۱۰ آزمایش فوق العاده عجیبی که تاکنون بر روی حیوانات انجام شده است؛ پیوند لاک پشت- اردک!
شاید تاکنون به پیوند اردک و لاک پشت فکر نکرده باشید، اما دانشمندان به آن فکر کرده اند. برخی بر این عقیده اند که موجود پیوندی حاصل شده دوست داشتنی خواهد بود. یک اردک چهارپا را در ذهن خود تصور کنید با لاکی که روی پشت آن قرار دارد و در حال شنا کردن در آب است. در واقعیت چنین ترکیب و پیوندی غیرمحتمل به نظر میرسد، زیرا اردک و لاک پشت بسیار متفاوت هستند.
جنین حیوانات خود مقداری عجیب و غریب هستند. در مرحلهی خاصی از رشد، بدن این جنینها دارای برآمدگیهایی میشود که کم کم رشد کرده و به دم و بال تبدیل میشوند. اما در یک آزمایشگاه علمی شما میتوانید این جنینها را از آنچه که هستند عجیب و غریبتر نیز بکنید. میتوانید آنها را با هم ترکیب کرده و موجود جدیدی به وجود بیاورید یا آنها را در جای غیرمعمولی پرورش دهید. حتی میتوانید اجزایی از دیگر گونههای جانوری را به آنها اضافه کنید.
در ادامهی مطلب شما را با ۱۰ مورد از این آزمایشات دیوانه وار و عجیب آشنا خواهیم کرد. با ادامهی مطلب همراه باشید.
۱۰- پیوند مغزی بلدرچین با جوجهی مرغ
تنها با کمی دستکاری مغز میتوانید جوجهای داشته باشید که مانند بلدرچین رفتار میکند. در تئوری این کار بسیار ساده است. ابتدا باید تکهای از مغز یک جوجه را جدا کرده و جای خالی آن را با مقدار دقیقاً یکسانی از مغز جنین بلدرچین جایگزین کنید. بعد از آن باید تخم را دوباره در غشای خود قرار داده و بگذارید رشد جنین صورت گیرد.
وقتی که تخم باز میشود شما موجود جدیدی خواهید داشت که غریزههای جوجه و بلدرچین را با هم در خود دارد؛ نیمی جوجهی مرغ و نیمی بلدرچین. این که موجود جدید تا چه اندازه به یک بلدرچین شباهت داشته باشد به این موضوع بستگی دارد که چه قسمتی از مغز جنین را جایگزین کرده باشید.
در طول تحقیقات ۱۳ ساله تاکنون دانشمندان چندین نمونهی مختلف از این موجود جدید به وجود آورده اند. این گونهها از جوجه مرغی که صدای بلدرچین دارد تا جوجهای که سر خود را به سرعت مانند بلدرچین تکان میدهد و جوجهای که صدای بلدرچین را به صدای عادی جوجه مرغ ترجیح میدهد متفاوت بوده اند.
متاسفانه عمر این آزمایشها بسیار کوتاه است و بعد از مدتی که از باز شدن تخم گذشت، بدن جوجه بافتهای جنین بلدرچین را به عنوان بافت مهاجم و غیرعادی شناسایی کرده و به اصلاح پیوند را پس میزند.
علاوه بر این انجام این آزمایش در جهت عکس بسیار مشکل است، زیرا سر بلدرچین بسیار کوچکتر از سر جوجهی مرغ بوده و اگر سعی کنید تکهای از مغز یک جوجه را در مغز یک جنین بلدرچین قرار دهید فضای کافی برای این پیوند نخواهید داشت و حیوان زبان بسته قبل از خروج از تخم تلف خواهد شد.
۹- جنین پاندا- خرگوش در رحم گربه
اگر بخواهید نطفهی یک خرگوش صحرایی را کاشت دهید دستکم به ۳ خرگوش نیاز خواهید داشت. اولین خرگوش دی انای لازم را برای شما تهیه خواهد کرد، دومین خرگوش مسئول تهیه کردن تخمک بوده و سومی نیز نقش یک مادر جانشین را ایفا خواهد کرد که جنین کاشته شده را در رحم خود نگهداری میکند. در واقعیت از آن جایی که کاشت نطفه در دفعات اولیه موفقیت آمیز نخواهد بود ممکن است به تعداد بسیار بیشتری خرگوش نیاز داشته باشید.
