نوشته: جان جورج
ترجمه: سليمان فرهاديان
تصويربرداري تشديد مغناطيسي (MRI) امروزه به يك روش تشخيصي بسيار مناسب و عالي تبديل شده است كه در بسياري از موارد روش هاي قديمي تر همانند توموگرافي را منسوخ كرده است. براي گسترش روزافزون روش هاي عكسبرداري MRI مي توان دلايل متعددي را ذكر كرد كه از جمله مهمترين آنها مي توان به موارد زير اشاره كرد: غيرتخريبي و غيرمضر بودن اين روش، عدم استفاده از تابش هاي يونيزه كننده، قدرت تفكيك بسيار بالا براي عكسبرداري از بافت هاي نرم و تشخيص صحيح در بسياري از موارد. علاوه بر اينها اين روش مي تواند اطلاعات مورفولوژيك (ريخت شناسي) و نحوه عملكرد اجزا را با دقت قابل قبولي در اختيار قرار دهد. در مراحل اوليه ابداع و توسعه MRI متخصصين زيادي از رشته هاي مختلف همانند راديولوژيست ها، تكنسين ها، پزشكان و دانشمندان با يكديگر همكاري تنگاتنگي داشتند. اولين سري از آزمايشات موفقيت آميز مربوط به تشديد مغناطيسي هسته (NMR) در سال ۱۹۴۶ توسط دو دانشمند آمريكايي كه مستقل از يكديگر كار مي كردند انجام شد.
با توجه به گسترش فناوري و بهبود روش هاي ساخت اجزاي اين دستگاه ها و توسعه نرم افزارهاي مربوطه نه تنها جزييات آناتومي مغز بلكه اطلاعات مربوط به نحوه عملكرد مغز موجودات زنده نيز افزايش يافته است.
دانشمندان رشته هاي مختلف دپارتمان انرژي (DOE) در نظر دارند ضمن تشريك مساعي با يكديگر فناوري هاي جديد را توسعه داده و از آنها براي مطالعه نحوه عملكرد مغز استفاده كنند. هدف محققان اين است كه درك ما را از چگونگي كاركرد مغز توسعه داده و ابزارهاي لازم براي تشخيص و درمان بيماري هاي ذهني و عصب شناختي را بهبود بخشند.
رويكرد اين دانشمندان شامل استفاده از فناوري حسگرهاي پيشرفته، تلفيق سيستم هاي پيچيده، مدل سازي هاي رياضي و رايانه تجسم محاسباتي Computational Visualization) ) است. در آزمايشگاه ملي لس آلاموس، روش هاي اوليه اي كه براي تصويربرداري غيرتخريبي از عملكرد مغز مورد مطالعه قرار گرفت عبارتند از: مگنتو آنسفالوگرافي (MEG) و تلفيق MEG با تصويربرداري تشديد مغناطيسي (MRI) و MRI كارآمد (FMRI).
روش MEG ميدان مغناطيسي ظريفي را كه به وسيله جريان هاي الكتريكي سلول هاي عصبي موجود در مغز ايجاد مي شود اندازه مي گيرد. اين ميدان هاي مغناطيسي ظريف را مي توان به وسيله حسگرهاي تداخل كوانتوم ابررسانايي (SQUID) اندازه گرفت. اين ابزارها دقيق ترين آشكارسازهاي ميدان مغناطيسي شناخته شده هستند كه با آرايش خاصي در سطح خارجي سر نصب مي شوند. روش MEG يكي از كم خطرترين و بي زيان ترين روش هاي بررسي عملكرد مغز است چرا كه در اين روش حتي از ميدان مغناطيسي خارجي هم استفاده نمي شود. اطلاعات حاصل از MEG به يك رايانه پيشرفته منتقل مي شود و بدين ترتيب مي توان منشا هر كدام از فعاليت هاي عصبي را در مغز تشخيص داده و با دقتي در حدود يك هزارم ثانيه يا بهتر آنها را از يكديگر تشخيص داد. اخيرا يك نوع جديد از حسگرهاي MEG ابداع شده است كه بر پايه مفهوم سطوح تصويربرداري ابررسانايي (SIS) مبتني است. در اين شيوه در حالي كه حسگرهاي SIS از ميدان هاي مغناطيسي قوي تر خارجي همانند ميدان هاي مغناطيسي ايجاد شده به وسيله موتورهاي الكتريكي يا ميدان هاي مغناطيسي زمين محافظت شده اند تصويري از منشاء ميدان مغناطيسي را ارائه مي كند. (به عبارت ديگر خطوط ميدان مغناطيسي منابع خارجي نمي توانند به حسگرهاي SIS نفوذ كنند. ) در نتيجه فناوري SIS مي تواند نسبت سيگنال به نويز را در اندازه گيري MEG بهبود بخشد. (هر چه نسبت سيگنال به نويز در يك ابزار اندازه گيري بهتر شود، اندازه گيري با دقت بالاتري امكان پذير مي شود. م)
