معلومة

نشأت أمثلة من الفيروسات من نظام حي


هل تعرف بعض الأمثلة على فيروس أو فيروس (أو بريون) نشأ من كائن حي معروف؟ كيف يعيش الفيروس / الفيروس / البريون؟ هل يقيس الكائن الحي الذي نشأ منه الفيروس؟

تحديث

بفضل الإجابات الأولى لدي أمثلة على البريونات حديثة النشأة. هل يعرف أحد مثل هذا المثال عن الفيروسات؟


لا تزال أمراض البريون غير مفهومة جيدًا ، ولكن إحدى النظريات السائدة هي أنها بروتينات غير متطابقة تسبب المرض عن طريق تحفيز اختلال المزيد من البروتينات من نفس النوع. إذا كان هذا هو الحال ، فإنها تنشأ من الكائن الحي التي تؤثر عليها ببساطة عن طريق اختلال البروتين. في حالة الإصابة بالاعتلال الدماغي الإسفنجي البقري (مرض جنون البقر) الذي ينتقل إلى البشر وينتج عنه متغير جديد من مرض كروتزفيلد جاكوب ، يبدو أنه قد يكون قابلاً للانتقال بين الأنواع ، ولكنه ربما يحتاج إلى إصابة الأنواع وثيقة الصلة بهذا البروتين. له تماثل يمكنه العمل عليه.

لا أستطيع أن أقول أنني أعرف أي أمثلة حيث أظهر الناس من جديد خلق فيروس من كائن حي. هناك بالتأكيد متماثلات بروتين فيروسية في جينومات الكائنات الحية ، ولكن من الصعب الجدال بشأن الاتجاه لأنه من الشائع أن تلتقط الفيروسات جينات المضيف ، أو تترك وراءها جينات الفيروسات.


تنشأ أمراض البريون بشكل عفوي في كثير من الأحيان. لا يوجد سوى حوالي 170 حالة إصابة بشرية بمرض جنون البقر ، ولكن هناك حوالي 50 حالة في السنة من مرض كروتزفيلد جاكوب ، وهو سلالة عفوية من أمراض البريون في البشر. هناك حالة قوية مفادها أن مرض الزهايمر ومرض باركنسون (من بين أمراض أخرى) متشابهة في طبيعتها ، وفي هذه الحالة يكون حدوثها أكثر شيوعًا.

ومع ذلك ، فهي نتيجة لسوء تشكيل وتجميع بروتين طبيعي ينتج في أدمغتنا. وبهذا المعنى ، فهي ليست مثل التعقيد المطلوب لإنتاج فيروس دي نوفو. سيكون أقرب تشبيه فيروسي هو الفيروسات القهقرية ، والتي يمكن أن تدخل جينومها في الحمض النووي الخاص بك ، وتموت ، ومن ثم يمكن إحياؤها تلقائيًا في وقت لاحق.


من أين أتت الفيروسات؟

يعد تتبع أصول الفيروسات أمرًا صعبًا لأنها لا تترك أحافيرًا وبسبب الحيل التي يستخدمونها لعمل نسخ من أنفسهم داخل الخلايا التي غزوها. حتى أن بعض الفيروسات لديها القدرة على خياطة جيناتها في تلك الموجودة في الخلايا التي تصيبها ، مما يعني أن دراسة أسلافها تتطلب فك ارتباطها بتاريخ مضيفيها والكائنات الأخرى. ما يجعل العملية أكثر تعقيدًا هو أن الفيروسات لا تصيب البشر فحسب ، بل يمكنها أن تصيب أي كائن حي و [مدش] من البكتيريا إلى الخيول والأعشاب البحرية إلى البشر.

ومع ذلك ، تمكن العلماء من تجميع بعض التواريخ الفيروسية معًا ، استنادًا إلى حقيقة أن جينات العديد من الفيروسات و [مدشسم] مثل تلك التي تسبب الهربس و mono & mdashseem تشترك في بعض الخصائص مع الجينات الخاصة بالخلايا. قد يشير هذا إلى أنهم بدأوا كأجزاء كبيرة من الحمض النووي الخلوي ثم أصبحوا مستقلين و [مدشور] أن هذه الفيروسات ظهرت في وقت مبكر جدًا من التطور ، وبعض الحمض النووي الخاص بها عالق في جينومات الخلايا. حقيقة أن بعض الفيروسات التي تصيب البشر تشترك في سمات هيكلية مع الفيروسات التي تصيب البكتيريا قد تعني أن كل هذه الفيروسات لها أصل مشترك ، يعود تاريخه إلى عدة مليارات من السنين. يسلط هذا الضوء على مشكلة أخرى في تتبع أصول الفيروسات: يبدو أن معظم الفيروسات الحديثة عبارة عن خليط من البتات التي تأتي من مصادر مختلفة ومنهج mdasha & quotmix and match & quot لبناء كائن حي.


حقيقة أن فيروسات مثل فيروسات إيبولا وماربورغ القاتلة ، فضلاً عن الفيروسات ذات الصلة البعيدة التي تسبب الحصبة وداء الكلب ، توجد فقط في عدد محدود من الأنواع تشير إلى أن هذه الفيروسات جديدة نسبيًا وبعد كل شيء ، ظهرت هذه الكائنات مؤخرًا إلى حد ما في الزمن التطوري. من المحتمل أن العديد من هذه الفيروسات & quot؛ الجديدة & quot؛ نشأت في الحشرات منذ عدة ملايين من السنين ، وفي مرحلة ما من التطور طورت القدرة على إصابة الأنواع الأخرى و [مدش] على الأرجح عندما تتفاعل الحشرات معها أو تتغذى منها.


