بوغ

الأبواغ التي تنتج في دورة حياة بوغية
يُغطي الثلج الطازج جزئيًا طحلب الريش ذو الساق الخشنة ( Brachythecium rutabulum ) ، الذي ينمو على شجرة حور أسود هجينة مُخففة ( Populus x canadensis ) . تُظهر الصورة المرحلة الأخيرة من دورة حياة الطحلب ، حيث تظهر الأبواغ قبل انتشارها: لا يزال القلنسوة ( 1 ) مُتصلًا بالكبسولة ( 3 ) . كما يُمكن تمييز قمم الأمشاج ( 2 ). تُظهر الصورة المُكبّرة أشجار الحور الأسود المُحيطة، التي تنمو على تربة رملية طينية على ضفة نهر كولك ، مع تحديد المنطقة المُفصّلة.

في علم الأحياء ، تُعدّ البوغات وحدةً للتكاثر الجنسي (في الفطريات) أو اللاجنسي ، وقد تكون مُتكيّفةً للانتشار والبقاء، غالبًا لفترات طويلة، في ظروف غير مواتية. [ 1 ] تُشكّل البوغات جزءًا من دورات حياة العديد من النباتات والطحالب والفطريات والأوليات . [ 2 ] يُعتقد أنها ظهرت في وقت مبكر من منتصف إلى أواخر العصر الأوردوفيسي كتكيف للنباتات البرية المبكرة . [ 3 ]

لا تُعدّ الأبواغ البكتيرية جزءًا من دورة التكاثر الجنسي، بل هي تراكيب مقاومة تُستخدم للبقاء على قيد الحياة في الظروف غير المواتية. [ 4 ] تُطلق أبواغ الميكسوزوا جراثيم معدية أميبية الشكل ("أميبولا") في عوائلها لإحداث عدوى طفيلية، ولكنها تتكاثر أيضًا داخل العوائل من خلال اقتران نواتين داخل البلازموديوم، الذي يتطور من الأميبولا. [ 5 ]

في النباتات، تكون الأبواغ عادةً أحادية المجموعة الكروموسومية وأحادية الخلية ، وتنتج عن طريق الانقسام الاختزالي في الحافظة البوغية لنبات بوغي ثنائي المجموعة الكروموسومية . في حالات نادرة، تُنتج بعض الطحالب أو الفطريات أبواغًا ثنائية المجموعة الكروموسومية أيضًا. في ظل ظروف مواتية، يمكن للبوغ أن يتطور إلى كائن حي جديد باستخدام الانقسام المتساوي ، مُنتجًا نباتًا مشيجيًا متعدد الخلايا ، والذي بدوره يُنتج الأمشاج. يندمج مشيجان لتكوين زيجوت ، والذي يتطور بدوره إلى نبات بوغي جديد. تُعرف هذه الدورة بتعاقب الأجيال .

يتم إنتاج أبواغ النباتات البذرية داخليًا، وتشارك الأبواغ الكبيرة (التي تتشكل داخل البويضات) والأبواغ الصغيرة في تكوين هياكل أكثر تعقيدًا تشكل وحدات الانتشار، وهي البذور وحبوب اللقاح .

تعريف

يُشتق مصطلح "البوغ" من الكلمة اليونانية σπορά ، spora ، والتي تعني " البذرة ، البذر"، وهي مرتبطة بالكلمة σπόρος ، sporos ، والتي تعني "البذر"، و speirein ، والتي تعني "يزرع". [ 6 ] [ 7 ]

في اللغة الدارجة، الفرق بين "البوغ" و " الجاميت " هو أن البوغ سينبت ويتطور إلى بوغ صغير ، بينما يحتاج الجاميت إلى الاتحاد مع جاميت آخر لتكوين زيجوت قبل أن يتطور أكثر.

يتمثل الفرق الرئيسي بين الأبواغ والبذور كوحدات انتشار في أن الأبواغ وحيدة الخلية، وهي الخلية الأولى في الطور المشيجي، بينما تحتوي البذور على جنين نامٍ (الطور البوغي متعدد الخلايا للجيل التالي)، ينتج عن اندماج المشيج الذكري لأنبوب اللقاح مع المشيج الأنثوي المتكون من المشيج الأنثوي الكبير داخل البويضة. تنبت الأبواغ لتُنتج أطوارًا مشيجية أحادية المجموعة الكروموسومية، بينما تنبت البذور لتُنتج أطوارًا بوغية ثنائية المجموعة الكروموسومية.