نمونه هاي اوليه اي از اين تجهيزات عكسبرداري كه با اين ايده ساخته شده با موفقيت كامل مورد آزمايش قرار گرفته است و يك نوع «كلاه ايمني» ويژه كه داراي مجموعه اي از حسگرهايي است كه با آرايش خاص و با استفاده از همين ايده طراحي شده، در حال ساخت است. تصويربرداري از عملكرد مغز با استفاده از MEG نيازمند يك سري از ابزارهاي محاسباتي براي جمع آوري و پردازش سيگنال ها، مدل سازي فيزيك اندازه گيري ها و ساخت مدل هاي احتمالاتي جريان هاي عصبي است تا بتوان اطلاعات به دست آمده را به بهترين نحوي تفسير كرد. MRI آناتوميك براي تهيه تصاوير غيرتخريبي از آناتومي سر به كار مي رود و با استفاده از اين تصاوير مي توان به شكل هندسي سر و مغز پي برد و مناطق مختلف فعاليت مغزي را مدل سازي و تصويرسازي كرد. اطلاعات به دست آمده از FMRI و ساير روش هاي مشابه را مي توان براي بهبود كيفيت، دقت و قابليت اعتماد نقشه هاي عملكرد مغز كه با استفاده از MEG به دست آمده، به كار برد. اطلاعات مربوط به نحوه عملكرد مغز كه با استفاده از FMRI به دست آمده است مي تواند اطلاعات تكميلي مناسبي را در اختيار ما قرار دهد، چرا كه اين روش ها نقشه مكان هايي را كه فعاليت در آنها صورت مي گيرد تهيه مي كند در حالي كه MEG نقشه زماني فعاليت را رسم مي كند. به عبارت ديگر با تلفيق اين دو تكنيك مي توان به طور هم زمان دريافت كه فرآيندهاي مغزي در چه زماني و در چه جاهايي روي مي دهد.
روش هاي MEG، MRI و ساير روش هاي ديگري كه امروزه در دسترس ما قرار دارند، علي رغم آنكه از ارزش بسيار بالايي برخوردارند، نمي توانند تمام اطلاعات مورد نياز ما را براي درمان و مراقبت هاي پزشكي كامل فراهم آورند.
با تلفيق اطلاعات به دست آمده از تكنيك هاي متعدد مي توان از روش هاي موجود به نحو احسن بهره برداري كرد. در عين حال دانشمندان زيادي كه سرگرم توسعه فناوري هاي جديد هستند ضمن همكاري با يكديگر درصددند شيوه هاي جديد را براي موارد تحقيقاتي و پزشكي ابداع كنند. براي مثال توموگرافي نوري مي تواند اطلاعات بسيار مفيدي در مورد بيوشيمي، فيزيولوژي و آناتومي بافت هايي همانند سر يا سينه را در اختيار ما قرار دهد.
بنابراين مي توان اطلاعات به دست آمده از توموگرافي نوري رابه اطلاعات حاصل از MEG و FMRI كه اطلاعات مربوط به زمان و مكان انجام فرآيندها را در اختيار ما قرار مي دهند افزود. در عين حال دانشمندان بسياري سرگرم كشف كاربردهاي جانبي فناوري هاي جديد كه در وهله اول براي تصويربرداري از نحوه عملكرد مغز ابداع شده بود، براي ساير موارد پزشكي هستند. براي مثال بعضي از دانشمندان سرگرم ابداع روش هايي هستند كه براي تشخيص و درمان سرطان ها (كه هم اكنون حالت انحصاري يا Patent دارد) و تشخيص و مكان يابي فعاليت هاي غير عادي قلب كاربرد دارد. علاوه بر اينها بعضي ديگر از محققين سرگرم كشف كاربردهاي غيرپزشكي اين روش ها هستند. از كاربردهاي غيرپزشكي اين روش ها مي توان به تشخيص و شناسايي معايب موجود در مواد مختلف نام برد.