فيروس نقص المناعة البشرية ، الذي يُعتقد أنه ظهر لأول مرة في البشر في ثلاثينيات القرن الماضي ، هو نوع آخر من الفيروسات ، يُعرف باسم الفيروسات القهقرية. هذه الفيروسات البسيطة تشبه العناصر الموجودة في الخلايا الطبيعية التي لديها القدرة على نسخ وإدخال نفسها في جميع أنحاء الجينوم. هناك عدد من الفيروسات التي لها طريقة مماثلة لنسخ نفسها وعملية mdasha التي تعكس التدفق الطبيعي للمعلومات في الخلايا ، حيث يأتي المصطلح & quotretro & quot من & mdas ، وقد تكون أجهزتهم المركزية للنسخ بمثابة جسر من أشكال الحياة الأصلية على هذا كوكب لما نعرفه اليوم باسم الحياة. في الواقع ، نحن نحمل بين جيناتنا العديد من الفيروسات القهقرية & المنقولة والمتحجرة & mdashleft من عدوى أسلافنا البعيدين و mdash والتي يمكن أن تساعدنا على تتبع تطورنا كنوع.


ثم هناك الفيروسات التي تكون جينوماتها كبيرة جدًا لدرجة أن العلماء لا يستطيعون تحديد جزء الخلية الذي قد أتوا منه. خذ ، على سبيل المثال ، أكبر فيروس تم اكتشافه حتى الآن ، وهو فيروس ميميفيروس: جينومه أكبر بحوالي 50 مرة من فيروس نقص المناعة البشرية وهو أكبر من جينوم بعض البكتيريا. تصيب بعض أكبر الفيروسات المعروفة الكائنات الحية البسيطة مثل الأميبات والطحالب البحرية البسيطة. يشير هذا إلى أنه قد يكون لها أصل قديم ، ربما كأشكال حياة طفيلية تكيفت بعد ذلك مع نمط الحياة & quotvirus. & quot ؛ في الواقع ، قد تكون الفيروسات مسؤولة عن حلقات كبيرة من التغيير التطوري ، خاصة في الأنواع الأكثر تعقيدًا من الكائنات الحية.


ومع ذلك ، في نهاية المطاف ، على الرغم من كل ميزاتها المشتركة وقدراتها الفريدة على نسخ ونشر جينوماتها ، قد تظل أصول معظم الفيروسات غامضة إلى الأبد.


أنواع الفيروسات وكيفية عملها

على مدى عدة قرون وحتى آلاف السنين ، أودت الأمراض المعدية مثل الجدري والحصبة بحياة الملايين. ساعدت التطورات في الطب الحديث على وقف انتشار العديد من الالتهابات الفيروسية من خلال التطعيم الشامل ، وتم القضاء تمامًا على بعض أنواع العدوى.

تكلفة الإصابة بالفيروسات القاتلة

تكتسب الفيروسات عارها من خلال مزيج من معدلات الإصابة الكبيرة والوفاة ، حتى عندما تكون قوتها ضعيفة نسبيًا. لا يزال داء الكلب والحصبة وجدري الماء سيئ السمعة ، على الرغم من أن اللقاحات والأدوية قللت بشكل كبير من معدل الوفيات. بعض الفيروسات إما أنها لم تعد تشكل تهديدًا أو لا يُنظر إليها على أنها تهديد: لقد تم القضاء على الجدري ، ولم تكن هناك حالة شلل أطفال من أصل أمريكي منذ عام 1979.

لا تزال الفيروسات الأخرى نشطة وتشكل تهديدًا خطيرًا لصحة الفرد. بالإضافة إلى فيروس كورونا (COVID-19) ، لا يزال التهاب الكبد وفيروس نقص المناعة البشرية والإنفلونزا يسبب عدوى جماعية ومعدلات وفيات ملحوظة.

فئات الفيروسات الثلاثة

هناك ثلاثة أنواع مختلفة من الفيروسات يتم تمييزها من خلال شكلها. يرتبط نوع الفيروس الحلزوني الأسطواني بفيروس تبرقش التبغ. تأتي فيروسات الأظرف ، مثل الإنفلونزا وفيروس نقص المناعة البشرية ، مغطاة بغلاف دهني واقي. تصنف معظم فيروسات الحيوانات على أنها عشرونية الوجوه وهي شبه كروية الشكل.

تشترك الفيروسات ضمن هذه الفئات في خصائص متشابهة. إنها تتكون من RNA أو DNA ، وهي مغلفة إما بالبروتين أو الدهون أو البروتين السكري. إنها أيضًا طفيلية ، مما يعني أنها لا تستطيع التكاثر بدون مضيف. تعد الفيروسات أيضًا أكثر أشكال الحياة البيولوجية وفرة على هذا الكوكب. في حين أنه لا يمكن علاجهم ، فإن التطعيم يمكن أن يمنع انتشارهم.


الأمر أكثر تعقيدًا بعض الشيء

باختصار ، نعم. أو على الأقل هناك الكثير مما يوحي بأن الخط الفاصل بين الأحياء وغير الأحياء قد يكون ضبابيًا بعض الشيء.

لسبب واحد ، تحتوي بعض الفيروسات على أجزاء من الآلية الجزيئية اللازمة لتكرار نفسها. يحمل الفيروس الميميفيروس العملاق - وهو فيروس كبير جدًا لدرجة أنه كان مخطئًا في البداية على أنه بكتيريا ، وله جينوم أكبر من بعض البكتيريا - يحمل الجينات التي تمكن من إنتاج الأحماض الأمينية والبروتينات الأخرى المطلوبة للترجمة ، وهي العملية التي تتطلب الفيروسات تحول الشفرة الجينية إلى فيروسات جديدة. (لا يزال Mimivirus يفتقر إلى الحمض النووي الريبوزومي ، والذي يرمز لتجميع البروتينات التي تقوم بعملية الترجمة).