تصنيف الكائنات الحية المنتجة للأبواغ

النباتات

تكون أبواغ النباتات الوعائية أحادية المجموعة الكروموسومية دائمًا . وتنقسم النباتات الوعائية إلى نوعين: متجانسة الأبواغ (وتُعرف أيضًا باسم متساوية الأبواغ ) ومتباينة الأبواغ . وتنتج النباتات متجانسة الأبواغ أبواغًا من نفس الحجم والنوع. [ 8 ]

تُنتج النباتات المتباينة الأبواغ، مثل النباتات البذرية ، والنباتات السنبلية ، والنباتات الإبرية ، والسرخسيات من رتبة السالفينيات، أبواغًا ذات حجمين مختلفين: البوغ الأكبر (البوغ الضخم) الذي يعمل كبوغ "أنثوي"، والبوغ الأصغر (البوغ الصغير) الذي يعمل كبوغ "ذكري". عادةً ما تُنتج هذه النباتات هذين النوعين من الأبواغ من داخل حويصلات بوغية منفصلة، ​​إما حويصلة بوغية ضخمة تُنتج أبواغًا ضخمة، أو حويصلة بوغية صغيرة تُنتج أبواغًا صغيرة. في النباتات المزهرة، توجد هذه الحويصلات البوغية داخل الكربلة والمتك، على التوالي. [ 9 ]

الفطريات

تُنتج الفطريات عادةً الأبواغ خلال التكاثر الجنسي واللاجنسي. تكون الأبواغ عادةً أحادية المجموعة الكروموسومية ، وتنمو لتصبح أفرادًا ناضجة أحادية المجموعة الكروموسومية من خلال الانقسام المتساوي للخلايا ( الأبواغ اليوريدينية والأبواغ التيلية في الصدأ ثنائية النواة). تنتج الخلايا ثنائية النواة من اندماج خليتين مشيجيتين أحاديتي المجموعة الكروموسومية. في الخلايا ثنائية النواة المُنتجة للأبواغ، يحدث اندماج النوى (اندماج النواتين أحاديتي المجموعة الكروموسومية) لإنتاج خلية ثنائية المجموعة الكروموسومية. تخضع الخلايا ثنائية المجموعة الكروموسومية للانقسام الاختزالي لإنتاج أبواغ أحادية المجموعة الكروموسومية.

تصنيف الأبواغ

يمكن تصنيف الأبواغ بعدة طرق مثل هيكلها المنتج للأبواغ، ووظيفتها، وأصلها خلال دورة حياتها، وقدرتها على الحركة.

فيما يلي جدول يسرد طريقة التصنيف والاسم والخصائص المميزة والأمثلة والصور لأنواع الأبواغ المختلفة.