Firstscience

ليزا ملتون
ترجمه: طاهره رنجبر
ده ها سال دانشمندان كوشيده اند تا سيستم ايمني را عليه بيماري ها دستكاري كنند. اما يافتن ابزار درستي كه قادر به برانگيختن يا سركوب سلول هاي ايمني باشد، كار ساده اي نبود. اما اكنون ايمني شناسان با كشف نوعي از گلبول هاي سفيد خون، موسوم به سلول T تنظيم گر يا سركوبگر، گويي كه معدن طلا يافته اند. اين سلول ها اهرم هايي هستند كه آشوب هاي موجود در سيستم ايمني را فرو مي نشانند. برخي از دانشمندان پيش بيني مي كنند كه با مهار اين سلول ها به زودي غلبه بر عوامل بيماري زاي سركشي چون عامل هپاتيت C، ايدز و سل و حتي انهدام سلول هاي سرطاني ميسر خواهد شد. بررسي هاي آزمايشگاهي بي شماري كه طي دهه ۱۹۶۰ صورت گرفت حاكي از آن بود كه متاسفانه راهي براي شناسايي اين سلول ها از ساير سلول هاي T مشابه وجود ندارد. از آنجايي كه تكرار چنين آزمايشاتي بسيار دشوار بود، ايمني شناسان سرانجام از آن چشم پوشيدند.
تا اينكه در ،۱۹۹۶ شيمون ساكاگوچي (Sakaguchi .S) از دانشگاه كيوتوي ژاپن، نشان داد كه سلول هاي تنظيم گر در حالت عادي به شكل نوعي لنفوسيت ۴TCD كه سلول ياور نيز ناميده مي شود، در بدن وجود دارند. از همه مهم تر اينكه ساكاگوچي برچسب تعيين هويت همگاني آنها، يعني مولكول ۲۵CD را نيز پيدا كرد. هنوز هيچ كس به درستي نمي داند كه سلول هاي سركوبگر چگونه كار مي كنند اما آنها ما را از شر بيماري هاي خودايمني كه در نتيجه سركوب سلول هاي خود واكنش پذير به وجود مي آيند، در امان نگاه مي دارند. اما وقتي سخن از مبارزه عليه تومورها و عفونت هاي مزمن به ميان مي آيد، تاثير سلول هاي سركوبگر، زيانبار است. اتان شواچ (Shevach.E) از انستيتو ملي تندرستي مي گويد كه در ايمنولوژي هميشه مسئله برقراري تعادل مطرح است. كيم هاسن كروگ (K. Hasenkrug) از آزمايشگاه NIH كوهستان راكي واقع در قله هميلتون معتقد است كه شايد بهتر باشد كه از آنها در موقعيت هاي ويژه اي استفاده كنيم. براي مثال ممكن است ميكروارگانيسم ها در عفونت هاي مزمن از سلول هاي سركوبگر به عنوان دريچه فرار استفاده كنند. در واقع در بسياري از عفونت هاي باكتريايي و ويروسي تعداد سلول هاي سركوبگر T، ناگهان افزايش مي يابد. از قرار معلوم آنها بخشي از سلول هاي T قاتل كه براي انهدام مهاجمان طراحي شده اند را برمي دارند. خاموشي سلول هاي تنظيم گر و در نتيجه برهم خوردن تعادل سلول هاي قاتل يك ترفند ماهرانه است.
هاسن كروگ براي آزمون تاكتيك هاي مختلف، مقاديري از ويروس «اوسمي فرند» را به شماري از موش ها تزريق كرد. در اثر اين تزريق تعداد سلول هاي سركوبگر در بدن موش ها به شدت افزايش يافت. استفاده از آنتي بادي هايي كه گيرنده هاي بتا ـ TGF و ۱۰ـIL (مولكول هايي كه سلول هاي رگلاتور براي فعال شدن به آنها نياز دارند) را بلوكه مي كنند، خبر از يك استراتژي برنده مي دهد. بدين ترتيب كه تعداد سلول هاي ۲۵CD كاهش مي يابد و موش ها بار ديگر توانايي دفع تومورها را به دست مي آورند. شواچ طي بررسي هايش بر روي عفونت هاي پوستي ناشي از انگل Leishmania major با به كارگيري آنتي بادي كاهنده سلول هاي ۲۵CD به نتايج مشابهي دست يافت.
در حالت باليني مهار سلول هاي سركوبگر ايده آل است نه حذف آنها. ساكاگوچي موفق به ايجاد نوعي آنتي بادي مونوكلونال (آنتي بادي هايي كه از كلون واحدي از سلول هاي B توليد شده اند. م) شد كه منحصرا همين كار را انجام مي دهد. آنتي بادي ها به جاي كاهش سلول ها، با قفل شدن به مولكول سطحي آنها موسوم به گيرنده TNF القا شده با گلوكو كورتيكوئيد (GITR)، عملكردشان را بلوكه مي كنند. ساكاگوچي طي جولاي گذشته در نشست بنياد نوارتيس در دانشگاه لندن گزارش داد كه وقتي موش هاي مبتلا به تومور در معرض تزريق آنتي ـ GITR قرار مي گيرند، پاسخ ايمني احيا شده شان منجر به تحليل رفتن تومورها مي شود. او خاطرنشان مي سازد كه داده هاي جانوري بسيار نويدبخش اند و شركت هاي داروسازي مشتاقانه در تعقيب اين مولكول اند.