علامة أخرى على الحدود غير الواضحة بين الأحياء وغير الحية هي أن الفيروسات تشترك في الكثير من جيناتها مع الخلايا المضيفة. وجدت دراسة أجريت عام 2015 عن طيات البروتين ، الهياكل التي تتغير قليلاً أثناء التطور ، في آلاف الكائنات الحية والفيروسات ، أن 442 طيات مشتركة عبر الكل و 66 فقط كانت خاصة بالفيروسات.

تشير هذه النتائج إلى أن الفيروسات ربما تطورت جنبًا إلى جنب مع الخلايا "الحية" الأولى. كما يوضح جوستافو كايتانو أنوليس ، أحد مؤلفي دراسة طية البروتين ، "نحن بحاجة إلى توسيع نطاق تعريفنا للحياة والأنشطة المرتبطة بها. & # 8221

المعهد الملكي الأسترالي لديه مصدر تعليمي يعتمد على هذه المقالة. يمكنك الوصول إليه هنا ..

ميناء جيك

يساهم Jake Port في سلسلة Cosmos التوضيحية.

اقرأ الحقائق العلمية وليس الخيال.

لم يكن هناك وقت أكثر أهمية من أي وقت مضى لشرح الحقائق والاعتزاز بالمعرفة القائمة على الأدلة وعرض أحدث الإنجازات العلمية والتكنولوجية والهندسية. تم نشر كوزموس من قبل المعهد الملكي الأسترالي ، وهي مؤسسة خيرية مكرسة لربط الناس بعالم العلوم. تساعدنا المساهمات المالية ، مهما كانت كبيرة أو صغيرة ، على توفير الوصول إلى المعلومات العلمية الموثوقة في وقت يحتاجه العالم بشدة. يرجى دعمنا من خلال التبرع أو شراء اشتراك اليوم.

التبرع

ما الذي جاء أولاً ، الخلايا أم الفيروسات؟

لغز بيولوجي يذهب إلى قلب أصل الحياة.

هل يمثل البشر حقًا ذروة التطور ، أم يفعلون الفيروسات؟ على الرغم من أننا تطورنا على طول مسار التعقيد المتزايد باستمرار ، فقد نجحت الفيروسات في الانسيابية والتخلص بنجاح من جميع الجينات الأساسية باستثناء حفنة من الجينات ، نُشر البحث في تقدم العلم يقترح في سبتمبر.

توصل Gustavo Caetano-Anolles وزملاؤه في جامعة إلينوي إلى هذا الاستنتاج بعد أن ابتكروا طريقة جديدة لرسم خريطة لشجرة العائلة الميكروبية. ووجدوا أن الفيروسات لم تتطور أولاً. بدلاً من ذلك ، انحدرت الفيروسات والبكتيريا من شكل حياة خلوي قديم. ولكن بينما - مثل البشر - تطورت البكتيريا لتصبح أكثر تعقيدًا ، أصبحت الفيروسات أبسط.

اليوم ، الفيروسات صغيرة جدًا وبسيطة ، ولا يمكنها حتى التكاثر من تلقاء نفسها. تحمل الفيروسات المعلومات الجينية الأساسية التي تحتاجها فقط لتتمكن من التسلل داخل الخلية المضيفة وإقناعها بعمل نسخ جديدة من الفيروس. فيروس الإنفلونزا ، على سبيل المثال ، يحتوي فقط على 14 جينًا مشفرًا للبروتين. نظرًا لأن الفيروسات عادةً ما تكون أساسية جدًا ، لم يعتقد العديد من علماء الأحياء أنه يمكن تصنيفها على أنها شكل من أشكال الحياة.

لكن منذ أكثر من عقد بقليل ، بدأت نظرتنا للفيروسات في التحول. أدرك العلماء الفرنسيون الذين كانوا يفحصون ميكروبًا غامضًا يشبه البكتيريا ، ولكنه كان مختلفًا تمامًا من الناحية الوراثية عن البكتيريا ، أنهم اكتشفوا فيروسًا عملاقًا. وأطلقوا على هذه البكتيريا اسم "ميكروب مقلد" أو "فيروس ميميفيروس".

ولم يكن mimivirus كبيرًا من الناحية الجسدية فقط. أظهروا أنه يحمل أكثر من 1000 جين - جينوم ضخم لفيروس ، فقط بضع مئات من الجينات أصغر من بعض البكتيريا. تم اكتشاف العديد من الفيروسات العملاقة منذ ذلك الحين ، حيث تحتوي فيروسات باندورا على حوالي 1100 جين.

أثار التعقيد الجيني لهذه الميكروبات الوحشية الاهتمام بسؤال طويل الأمد حول الفيروسات - متى تطورت لأول مرة؟ هل كانت الفيروسات نقطة انطلاق تطورية لحياة خلوية أكثر تعقيدًا؟ أم أنهم ظهروا في وقت لاحق؟ السؤال شائك. نظرًا لكونها مكونة من بضعة خيوط قصيرة من الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي ملفوفة في غلاف بروتيني ناعم ، فإن الفيروسات لا تتحلل. وبدون وجود سجل أحفوري للدراسة ، كان من المستحيل تقريبًا فك نسبهم.

لمحاولة حل مسألة تطور الفيروس ، طور كايتانو أنولز طريقة جديدة لإعادة بناء شجرة عائلة الميكروبات ، وإعادة البكتيريا والفيروسات إلى أصولها.

