضل ، مما يؤدي إلى تقليل الوقت حتى يختفي أسوأ مجمع.

في الحالات التي يتم فيها دمج زوج من السلالات ، يصبح أسوأ المجمِّع أفضل ، وبالتالي ، يزيد إنتاج جراثيمه ، مما يؤدي إلى زيادة في عدد خلاياه في دورة النمو اللاحقة ، وبالتالي إلى زيادة وقت اختفاء أسوأ مجمع.

للتعرف بشكل أكثر تفصيلاً على الفروق الدقيقة في الدراسة ، أوصيك بالنظر في تقرير العلماء والمواد الإضافية إليه .

الخاتمة

في هذا العمل ، درسنا سلوك الخلايا المفردة من D. discoideum ، والتي لا تتعجل في التوحد مع أقاربها لتشكيل نظام متعدد الخلايا. يمكن أن يسمى هذا السلوك تدميريًا أو خطيرًا حتى بالنسبة للمبادرين أنفسهم ، ولكن نتائج التجارب والنمذجة توحي بالعكس.

إذا اتبعت جميع الخلايا نفس المسار ، والذي يمكن أن يؤدي نظريًا إلى الموت ، فستموت جميعًا معًا. إذا تم ترك جزء من الخلايا خلفها ، فستتاح لها الفرصة للتكاثر وإنشاء مستعمرتها الخاصة. هذا ليس أكثر من تنوع المخاطر.

لوحظ وضع مماثل بين المخلوقات الأكثر تطورا. إذا بدأ مرض فيروسي معدي في الانتشار بين قطيع كبير من الحيوانات البرية ، فإن سلوكهم الجماعي سيساعد فقط على انتشار العدوى ، مما يقتل المزيد والمزيد من الأفراد. في الوقت نفسه ، إذا بقي عدد معين من الأفراد بعيدًا عن القطيع الرئيسي ، فسيعيشون.

بالطبع ، في السلوك الجماعي ، هناك العديد من المزايا التي لا يمكن استبعادها من المعادلة فقط ، ولكن هناك مخاطر لا يمكن تجاهلها أيضًا.

بالحديث عن هذه الدراسة ، من الصعب عدم التفكير في الأحداث الرهيبة التي تحدث الآن في جميع أنحاء العالم. وصل مجتمعنا إلى ارتفاعات هائلة في العديد من الاتجاهات ، لكن وجود نظام عصبي مركزي متطور وآلاف السنين من التاريخ لا يمكن أن يكون درعًا ضد جميع التهديدات المحتملة. قرر الكائن الحي المجهري الذي ليس له دماغ أو قبضة أن يذكّر البشرية بأن كونه على قمة التطور لا يعني أن تكون عرضة للخطر.

ومع ذلك ، يستمر النضال. والآن ، بالإشارة إلى الدراسة التي درسناها اليوم ، أود أن أدعو الجميع (إن أمكن بالطبع) إلى أن يصبحوا مجتمعين انطوائيين بشكل جماعي ، لأنه بهذه الطريقة لا يمكننا فقط حماية أنفسنا ، ولكن أيضًا تبسيط العمل الشاق بالفعل للأطباء والعلماء والباحثين الذين محاربة الفيروس.

شكرا لكم على اهتمامكم ، ابقوا فضوليين ، احظوا بأسبوع عمل جيد ، اعتنوا بنفسك وأحبائكم.

القليل من الدعاية :)

أشكركم على البقاء معنا. هل تحب مقالاتنا؟ هل تريد رؤية مواد أكثر إثارة للاهتمام؟ ادعمنا عن طريق تقديم طلب أو التوصية لأصدقائك VPS القائم على السحابة للمطورين من $ 4.99 ، وهو نظير فريد من نوعه لخوادم مستوى الدخول التي اخترعناها لك: الحقيقة الكاملة عن VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 نوى) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps من $ 19 أو كيفية تقسيم الخادم؟ (تتوفر الخيارات مع RAID1 و RAID10 ، حتى 24 مركزًا و 40 جيجابايت DDR4).

Dell R730xd أرخص مرتين في مركز بيانات Equinix Tier IV في أمستردام؟ فقط لدينا 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV من 199 دولارًا في هولندا!Dell R420 - 2x E5-2430 2.2 جيجا هرتز 6C 128 جيجا بايت DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - من 99 دولار! اقرأ عن كيفية بناء مبنى البنية التحتية الفئة c باستخدام خوادم Dell R730xd E5-2650 v4 بتكلفة 9000 يورو مقابل سنت واحد؟

الانطواء: عشوائية ضمن هامش الخطأ ، أم آلية تطورية لحفظ الأنواع؟

أساس الدراسة

نتائج البحث

الخاتمة

القليل من الدعاية :)

More articles: