سوشیانس تارنمای رسمی شروین وکیلی
دوم:شكست تقارن در سطح سلولى
تقارن موجود در سطح سلولى، در بسيارى از موارد شكسته مى‌‌‌‌شود. اصولا شكل‌‌‌‌گيرى موجودات پرسلولى و تخصص يافتن ياخته‌‌‌‌ها براى تقسيم كار، نوعى شكست تقارن را به نمايش مى‌‌‌‌گذارد. در ويروسها، و باكترى‌‌‌‌ها، شكست تقارن تنها به مواردى بسيار معدود منحصر است. دارا بودن تاژه در يك طرف بدن باكتريهاى Monotrichia و يكتا بودن گيرنده‌‌‌‌ى برخى از ويروسها، نوعى شكست تقارن محسوب مى‌‌‌‌شود، ولى برجستگى و شيوع چندانى ندارد. از آنجا كه شكست تقارن در سطح ياخته‌‌‌‌اى پديده‌‌‌‌اى عام است، -به عامى تقارن دوطرفى در جانوران- پس زياد به جزئيات نمى‌‌‌‌پردازم.
الف) در موجودات تك ياخته‌‌‌‌اى
ابتدايى ترين ردپاهاى شكست تقارن را مى‌‌‌‌توان در تاژكداران و Dinoflagellata مى‌‌‌‌توان ديد. در تاژكداران، فرد بودن تعداد تاژكها و پراكنش نامتقارنشان بر سطح بدن مى‌‌‌‌تواند خروج از تقارن را باعث شود. مثلا در تاژك خميده و بدن پيچ‌‌‌‌خورده‌‌‌‌ى Trypanosoma brueiچنين طرحى را مى‌‌‌‌توان مشاهده كرد. در Dinoflagellataوجود شاخها و زوايد نامتقارن بر زره خارجى بدن موجود را مى‌‌‌‌توان از مصاديق شكست تقارن محسوب كرد. در تاژكدار زره‌‌‌‌دار Ceratiumكه قبلا هم مورد اشاره قرار گرفت، هم چنين حالتى را مى‌‌‌‌بينيم.
در آميب‌‌‌‌ها، كه عنصر تقارن به دليل عدم وجود قالب خارجى براى بدن نامشخص است، وجود اندامهاى حركتى ويژه را مى‌‌‌‌توان به شكست تقارن نسبت داد. در اين موجودات، پاهاى كاذبى كه از يك قطب بدن خارج مى‌‌‌‌شوندو تغذيه و حركت را موجب مى‌‌‌‌شوند، به نوعى تقارن را در ريخت كلى موجود در هم مى‌‌‌‌شكنند. از ميان ديگر نمونه‌‌‌‌هاى شكست تقارن در آغازيان، مى‌‌‌‌توان به مژكدارانى اشاره كرد كه از نظر پراكنش هسته‌‌‌‌هاى ريز Micronucleusيا درشت Macronucleusخود در سيتوپلاسم چنين خروج از تقارنى را نشان مى‌‌‌‌دهند.
همچنين برخى از اندامكها در اين موجودات هم چنين پديده‌‌‌‌اى را به نمايش مى‌‌‌‌گذارند. مثلا ميكروتوبولها، كه اسكلت درونى ياخته را مى‌‌‌‌سازند و نقش انتقالى هم براى برخى از مواد هستند، از زيرواحدهايى تشكيل شده‌‌‌‌اند كه مرتبا پليمريزه و دپليمريزه مى‌‌‌‌شوند. اين پيوستن و گسستن دائم، از نوعى پويايى انتشارى[1] پيروى مى‌‌‌‌كند كه در نهايت ريخت‌‌‌‌زايى در ياخته‌‌‌‌ها را كنترل مى‌‌‌‌كنند. اين پيوستن و گسستن دائمى، نمونه‌‌‌‌اى است از مصداق حركت در شكست تقارن. چنانكه در تمثيل فيزيكى تقارن عنوان كردم، هر حركتى را مى‌‌‌‌توان با نوعى شكست تقارن هم‌‌‌‌ارز فرض كرد. در اينجا هم ديناميك پوياى زيرواحدهاى توبولين كه سازنده‌‌‌‌ى ميكروتوبولها هستند، همين پديده را نشان مى‌‌‌‌دهند. در اين مورد كه چه عامل يا عواملى تقارن توبولين‌‌‌‌ها را در سيستم اسكلت سلولى مى‌‌‌‌شكند، نظريات بسيارى وجود دارد. حتى برخى از نظريات ردپاى نيروى جاذبه را در اين پديده مى‌‌‌‌بينند، و سيستم تعادلى توبولين/ميكروتوبول را حساس به نيروهاى ضعيف فيزيكى فرض مى‌‌‌‌كنند. البته هنوز شواهد كافى براى رد ياقبول چنين نظرياتى وجود ندارد
(Tabuny et al,1992).