اگر بخواهید نطفهی یک گونهی در خطر انقراض را کاشت دهید، مانند پانداها، موضوع بسیار پیچیدهتر نیز خواهد شد. خرگوشها ارزان بوده و به وفور یافت میشوند. اگر بسیاری از آنها زنده نمانند یا برای بدست اور دن تخمکهای بیشتر مجبور شوید آنها را بکشید احتمال این که مردم از این حیوان آزاری به خشم آمده و اعتراض کنند بسیار کم خواهد بود.
اما این ریسک را نمیتوان در مورد گونههای در حال انقراض انجام داد. برای جلوگیری از چنین مشکلی باید مقداری از کار را بر عهدهی یک گونهی جانوری دیگر که در خطر انقراض نیست قرار دهید. در این سناریوی جدید، گونهی در خطر انقراض تنها دی انای لازم را برای شما فراهم خواهد کرد و گونهای که در خطر انقراض ندارد مسئولیت سختتر یعنی تهیه کردن تخمک و رحم را بر عهده خواهد داشت.
در تحقیقی که در سال ۲۰۰۲ انجام گرفت از این روش استفاده شد. دانشمندان تخمکهای خرگوشها را جدا کرده و دی انای آنها را برداشتند و سپس آنها را با تخمکهایی که از پانداها گرفته بودند پیوند زدند. این سلولهای خرگوش-پاندا به حالت طبیعی جنین پاندا خود شروع به تقسیم شدن کردند.
اما بعد از مدتی اوضاع دچار تغییر شد. وقتی که دانشمندان سعی کردند جنین شکل گرفته را به رحم خرگوش منتقل کنند موفق به این کار نشدند. از این رو آنها تصمیم گرفتند که از یک گونهی سوم کمک بگیرند. آنها کار را با ۲۱ گربهی ماده آغاز کردند و در نهایت موفق شدند که دستکم یکی از این گربهها را با جنین پاندا بارور کنند. متاسفانه گربهی مورد نظر سه هفته بعد به دلیل ذات الریه جان خود را از دست داد و تمام تلاشهای دانشمندان در این زمینه بی نتیجه ماند.
در نهایت هیچ کاشتی برای جنین پاندا صورت نگرفت و این دانشمندان تنها موفق شدند یک جنین تازه را برای مدت کوتاهی در رحم گربه زنده نگه دارند.
۸- قورباغه و وزغ پیوندی
در طبیعت دوقلوهای به هم پیوسته از لحاظ ژنتیکی شبیه هم هستند، اما در آزمایشگاه تنها با کمی تغییر میتوانید دوقلوهای پیوندی ناهمسانی به وجود بیاورید.
برای مثال در سال ۱۹۷۹ دانشمندان دو جنین وزغ که به دو گونهی متفاوت تعلق داشتند را به هم پیوند زدند. آنها جنین دو نوع وزغ متفاوت را به هم پیوند زدند طوری که در واقع دو جنین به هم پیوسته به وجود بیاید؛ جنین سمت راستی را رانا اسکیولنتا (Rana esculenta) و جنین سمت چپی را رانا دالماتینا (Rana dalmatina) نامیدند.
تفاوت کلیدی بین این دو این بود که هر دو برای رشد جنین به مدت زمانهای متفاوتی نیاز داشتند. معمولا رشد جنین اسکیولنتا دو برابر جنین دالماتینا زمان خواهد برد، اما زمانی که جنین این دو به هم متصل باشد زمان رشد آنها تغییر میکند بدین ترتیب که رشد اسکیولنتا سریعتر و رشد دالماتینا کندتر میشود. رشد آنها تقریبا به طور همزمان صورت میگیرد، اما نه خیلی دقیق و یکسان.