عادة ما يصنع العلماء أشجار عائلة تطورية ، أو "أشجار النشوء والتطور" ، من خلال مقارنة الجينات بين الأنواع. كلما زاد عدد الجينات المشتركة بين كائنين ، كلما زاد ارتباطهما. لكن هذه التقنية تتيح لك فقط إرجاع مليون سنة أو نحو ذلك. أي أبعد من ذلك ، فقد تحور الحمض النووي لدرجة أنه من المستحيل رؤية أوجه التشابه بين الأنواع.

أراد Caetano-Anolles العودة إلى بدايات الحياة على الأرض - منذ حوالي 3.5 مليار سنة. لذا بدلاً من مقارنة الجينات ، قارن فريقه شكل أو "ثنيات" البروتينات. البروتينات هي آلات جزيئية عالية الدقة - إذا غيرت شكلها ، فإنك تعطل وظيفتها. في حين أن الحياة يمكن أن تتسامح مع الانجراف اللطيف المستمر في الشفرة الجينية ، فإن شكل البروتين أمر بالغ الأهمية ، وبالتالي يتطور بشكل أبطأ بكثير. يقول مايكل تشارلستون ، عالم الأحياء الحاسوبية في جامعة تسمانيا ، إن استعادة شكل البروتين "يعيدنا إلى الوراء بقدر ما نأمل أن نذهب إليه".

طور الباحثون خوارزميات لمقارنة أشكال البروتين لـ 3460 فيروسًا و 1620 خلية. ووجدوا أن 442 طية بروتينية مشتركة بين الخلايا والفيروسات ، لكن 66 مرة كانت فريدة بالنسبة للفيروسات.

لفهم البيانات ، قام الفريق بترتيب طيات البروتين في شجرة نمت & # 8216 فرع جديد & # 8217 في كل مرة يتطور نوع جديد من طيات البروتين. كلما كان ذلك ممكنًا ، استخدم الفريق الأدلة الأحفورية لتحديد تاريخ تقريبي لبرعم فروع معينة. على سبيل المثال ، شوهدت طية بروتين معينة لأول مرة في البكتيريا الزرقاء (الطحالب الخضراء المزرقة) ، وظهرت لاحقًا في جميع نسلها. بمقارنة الوقت الذي ظهرت فيه البكتيريا الزرقاء لأول مرة في السجل الأحفوري (قبل 2.1 مليار سنة) بالوقت الذي ظهر فيه نسلها لاحقًا ، يمكن أن يثبتوا ظهور هذه الطية المعينة منذ حوالي ملياري سنة.

وفقًا لشجرة عائلة Caetano-Anolles الميكروبية ، الفيروسات قديمة - لكنها لم تكن الشكل الأول للحياة. في الواقع ، تشير شجرة عائلته إلى أن الفيروسات والبكتيريا تشترك في سلف مشترك - خلية تعمل بكامل طاقتها وتتكاثر ذاتيًا عاشت قبل حوالي 3.4 مليار سنة ، بعد وقت قصير من ظهور الحياة لأول مرة على الكوكب. من هذه الخلية ، تطورت البكتيريا في اتجاه التعقيد المتزايد ، في حين أن الفيروسات تفرز تدريجيًا الجينات التي وجدت أنها لم تكن بحاجة إليها - حتى لم تعد قادرة على التكاثر بمفردها.

يبدو أن الخطوة الرئيسية في الرحلة التطورية للفيروس قد حدثت منذ حوالي 1.5 مليار سنة - هذا هو العمر الذي قدر فيه الفريق ظهور 66 طية بروتينية خاصة بالفيروس. تعود هذه التغييرات إلى البروتينات الموجودة في الغلاف الخارجي للفيروس - وهي الآلية التي تستخدمها الفيروسات لاقتحام الخلايا المضيفة.

بالنسبة لتشارلستون ، النقطة المهمة في الدراسة هي عدد البروتينات المشتركة بين البكتيريا والفيروسات اليوم. يقول: "لقد أذهلتني فكرة الحفاظ على طيات البروتين هذه". "هذا دليل قوي حقًا على أن لديهم سلفًا مشتركًا في طريق العودة."

اليوم ، من المغري التفكير في الفيروسات على أنها مجرد آفات. لكن كايتانو أنولس تقول: "إنهم ليسوا من عوامل التدمير". ستبدو الحياة على الأرض مختلفة تمامًا بدون سكاننا الفيروسيين. يقول جيمس شابيرو ، عالم الأحياء الدقيقة بجامعة شيكاغو: "لن نكون هنا بدونهم". على سبيل المثال ، يتكهن الباحثون بأن العدوى الفيروسية في أحد الثدييات البدائية قبل أكثر من 100 مليون سنة أدت إلى تحميل جين ساعد المشيمة على التطور. Syncytin عبارة عن فيروسات بروتينية تستخدم لدمج الخلايا معًا من أجل الانتقال من خلية مضيفة إلى أخرى. في الثدييات ، يدمج خلايا المشيمة مع الرحم ، مما يسمح للجنين بسحب العناصر الغذائية من أمه.

وفيما يتعلق بالسؤال الأكثر تجريدًا حول ما إذا كانت الفيروسات مؤهلة لتكون حياة ، يجادل كايتانو-أنولز أنه إذا كانت الفيروسات منحدرة من الخلايا الحية ، فإنها لا تزال على قيد الحياة الآن - ولكن بطريقة فريدة: عندما تصيب الفيروسات خلية ، فإن هذا التجمع يشكل a نظام المعيشة الكامل.

