لقد أسفر علم البراز عن بعض النتائج الرائعة، ولكن الإصدار الأخير في هذا الإيقاع قد يكون الأكثر إذهالاً حتى الآن. بعد عقود من ملاحظة سبب “تبول” الزواحف للبلورات، ولكن دون فهم عمومًا، يعتقد الباحثون أخيرًا أن لديهم الإجابة.
في ورقة بحثية نشرتها مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية اليوم، يصف فريق من الكيميائيين العضويين وعلماء الزواحف والبرمائيات أبحاثهم حول بلورات البول من أكثر من 20 نوعًا من الزواحف. ببساطة، تقوم الزواحف بجمع النيتروجين الزائد في كرات صغيرة ذات نسيج يتكون من بلورات دقيقة أصغر. وتوفر هذه العمليات المجهرية ميزة تطورية للثعابين، بالإضافة إلى التلميح إلى بعض الآثار الأوسع على صحة الإنسان، وفقًا للباحثين.
علم البول
بدأ المشروع باستفسار غريب تلقته جينيفر سويفت، عالمة البلورات في جامعة جورج تاون، من عالم الزواحف والبرمائيات جوردون شويت. على وجه التحديد، أراد شويت أن يعرف لماذا، على الرغم من إطعام الزواحف تحت رعايته نفس الطعام والماء، كان هناك تنوع غريب في بلورات بولهم.
وقال سويفت، كبير مؤلفي الدراسة، لموقع Gizmodo في مكالمة هاتفية: “ما لاحظه هو أنه من بين جميع المخلوقات التي كان لديه في متحفه، كان بعضها يفرز بولات تجف إلى كتلة صخرية صلبة، وبعضها يجف إلى شيء يشبه الغبار”. “لقد سألني إذا كنت أعرف ما الذي يحدث، فقلت: ليس لدي أي فكرة. لماذا لا ترسل لي بعض العينات؟”
كان تركيز سويفت حتى الآن منصبًا على تراكم بلورات حمض البوليك لدى البشر، مما يؤدي إلى مشاكل صحية خطيرة مثل النقرس أو حصوات الكلى. حمض اليوريك هو أحد الأشكال الثلاثة الرئيسية التي تنتجها الحيوانات أثناء تكسير النيتروجين الزائد في أجسامها. نحن الثدييات نفرز النيتروجين الزائد على شكل يوريا، والتي، مع الكثير من الماء، تتحول إلى بول.
من ناحية أخرى، تفرز الزواحف والطيور (كلاهما ينحدر من الديناصورات) النيتروجين على شكل حمض البوليك الصلب، والذي يعتقد الباحثون أنه يمكن أن يسمح للحيوانات بالحفاظ على المياه في المناخات الجافة.
فك لغز بلورات “البول”.
ونظرًا للآثار المزعجة لحمض البوليك الصلب لدى البشر، فقد سجل الباحثون الفوائد المحتملة في معرفة كيف يبدو أن الزواحف تمرر هذه البلورات دون الكثير من المتاعب. لكن المحاولات القليلة لوصف الآليات الجزيئية بشكل صحيح لم تكن ناجحة للغاية، وفقًا لسويفت.
وقالت: “لأننا لم نكن نعرف ما الذي كنا نتعامل معه أيضًا، قمنا بتجميع كل طريقة تحليلية ممكنة تحت الشمس، ودرسناها في كل اتجاه نستطيعه”.
وشمل ذلك دراسات حيود الأشعة السينية والتحليل المجهري عالي الدقة لليورات، أو حمض البوليك الصلب، من حوالي 20 نوعًا مختلفًا من الزواحف، وخاصة الثعابين.
وكشفت النتائج التي توصلوا إليها عن آلية الزواحف المعقدة للغاية لتمرير النيتروجين. أولاً، يقومون بإنتاج كرات صغيرة من بلورات حمض اليوريك النانوية. تتخلص بعض الأنواع من هذه الكرات المجهرية بشكل مباشر، في حين كان البعض الآخر “يعيد تدوير” البلورات لتتفاعل مع الأمونيا السائلة، وهي مادة سامة عصبية مميتة.
وأوضح سويفت أن ذلك يمكّن الثعابين من تحويل الأمونيا إلى شيء صلب، وهي جزيئات أقل سمية بكثير، والتي بمجرد إخراجها تصبح “غبارًا يتطاير في مهب الريح”. ما يعنيه هذا هو أن حمض البوليك يمكن أن يلعب دورًا وقائيًا للثعابين.
وبطبيعة الحال، لا تزال هناك قفزة كبيرة للإشارة إلى أن الشيء نفسه يمكن أن ينطبق على البشر، كما اعترف سويفت. ومع ذلك، فإنها تشير إلى أن هناك المزيد مما يمكن تعلمه حول دور حمض البوليك في علم الأحياء، مضيفة: “الإفراط فيه يمثل مشكلة. والقضاء عليه تمامًا ليس خيارًا”.
وأضاف سويفت: في كلتا الحالتين، تُظهر النتائج الجديدة “القيمة في اتباع أساليب المحاكاة الحيوية في حل المشكلات المعقدة”. “لقد سمحت ملايين السنين من التاريخ التطوري للأشياء بالازدهار بطرق قد لا نفكر فيها عادة. لدى الطبيعة الكثير من العمليات الرائعة التي لا نفهمها، لأننا لم نأخذ الوقت الكافي للنظر إليها”.