برخي از پژوهشگران در تلاش براي يافتن بيماراني هستند كه از خاموشي سلول هاي سركوبگر سود مي برند. ژاك بانچرو (J.Banchereau) از انستيتو ايمونولوژي بايلور معتقد است كه اين فرضيه بسيار جذاب است اما هنوز شناخت درستي از آن وجود ندارد. او در يك آزمايش باليني كوچك بر روي ملانوماي پيشرفته (نوعي سرطان بسيار مهاجم) دريافت كه واكسن هاي تهيه شده از دندريتيك سل (نوعي از سلول هاي غيرلنفي موجود در بافت لنفي ثانويه كه به عنوان آنتي ژن اختصاصي موجود در سلول عمل مي كنند. م) خود بيمار، توسط بخش هايي از پروتئين تومور باردار مي شوند و نوعي پاسخ ايمني به تومورها را آغاز مي كنند. نتايج به دست آمده از اين آزمايش بسيار هيجان انگيز بود: ۹ نفر از ۱۰ بيماري كه در معرض تزريق واكسن قرار گرفته بودند طي ۱۰ هفته از بيماري رهايي يافتند. ۴ نفرشان پس از گذشت ۴ سال از آن تزريق هنوز زنده اند. بانچرو مي گويد كه در ساير آزمايشات نيز شاهد ناپديد شدن تومورهاي پوست، كبد، مغز و شش بوده است. به نظر او با سلول هاي تنطيم گر مي توان كارهاي عجيب و غريبي انجام داد. اما از شرح جزئيات خودداري مي كند.
زمان زيادي لازم است تا چنين پژوهش هاي عميق و موشكافانه اي به نتيجه برسند .شواچ معتقد است كه ما اكنون مي دانيم كه در مبحث ايمني شناسي به يك حقيقت بزرگ دست يافته ايم اما متاسفانه داروي چنداني از اين اكتشاف به دست نيامده است. اما اگر آن سي سال ناكامي را در نظر بگيريم شايد اكنون زمان براي سلول هاي تنظيم گر به مرحله قانوني رسيده باشد.
Scientific American.Dec

فيليپ بال
ترجمه: زينب همتي
نظم و ترتيب اشكال و الگوها چيزي است كه ما هميشه فكر مي كنيم مربوط به دنياي غيرزنده است. كريستال ها داراي اشكال متفاوتي هستند كه مطلقا صاحب الگوهاي هندسي اند. كريستال ها داراي سطوحي صاف و زوايايي تيز هستند. از طرف ديگر موجودات زنده داراي سطوحي غيرصاف و اجزاي انتهايي گرد هستند. وليكن اگر انسان چشمي تيزبين داشته باشد جهان زنده پر از الگوهاي منظم است. براي نمونه غالب برگ ها بر روي ساقه هاي درختان صاحب ترتيبي منظم هستند. گاهي يكي در ميان در مقابل هم و گاهي يكي سمت چپ و ديگري در سمت راست. الگوي توزيع نوارهاي سفيد و سياه بر روي بدن گورخر يا ببر نيز به همين صورت است. وليكن تنها معدودي از الگوهاي طبيعي مشابه آن الگوهايي هستند كه اولين بار توسط زيست شناسان قرن نوزدهم در جانوران دريايي مشاهده شد.