يوافقه الرأي جون ماتيك ، عالم الأحياء الجزيئية ومدير معهد غارفان في سيدني. "يقول الناس أن الفيروسات لا تعيش بحرية. لكن هذا سؤال فلسفي - هل نحن نعيش بحرية؟ " سأل. "لا يمكننا العيش بدون نباتات. الحياة نظام مترابط ".

فيفيان ريختر

فيفيان ريختر كاتبة علمية مستقلة تقيم في ملبورن.

اقرأ الحقائق العلمية وليس الخيال.

لم يكن هناك وقت أكثر أهمية من أي وقت مضى لشرح الحقائق والاعتزاز بالمعرفة القائمة على الأدلة وعرض أحدث الإنجازات العلمية والتكنولوجية والهندسية. تم نشر كوزموس من قبل المعهد الملكي الأسترالي ، وهي مؤسسة خيرية مكرسة لربط الناس بعالم العلوم. تساعدنا المساهمات المالية ، مهما كانت كبيرة أو صغيرة ، على توفير الوصول إلى المعلومات العلمية الموثوقة في وقت يحتاجه العالم بشدة. يرجى دعمنا من خلال التبرع أو شراء اشتراك اليوم.

التبرع

بغض النظر عن جانب النقاش الذي قد تدور حوله ، فنحن نعلم أنه يمكن إلغاء تنشيط الفيروسات. بمجرد أن تصبح غير نشطة ، لا يمكنها إصابة خلية مضيفة.

هناك نوعان من الفيروسات ، تلك التي تحتوي على قشرة خارجية دهنية أو دهنية ، وتلك التي تحتوي على طبقة بروتينية تسمى القفيصة. بالنسبة للفيروسات التي تحتوي على قشرة دهنية ، يمكنك استخدام الصابون الشائع لتمزيق الغلاف الخارجي وإلغاء تنشيط الفيروس. يمكن بعد ذلك غسل الأجزاء المتبقية في الحوض وهي غير ضارة. إن الشيء العظيم في هذا هو أن الأمر لا يستغرق سوى حوالي 20 ثانية من غسل اليدين جيدًا بالماء والصابون للقيام بذلك. يحتوي الفيروس المسبب لـ COVID-19 على غلاف دهني بحيث يمكن تعطيله باستخدام الصابون.

الفيروسات التي تحتوي على طلاءات بروتينية مثل فيروسات الأنف والفيروسات الغدية التي تسبب نزلات البرد لا يتم إبطال مفعولها بواسطة الصابون ، ولكن لا يزال يتم طردها من الجلد والأسطح بحيث يمكن غسلها في الحوض. وهذا أيضًا هو السبب في أن غسل اليدين بالماء والصابون أفضل من استخدام معقم اليدين. معقمات الأيدي ليس لها نفس التأثير في إزالة الفيروسات من بشرتنا حتى يمكن غسلها في الحوض.

بينما نعلم أن العديد منكم جاءوا إلى هذه الصفحة لمعرفة ما إذا كانت الفيروسات حية أم لا ، فقد تلقينا أيضًا العديد من أسئلة المتابعة حول فيروس كورونا. إليك بعض الموارد التي نعتقد أنها قد تكون مفيدة:


أمثلة على أنظمة الأعضاء

أنظمة الأعضاء البشرية هي:

  • غلافي
  • الهيكل العظمي
  • عضلي
  • الدموية
  • تنفسي
  • الجهاز الهضمي
  • البولية
  • منيع
  • متوتر
  • الغدد الصماء
  • الإنجابية

نظام غلافي

يتكون الجهاز الغشائي من أعضاء خارجية تحمي الجسم من التلف ، بما في ذلك الجلد والأظافر والشعر. الجلد هو أكبر عضو في جسم الإنسان. وتتكون من ثلاث طبقات: البشرة ، والأدمة ، واللحمة ، والتي تحتوي على دهون مخزنة في الجسم. يتكون كل من الأظافر والشعر من بروتين الكيراتين. في الحيوانات الأخرى ، قد يشتمل نظام غلافي على ريش أو حراشف أو حوافر.

إلى جانب حماية الأعضاء الداخلية من التلف الجسدي ، فإن النظام الغذائي له وظائف أخرى متعددة مثل الحماية من غزو الفيروسات والجفاف وحروق الشمس والتغيرات في درجة الحرارة ، مما يجعل فيتامين د من خلال التعرض لأشعة الشمس وإخراج الفضلات من خلال التعرق.

نظام الهيكل العظمي

يتكون نظام الهيكل العظمي من جميع العظام في جسم الإنسان ، أي الهيكل العظمي. يشكل الهيكل العظمي الهيكل الداعم للجسم. انها تأتي من اليونانية σκελετός (الهياكل العظمية)، وهذا يعني & # 8220dried up & # 8221 ، في إشارة إلى طبيعة العظام الجافة. الرضيع البشري لديه 270 عظمة ، بعضها يندمج معًا ليشكل 206 عظمة في جسم الإنسان البالغ. الغضروف هو مقدمة العظام عند نمو الجنين ، ويوجد في بعض الهياكل في جسم الإنسان مثل الأنف والأذنين والمفاصل.
يسمى هيكل الدعم الداخلي في الحيوان الهيكل الداخلي. بعض الحيوانات مثل الحشرات لها أغلفة صلبة تسمى الهياكل الخارجية من الخارج بدلاً من داخل الجسم.