زمانی که دالماتینا نیمی از تکامل خود را طی کرده و به یک قورباغهی معمولی شباهت پیدا میکند رشد اسکویلنتا عقب میافتد و به یک بچه وزغ کوچک شبیه است. این موضوع باعث به وجود آمدن مشکل بزرگی میشود. وزغها تمام روز را در آب به سر میبرند، اما قورباغهها برای تنفس به هوای آزاد نیاز دارند. هیچ فضایی وجود ندارد که این دو جفت به هم پیوسته بتوانند همزمان در آن زنده بمانند.
در نهایت بسیاری از پیوندیهای به هم پیوسته خودبخود از بین رفتند. دالماتیناها نیز غرق میشدند و یا اسکویلنتاها به دلیل نبود آب از بین میرفتند. شرایط نشان میداد که این تلاش بی نتیجه خواهد بود از این رو دانشمندان نمونههای پیونی جدید را معدوم کردند.
۷- پیوند لاک پشت- اردک
شاید تاکنون به پیوند اردک و لاک پشت فکر نکرده باشید، اما دانشمندان به آن فکر کرده اند. برخی بر این عقیده اند که موجود پیوندی حاصل شده دوست داشتنی خواهد بود. یک اردک چهارپا را در ذهن خود تصور کنید با لاکی که روی پشت آن قرار دارد و در حال شنا کردن در آب است.
در واقعیت چنین ترکیب و پیوندی غیرمحتمل به نظر میرسد، زیرا اردک و لاک پشت بسیار متفاوت هستند. آخرین جد مشترک آنها ۲۲۵ میلیون سال پیش زندگی میکرده است حتی قبل از به وجود امدن اولین دایناسورها؛ بنابراین به هیچ عنوان نخواهید توانست جنین این دو را با هم پیوند بزنید و موجود جدیدی خلق کنید.
اما دانشمندان ایدهای نسبتا «معقول» ارائه دادند و از آن جا که واژهی «معقول» کاملا نسبی است آنها امیدوار بودند که جانور جدید با ویژگیهایی ترکیبی از اردک و لاک پشت خلق کنند. در تحقیقی که در سال ۲۰۱۳ انجام گرفت این رویه در پیش گرفته شد. دانشمندان برای این کار دو آزمایش انجام دادند. ابتدا سلولهای یک جنین اردک را در مراحل اولیه استخراج کرده و به جنین لاک پشت پیوند زدند. در آزمایش دوم نیز سلولهای جنین یک لاک پشت در مراحل اولیه را جدا کرده و به جنین یک اردک معمولی پیوند زدند.
در ابتدا هم چیز خوب پیش میرفت. همزمان که جنین رشد میکرد بسیاری از سلولهای گونهی دوم در جنین گونهی اول رشد میکردند. دانشمندان میتوانستند وجود سلولهای اردک را در چشمهای در حال رشد جنین لاک پشت ببینند و سلولهای لاک پشت نیز در قلب در حال رشد اردک قابل مشاهده بودند. این موضوع برای دانشمندان بسیار جالب بود.
با این وجود بعد از باز شدن تخم همه چیز دچار تغییر شد. هیچ کدام از نوزادهایی که از تخم بیرون آمدند ویژگیهای متفاوتی نداشتند. نوزادهای لاک پشت کاملا شبیه نوزادهای طبیعی بودند و جوجه اردکها نیز هیچ تفاوتی با اردکهای معمولی نداشتند.
با این وجود با انجام برخی آزمایشات بیشتر دانشمندان موفق شدند ردی از سلولهای اردک را در چندین نمونه از بچه لاک پشتها پیدا کنند. برای مثال در کبد یکی از لاک پشتها دستکم ۳ سلول اردک به ازای هر ۱۰.۰۰۰ سلول لاک پشت وجود داشت.
دانشمندان به نتایج نسبتا مشابهی را در ارگانهای دیگر بدن لاک پشتها دست یافتند؛ بنابراین آزمایشات صورت گرفته با شکست کامل نیز همراه نشده بود. آنها موفق شده بودند چند حیوان جدید لاک پشت-اردک خلق کنند هر چند آنها ۹۹.۹ درصد لاک پشت و ۰.۱ درصد اردک بودند.