تعدادي از موجودات ميكروسكوپي پوسته اي براي خود مي سازند كه همان اسكلت خارجي آن هاست. موجودات تك سلولي نظير دياتومه ها و راديو لارين ها اين اسكلت خارجي را از سيليكا مي سازند. سيليكا عنصري است كه در دانه هاي شن و كوارتز وجود دارد. برخي ديگر از موجودات از كربنات كلسيم استفاده مي كنند كه همان تركيبي است كه در گچ و سنگ مرمر وجود دارد. الگوي اشكالي كه در اسكلت هاي خارجي تك سلولي هاي دريايي ديده مي شود بسيار متنوع و پيچيده است. بسياري از اين ساختمان هاي بلورين در اشكال هندسي هم اندازه به يكديگر پيوند خورده اند. برخي از آن ها مانند نيزه هايي هستند كه در نوك آن ها ستاره اي مي درخشد. برخي ديگر استوانه اي شكل هستند. آن دسته اي كه اسكلت خارجي آن ها از كربنات كلسيم تشكيل شده است همانند سربازان قرون وسطي داراي زره هاي ورقه ورقه اي هستند. در سال ۱۸۳۶ وقتي كه كريستين ارهبرگ (Ch.Ehrehberg) زيست شناس براي اولين بار اسكلت خارجي كوكوليتوفورها (Coccolithphore) را مشاهده كرد چنين نتيجه گرفت كه اين اشكال مي بايست مواد معدني كريستال شده اي باشند. ارهبرگ، ۱۴ سال از عمر خود را صرف شناسايي و طبقه بندي اشكال بسيار متنوعي كرد كه تصور مي كرد كريستال هاي دريايي هستند. تنها در سال ۱۸۶۰ بود كه مشخص شد اين فرم هاي معدني در واقع منشاءزيستي دارند. در دهه ۱۸۶۰ كشتي تحقيقاتي چلنجر (Challenger) به منظور نمونه برداري از اعماق دريا و كشف راز بلورهاي ناشناخته به درياي آزاد سفر كرد. زيست شناس آلماني ارنست هكل (Haeckel .E) از مجموعه به دست آمده نقاشي هاي زيبا و دقيقي از صدها ساختمان بلوري تهيه كرد و آن را در كتابي تحت عنوان «هنر اشكال در طبيعت» منتشر كرد. درك ما از الگوهاي حياتي به وسيله جانورشناس اسكاتلندي ونتورد تامپسون (thompson.W) جهش بزرگي به جلو پيدا كرد. تامپسون كه در اوايل قرن بيستم مي زيست متوجه شد كه راديو لارين ها با خارج كردن حباب هاي هوا پوسته اي از كريستال در اطراف خود مي سازند. اين موجودات تك سلولي ابتدا خود را در يك كف غرق مي كنند. اين كف حاصل حباب هاي هوايي است كه از واكوئول هاي موجود خارج شده و همراه با مواد ترشح شده معدني به صورت كف در مي آيد. موادمعدني كه از پروتوپلاسم سلولي خارج مي شوند در محل خروج هوا تجمع يافته و هنگامي كه واكوئول ها تخليه شدند به يكديگر پيوند خورده و به صورت بلورهاي منظم در مي آيند. از آن جا كه واكوئول ها در فواصل منظم از يكديگر قرار دارند بلورهاي تشكيل شده در محل واكوئول هاي تخليه شده، شكلي هندسي پيدا مي كنند.
راديو لارين ها معادل هاي زيستي ورقه هاي برفي هستند. وليكن همچنان كه زيست شناس برجسته كارل فون فريش (von Frisch.K ) گفته است طبيعت نسبت به زيبايي بي تفاوت است. او مي گويد من نمي خواهم چندان مطالب فلسفي در مورد زيبايي هاي بيهوده اي كه در طبيعت وجود دارد بگويم وليكن طبيعت مسرف است. يك الگوي شناخته شده بيولوژيك ديگر، بدن هايي است كه با نوارها و نقطه ها پوشيده شده است. در سال ۱۹۵۲ رياضي دان انگليسي آلن تورينگ (turing .A) يك تئوري براي تكوين اين طرح ها پيشنهاد كرد. او محيط مفروضي را در نظر گرفت كه در درون آن مولكول ها به طور آني در برخورد با يكديگر واكنش نشان داده و سپس منتشر مي شوند. تورينگ ثابت كرد كه اگر يك مولكول، گرايش به واكنش را ترغيب و ديگري آن را منع كند مخلوط مولكول ها در نهايت به دو منطقه مجزا تقسيم خواهند شد. با استفاده از اين منطق رياضي تورينگ نشان داد كه الگوهاي مخطط يا منقط بر روي بدن حيوانات، بدين ترتيب به وجود آمده است. ماده واقعي كه توانست فرضيه «تشويق - ممانعت»، تورينگ را به طور آزمايشگاهي ثابت كند در سال ۱۹۹۰ كشف شد. ۵ سال بعد از آن شواهد خوبي مبتني بر وقوع آن چه تورينگ به طور نظري مطرح ساخته بود، به دست آمد. آن چه كه امروز نظريات تورينگ را در عمل نشان مي دهد ماهي استوايي فرشته ماهي (angelfish) است. اكنون ثابت شده است كه طي مراحل تكوين جنيني در جانوراني نظير گورخر، مولكولي موسوم به مورفوژن به زيرپوست نفوذ كرده و از طريق ايجاد واكنش هاي متوالي، الگوي رنگ آميزي منظمي را بر روي پوست موجودات به وجود مي آورد. مكانيسم تورينگ يك مكانيسم عمومي است. اين مكانيسم مشابه آن چيزي است كه در تشكيل فرم هاي معدني نظير آگات (agate) صورت مي پذيرد. كليد معماي الگويافتگي در طبيعت اين واقعيت ساده است كه اين فرآيند، خود تنظيم است و هيچ عامل ديگري در آن دخالت ندارد.