الجهاز العضلي

يشمل الجهاز العضلي أنواعًا مختلفة من العضلات في الجسم: عضلات القلب ، والعضلات الملساء ، والعضلات الهيكلية. توجد عضلات القلب فقط في القلب وتتقلص لضخ الدم. توجد العضلات الملساء في أعضاء مثل المعدة والأمعاء والمثانة وتتحرك دون جهد واعي من قبل الكائن الحي. ترتبط عضلات الهيكل العظمي بالعظام وتعمل معًا لتحريك الجسم.

الدورة الدموية

لدى البشر والفقاريات الأخرى أجهزة دوران مغلقة ، حيث يكون الدم محاطًا بأوعية دموية مثل الأوردة والشرايين. تمتلك بعض الحيوانات ، مثل الحشرات ، أجهزة دوران مفتوحة ، حيث يتم ضخ الدم في تجاويف الجسم دون استخدام الأوعية.

الجهاز التنفسي

يتكون الجهاز التنفسي من الأعضاء المستخدمة للتنفس ، بما في ذلك الرئتين والحجاب الحاجز والقصبة الهوائية والشعب الهوائية والقصيبات. في الرئتين ، يتم تبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بين الهواء الخارجي والدم. الحيوانات الأخرى تتنفس من خلال الخياشيم أو حتى من خلال جلدها.

الجهاز الهضمي

يقوم الجهاز الهضمي بهضم الطعام وامتصاصه في الجسم. وهي مكونة من الجهاز الهضمي (الذي يشمل المريء والمعدة والكبد والأمعاء) جنبًا إلى جنب مع أجهزة الهضم الملحقة. وتشمل هذه اللسان والكبد والبنكرياس والمرارة.

الجهاز البولي

يتخلص الجهاز البولي من فضلات الجسم على شكل بول. الكلى والحالب والمثانة والإحليل كلها جزء من الجهاز البولي. في بعض الأحيان يتم تجميع أعضاء الجهاز البولي مع أعضاء تزيل الفضلات مثل الجلد والرئتين والأمعاء الغليظة ، وهذا ما يسمى الجهاز الإخراجي.

الجهاز المناعي

جهاز المناعة هو نظام دفاع للكائن الحي يقي من الأمراض. تشمل الأجزاء المهمة في الجهاز المناعي الكريات البيض (خلايا الدم البيضاء) ونخاع العظام والغدة الصعترية. هناك أنواع مختلفة من خلايا الدم البيضاء ، مثل الخلايا التائية المساعدة والخلايا التائية القاتلة والخلايا البائية. يرتبط الجهاز اللمفاوي أيضًا بجهاز المناعة.

الجهاز العصبي

يرسل الجهاز العصبي ويفسر إشارات من أجزاء مختلفة من الجسم وينظم أفعال الجسم. يشمل الجهاز العصبي المركزي الدماغ والنخاع الشوكي ، بينما يتكون الجهاز العصبي المحيطي من أعصاب تسمح للجهاز العصبي المركزي بالاتصال ببقية الجسم.

نظام الغدد الصماء

يتكون جهاز الغدد الصماء من جميع الغدد في الجسم التي تنتج الهرمونات ، والتي تنتقل عبر مجرى الدم لتؤثر على الأعضاء الأخرى. بعض الغدد المهمة هي الغدة النخامية ، التي تنتج الهرمونات الإنجابية والعديد من الهرمونات الأخرى التي تنظم الجسم ، وهي الغدة الدرقية ، والتي لها دور في التمثيل الغذائي وتخليق البروتين والغدد الكظرية ، التي تنتج الأدرينالين وتحفز استجابة القتال أو الطيران.

الجهاز التناسلي

يشمل الجهاز التناسلي الأعضاء التناسلية للكائن الحي. في الإناث ، بعض الأعضاء التناسلية هي المهبل والرحم والمبيض. في الذكور ، بعض الأعضاء التناسلية هي القضيب والخصيتين والسجود والأسهر. تلعب كل هذه الأعضاء دورًا في التكاثر الجنسي.


التعريف الطبي للفيروس

فايروس: كائن حي دقيق أصغر من بكتيريا لا يمكنها النمو أو التكاثر بمعزل عن الخلية الحية. يغزو الفيروس الخلايا الحية ويستخدم أجهزتها الكيميائية لإبقاء نفسه على قيد الحياة ولتكرار نفسه. قد تتكاثر بإخلاص أو مع وجود أخطاء (طفرات) هذه القدرة على التحور هي المسؤولة عن قدرة بعض الفيروسات على التغيير الطفيف في كل شخص مصاب ، مما يجعل العلاج صعبًا. تسبب الفيروسات العديد من الإصابات البشرية الشائعة وهي مسؤولة أيضًا عن عدد من الأمراض النادرة. تتراوح أمثلة الأمراض الفيروسية من نزلات البرد ، التي يمكن أن تكون ناجمة عن أحد فيروسات الأنف ، إلى الإيدز الذي يسببه فيروس نقص المناعة البشرية. قد تحتوي الفيروسات إما على DNA أو RNA كمادة وراثية. فيروس الهربس البسيط وفيروس التهاب الكبد B هما فيروسات الحمض النووي. تحتوي فيروسات الحمض النووي الريبي على إنزيم يسمى النسخ العكسي الذي يسمح بعكس التسلسل المعتاد من الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي حتى يتمكن الفيروس من صنع نسخة من الحمض النووي نفسه.
تشمل فيروسات الحمض النووي الريبي فيروس نقص المناعة البشرية وفيروس التهاب الكبد الوبائي سي. قام الباحثون بتجميع الفيروسات معًا في عدة عائلات رئيسية ، بناءً على شكلها وسلوكها وخصائصها الأخرى. وتشمل هذه فيروسات الهربس ، والفيروسات الغدية ، والفيروسات البابوية (بما في ذلك
فيروسات الورم الحليمي) ، فيروسات الكبد ، فيروسات الجدري ، والفيروسات الصغيرة ، من بين فيروسات الحمض النووي. على جانب فيروس الحمض النووي الريبي ، تشمل العائلات الرئيسية فيروسات بيكورنا (بما في ذلك فيروسات الأنف) ، والفيروسات الكلسية ، والفيروسات المخاطانية ، والفيروسات المخاطانية ، والفيروسات الربدية ، والفيروسات القهقرية ، والفيروسات القهقرية. هناك العشرات
من عائلات الفيروسات الأصغر ضمن هذه التصنيفات الرئيسية. العديد من الفيروسات هي مضيفة محددة ، قادرة على إصابة وتسبب المرض في البشر أو حيوانات معينة فقط.