۶- قرار دادن جنین گوسفند در شکم خرگوش
پیوند زدن جنین گوسفند کار بسیار دشواری است بنابراین اگر بخواهید جنین دو گونهی گوسفندی متفاوت از دو قارهی مختلف را به هم پیوند بزنید ترجیح میدهید که مادر آنها را از گونهی دیگری انتخاب کنید، زیرا جنین گوسفند مدت بسیار کوتاهی در خارج از رحم مادر زنده باقی میماند. امروزه این کار آسانتر شده است و جنین گوسفند را منجمد کرده و منتقل میکنند، اما در دههی ۱۹۶۰ هنوز این روش اختراع نشده بود.
در مطالعهای که آن سالها انجام شد برای پیوند جنین دو گوسفند از رحم خرکوش به عنوان میزبان موقتی استفاده شد. برای این کار ابتدا جنین گوسفند از بدن مادر خارج شده و به لولههای فالوپ یک خرگوش ماده منتقل گردید. سپس خیلی ساده این خرگوشها را از انگلستان به آفریقای جنوبی منتقل کردند.
در نهایت بعد از حدود ۱۰۰ ساعت جنین از بدن خرگوش خارج شده و به رحم یک گوسفند دیگر منتقل گردید که نقش مادر جانشین را ایفا میکرد. چند ماه بعد تعدادی بره متولد شدند. اما موضوع برای خرگوشها به این خوبی و خوشی پایان نیافت، زیرا قبل از خارج کردن جنین گوسفند از رحم خرگوش دانشمندان مجبور بودند آنها را کشته و لاشهی آنها را بر طبق قوانین کشور آفریقای جنوبی معدوم کنند.
۵- پیوند موش- جوجه
تفاوتهای بسیاری بین موش و جوجه وجود دارد برای مثال همانطور که همه میدانیم و بسیار واضح است موش دندان داشته، ولی جوجه از نوک خود برای غذا خوردن استفاده میکند. برای شکل گیری این دندان ها، موش به دو بافت نیاز دارد. یکی از بافتها دستور رشد دندان را داده و دیگری نیز از دستور مافوق خود اطاعت کرده و دندانها را در دهان موش پدید میآورد.
جوجهها نیز این دو بافت را در بدن خود دارند، اما ژنهای تولید کنندهی دندان در آنها در دوران تکامل دراز مدتشان از بین رفته اند؛ بنابراین بافت اول که فرمان ساخت دندان را صادر میکند در بدن جوجه وجود دارد، اما بافت دوم نمیتواند از فرمان وی تبعیت کند.
برای اثبات این موضع آزمایشات متعددی انجام گرفته است. در سال ۱۹۸۰ دانشمندان بافت صادر کنندهی فرمان (بافت ۱) از جوجه و بافت اجرا کنندهی فرمان (بافت ۲) از موش را با هم ترکیب کرده و در چشمهای موش قرار دادند. در مطالعهای دیگر که در سال ۲۰۰۳ انجام گرفت دانشمندان بافت ۲ از بدن موش را در بدن جنین جوجه قرار دادند. در هر دو مورد موجود پیوندی به وجود آمده دندان داشت، زیرا بافت ۱ از بدن جوجه فرمان ساخت دندان را صادر کرده و بافت ۲ موش نیز این دستور را با تشکیل دندانها اجابت کرده بود.
۴- دوقلوهای بز- بز کوهی
در طبیعت جنین بز کوهی در بدن مادرش رشد کرده و بعد از حدود ۱۶۰ روز متولد میشود. اگر جنین بز کوهی در یک محیط جدید قرار گیرد، برای مثال رحم بز معمولی، اوضاع به هم خواهد خورد. دلیل این موضوع تاکنون مشخص نشده است، اما شاید رحم بز معمولی غریبه بودن جنین بز کوهی را تشخیص میدهد و یا شاید جنین بز کوهی با کاشت داده شدن مشکل داشته باشد. به هر حال در عمل بعد از قرار دادن جنین بز کوهی در رحم بز معمولی پس از مدتی جنین سقط میشود.