طريقة التصنيفاسمالسمة المميزةمثال على كائن حي يحتوي على بوغصورة
بنية إنتاج الأبواغالأبواغينتج بواسطة الحافظات البوغيةالزيجوميسيتات
جراب بوغ الفطريات
الأبواغ الزيجيةمنتج بواسطة الزيجوسبورانجيومالزيجوميسيتات
الأبواغ الزيجية على فطر الريزوبوس
الأبواغ الزقيةمن إنتاج شركة أسكوسالفطريات الزقية
Ascospores من ديديميلا ربيعي
الأبواغ القاعديةينتج بواسطة الباسيديومالفطريات البازيدية
التركيب التكاثري النموذجي للفطريات البازيدية ، بما في ذلك البوغ البازيدي والبازيديوم
أيسيسبورمن إنتاج شركة إيسيومالصدأ والسخام
الأيسيا على أوراق الشجر
يوريدينيوسبوراتمنتج بواسطة اليوريدينيومالصدأ والسخام
يوريدينوسبورات
التيلوسبوراتإنتاج شركة تيلومالصدأ والسخام
صورة مجهرية للأبواغ التيلية
الأبواغ البيضيةمنتج بواسطة الأوجونيومالفطريات البيضية
الأبواغ البيضية لفطر Phytophthora agathidicida
الكاربوسبوراتمنتج بواسطة نبات الكاربوسوفوروفيتالطحالب الحمراء
يُظهر الفحص المجهري الضوئي لنبات Polysiphonia وجود جراثيم ثمرية ونبات ثمر ثمري في الداخل
الأبواغ الرباعيةمنتج بواسطة نبات رباعي الفوسفورالطحالب الحمراء
الأبواغ الرباعية لبوليسيفونيا
وظيفةالكلاميدوسبورالأبواغ الساكنة ذات الجدران السميكة للفطريات تنتج للبقاء على قيد الحياة في الظروف غير المواتيةالفطريات الزقية
الخيوط الفطرية الكاذبة ، والأبواغ الكلاميدية، والأبواغ المتبرعمة لخميرة الكانديدا
جراثيم فطرية طفيليةالأبواغ الداخليةتنبت داخل العائل
فطر وردي طفيلي على شجرة الأشنة
الأبواغ الخارجية (البيئية)الأبواغ التي يطلقها المضيف لإصابة مضيفين آخرين [ 10 ]
الأصل خلال دورة الحياةالأبواغ الانقساميةالأبواغ الدقيقةيتم إنتاجها جنسياً من خلال الانقسام الاختزالي ، وتؤدي إلى ظهور مشيج ذكريحبوب اللقاح في النباتات البذرية
في النباتات ، تتكون الأبواغ الصغيرة ، وفي بعض الحالات الأبواغ الكبيرة، من جميع نواتج الانقسام الاختزالي الأربعة.
الأبواغ الضخمة (الأبواغ الكبيرة)يتم إنتاجها جنسياً من خلال الانقسام الاختزالي ، وتؤدي إلى ظهور مشيج أنثويالبويضة في النباتات البذرية
في المقابل، في العديد من النباتات البذرية والسراخس غير المتجانسة ، يصبح ناتج واحد فقط من الانقسام الاختزالي بوغًا ضخمًا (بوغًا كبيرًا)، بينما تتحلل البقية.
الأبواغ الميتوسبوريةيتم إنتاجه لا جنسياً عن طريق الانقسام المتساويالفطريات الزقية
الفطريات الزقية التي تحتوي على أبواغ ميتوسية
التنقلأبواغ حيوانيةمتحرك عبر الأسواطبعض الطحالب والفطريات
صورة مجهرية لبوغ متحرك
الأبواغ غير المتحركةغير متحركة، ومع ذلك لا تزال تنتج الأسواط
الأبواغ الذاتيةأبواغ غير متحركة لا تنتج أسواطاً
الأبواغ الذاتية لسلالة من جينوفا أيروتيرستريكا
الأبواغ الباليستيةيتم إطلاقها قسراً من الجسم الثمري للفطر بسبب قوة داخلية (مثل الضغط المتراكم).الأبواغ القاعدية و/أو جزء من جنس بيلوبوس
آلية انتشار الأبواغ الباليستية من الفطريات
ستراتيسموسبوريسيتم إطلاقها قسراً من جسم الفطر المثمر بسبب قوة خارجية (مثل قطرات المطر أو الحيوانات المارة).كرات النفخ
كرات منتفخة تحتوي على جراثيم ستراتيسموس

التشريح الخارجي

أبواغ ثلاثية الأضلاع أحفورية (باللون الأزرق) ورباعية أبواغ (باللون الأخضر) من أصل سيلوري متأخر
حبوب لقاح ثلاثية الفتحات من نبات الخروع

تحت التكبير العالي ، غالبًا ما تظهر على الأبواغ أنماط أو زخارف معقدة على أسطحها الخارجية. وقد طُوِّرت مصطلحات متخصصة لوصف خصائص هذه الأنماط. تمثل بعض العلامات فتحات، وهي مواضع يمكن من خلالها اختراق الغلاف الخارجي الصلب للبوغ عند حدوث الإنبات. يمكن تصنيف الأبواغ بناءً على موضع وعدد هذه العلامات والفتحات. لا تُظهر الأبواغ أحادية الفتحة أي خطوط. أما في الأبواغ أحادية الفتحة ، فيوجد خط ضيق واحد (لايسورا) على البوغ. [ 11 ] مما يشير إلى تلامس سابق بين بوغين انفصلا لاحقًا. [ 3 ] في الأبواغ ثلاثية الفتحات ، يُظهر كل بوغ ثلاثة خطوط ضيقة تشع من قطب مركزي. [ 11 ] وهذا يدل على أن أربعة أبواغ تشترك في أصل واحد وكانت متلامسة في البداية لتشكل رباعي الأوجه. [ 3 ] يمكن تسمية الفتحة الأوسع على شكل أخدود بـ " كولبوس" . [ 11 ] يميز عدد الأخاديد مجموعات رئيسية من النباتات. تمتلك ثنائيات الفلقة أبواغًا ثلاثية الأخاديد (أي أبواغًا بثلاثة أخاديد). [ 12 ]

