Kanadalı alimlərin rəhbərlik etdiyi beynəlxalq tədqiqat qrupu ilan inkişafının ən qeyri-adi xüsusiyyətlərindən birinin ehtimal olunan izahını aşkar edib: embrionlar yumurtadan çıxmazdan əvvəl niyə sıx spiral şəklində qıvrılırlar. Bu qıvrım davranışı ilanların onları digər onurğalılardan fərqləndirən olduqca uzun bədənlərə uyğunlaşmasına kömək edir.

“Current Biology” jurnalında dərc olunan tapıntılar göstərir ki, spiral embrionun bədəni sürətlə uzandıqca, bağırsağı isə birləşdirici rolunu oynadıqca əmələ gəlir. Bu fiziki məhdudiyyət böyüyən bədənin bükülməsinə və sağ əlli spirala çevrilməsinə səbəb olur.

Kanada Təbiət Muzeyinin təkamül bioloqu, baş müəllif və komanda rəhbəri Dr. Tetsuto Miyashita izah edir ki, “Bu, qayışın uzunluğunu tənzimlədiyiniz zaman ilgəyin daha uzun, əyilmiş tərəfi bükülür”.

Niyə Təbiətdə Spirallar Yaranır

Bu kəşf, elm adamlarının hələ də anlamağa çalışdıqları təbii şəkildə meydana gələn spiral strukturların uzun bir siyahısına ilan embrionlarını da əlavə edir.

“Spirallarda bir sirr var və biz bu formaların ilgək bağırsağımız, ilbiz qabıqlarımız və indi də bu gözəl şəkildə bükülmüş ilan embrionları kimi heyvanlarda necə əmələ gəldiyini anlamağa yeni başlayırıq”, – deyə Britaniya Kolumbiyası Universitetinin zoologiya üzrə aspirantı olan aparıcı müəllif Alexandra Weber bildirib.

Miyashita əlavə edir: “Bu tapmacalar marağımızı cəlb edir. Axı təbiətdəki spiral formalar rotini makaronundan tutmuş bərbər dirəyinə və hətta Müqəddəs Kitabdakı ‘Babil Qülləsi’nin təsvirlərinə qədər insan yaradıcılığına ilham verib.”

Layihənin özü qeyri-adi bir vəziyyətdən irəli gəldi. 2020-ci ildə COVID-19 karantini zamanı Miyaşita evdən işləyir və tələbələrinin laboratoriyalara və ya muzey kolleksiyalarına çıxışı olmadan araşdıra biləcəyi bir tədqiqat sualı axtarırdı.

“Sonra lampa yandı. Heyvan formalarındakı asimmetriyalara olan bu marağı doktorluq məsləhətçimdən miras almışdım. Buna görə də hər dəfə kağızlarda ilan embrionlarının şəkillərini görəndə onların sağ əlli, yoxsa sol əlli olduğunu düşünürdüm.”

Bu sual tədqiqatın əsasını təşkil etdi.

900-dən çox ilan embrionu araşdırılıb

Miyaşita, o dövrdə Karleton Universitetində oxuyan Weberdən və Ottava Universitetində iki tələbədən ilanların inkişaf edən fotoşəkilləri üçün nəşr olunmuş tədqiqat və muzey məlumat bazalarını axtarmağı xahiş etdi.

“39 ilan və digər ayaqsız squamat növündən 900-dən çox embrion üçün şəkillər əldə etdik. Bu, statistik cəhətdən etibarlı bir nümunədir.”

Aydın bir qanunauyğunluq ortaya çıxdı. Yumurta qoyulduqdan sonrakı ilk bir neçə həftə ərzində embrionlar başdan quyruğa qədər yalnız sağa, yəni dekstral istiqamətdə qıvrılmış kimi görünürdü.

“Bu mərhələlərdə embrionların hərəkət edəcək əzələləri olmur, ona görə də müxtəlif qüvvələr onları sağ əlli şəkildə bükməyə məcbur edir”, – deyə Veber izah edir. “Amma onları bunu etməyə nəyin məcbur etdiyini bilmirdik.”

Embrionlar hələ bədənlərini aktiv şəkildə yerləşdirə bilmədikləri üçün tədqiqatçılar onların inkişafındakı hansısa fiziki xüsusiyyətin bu dəyişikliyə səbəb olduğundan şübhələnirdilər.

KT müayinələri gizli bağırsaq quruluşunu aşkar edir

Los-Ancelesdəki Kaliforniya Dövlət Universitetinin əməkdaşı Dr. Raul Diaz mühüm bir ipucu verdi. Diaz, ilan embrionlarını daha anatomik detallarla araşdırmaq üçün kompüter tomoqrafiyasından istifadə etdi.