Nature, May. 2000

•شيوه راهيابي اسپرم به تخمك
بر اساس تحقيقات جديد اسپرم ها به حسگرهاي گرمايي و شيميايي مجهزند و با كمك اين حسگرها مسير خود را به سمت تخمك كه دماي بيشتري از محيط اطراف دارد شناسايي مي كنند. از ميان ۳۰۰ ميليون اسپرمي كه در هنگام لقاح به سمت تخمك حركت مي كنند، تنها دويست و پنجاه اسپرم موفق مي شوند از موانع موجود در دهانه رحم و زهدان عبور كنند. اين تعداد اسپرم مي بايست در لوله فالوپ به شنا بپردازند و راه خود را از ميان تمامي موانع موجود در اين لوله به سمت تخمك باز كنند. پژوهشگران براي شناسايي نحوه عمل اسپرم ها، نمونه هايي از اسپرم انسان و اسپرم خرگوش را در حمامي با دماي اندكي بيشتر از دماي محيط قرار دادند. درجه حرارت ناحيه اي كه تخمك در آن واقع است حدود ۲ درجه بيش از دماي ورودي لوله فالوپ است. پژوهشگران معتقدند زماني كه اسپرم ها با كمك حسگرهاي گرمايي خود به نزديكي تخمك مي رسند آنگاه حسگرهاي شيميايي آنها شروع به كار مي كنند و محل دقيق تخمك را شناسايي مي كنند.

• سنگواره هاي پيشگو
بررسي هاي صورت گرفته توسط پژوهشگران آمريكايي نشان مي دهد كه سنگواره هايي با قدمت ۳۰۰ ميليون سال مي توانند نقش دماسنج هاي طبيعي را بازي كنند و اطلاعات مفيدي درباره آب و هواي كره زمين در گذشته و آينده در اختيار دانشمندان قرار دهند. بررسي مواد معدني كه در صدف هاي فسيل شده جانوران موسوم به بازوپايان وجود دارد به محققان كمك مي كند تا تغييرات دماي اقيانوس ها در طول ميليون ها سال را اندازه گيري كنند. اين الگوهاي تغيير دماي اقيانوس ها در طول ميليون ها سال گذشته مي توانند براي شبيه سازي تغييرات آب و هواي زمين در آينده و پيش بيني روند گرم شدن كره زمين مورد استفاده قرار بگيرند. به گفته پژوهشگران با مقايسه نسبت ايزوتوپ هجده اكسيژن به ايزوتوپ عادي اكسيژن در فسيل صدف جانوران آبزي مي توان دماي آب اقيانوس را در زمان زيستن اين جانوران تخمين زد. از اين طريق و همچنين اندازه گيري ايزوتوپ هاي كربن در فسيل صدف ها مي توان وقوع پديده اثر گلخانه اي و همچنين يخبندان در تاريخ حيات كره زمين را شناسايي كرد.

• پيشرفتي ديگر
دانشمندان براي اولين بار مسير واكنش هاي مولكولي جديدي را در داخل سلول ها پيدا كرده اند كه با تابش اشعه ماوراء بنفش نور خورشيد دچار جهش ژني مي شود و بدين وسيله سرعت پيشرفت نوعي سرطان پوست موسوم به ملانوما را افزايش مي دهد. نوعي رابطه قوي بين طول مدت تابش اشعه خورشيد و به ويژه اشعه ماوراء نفش آن با ملانوما يا كشنده ترين نوع سرطان پوست وجود دارد. اين بررسي مي تواند نقش بسيار مهمي در پيشگيري از بروز سرطان پوست در افرادي كه در معرض خطر ابتلا به سرطان پوست هستند (همانند افرادي كه داراي خال هاي پوستي مشكوك بوده يا كساني كه دچار آفتاب سوختگي شديد شده اند) ايفا كند. پژوهشگران دريافته اند كه نور آفتاب با تاثير بر روي يكي از مسيرهاي فعل و انفعالات داخل سلولي موسوم به مسير RB سرعت پيشرفت سرطان پوست را افزايش مي دهد كه با روش هاي غربال و شناسايي افراد در معرض خطر ابتلا به اين نوع سرطان مي توان مانع بروز يا پيشرفت آن در انسان شد.

• قديمي ترين چرخ جهان
باستان شناسان ادعا مي كنند قديمي ترين چرخ جهان را در كشور اسلووني از زيرخاك بيرون آورده اند. بررسي هاي كارشناسان نشان مي دهد اين چرخ بين ۵۱۰۰ تا ۵۳۵۰ سال قدمت دارد. اين چرخ حدود يكصدسال از نمونه هاي قبلي كه پيش از اين در سوئيس و جنوب آلمان كشف شده بودند قديمي تر است. چرخ كشف شده از خاكستر و چوب بلوط ساخته شده و داراي شعاع ۶۰ سانتيمتر و ضخامت ۵ سانتيمتر است. اين چرخ در يك منطقه مسكوني قديمي در كنار مردابي در نزديكي پايتخت اسلووني «ليوبليونا» كشف شده است. اكتشاف اين چرخ توسط محققان موسسه باستان شناسي هنرستان علمي هنر اسلووني انجام شده است.