بوغ رباعيات وجراثيم ثلاثية

تُعتبر رباعيات الأبواغ المغلفة بغلاف أقدم دليل على وجود حياة نباتية على اليابسة، [ 13 ] ويعود تاريخها إلى منتصف العصر الأوردوفيسي (بداية العصر اللانفيرني، منذ حوالي 470  مليون سنة )، وهي فترة لم يُعثر فيها حتى الآن على أي أحافير كبيرة. [ 3 ] ظهرت الأبواغ الثلاثية الفردية، التي تُشبه أبواغ النباتات الخفية الحديثة ، لأول مرة في السجل الأحفوري في نهاية العصر الأوردوفيسي. [ 14 ]

التشتت

الأبواغ التي تطلقها الفطريات

في الفطريات، تنتشر الأبواغ اللاجنسية والجنسية، أو الأبواغ الكيسية، للعديد من أنواع الفطريات بنشاط عن طريق قذفها بقوة من تراكيبها التكاثرية. يضمن هذا القذف خروج الأبواغ من التراكيب التكاثرية، بالإضافة إلى انتقالها عبر الهواء لمسافات طويلة. ولذلك، تمتلك العديد من الفطريات آليات ميكانيكية وفيزيولوجية متخصصة، فضلاً عن تراكيب سطحية خاصة بالأبواغ، مثل الهيدروفوبينات ، لقذفها. تشمل هذه الآليات، على سبيل المثال، القذف القسري للأبواغ الكيسية، والذي يُمكّنه تركيب الكيس الكيسي وتراكم المواد المذابة في سوائل الكيس الكيسي، مما يؤدي إلى قذف الأبواغ الكيسية بقوة في الهواء. [ 15 ]

تتضمن عملية الإطلاق القسري للأبواغ المفردة، والتي تُسمى الأبواغ الباليستية، تكوين قطرة ماء صغيرة ( قطرة بولر )، والتي عند ملامستها للبوغ تؤدي إلى إطلاقه كقذيفة بتسارع ابتدائي يزيد عن 10000 ضعف تسارع الجاذبية الأرضية . [ 16 ] تعتمد فطريات أخرى على آليات بديلة لإطلاق الأبواغ، مثل القوى الميكانيكية الخارجية، كما هو الحال في فطر النفخة . ويُعد جذب الحشرات، مثل الذباب، إلى التراكيب الثمرية، بفضل ألوانها الزاهية ورائحتها الكريهة، لنشر أبواغ الفطريات، استراتيجية أخرى، تستخدمها فطريات النتنة بشكل بارز .

في طحلب القبعة الملساء الشائع ( Atrichum undulatum )، تبين أن اهتزاز البوغيات آلية مهمة لإطلاق الأبواغ. [ 17 ]

في حالة النباتات الوعائية التي تتكاثر بالبذور ، كالسراخس، يوفر انتشار البذور الخفيفة جدًا بواسطة الرياح قدرةً كبيرةً على الانتشار. كما أن البذور أقل عرضةً للافتراس من قِبل الحيوانات لأنها لا تحتوي تقريبًا على مخزون غذائي؛ إلا أنها أكثر عرضةً للافتراس من قِبل الفطريات والبكتيريا. وتكمن ميزتها الرئيسية في أنها، من بين جميع أشكال النسل، تتطلب أقل قدر من الطاقة والمواد لإنتاجها.