شايد جالبترين شكست تقارن در ميان آغازيان، به شعاعيان مربوط باشد. شعاعيان، چنانكه گفتيم، در ريخت سيتوپلاسم خود نوعى تقارن مركزى را نشان مى‌‌‌‌دهند. اين موجودات داراى اسكلت‌‌‌‌هاى كروى شكلى هستند كه داراى سوراخهاى فراوانى است. اين سوراخها ارتباط بين بخش درونى سيتوپلاسم‌‌‌‌با بخش بيرونى را فراهم مى‌‌‌‌كنند. در نهايت، اگر به اسكلت اين موجودات نگاه كنيم، مجموعه‌‌‌‌اى از تيغه‌‌‌‌هاى شبيه به هم را خواهيم ديد كه در اتصال با يكديگر چيزى شبيه به توپ فوتبال را درست كرده‌‌‌‌اند. اين تيغه‌‌‌‌ها، در بين خود سوراخهايى شش‌‌‌‌ضلعى و پنج‌‌‌‌ضلعى را ايجاد مى‌‌‌‌كنند، كه تعداد شش ضلعى‌‌‌‌ها بيشتر است. مى‌‌‌‌دانيم كه بإے؛ى‌‌‌‌ز اشكال شش ضلعى تنها نمى‌‌‌‌توان سطح يك كره‌‌‌‌ى كامل را پوشاند. يعنى اگر بخواهيد سطح كره‌‌‌‌اى را با كاشى‌‌‌‌كارى كنيد، علاوه بر كاشيهاى شش ضلعى، نيازمند كاشى‌‌‌‌هاى پنج ضلعى نيز خواهيد بود. اين شكل توپ فوتبال مانند، به دليل نامنتظم بودن برخى از وجوهش، نوعى شكست تقارن را نشان مى‌‌‌‌دهد. در عين حال كه كره متقارن‌‌‌‌ترين شكل موجود است، شكل توپ فوتبالى، نشانگر شكست تقارن است. چون چنانكه گفتيم، همه‌‌‌‌ى وجوه آن برابر نيستند.
اشكال شبيه به شكل فوتبال را در سطوح سلولى و زيرسلولى بسيار مى‌‌‌‌بينيم، اسكلت بسيارى از آغازيان به اين شكل شبيه است، و اندامكهايى هم با اين ساختار وجود دارند. مثلا كلاترين نوعى پروتئين داخل سلولى است كه هر واحدش به شكل سه ميله‌‌‌‌ى متصل به هم است. اين واحدهاى سه شاخه، با اتصال به يكديگر، شكلى شبيه به توپ فوتبال را مى‌‌‌‌سازند كه وزيكول‌‌‌‌هاى پوششدار درون سلولى را ايجاد مى‌‌‌‌كند و نقل و انتقال بعضى مواد را در داخل سيتوپلاسم هدايت مى‌‌‌‌كند.لولو. چنانكه گفتيم، اسكلت بسيارى از شعاعيان هم چنين شكلى را از خود نشان مى‌‌‌‌دهند. به عنوان يك مثال در اين‌‌‌‌باره، مى‌‌‌‌توان از transformata Trypanosphaerna نام برد. تقارن خاص توپ فوتبالى از مدتها قبل در اين موجودات شناخته شده بوده. چنانكه ارنست هكل[2] در يكى از آثار خود وجود اين ويژگى را در ساختار Aulonia hexagonaخاطرنشان كرده است. همچنين در گرده‌‌‌‌هاى گياهان هم اين شكل خاص را زياد مى‌‌‌‌توان ديد. كمى دقت در ساختار همه‌‌‌‌ى اين نمونه‌‌‌‌ها نشان مى‌‌‌‌دهد كه در توپهاى فوتبال طبيعى مورد بحث، سطوح پنج، شش، و هفت وجهى هم ديده مى‌‌‌‌شوند. يعنى مشخص است كه در همه‌‌‌‌ى اين اشكال، شكست تقارن را مى‌‌‌‌توانيم ببينيم.
تحليل‌‌‌‌هايى چند براى نمايش شكل خاص مورد نظر وجود دارد. يك راه رياضى قديمى، اين است كه تلاش كنيم با دايره‌‌‌‌هايى هم قطر، سطح يك كره را بپوشانيم، با انجام اين كار، مى‌‌‌‌توان ديد كه در محل برخورد سطوح دايره‌‌‌‌ها، اشكالى پنج و شش ضلعى توليد مى‌‌‌‌شود. نظم موجود دراين چندضلعى‌‌‌‌ها از حد خاصى بيشتر نخواهد شد و همواره نوعى عدم تناسب بين پراكنش اين اشكال را خواهيم داشت. اشكال به دست آمده به اين روش را در رياضيات Polyhedronمى‌‌‌‌نامند.
