How we think complex cells evolved - Adam Jacobson

كيف تطورت الخلايا المعقدة - آدم جاكوبسون

المترجم: Sara Khalid Ghazal Fatehllah المدقّق: Mhd Adnan Ayasso

What if you could absorb another organism

ماذا لو كان باستطاعتك ابتلاع كائنٍ حي

and take on its abilities?

وامتلاك قدراته؟

Imagine you swallowed a small bird and suddenly gained the ability to fly.

تخيل لو ابتلعت طائراً صغيرًا وفجاة أصبح بإمكانك الطيران

Or if you engulfed a cobra

أو قمت بابتلاع حية كوبرا

and were then able to spit poisonous venom from your teeth.

ثم أصبح بإمكانك رش السُّم من أسنانك

Throughout the history of life,

طوال تاريخ الحياة

specifically during the evolution of complex eukaryotic cells,

وبالتحديد خلال تطور الخلايا المركبة حقيقية النواة

things like this happened all the time.

أشياء كهذه تحدث طوال الوقت

One organism absorbed another,

كائنٌ حي يبتلع كائنًا آخر

and they united to become a new organism with the combined abilities of both.

ثم يندمجون ليكوِّنوا كائنًا جديدًا يمتلك قدرات الكائنين المكوِّنين

We think that around 2 billion years ago,

نعتقد أنه قبل حوالي 2 مليار سنة

the only living organisms on Earth were prokaryotes,

كانت الكائنات الوحيدة التي تعيش على الأرض هي كائنات بدائية النواة

single-celled organisms lacking membrane-bound organelles.

وهي كائنات تتكون من خلية واحدة تفتقر إلى غشاء محدد

Let's look closely at just three of them.

دعونا ننظر عن قرب إلى ثلاثةٍ منهم

One was a big, simple blob-like cell

الأولى خلية تشبه الفقاعة الكبيرة البسيطة

with the ability to absorb things by wrapping its cell membrane around them.

ذات قدرة على ابتلاع الاشياء من خلال التفاف غشاء الخلية حولهم

Another was a bacterial cell

النوع الآخر هو الخلية البكتيرية

that converted solar energy into sugar molecules through photosynthesis.

التي تقوم بتحويل الطاقة الشمسية إلى جزيئات سكر خلال عملية البناء الضوئي

A third used oxygen gas to break down materials like sugar

النوع الثالث يستخدم الأكسجين ليفكك جزيئات السكر

and release its energy into a form useful for life activities.

وينتج طاقة ليتم استهلاكها في العمليات الحيوية

The blob cells would occasionally absorb the little photosynthetic bacteria.

أحيانًا تقوم الخلايا بابتلاع البكتيريا الضوئية الصغيرة

These bacteria then lived inside the blob and divided like they always had,

وتعيش البكتيريا داخل هذه الخلايا وتنقسم كما كانت من قبل

but their existence became linked.

ويصبح بقاؤها مرتبطًا بالخلية التي دخلت إليها

If you stumbled upon this living arrangement,

إذا حصلت عل عينة من هذا النظام الحي

you might just think that the whole thing was one organism,

ستعتقد أن كل هذا النظام هو عبارة عن كائن حي واحد

that the green photosynthetic bacteria were just a part of the blob

وأن البكتيريا الضوئية الخضراء هي مجرد جزء من الخلية

that performed one of its life functions,

تؤدي وظيفة واحدة من وظائف الحياة

كالقلب الذي يعتبر جزءًا منك

just like your heart is a part of you

that performs the function of pumping your blood.

ويؤدي وظيفة ضخ الدم إلى الجسم

تسمى عملية تعايش الخلايا مع بعضها ( التعايش الدّاخلي)

This process of cells living together is called endosymbiosis,

one organism living inside another.

وهي عبارة عن كائن حي يعيش داخل كائن آخر

But the endosymbiosis didn't stop there.

لكن التعايش الداخلي لا ينتهي عند هذه المرحلة

What would happen if the other bacteria moved in, too?

ماذا يحدث إذا دخلت خلية بكتيرية أخرى؟

Now the cells of this species started becoming highly complex.

الآن يصبح هذا النوع من الخلايا أكثر تعقيدًا

They were big and full of intricate structures

ويصبح أكبر وذو تركيب معقد

that we call chloroplasts and mitochondria.

ونطلق عليه اسم البلاستيدات الخضراء ومايتوكوندريا

These structures work together to harness sunlight,

يعمل هذان التركيبان معًا لاستخدام ضوء الشمس

make sugar,

لإنتاج جزيئات السكر

and break down that sugar using the oxygen

ثم تفكيكها بواسطة الأكسجين

that right around this time started to appear in the Earth's atmosphere.

والتي بدأت في ذلك الوقت بالظهور في الغلاف الجوي للأرض

Organisms absorbing other organisms

كائنات حية تقوم بابتلاع كائنات حية أخرى

was one way species adapted to the changing environmental conditions

كانت الطريقة الوحيدة التي تكيفت بها الكائنات مع التغير في الظروف البيئية

of their surroundings.

المحيطة بها

This little story highlights what biologists call the endosymbiotic theory,

هذه القصة القصيرة تسلط الضوء على ما يسميه علماء الأحياء بنظرية التكافل الداخلي

the current best explanation of how complex cells evolved.