در سال ۱۹۹۹ دانشمندان با استفاده از یک بز معمولی آبستن برای این مشکل یک راه حل تازه پیدا کردند. آنها اجازه دادند که عمل لقاح اسپرم و تخمک در رحم بز مادر به شکل طبیعی انجام گیرد و بعد از آن جنین بز کوهی را وارد رحم بز معمولی ماده کردند. این بار سقط جنین در کار نبود و جنین بز کوهی در کنار جنین دو قلوی خود که یک بز معمولی بود رشد پیدا کرد.
دلیل این موفقیت نیز به طور کامل روشن نشده است، اما در نهایت دانشمندان به نتیجهای که میخواستند دست یافتند. اما مشکل دیگری در دوران بارداری پدید آمد. رشد جنین بزهای معمولی بسیار سریعتر از بزهای کوهی است و زمانی که بزغالهی طبیعی به دنیا آمد بزغالهی کوهی هنوز مراحل رشد خود را به پایان نرسانده بود. بدین ترتیب بزغاله کوهی برای نفس کشیدن دچار مشکل شده و برای زنده ماندن به دستگاههای خاص نیاز داشت.
۳- رشد پانکراس موش صحرایی در بدن یک موش- موش صحرایی
هر ساله هزاران بیمار در انتظار برای دریافت عضو جان خود را از دست میدهند. یک راه حل ممکن برای برطرف کردن این مشکل استفاده از بدن دیگر گونههای جانوری برای رشد دادن اعضای بدن انسان خواهد بود. برای مطالعه در مورد این ایده دانشمندان سعی کردند که پانکراس یک موش صحرایی را در بدن یک موش معمولی قرار دهند.
در شروع کار آنها چند نمونهی جهش یافته از موشها تولید کردند که ژن لازم برای رشد پانکراس در بدن آنها وجود نداشت. در حالت معمولی این موشها کمی بعد از تولد میمیرند. به همین دلیل دانشمندان جنین این موشهای جهش یافته را در مراحل اولیهی رشد را با سلولهای سالم و بدون تغییر موشهای صحرایی پیوند زدند. با رشد جنین این سلولها باعث شدند که پانکراسی کاملا طبیعی با کارکردی نرمال در بدن موشهای جهش یافته رشد کند.
به عبارت دیگر این آزمایش با موفقیت انجام شده بود. اما مشکل دیگری نیز وجود داشت، زیرا سلولهای موش صحرایی باعث شده بودند که ارگانهای دیگری نیز در بدن موشهای معمولی به وجود آیند طوری که موجودات جدید را نمیشد به هیچ عنوان موش معمولی نامید. در واقع این موجود جدید موش-موش صحرایی نام داشت که ترکیبی از یک موش معمولی با کرکهای سیاه و یک موش صحرایی با کرکهای سفید بود. اعضای داخلی بدن آنها نیز ویژگیهای ترکیبی داشتند که برخی از آنها متعلق به یک موش معمولی و برخی دیگر به ارگانهای داخلی یک موش صحرایی شباهت داشتند.
برای مثال اگر بخواهیم این کار را در مورد انسان و خوک انجام دهیم نتیجهی عجیبی به دست خواهد آمد. موجود بدست آمده با این کار تنها یک ارگان ترکیبی نخواهد داشت بلکه ممکن است پوست و چشم و حتی مغزشان شبیه انسان باشد، اما خصوصیات دیگری از خوک معمولی را در خود داشته باشند. البته هنوز علم برای این مشکل راه حلی پیدا نکرده است، اما دانشمندان در حال تحقیق بر روی آن هستند.
۲- ماهی شبیه گیاه
داشتن یک ماهی در خانه جالب است، اما غذا دادن به آن خسته کننده خواهد بود. اگر ماهیها نیز مانند گیاهان و گلهای خانگی بودند میتوانستیم تُنگ یا آکواریوم آنها را در گوشهای آفتاب گیر قرار داده و از دور شاهد شنا کردن آنها باشیم. در این صورت نور و دی اکسید کربن وارد آب شده و غذای ماهیها را تامین میکرد. این موضوع کمی عجیب به نظر میرسد، اما رویایی دوست داشتنی است. یک راه برای دستیابی به چنین رویای این خواهد بود که سلولهای کلروپلاست را به بدن ماهی پیوند بزنیم. کلروپلاستهای منابع انرژی کوچکی هستند که در بدن گیاهان، جلبکها و خزهها یافت میشوند. این سلولها فرآیند پیچیده و جالبی به نام فتوسنتز را انجام میدهند که از نور برای تولید قند استفاده میشود.