يك راه ديگر، كه در مبحث خودسازماندهى هم مورد اشاره قرار خواهد گرفت، با نام سلولهاى بنارد[3] شناخته مى‌‌‌‌شود. اگر لايه‌‌‌‌نازكى از مايع را از زير به شكلى همگن و متقارن گرم كنيم، به زودى جريانهاى همرفتى[4] مشخصى ايجاد مى‌‌‌‌شوند. اين جريانها، به دليل حركت آب گرم سبك به بالا، و آب سرد سنگين به زير توليد مى‌‌‌‌شوند. اگر بتوانيم با ريختن رنگ اين جريانها را مشاهده كنيم، اشكالى را خواهيم ديد كه سطح مايع را پوشانده‌‌‌‌اند. اين اشكال، داراى پنج، شش، و هفت ضلع خواهند بود و فراوانى شش‌‌‌‌ضلعى‌‌‌‌ها هميشه بيشتر خواهد بود. هريك از اين اشكال را يك سلول بنارد مى‌‌‌‌نامند. در اصل در سلولهاى بنارد، ما نوعى توپ فوتبال رإے؛طى مى‌‌‌‌بينيم كه بر سطح صافى گسترده شده باشد ( .(Bushev,1994
در دانشگاه استانفورد، آزمايش جالبى انجام شده كه به كار ما هم ربط پيدا مى‌‌‌‌كند. در اين آزمايش، كره‌‌‌‌اى فلزى را از نوعى موم پوشاندند و آنرا پس از حرارت دادن، در جايى با دماى ثابت قرار دادند تا سرد شود. موم مورد بحث از جنسى بود كه سريعتر از فلز منقبض مى‌‌‌‌شد، و به اين ترتيب موم بر سطح كروى فلز چروك خورد. اين پديده، يك توپ فوتبال مومى كامل را با همان اشكال شش ضلعى و انحرافات پنج و هفت ضلعى‌‌‌‌اش نمايش مى‌‌‌‌داد. نتيجه اينكه اشكال توپ فوتبالى كه در جهان آغازيان به فراوانى ديده مى‌‌‌‌شوند، نمونه‌‌‌‌هايى عالى از شكست تقارن هستند. نمونه‌‌‌‌هايى كه بدون نياز به عوامل پيچيده، خود به خود زير تاثير ديناميك نيروهاى موجود در محيط موجود، بروز چنين اشكالى را موجب مى‌‌‌‌شوند.
ب) در موجودات پرياخته
در اين موجودات، شكست تقارن پديده‌‌‌‌اى عام است و عدم وجود آن بايد حالتى استثنايى فرض شود. چنان كه گفته شد، تخصص در بدن موجودات پرسلولى، و تقسيم كار در بين ياخته‌‌‌‌ها، مهمترين عامل شكستن تقارن است. ساده‌‌‌‌ترين شكل اين پديده، در ياخته‌‌‌‌هايى ديده مى‌‌‌‌شود كه به اصطلاح، قطبى هستند. مثلا ياخته‌‌‌‌هاى ترشح كننده‌‌‌‌ى آنزيم در داخل لوله گوارش، و لوزالمعده، داراى دو سطح مقابل به هم هستند. يك سطح، جايى است كه ياخته را به غشاى پايه‌‌‌‌ى زيرش مى‌‌‌‌چسباند، و ديگرى سطحى است كه سلول ترشحات خود را از آن خارج مى‌‌‌‌كند. اين دو وجه مقابل هم، از نظر پراكنش اندامكها، غلظت سيتوپلاسم، نزديكى به هسته، و عملكرد با هم تفاوت مى‌‌‌‌كنند. نمونه‌‌‌‌ى ديگرى از اين پديده را در نورون‌‌‌‌ها مى‌‌‌‌نتوان ديد، كه استطاله‌‌‌‌هاى تخصص‌‌‌‌يافته‌‌‌‌شان، بر حسب مكان خروج از پريكاريون، كارهاى متفاوتى را انجام مى‌‌‌‌دهد و اندامكهاى مختلفى را در خود دارد. اين تفاوت و شكستن تقارن، همان است كه تمايز بين آكسون و دندريت را ايجاد مى‌‌‌‌كند.
ادامه مطلب: سوم: شكستن تقارن در سطح ريخت شناختى جانوران
رفتن به: صفحات نخست و فهرست کتاب