وهو حاليًّا التفسير الأفضل لكيفية تطور الخلايا المعقدة

There's a lot of evidence that supports this theory,

هناك العديد من الأدلة التي تثبت هذه النظرية

but let's look at three main pieces.

دعنا ننظر إلى ثلاثة منها

First, the chloroplasts and mitochondria in our cells multiply the very same way

أولًا:تتضاعف البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا في خلايانا بذات الطريقة

as those ancient bacteria,

التي تتضاعف بها البكتيريا القديمة

which are still around, by the way.

والتي لا تزال حولنا

In fact, if you destroy these structures in a cell, no new ones will appear.

في الحقيقة إذا قمت بقتل هذه التركيبات الموجودة في الخلية لن تنشأ أخرى جديدة

The cell can't make them.

لا تستطيع الخلية إنشاءهم من جديد

They can only make more of themselves.

بل يستطيعون الانقسام والتكاثر فقط

Second piece of evidence.

الدليل الثاني هو:

Chloroplasts and mitochondria both contain their own DNA and ribosomes.

لدى البلاستيدات الخضراء والميتوكونديا الحمض النووي والريبوسومات الخاصة بها

Their DNA has a circular structure

لدى الحمض النووي الخاص تركيب دائري

that is strikingly similar to the DNA of the ancient bacteria,

ومن المدهش أنه يشبه الحمض النووي للبكتيريا القديمة

and it also contains many similar genes.

ويحتوي أيضاً على العديد من الجينات المشابهة

The ribosomes, or protein assembly machines of chloroplasts and mitochondria,

الرايبوسومات والبروتينات هي الأجزاء المكونة للبلاستيدات والميتوكوندريا

also have the same structure as ribosomes of ancient bacteria,

وهذه الرايبوسومات تشبه في تركيبها رايبوسومات البكتيريا القديمة

but are different from the ribosomes

لكنها تختلف عن الرايبوسومات

hanging around the rest of eukaryotic cell.

المتواجدة في بقية الخلايا حقيقية النواة

Lastly, think about the membranes involved in the engulfing process.

وأخيرًا لننظر في الأغشية التي تشارك في عملية الابتلاع

Chloroplasts and mitochondria both have two membranes surrounding them,

لدى البلااستيدات الخضراء والميتوكوندريا غشائين يُحيطان بهما

an inner and outer membrane.

غشاء داخلي وغشاء خارجي

Their inner membrane contains some particular lipids and proteins

الغشاء الداخلي يحتوي على نوع معين من الدهون والبروتينات

that are not present in the outer membrane.

لا توجد في الغشاء الخارجي

Why is that significant?

لماذا يعتبر ذلك هامًّا؟

Because their outer membrane used to belong to the blob cell.

لأن الغشاء الخارجي يستخدم لضم الخلايا الأخرى

When they were engulfed in the endosymbiosis process,

عندما يتم ابتلاعها خلال عملية التعايش الداخلي

they got wrapped up in that membrane and kept their own as their inner one.

يلتف الغشاء الخارجي حولها مع الحفاظ على غشائها الخاص كغشاء داخلي

Surely enough, those same lipids

ومما لا شك فيه أن هذه الدهون

and proteins are found on the membranes of the ancient bacteria.

والبروتينات وُجدت في أغشية الخلايا البكتيرية القديمة

Biologists now use this theory

يقوم علماء الأحياء الآن باستخدام هذه النظرية

to explain the origin of the vast variety of eukaryotic organisms.

لشرح أصل التعدد الواسع في أنواع الكائنات الحية حقيقية النواة

Take the green algae that grow on the walls of swimming pools.

لنأخذ الطحالب الخضراء التي تنمو على جدران أحواض السباحة كمثال

A larger eukaryotic cell with spinning tail structures, or flagella,

حيث تقوم خلايا كبيرة حقيقة النواة ذات شكل دائري أو على شكل أسواط

at some point absorbed algae like these to form what we now call euglena.

في بعض الأحيان بابتلاع الطحالب لتشكل ما نسميه الآن (الحِنْديرَة)

Euglena can perform photosynthesis,

الحنديرة باستطاعتها القيام بالتركيب الضوئي

break down sugar using oxygen,

وتفكيك جزيئات السكر بواسطة الأكسجين

and swim around pond water.

والتحرك في بركة الماء

And as the theory would predict,

وكما تنبأت النظرية

the chloroplasts in these euglena have three membranes

أن البلاستيدات الخضراء في الحِنْديرَة لها ثلاثة أغشية

since they had two before being engulfed.

حيث كانت تمتلك غشائين قبل أن يتم ابتلاعها

The absorbing process of endosymbiotic theory

عملية الابتلاع التي هي جزء من نظرية التعايش الداخلي

allowed organisms to combine powerful abilities

تساعد الكائنات الحية في دمج القدرات القوية

to become better adapted to life on Earth.

لتصبح قادرة للعيش على الأرض

The results were species capable of much more

والنتيجة هي أن الكائنات تصبح ذات قدرات أقوى

than when they were separate organisms,

مما كانت عليه حين كانت كائنات منفردة

and this was an evolutionary leap

حيث يعتبر اندماج الخلايا خطوة نوعيّة

that lead to the microorganisms, plants,

أدت إلى تكوين الكائنات الحية الدقيقة والنباتات

and animals we observe on the planet today.

والحيوانات التي نراها على هذا الكوكب اليوم