• اسكنري براي قلب
پژوهشگران دستگاه جديدي ابداع كرده اند كه امكان مشاهده تصاوير سه بعدي از قلب در حال تپش بيمار را براي پزشك فراهم مي كند. در ساخت اين اسكنر قلب از فناوري جهت يابي كه در زيردريايي ها به كار مي رود استفاده شده است. دستگاه پژواك سه بعدي و زنده فيليپس به جراح امكان مي دهد تصاوير سه بعدي و زنده از قلب در حال تپيدن را مشاهده كند. با اين دستگاه پزشك مي تواند قلب را در حال فعاليت ببيند بدون آنكه نياز به انجام جراحي براي بررسي وضعيت قلب باشد. پيش بيني مي شود اين دستگاه ساليانه بر روي چند صد بيمار مورد استفاده قرارگيرد. در اين دستگاه امواج صوتي با فركانس بالا از طريق يك اسكنر دستي كه از روي سينه بيمار عبور داده مي شود وارد بدن مي شود. اين امواج وقتي با اندام هاي داخلي، استخوان و بافت برخورد مي كند پژواك هايي با ارتفاع صوتي متفاوت توليد مي كند. يك پردازشگر رايانه اي نيز تمام داده هاي اسكنر را به تصاوير سه بعدي از قلب تبديل مي كند. با كمك اين دستگاه اسكنر، مشكلات قلبي سريعتر و دقيق تر تشخيص داده مي شود زيرا اين تصاوير، ساختار و فعاليت واقعي قلب را نشان مي دهد.

ريچارد داوكينز
ترجمه: كاوه فيض اللهي
به سوپ نخستين بازگرديم. گفتيم كه بايد از انواع پايدار مولكول ها پر شده باشد؛ پايدار از اين نظر كه يا هر مولكول مدت زيادي دوام آورد يا به سرعت همانندسازي كند يا به دقت همانندسازي كند. گرايش تكاملي به سمت اين سه نوع پايداري به اين مفهوم اتفاق مي افتد: اگر در دو زمان مختلف از سوپ نمونه برداري شود، نسبت انواعي كه طول عمر / باروري / وفاداري در نسخه برداري آنها بيشتر است در نمونه دوم بيشتر خواهد بود. منظور يك زيست شناس از تكامل، هنگامي كه درباره موجودات زنده سخن مي گويد ماهيتا همين است و مكانيسم آن نيز يك چيز است ـ انتخاب طبيعي.
پس آيا بايد مولكول هاي همانندساز اوليه را «زنده» بناميم؟ چه اهميتي دارد؟ من ممكن است به شما بگويم «داروين بزرگ ترين مردي بود كه تاكنون زيسته است» و شما نيز ممكن است پاسخ دهيد «نه، نيوتن بود»، اما اميدوارم كه بحث را كش ندهيم. نكته آن است كه اختلاف نظر ما به نفع هر كس پايان يابد تغييري در اصل ماجرا نخواهد داد. واقعيت هاي زندگي و دستاوردهاي نيوتن و داروين، آنها را «بزرگ» بناميم يا نه، هيچ تغييري نخواهد كرد. به همين شكل، داستان مولكول هاي همانندساز احتمالا چيزي شبيه اين است كه اكنون دارم تعريف مي كنم و اهميتي ندارد كه آنها را «زنده» بناميم يا نه، علت رنج انسان آن است كه بسياري از ما نمي توانيم درك كنيم كه كلمه ها صرفا ابزاري هستند براي استفاده ما و صرف حضور كلمه اي همچون «زنده» در فرهنگ لغت بدان معني نيست كه الزاما بايد به چيزي معين در دنياي واقعي مرجوع شود. همانندسازهاي اوليه را چه زنده بدانيم و چه ندانيم، آنها نياكان حيات هستند؛ آنها پدران بنيانگذار ما هستند.
