أحجام السنترومير تحدد الانقسام الاختزالي الفريد في وردة الكلب   

وردة الكلب (Rosa canina)، وهي نوع من نباتات الورد البري، لها جينوم خماسي الصبغيات يحتوي على 35 كروموسومًا. يحتوي على عدد فردي من الكروموسومات، ومع ذلك، يمكنه التكاثر جنسيًا بفضل شكل فريد من انقسام الخلية يُطلق عليه "انقسام كانينا" حيث تخضع مجموعتان فقط من الكروموسومات للانقسام المنصف المنتظم بينما تحتفظ خلية البويضة ببقية الكروموسومات الـ 21 بشكل غير متماثل. ينتج عن إخصاب البويضة رباعية الصبغيات بواسطة حبوب اللقاح أحادية الصبغيات ذرية خماسية الصبغيات. لم تكن الآلية وراء هذا الانقسام المنصف غير المتماثل الذي شوهد في ورد الكلب معروفة. في دراسة حديثة، وجد الباحثون أن أحجام السنترومير تلعب دورًا حاسمًا في تحديد ما إذا كان الكروموسوم سيتشكل ثنائي التكافؤ أو سيبقى غير مقترن. تشكل الكروموسومات ذات حجم السنترومير الأصغر أزواجًا وتنقسم بشكل متماثل بينما تظل الكروموسومات ذات أحجام السنترومير الكبيرة غير مقترنة وتحتفظ بها خلايا البويضة. هذا مهم لتربية النباتات لأن إجراء تغييرات مناسبة في أحجام السنترومير يعني وراثة الكروموسوم المطلوب.  

يجب أن يظل عدد الكروموسومات في النسل كما هو الحال في والديهم من أجل استمرارية وسلامة مجموعة الجينات. ولضمان ذلك، تخضع الغدد التناسلية في معظم الحيوانات والنباتات العليا لانقسام خلوي منصف متماثل مما يؤدي إلى إنتاج أمشاج أحادية الصيغة الصبغية تحتوي على عدد متساوٍ من الكروموسومات (n) بحيث يتم استعادة العدد ثنائي الصيغة الصبغية الأصلي (2n) في الزيجوت بعد إخصاب البويضة بواسطة الأمشاج الذكرية. على سبيل المثال، لدى البشر 23 زوجًا (2n = 46) من الكروموسومات. ينتج الانقسام المنصف في الغدد التناسلية بشكل متماثل بويضات أحادية الصيغة الصبغية وحيوانات منوية مع (n = 23) بحيث يتم استعادة العدد ثنائي الصيغة الصبغية الأصلي (2n = 46) في الزيجوت بعد الإخصاب. هذا هو الحال مع معظم أنواع النباتات والحيوانات التي تتكاثر جنسياً. لديهم عدد زوجي من الكروموسومات. ومع ذلك، فإن التكاثر الجنسي في نبات وردة الكلب فريد من نوعه.  

وردة الكلب (Rosa canina)، وهي نوع شائع من نباتات الورد البري المتسلقة، تتميز بجينوم خماسي الصبغيات، أي أنها تحتوي على خمس مجموعات من الكروموسومات، كل مجموعة تحتوي على 7 كروموسومات. يحتوي النبات على عدد فردي من الكروموسومات يبلغ 35 كروموسومًا، ومع ذلك، فإنه يتكاثر جنسيًا عن طريق انقسام خلوي منصف غير متماثل يُسمى "انقسام الكلب"، حيث تتكون مجموعتان فقط (14 كروموسومًا) من كروموسومات ثنائية التكافؤ وتخضعان لانقسام منصف منتظم، بينما تحتفظ خلية البويضة بالكروموسومات المتبقية (21 كروموسومًا).  

في الانقسام المنصف في كانينا، تبقى بعض الكروموسومات غير مقترنة (أحادية التكافؤ)، بينما يُكوّن بعضها أزواجًا (ثنائية التكافؤ). تُزال الكروموسومات غير المقترنة في عملية تكوين الحيوانات المنوية، مما ينتج عنه حبوب لقاح أحادية الصيغة الصبغية تحتوي فقط على الكروموسومات ثنائية التكافؤ. أما في عملية تكوين البويضات، فتتكون البويضة. الخلية تستقبل خلية البويضة مجموعة واحدة من الكروموسومات ثنائية التكافؤ وجميع الكروموسومات الـ 21 غير المزدوجة، مما يجعل خلية البويضة رباعية الصبغيات. يُعيد إخصاب خلية البويضة رباعية الصبغيات بحبوب اللقاح أحادية الصبغيات (بالكروموسومات ثنائية التكافؤ) جينوم خماسي الصبغيات (5n) في النسل. وبالتالي، تكون نسل وردة الكلب مستنسخة بشكل رئيسي وتتكاثر جنسيًا جزئيًا. هذا الشكل الفريد من التكاثر معروف منذ قرن، إلا أن آليته لم تكن معروفة.  

في دراسة حديثة، بحث الباحثون في كيفية حدوث النقل المستهدف للكروموسومات غير المزدوجة إلى خلايا البويضة أثناء التبويض في ورد الكلب. ووجدوا تورطًا في أحجام السنترومير للكروموسومات. تم العثور على السنتروميرات الأكبر بشكل رئيسي في الكروموسومات غير المزدوجة بينما تم إثراء السنتروميرات المكونة للثنائي التكافؤ بالعناصر الرجعية. تشير الأدلة إلى أن حجم السنترومير للكروموسوم يحدد ما إذا كان الكروموسوم سيتشكل ثنائي التكافؤ أو سيبقى غير مزدوج ليتم الاحتفاظ به في خلية البويضة أثناء التبويض غير المتماثل. تشكل الكروموسومات ذات أحجام السنترومير الصغيرة ثنائي التكافؤ وتخضع لانقسام متماثل بينما تبقى تلك ذات أحجام السنترومير الكبيرة غير مزدوجة ويتم الاحتفاظ بها بشكل غير متماثل في خلية البويضة. وهذا مهم لتربية النباتات لأن إجراء تغييرات مناسبة في أحجام السنترومير يعني وراثة الكروموسوم المطلوب.  

*** 

المراجع:  

1. لونيروف وآخرون (2020). الانقسام الاختزالي غير المتماثل للكلب مصحوب بتوسع قمر صناعي حول المركز في الكروموسومات أحادية التكافؤ غير المُعاد تركيبها في جنس الورد. حوليات علم النبات، المجلد 125، العدد 7، 4 يونيو 2020، الصفحات 1025-1038، تاريخ النشر: 25 فبراير 2020. DOI: https://doi.org/10.1093/aob/mcaa028 

2. هيركلوتز، ف.، تشانغ، م.، ناسيمنتو، ت. وآخرون. القسيمات المركزية ثنائية النمط في ورود الكلاب خماسية الصبغيات تُلقي الضوء على انقسامها الاختزالي الفريد. مجلة نيتشر (2025). نُشر في 18 يونيو/حزيران 2025. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09171-z  

3. جمعية ماكس بلانك. دافع البقاء: يعتمد تكاثر وردة الكلب، الذي يبدو مستحيلاً، على خدعة السنترومير. نُشر في ١٨ يونيو ٢٠٢٥. متوفر على https://www.mpipz.mpg.de/pr-marques-2025-06-en  

***