Skanlar inkişaf edən heyvanın içərisində gözlənilməz bir tənzimləmə aşkar etdi.

“Raulun ilan embrionunun kompüter tomoqrafiyası əvvəllər heç görmədiyimiz bir quruluşu ortaya çıxardı – bu, spiralvari şəkildə bükülmüş bədənin spiralından uzanan bağırsaq sütunu idi”, – deyə Miyaşita bildirir. “Bədənin qalan hissəsindən ayrılmış və sarısından gələn qan damarlarının telləri ilə əhatə olunmuş bir bağırsaq var.”

Bu müşahidə komandaya axtardıqları mexanizmi verdi.

İlan embrionları qeyri-adi dərəcədə uzanmış bədənlərini yaratmaq üçün sürətlə uzanmalıdır, lakin bağırsaq eyni sürətlə böyümür. Böyümədəki uyğunsuzluq bədəni spiral halına gətirməyə kömək edən mexaniki bir məhdudiyyət yaradır.

“Beləliklə, onlar yavaş böyüyən bağırsağı ayırırlar və bu bağırsağı artıq uzanan bədəni bağlayır. Bədən bükülür və qıvrılır”, – deyə Miyaşita izah edir. “Bu qıvrılma qüvvəsi embrionların sarısının əks tərəfinə böyüməsi üçün yönəldilir. Və sarısı həmişə embrionun sol tərəfindədir, buna görə də embrion həmişə sağ əllə qıvrılmağa başlayacaq.”

Niyə Qıvrılma İstiqaməti Sonradan Dəyişir

Embrionlar inkişaf boyunca bu sağ əlli düzülüşdə qalmırlar. Böyüdükcə sarısı kiçilir və embrionlar mövqeyini dəyişmək üçün daha çox yer qazanırlar. Əzələləri də yetkinləşir və bu da onların özləri hərəkət etməyə başlamasına imkan verir.

“Bəziləri sağ əlli spirallarda qalır, lakin bəziləri sol tərəfə geri çəkilir”, – deyə Veber bildirir. “Beləliklə, yumurtadan çıxmaq üzrə olan bu embrionların yarısı sağ əlli, digər yarısı isə sol əlli olur.”

Nəticələr göstərir ki, qıvrılmanın ən erkən istiqaməti qəsdən əzələ hərəkəti ilə deyil, inkişaf anatomiyası və fiziki qüvvələrlə müəyyən edilir.

Miyashita üçün bu kəşf həmçinin sadə bir müşahidə sualının daha geniş bioloji anlayışa necə gətirib çıxara biləcəyini göstərir.

“Alimlər uzun müddətdir ki, ilanların qəribə bədən formalarının necə və niyə təkamül keçirdiyi ilə maraqlanırlar. Bu suala cavab vermək üçün onlar Hox genlərini, gücləndiricilərini və s. araşdıraraq mürəkkəb genetik tədqiqatlara dərindən baş vurmağa meyllidirlər”, – deyə o bildirir. “Bunlar əsas kəşflərdir. Lakin burada, COVID karantini dövründə, biz heyrətamiz dərəcədə sadə bir yanaşma ilə ilanın sirrini aşkar etdik – sadəcə ilan embrionlarının albomunu vərəqləyin və onların hansı tərəfə büküldüyünü qeyd edin və onların anatomiyasına yaxşı baxın.”

Biologiyada Spirallar üçün Yeni Bir Model

Tədqiqatçılar eyni ümumi modelin nəticədə alimlərə canlı orqanizmlərdə tapılan digər spiral formalı strukturları araşdırmağa kömək edə biləcəyinə inanırlar.

“İndi təbiətdəki digər spiral formaları izah etmək üçün bu modeli daha da inkişaf etdirmək imkanını açırıq”, – deyə o əlavə edir.

Veber də razılaşır: “Bütün bunlar ilanların ‘əlli’ olub-olmadığını görmək maraqla başladı. Onların təkamülü haqqında dərin anlayışlara çatmaq üçün bunu izləmək həyəcanverici idi.”

Tədqiqat qrupu Kanada Təbiət Muzeyi, Britaniya Kolumbiyası Universiteti, Karleton Universiteti, Ottava Universiteti, Kaliforniya Dövlət Universiteti Los-Anceles və Helsinki Universitetinin alimlərindən, tələbələrindən və professorlarından ibarətdir.