الفيروسات

هل تتذكر آخر مرة عانيت فيها من التهاب في الحلق أو حمى أو سعال؟ هناك فرصة جيدة لأنك شعرت بالمرض لأن جسمك كان يحارب فيروسًا ، وهو غاز صغير يستخدم خلاياك لنسخ نفسه. يمكن للفيروسات أن تصيب كل كائن حي معروف. الحيوانات والنباتات وحتى البكتيريا تصاب بالفيروسات. تسمى البكتيريا أو الفيروسات التي تصيب الكائنات الحية الأخرى بمسببات الأمراض.

على الرغم من أننا نحاول الابتعاد عن مسببات الأمراض ، فإن العديد من البكتيريا والفيروسات الأخرى مفيدة. تعد البكتيريا التي تعيش في المحيطات والتربة مهمة لتدوير المغذيات في البيئة. تقوم بكتيريا أخرى بتحويل الحليب إلى زبادي أو جبن لنأكله.

حتى أن هناك بعض الفيروسات والبكتيريا المفيدة التي تعيش بداخلك تسمى متبادلة. تساعد بعض الفيروسات والبكتيريا الموجودة بداخلك في حماية جسمك من العدوى الأكثر خطورة ، ويمكن أن تساعد الفيروسات الأخرى النباتات على النجاة من البرد أو الجفاف بشكل أفضل. تساعدك البكتيريا الموجودة في أمعائك على هضم طعامك وإنتاج فيتامينات لا يمكنك صنعها بنفسك.

إذا تمكنا من رؤية الفيروسات بأعيننا ، فسنرى أنها موجودة في كل مكان حولنا. لحسن الحظ ، يمكن لجهازك المناعي إزالة معظم الفيروسات التي تجعلك مريضًا. في بعض الحالات ، يعطينا الأطباء أدوية يمكنها إبطاء الفيروسات الصعبة لمساعدة جهاز المناعة لديك على مكافحتها.


هل الفيروسات حية؟ أدلة جديدة تقول نعم

الأنفلونزا ، السارس ، الإيبولا ، فيروس نقص المناعة البشرية ، نزلات البرد. كل واحد منا على دراية بهذه الأسماء. إنها فيروسات - جزء صغير من المادة الجينية (DNA أو RNA) مغلف بغلاف بروتيني. لكن ما لا نفهمه حقًا ، وما كافح العلماء معه منذ بدء دراسة علم الفيروسات ، هو ما إذا كانت الفيروسات تعيش بالفعل أم لا. ورقة نشرت اليوم في تقدم العلم فقط قد يغير ذلك. من خلال إنشاء طريقة موثوقة لدراسة الفيروسات & # 8217 التاريخ التطوري الطويل - الذي كان شبه مستحيل حتى الآن - وجد الباحثون أدلة جديدة تشير بقوة إلى أن الفيروسات كيانات حية بالفعل.

جادل العلماء منذ فترة طويلة بأن الفيروسات غير حية ، وأنها أجزاء من الحمض النووي والحمض النووي الريبي تسقط من الخلايا الأخرى. في الواقع ، استنادًا إلى كل شيء آخر نعرفه حول ما يلزم للتأهل للحياة ، يبدو أن الفيروس لا يناسب التكلفة. هناك العديد من العمليات الحياتية ، مثل القدرة على التمثيل الغذائي ، والتي لا تقوم بها الفيروسات. يبدو أن الفيروسات تقوم بعملية حياة واحدة فقط ، وهي عملية تكاثر ، ولكن حتى ذلك الحين ، لا تحمل الفيروسات الفردية آلية ترجمة ، أي البروتينات اللازمة لقراءة الحمض النووي والحمض النووي الريبي الخاص بها وبناء فيروسات جديدة. يغزون خلية ويختطفون أدواتها الجينية للقيام بذلك نيابة عنهم.

ولكن خلال العقد الماضي ، بدأت التطورات في علم الفيروسات تكشف المزيد والمزيد عن أن الفيروسات قد تكون في الواقع على قيد الحياة. كان أحدها اكتشاف فيروسات ميميفيروس ، وهي فيروسات عملاقة ذات مكتبات جينومية كبيرة أكبر من بعض البكتيريا. لوضع هذا في المنظور ، فإن بعض الفيروسات ، مثل فيروس إيبولا ، لديها ما لا يقل عن سبعة جينات. بعض هذه الكواكب العملاقة لديها جينات للبروتينات المطلوبة للترجمة - هؤلاء القراء للحمض النووي والـ RNA الذين بدورهم يبنون فيروسات جديدة. هذا يلقي بعدم وجود حجة آلية الترجمة لتصنيفها على أنها غير حية رأسًا على عقب.

بيولوجيا عالمية توحد الفيروسات والخلايا.

