في دراسة علمية حديثة، أعلن فريق من الباحثين من جامعة مونبلييه الفرنسية عن اكتشاف نوع جديد من الخلايا المعوية المتخصصة لدى ثعبان الأصلة البورمي، الملقب بالتنين البري، وهي خلايا ذات قدرة غريبة على التخلص من فائض الكالسيوم والفوسفور الناتج عن التهام فرائسه الكاملة بما فيها العظام.
هذا الاكتشاف يفتح نافذة جديدة لفهم التكيفات الهضمية في الزواحف المفترسة، ويلقي الضوء على آليات مذهلة تُمكِّن هذه الحيوانات من معالجة كميات ضخمة من المعادن دون أن تُصاب بأي ضرر. وقد نشرت الدراسة في عدد خاص من دورية “جورنال أوف إكسبرمنتال بيولوجي”.
يقول جان-إيرفيه لينيو، الأستاذ في قسم البيئة وفسيولوجيا الطاقة في جامعة مونبلييه الفرنسية، والباحث الرئيسي في الدراسة، في تصريحات حصرية للجزيرة نت: “نعتقد أن هذا النوع من الخلايا يُسهم في التخلص من فائض الكالسيوم المذاب القادم من هيكل الفريسة، الذي يتمعدن على شكل جسيمات ‘كروية’، وتُطرد هذه الجسيمات بعد ذلك إلى تجويف الأمعاء”.
سحق كرات الكالسيوم
عن التجربة، يقول لينيو: “كان التحليل الكيميائي الدقيق المرتبط بالمجهر الإلكتروني هو الأداة المثالية. كما أن التلاعب بنوع الحمية، من فريسة طبيعية كالفئران، إلى خالية من الكالسيوم، أو معززة بالكالسيوم، كانت بمثابة الإطار التجريبي الذي سمح لنا بتحديد كيفية عمل هذا النوع الجديد من الخلايا”.
اعتمدت الدراسة على تغذية الثعابين وفق 3 حميات مختلفة. الأولى عبارة عن فرائس طبيعية تحتوي على العظام كالفئران، والثانية فرائس منزوعة العظام، أي فئران منزوعة العظام، والأخيرة فرائس منزوعة العظام مضاف إليها الكالسيوم من خلال حقن مادة كربونات الكالسيوم داخل أجسامها.
وبتحليل الأنسجة المعوية بالمجهر الضوئي والإلكتروني، بالإضافة إلى تقنيات تحليل العناصر الكيميائية المرتبطة بالمجهر، كشف الفريق عن ظهور جسيمات بيضاء كروية.
تبين من التحليل الكيميائي للجسيمات الكروية أنها تراكيب غنية بالكالسيوم والفوسفور، تظهر بكثافة في أمعاء الثعابين بعد التهامها فريسة كاملة. وتُعد هذه الجسيمات نتاجًا فسيولوجيًا فريدًا يمثل استجابة تكيفية لهضم العظام دون أن يتسبب ذلك في اختلال توازن المعادن في دم الثعبان.
ظهرت هذه الجسيمات في خلايا خاصة في الأمعاء عند تناول وجبة تحتوي على العظام أو الكالسيوم حصرًا، وعندما أُزيلت العظام ولم يُضف كالسيوم، لم تظهر هذه الجسيمات.
بناءً على ذلك، استنتج الفريق وجود خلايا متخصصة تعمل على تجميع الفائض من الكالسيوم والفوسفور وتحوّله إلى جسيمات كروية صلبة تُطرَد لاحقًا عبر الجهاز الهضمي والإخراج.
تتصرف الخلايا المُكتشَفة كآلية ترشيح دقيقة، حيث تسمح بمرور جزء من الكالسيوم والفوسفور إلى مجرى الدم، بينما تحتفظ بالباقي داخل بطانة الأمعاء حيث يُعاد ترسيب الفائض في شكل الجسيمات الكروية.
ويقول لينيو: “تتغذى هذه الحيوانات على فرائس كاملة، وغالبًا من ذوات الدم الحار باستخدام مستشعرات الأشعة تحت الحمراء في أنفها. لذلك، يجب عليها التعامل مع هذا التدفق الهائل من المعادن، وذلك بالسماح بمرور جزء إلى الدم، واحتجاز الفائض داخل الأنسجة المُبطِنة وتحويله إلى جسيمات تُطرد لاحقًا”.
أنواع مختلفة
لا يقتصر هذا النوع من الخلايا على ثعبان الأصلة البورمي فقط، يقول لينيو: “لقد وجدنا هذا النوع من الخلايا في أمعاء أنواع مختلفة من الثعابين والسحالي”.
ويشير انتشار هذا النوع من الخلايا في كائنات أخرى إلى احتمال وجود نمط مشترك بين تلك الكائنات المفترسة، وهو ما يفتح آفاقًا جديدة للبحث في علم الأحياء المقارن. كما تُبرز الدراسة أهمية تقديم فرائس كاملة للحيوانات المفترسة في الأسر، وعدم الاكتفاء باللحوم فقط. فالنقص في الكالسيوم والفوسفور والحديد قد يؤدي إلى أمراض تمس الهيكل العظمي وأداء الأمعاء.
ويشكل هذا الاكتشاف إضافة مهمة لعلم وظائف الأعضاء المقارن، ويؤكد مدى تعقيد وتطور أنظمة الهضم لدى الزواحف المفترسة. كما يلقي الضوء على أهمية فهم البيولوجيا الداخلية للكائنات في تصميم إستراتيجيات تغذية مناسبة عند أسر هذه المفترسات، وكذلك إمكانية استلهام هذه الآليات الطبيعية لتطوير تقنيات حيوية جديدة والحفاظ على التوازن الحيوي في البيئة.
من أجل رفاهية الحيوانات، من الضروري الالتزام بنظام غذائي يشبه ما تتناوله في بيئتها الطبيعية. يقول لينيو: “أخبرني الأطباء البيطريون أن تقديم اللحوم فقط للثعابين التي تتغذى في البرية على فريسة كاملة من ذوات الدم الحار قد يؤدي إلى نقص في الحديد. ومن خلال عملنا، يمكن تفسير هذا النقص بمحاولات متكررة من بطانة الأمعاء لبناء هذه الجسيمات حتى في غياب الكالسيوم الكافي”.
ويختتم لينيو: “أتمنى حقًا أن تسهم هذه التغطية الإعلامية في تحفيز دراسات جديدة من الزملاء المهتمين بتحديد الجانب التطوري أو الآليات الجزيئية لهذه الظاهرة”.