در سال ۲۰۱۱ مطالعهای در این مورد انجام گرفت که در آن دانشمندان تخمهای بارور شدهی گورخر ماهی را با میکروبهای خاصی به نام سینکوکوکوس الونگاتوس (Synechococcus elongatus) پیوند زدند. این باکتریها نیز مانند کلروپلاستها عمل فتوسنتز را انجام میدهند و بعد از انجام پیوند تا ۱۲ روز همه چیز به خوبی پیش میرفت. جنین گورخرماهی و بسیاری از سلولهای سینکوکوکوس الونگاتوس پیوندی نیز زنده ماندند. همزمان که تقسیم سلولی در جنین گورخرماهی انجام میگرفت بسیاری از باکتریهای مذکور نیز در اعضای بدن او دیده میشدند از جمله در مغز و چشم ماهی.
در اوایل دوران رشد، جنین گورخرماهی بسیار شفاف بود و به باکتریها اجازه میداد که نور مورد نیاز خود را دریافت کنند، اما بعد از روز دوازدهم جنین گورخرماهی شروع به تولید رنگدانههای پوستی کرد که مانع دسترسی باکتریهای سینکوکوکوس الونگاتوس به نور میشد. این موضوع باعث مرگ باکتریها و شکست خوردن تحقیقات گردید.
۱- جنینهایی در چشم موش
از لحاظ ظاهری چشم و رحم هیچ شباهتی با هم ندارند. چشم نورهای را شناسایی و تجزیه و تحلیل میکند در حالی که رحم جایی است برای قرار گرفتن جنین. اما در کمال تعجب بعضی تحقیقات نشان داده اند که چشم شرایط نگهداری جنین را دستکم برای مدت کوتاهی دارد. این حقیقت جالب برای اولین بار در تحقیقی که در سال ۱۹۴۷ انجام گرفت مشخص شد. هدف این تحقیق این بود که مشخص کند آیا رحم مکان بسیار خاصی برای رشد جنین است و آیا میتوان یک محیط گرم و مرطوب را جانشین آن کرد بدون آن که جنین دچار مشکلی شود؟
برای پاسخ دادن به این سوال دانشمندان جنین یک موش را در داخل چشم موش مادر قرار دادند و در کمال تعجب برخی از جنینها شروع به رشد کردند. حتی برخی از آنها عنبیه را دیوارهی رحم فرض کرده و به آن چسبیدند. از آنجا که چشم ارگان بسیار شفاف تری نسبت به رحم بوده و فعل و انفعالت درونی آن به وضوح قابل شناسایی هستند (به ویژه در موشهای زال که رنگدانهی چشمی در آنها وجود نداشت) دانشمندان به راحتی میتوانستند مراحل رشد جنینها را در درون چشم موش مشاهده کنند.
با این وجود با رشد بیشتر جنین همهی این ساختار دچار مشکل شد و در بسیاری از مورد چشم موشهای مادر از حدقه در میآمد و منفجر میشد. در برخی دیگر نیز جنین شروع به کوچک شدن کرد و در نهایت یک زخم در چشم موش مادر به جای ماند.
موضوع عجیب دیگر این که جنسیت موش در این مورد هیچ فرقی نمیکرد و جنین موش در چشم موشهای نر و ماده به یک صورت رشد داشت. اگر چه عملی بودن این کار در مورد انسان غیر قابل باور به نظر میرسد، اما این تحقیق نتایج امیدوار کنندهای در پی داشته است و ممکن است مردان نیز بتوانند حامله شوند، ولی جالبترین قسمت این حاملگی برای همسران آنها از حدقه درآمدن چشم شوهرانشان خواهد بود!
منبع: روزیاتو