على الرغم من بعض هذه النتائج الجديدة ، إلا أن علامة استفهام عملاقة في المناقشة بأكملها كانت كيف يبدو التاريخ التطوري للفيروسات. لذا فإن علوم المحاصيل بجامعة إلينوي ومعهد Carl R. Woese لبيولوجيا الجينوم الأستاذ جوستافو كايتانو أنولز وطالب الدراسات العليا أرشان ناصر ، أخذوا على عاتقهم مهمة طموحة لمحاولة تتبع مثل هذا التاريخ. من الواضح أن الفيروسات تتطور - اسأل أي متخصص طبي - ولديها أيضًا تنوع هائل (هناك أقل من 4900 فيروس موصوف حتى الآن ، لكن التقديرات تشير إلى أن العدد الإجمالي للأنواع الفيروسية يزيد عن مليون).

ولكن نظرًا لأن سلاسل الحمض النووي والحمض النووي الريبي الصغيرة داخل فيروس معين تتكرر مرات عديدة داخل مضيف واحد ، وحتى تختلط جزئيًا مع الحمض النووي للمضيف أثناء العملية ، تحدث الطفرات كثيرًا وبوتيرة سريعة ، كما يقول كايتانو أنولز. هذا يجعل دراسة جينات الفيروس لمعرفة تاريخه التطوري مثمرًا مثل شرح مبادئ ميكانيكا الكم إلى Cheshire Cat.

لحل هذه المشكلة ، نظر كايتانو أنولز وناصر بدلاً من ذلك في طيات البروتين. يشرح كايتانو-أنولز أن هذه هي ببساطة الأشكال الشبيهة بالأحجية للبروتينات الفريدة للفيروسات والخلايا التي تسمح لها بأداء الوظائف الجزيئية الأساسية. يتم ترميز الأشكال المحددة لهذه البروتينات بواسطة الجينات ، ولا تتغير بشكل جذري بمرور الوقت ، على عكس تسلسل الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي ، مما يوفر علامة جيدة للنظر إلى الوراء في التاريخ.

تحليل طيات البروتين يفتح نافذة على الأحداث التطورية المبكرة

والآن من أجل الأرقام. حلل كايتانو أنولز وناصر طيات البروتين لـ 5080 كائنًا - 3460 فيروسًا و 1620 خلية من كائنات أخرى تمثل كل فرع من فروع شجرة الحياة. ما وجدوه كان هائلاً: 442 طية بروتينية تمت مشاركتها بين الخلايا والفيروسات إلى جانب 66 طية كانت فريدة بالنسبة للفيروسات. ما يشير إليه هذا إذن هو تفرع من نوع ما.

يقترح أن الفيروسات لم تكن ببساطة تفرز المادة الجينية للخلايا ، ولكنها تشترك في خصائص فريدة مع الخلايا (وبالتالي كانت حية) وتطورت في النهاية ككيانات منفصلة. يقول كايتانو أنولز: "نحن الآن قادرون على بناء أشجار حياة عالمية حقًا ، تصف أصل وتنوع الكائنات الحية والفيروسات."

تقدم هذه النتائج بعضًا من أقوى الأدلة حتى الآن على أن الفيروسات حية بالفعل. "إن مجرد حقيقة وجود بيولوجيا عالمية توحد الفيروسات والخلايا تبرر الآن بناء شجرة الحياة التي تحتضن الفيروسات جنبًا إلى جنب مع الخلايا." يقول كايتانو أنوليس. الشيء المثير للاهتمام في هذه النتائج هو أنها تشير إلى أن الفيروسات يجب أن تكون قد تنوعت عن الخلايا القديمة من خلال عملية تسمى التطور الاختزالي ، حيث تبسط الكائنات الحية بدلاً من أن تصبح أكثر تعقيدًا. يشرح ناصر أن الفيروسات كانت على الأرجح "أكثر خلوية في الطبيعة وكانت موجودة في شكل خلايا بدائية". كانت الخلايا القديمة التي استقرت فيها هذه الفيروسات البدائية هي تلك الموجودة في آخر سلف مشترك عالمي سبقت الحياة المتنوعة منذ حوالي 2.45 مليار سنة.

في مرحلة ما ، تم تقليص أو إزالة جينومات هذه الخلايا الفيروسية القديمة ، لدرجة أنها فقدت طبيعتها الخلوية وأصبحت فيروسات حديثة. يقول ناصر إن "الفيروسات تستعيد وجودها" الخلوي "اليوم عندما تدخل وتتحكم في أي خلية". عندما تنفث خلية مصابة فيروسات جديدة ، فمن المرجح أنها تشبه إلى حد كبير تلك الخلايا القديمة التي تصنع فيروسات بدائية. ويختتم ناصر: "هكذا ، في البداية ، كان الفيروس زائد الخلية موجودًا كوحدة واحدة. اليوم ، هم منقسمون ولكن يمكنهم استعادة ارتباطهم بالعدوى الفيروسية للخلية ".

تأتي هذه الدراسة في أعقاب الاكتشافات الحديثة. كشف الفهم الأكبر للتطور الاختزالي عن أمثلة عديدة للكائنات الطفيلية مثل البكتيريا والفطريات التي تعتمد على العوائل لإكمال دورات حياتها. يأمل ناصر في أن نتائجهم المضافة إلى الأدلة الموجودة ستتطلب من العلماء تضمين الفيروسات في صورة التطور الخلوي. ويقول: "إن استبعادهم سيؤدي دائمًا إلى صورة غير مكتملة". قد يكون هذا مفرط في الأمل ، لكن الباحثين لم يرتدوا. يقول كايتانو أنولز ، "آمل أن يسهل هذا تغييرًا جذريًا في تصوراتنا عن الغلاف الجوي."