غرائب وعجائب: هل يمكن للبشر أن يكونوا سامين؟

هل يمكن للبشر أن يطوروا السم؟ من المستبعد جدًا أن ينضم الناس إلى الأفاعي الجرسية وخلد الماء من بين صفوف الحيوانات السامة.

لكن بحثًا جديدًا يكشف أن البشر يمتلكون مجموعة أدوات لإنتاج السم في الواقع مثل كل الزواحف والثدييات التي تفعل ذلك.

الجينات الإنسانية

تشرح هذه المجموعة من الجينات المرنة التي ترتبط بشكل خاص بالغدد اللعابية في البشر كيف تطور السم بشكل مستقل عن أسلاف غير سامين أكثر من 100 مرة في المملكة الحيوانية.

وقالت أجنيش باروا، المؤلفة المشاركة في الدراسة، وهي طالبة دكتوراه في علم الوراثة التطورية في معهد أوكيناوا للعلوم والتكنولوجيا في اليابان: "في الأساس لدينا جميع اللبنات الأساسية، الآن الأمر متروك للتطور ليأخذنا إلى هناك."
يعتبر السم الفموي شائعًا في جميع أنحاء المملكة الحيوانية ويوجد في كائنات متنوعة مثل العناكب والثعابين واللوريسيات البطيئة وهي الأنواع السامة الوحيدة المعروفة من الرئيسيات.

وعرف علماء الأحياء أن غدد السم الفموية عبارة عن غدد لعابية معدلة لكن البحث الجديد يكشف عن الميكانيكا الجزيئية وراء التغيير.

قال بريان فراي ، عالم الكيمياء الحيوية والسموم في جامعة كوينزلاند في أستراليا والذي لم يشارك في البحث: "سيكون معلمًا حقيقيًا في هذا المجال، لقد قاموا بعمل مثير للغاية لبعض الدراسات المعقدة للغاية."

السم

السم هو المثال النهائي لمرونة الطبيعة، العديد من السموم الموجودة في السم شائعة في الحيوانات المختلفة جدًا. قال رونالد جينر ، باحث السم في متحف التاريخ الطبيعي في لندن والذي لم يشارك في البحث إن بعض مكونات سم حريش على سبيل المثال ، توجد أيضًا في سم الأفعى.

بدأ الباحثون بجينوم هابو التايواني (Trimeresurus mucrosquamatus) ، وهو أفعى حفرة بنية تمت دراستها جيدًا ويرجع ذلك جزئيًا إلى أنها من الأنواع الغازية في أوكيناوا.
قال باروا: "بما أننا نعرف وظيفة جميع الجينات التي كانت موجودة في الحيوان يمكننا فقط أن نرى الجينات المرتبطة بجينات السم".

وجد الفريق مجموعة من الجينات الشائعة في أنسجة الجسم المتعددة عبر جميع السلى (السلى هي حيوانات تخصب بيضها داخليًا أو تضع بيضًا على الأرض ؛ وتشمل الزواحف والطيور وبعض الثدييات.)

وقال باروا إن العديد من هذه الجينات تشارك في طي البروتينات وهذا أمر منطقي لأن الحيوانات السامة يجب أن تصنع كمية كبيرة من السموم المصنوعة من البروتينات وقال "نسيج مثل هذا يجب أن يتأكد حقًا من أن البروتين الذي ينتجه عالي الجودة".

ليس من المستغرب أن توجد نفس الأنواع من جينات التدبير المنزلي بكثرة في الغدة اللعابية البشرية والتي تنتج أيضًا حساءًا مهمًا من البروتينات - الموجودة في اللعاب - بكميات كبيرة.

هذا الأساس الجيني هو ما يمكّن مجموعة واسعة من السموم المطورة بشكل مستقل عبر المملكة الحيوانية.

حيوانات سامة

بمعنى آخر كل حيوان ثديي أو زاحف لديه السقالات الجينية التي يُبنى عليها نظام السم الفموي. كما أن البشر (جنبًا إلى جنب مع الفئران) ينتجون بالفعل بروتينًا رئيسيًا يستخدم في العديد من أنظمة السم.

Kallikreins ، وهي بروتينات تهضم البروتينات الأخرى تفرز في اللعاب إنها أيضًا جزء أساسي من العديد من السموم، قال فراي إن ذلك لأن الكاليكرينات عبارة عن بروتينات مستقرة جدًا ولا تتوقف عن العمل بمجرد تعرضها للطفرة.

وبالتالي من السهل الحصول على طفرات مفيدة للكاليكرين تجعل السم أكثر إيلامًا وفتكًا (أحد آثار الكاليكرينات هو انخفاض حاد في ضغط الدم).