حلقه مهم بعدي در اين استدلال، كه داروين خود نيز بر آن تاكيد داشت (اگر چه او از جانوران و گياهان سخن مي گفت، نه مولكول ها)، «رقابت» است. سوپ نخستين توانايي نگهداري تعداد نامحدودي از مولكول هاي همانندساز را در خود نداشت. مهم ترين دليل آن بود كه اندازه زمين محدود است، اما عوامل محدودكننده ديگري نيز بايد در اين كار دخيل باشند. در تصويري كه از همانندساز همچون الگو يا قالب ترسيم كرديم، فرض شد كه در سوپي مملو از مولكول هاي كوچك واحد سازنده كه براي ساخت نسخه ها لازم اند شناور است. اما هنگامي كه تعداد همانندسازها افزايش يافت، واحدهاي سازنده احتمالا با چنان سرعتي مصرف شدند كه تبديل به منبعي كمياب و ارزشمند شدند. واريته ها يا سويه هاي مختلف همانندساز بايد بر سر آنها با يكديگر به رقابت پرداخته باشند. تاكنون عواملي را برشمرديم كه مي توانستند تعداد انواع مطلوب همانندسازها را افزايش دهند. اينك مي توانيم ببينيم كه انواع داراي مطلوبيت كمتر به دليل وجود رقابت، عملا بايد از تعدادشان كاسته شده و در نهايت دودمان بسياري از آنها منقرض شده باشد. در ميان انواع همانندساز نوعي تنازع بقا در گرفته بود. آنها از اين نزاع آگاه نبوده و از اين بابت نگراني نداشتند؛ اين نزاع بدون هيچ گونه احساسات ناخوشايند و اصولا بدون هيچ گونه احساساتي ادامه مي يافت. اما آنها با هم نزاع مي كردند به اين مفهوم كه هر نوع اشتباه در نسخه برداري كه منجر به پيدايش تراز بالاتر جديدي از پايداري يا شيوه جديدي براي كاهش پايداري رقيبان مي شد، خود به خود حفظ و تكثير مي شد. اين فرايند اصلاح، انباشتي بود. شيوه هاي افزايش پايداري يا كاهش پايداري رقيبان پيچيده تر و كارآمدتر شد. حتي ممكن است بعضي از آنها «كشف» كرده باشند كه چگونه مولكول هاي انواع رقيب را به طريق شيميايي تجزيه كرده و از واحدهاي سازنده اي كه به اين ترتيب آزاد مي شد براي ساخت نسخه هاي خودشان استفاده كنند. اين گوشتخواران نخستين هم زمان غذا به دست آورده و رقيب را حذف مي كردند.
شايد همانندسازهاي ديگر نيز كشف كردند كه چگونه يا به طريق شيميايي يا با ساخت ديواره اي فيزيكي از جنس پروتئين به دور خود، از خويش محافظت كنند. نخستين سلول هاي زنده ممكن است به اين ترتيب ظاهر شده باشند. همانندسازها نه تنها هستي آغاز كردند بلكه از آن خويش ظرف هايي نيز ساختند، خودروهايي براي هستي مداومشان. همانندسازهايي كه باقي ماندند آنهايي بودند كه براي خويش «ماشين هاي بقا»يي ساختند تا در آن زندگي كنند. نخستين ماشين هاي بقا احتمالا چيزي بيشتر از يك پوشش حفاظتي نبودند. اما با ظهور رقيبان جديدي كه ماشين هاي بقاي بهتر و كارآمدتري داشتند، زندگي كردن پيوسته دشوارتر مي شد. ماشين هاي بقا بزرگ تر و پيچيده تر شدند و اين فرايند، انباشتي و پيشرونده بود.
آيا پيشرفت تدريجي تكنيك ها و ترفندهايي كه همانندسازها براي تضمين تداوم خويش در جهان به كار مي بردند هيچ گاه پايان يافت؟ زمان براي پيشرفت زياد بود. با گذشت هزاره ها چه نقشه هاي عجيبي براي حفاظت از خود پديد آمد؟ چهار هزار ميليون سال بعد سرنوشت آن همانندسازهاي باستاني چه شد؟ آنها منقرض نشدند زيرا خود استاد هنر بقا هستند. اما ديگر در درياها دنبالشان نگرديد و گمان نكنيد آنجا آزادانه شناورند؛ آنها مدت ها پيش آن آزادي بي قيدوشرط را از دست داده اند. همانندسازها اكنون در كلوني هاي غول آسا تجمع مي كنند، درون روبات هاي غول پيكر كند و پرسروصدا ايمن مي شوند، در به روي جهان خارج مي بندند، از طريق مسيرهاي غيرمستقيم و پرپيچ وخم با آن ارتباط برقرار مي كنند و با كنترل از راه دور كنترلش مي كنند. آنها در درون من و شما هستند؛ آنها ما را، بدن ما و ذهن ما را ساخته اند؛ و حفظ آنها دليل غايي وجود ماست. آنها، آن همانندسازها، راه درازي آمده اند. اكنون نام ژن بر خود دارند و ما ماشين هاي بقايشان هستيم.
SelfishGene.Oxford Dawkins, R.1999. The
خوانندگان مي توانند درباره اين ستون در آدرس زير اظهارنظر كنند:
Selfish-gene1@hotmail.com