وقال فراي: "ليس من قبيل الصدفة أن kallikrein هو أكثر أنواع مكونات السموم التي يتم إفرازها على نطاق واسع في جميع أنحاء المملكة الحيوانية لأنه بأي شكل من الأشكال هو إنزيم نشط للغاية وسيبدأ في القيام ببعض الأشياء الفاسدة".

وبالتالي فإن Kallikreins هي نقطة انطلاق طبيعية للإنسان السام نظريًا.

قال باروا مازحا أنه بعد دراما عام 2020 "يحتاج الناس إلى أن يكونوا سامين للبقاء على قيد الحياة فمن المحتمل أن نبدأ في رؤية جرعات متزايدة من كاليكرين".

الإنسان السام

لكن هذا ليس مرجحًا جدًا - ليس إلا إذا بدأت استراتيجيات البشر الناجحة حاليًا في الحصول على الطعام واختيار الزملاء في الانهيار على أي حال. يتطور السم بشكل شائع إما كوسيلة للدفاع أو كطريقة لإخضاع الفريسة كما قال جينر لـ Live Science. يعتمد نوع السم الذي يتطور تحديدًا بشكل كبير على كيفية حياة الحيوان.
قال فراي إن التطور يمكن أن يصمم السم بشكل أساسي لاحتياجات الحيوان عن طريق الانتقاء الطبيعي هناك بعض الثعابين الصحراوية ، على سبيل المثال لها سم مختلف على الرغم من كونها من نفس النوع فقط بسبب المكان الذي تعيش فيه.

قال: في الأرض الصحراوية ، حيث تصطاد الثعابين الفئران في الغالب يعمل السم في الغالب على الدورة الدموية لأنه ليس من الصعب على الثعبان تتبع فأر يحتضر على مسافة قصيرة على أرض مستوية.

وفي الجبال الصخرية القريبة حيث تصطاد الثعابين السحالي في الغالب يكون السم سمًا عصبيًا قويًا ، لأنه إذا لم يتم تجميد الفريسة على الفور يمكن أن تتسلل بسهولة إلى شق وتختفي إلى الأبد.

بعض الثدييات لديها سم وتستخدم الخفافيش مصاصة الدماء التي تحتوي على لعاب سام يمنع تجلط الدم سلاحها الكيميائي للتغذية من الجروح بشكل أكثر فعالية.

ويمكن أن تتفوق الزبابة السامة و solenodons الشبيهة بالزبابة (الثدييات الصغيرة المختبئة) على فئة وزنها باستخدام سمها لإخضاع فريسة أكبر مما يمكن أن تقتل.

وتستخدم الزبابات سمها أحيانًا لشل الفريسة (الحشرات واللافقاريات الأخرى عادةً) للتخزين ثم تناول الوجبات الخفيفة لاحقًا.

وفي الوقت نفسه فإن خلد الماء الذي ليس لديه لدغة سامة ولكن لديه حافز سام على أرجله الخلفية يستخدم سمه في الغالب في معارك مع خلد الماء الأخرى على زملائه أو أراضيهم كما قال جينر.

إنتاج السموم

وقال فراي إن السم مكلف أيضًا إن بناء كل هذه البروتينات وطيها يتطلب طاقة لهذا السبب يُفقد السم بسهولة عند عدم استخدامه.

وأضاف فراي إن هناك أنواعًا من ثعابين البحر لديها غدد سموم أثرية ولكنها لم تعد سامة ، لأنها تحولت من التغذية على الأسماك إلى التغذية على بيض الأسماك ، والتي لا تتطلب لدغة سامة.
وأضاف فراي أن البحث الجديد قد لا يثير الكثير من الآمال بشأن قوى خارقة جديدة للبشر ، لكن فهم الجينات الكامنة وراء التحكم في السم قد يكون مفتاحًا للطب.

وإذا بدأ دماغ الكوبرا في التعبير عن الجينات التي تعبر عنها غدد السم ، فإن الثعبان سيموت على الفور بسبب السمية الذاتية.

وتعلم كيف تتحكم الجينات في التعبير في الأنسجة المختلفة يمكن أن يكون مفيدًا لفهم أمراض مثل السرطان الذي يسبب المرض والوفاة في جزء كبير منه لأن الأنسجة تبدأ في النمو خارج نطاق السيطرة وتفرز المنتجات في أماكن في الجسم لا ينبغي أن تفعلها.

قال فراي: "إن أهمية هذه الورقة تتجاوز مجال الدراسة هذا فقط ، لأنها توفر منصة انطلاق لكل هذه الأنواع من الأسئلة المثيرة للاهتمام".