في نبات الطحالب الشوكية Selaginella lepidophylla ، يتم تحقيق الانتشار جزئيًا عن طريق نوع غير عادي من البذور ، وهو نبات متدحرج . [ 18 ]

أصل

عُثر على الأبواغ في أحافير دقيقة تعود إلى منتصف العصر الأوردوفيسي المتأخر. [ 3 ] ترتبط وظيفتان أساسيتان مُفترضتان للأبواغ بظهورها قبل النباتات البرية أو بعدها. الفرضية الأكثر دراسة هي أن الأبواغ كانت تكيفًا لأنواع النباتات البرية المبكرة، مثل النباتات الجنينية ، مما سمح للنباتات بالانتشار بسهولة مع التكيف مع بيئتها غير المائية. [ 3 ] [ 19 ] يدعم هذه الفرضية بشكل خاص ملاحظة جدار سميك للأبواغ الخفية . كان من شأن هذه الجدران حماية النسل المحتمل من العوامل الجوية الجديدة. [ 3 ] أما الفرضية الثانية، والأحدث، فهي أن الأبواغ كانت سلفًا مبكرًا للنباتات البرية، وتكونت خلال أخطاء في الانقسام الاختزالي للطحالب ، وهي سلف مُفترض مبكر للنباتات البرية. [ 20 ]

سواءً نشأت الأبواغ قبل النباتات البرية أو بعدها، فقد كانت إسهاماتها في مجالاتٍ كعلم الأحياء القديمة وعلم تطور النباتات مفيدة. [ 20 ] تُحفظ الأبواغ الموجودة في الأحافير الدقيقة، والمعروفة أيضًا بالأبواغ الخفية، جيدًا نظرًا للمادة الثابتة التي توجد فيها، فضلًا عن وفرتها وانتشارها الواسع خلال فتراتها الزمنية. تُعدّ هذه الأحافير الدقيقة مفيدةً بشكلٍ خاص عند دراسة الفترات المبكرة للأرض، إذ إنّ الأحافير الكبيرة كالنباتات ليست شائعةً ولا محفوظةً جيدًا. [ 3 ] تتميز كلٌّ من الأبواغ الخفية والأبواغ الحديثة بتنوعٍ في الشكل، ما يُشير إلى الظروف البيئية المحتملة للفترات السابقة للأرض والعلاقات التطورية بين أنواع النباتات. [ 3 ] [ 20 ] [ 19 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. سيتلو، بيتر؛ جونسون، إريك أ. (2014). "الأبواغ وأهميتها". علم الأحياء الدقيقة للأغذية . ص 45-79 . doi : 10.1128/9781555818463.ch3 . ISBN  978-1-68367-058-2.
  2. "مشروع شجرة الحياة على الإنترنت" . مؤرشف من الأصل في 5 فبراير 2018. تم الاطلاع عليه في 5 فبراير 2018 .
  3. ويلمان ، سي إتش؛ غراي ، جيه . ( 29 يونيو 2000). "سجل الأحافير الدقيقة للنباتات البرية المبكرة" . المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية في لندن. السلسلة ب، العلوم البيولوجية . 355 ( 1398 ) : 717-731 ، مناقشة 731-732. doi : 10.1098/rstb.2000.0612 . ISSN 0962-8436 . PMC 1692785. PMID 10905606 .   
  4. أبيل-سانتوس، إرنستو (2012). الأبواغ البكتيرية: البحوث والتطبيقات الحالية . نورفولك: دار كايستر الأكاديمية للنشر. ISBN 978-1-908230-00-3.
  5. إيفان فيالا (10 يوليو 2008). "الميكسوزوا" . مشروع شجرة الحياة على الإنترنت . مؤرشف من الأصل في 16 فبراير 2015. تم الاسترجاع في 14 يناير 2014. تتكون الأبواغ الميكسوزية من عدة خلايا، تتحول إلى صمامات صدفية، وكبسولات قطبية تشبه الخلايا اللاسعة مع خيوط قطبية ملتفة قابلة للإخراج، وجراثيم معدية أميبية الشكل.
  6. "البوغ - أصل الكلمة، وأصلها، ومعناها" . قاموس أصل الكلمات على الإنترنت . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 أغسطس 2025 .
  7. "Sparse - Etymology, Origin & Meaning" . قاموس علم أصول الكلمات على الإنترنت . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 أغسطس 2025 .
  8. "النباتات - متجانسة الأبواغ، الحياة، التاريخ | بريتانيكا" . www.britannica.com . 5 أغسطس 2025. تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 أغسطس 2025 .
  9. جيريت، أدريان (30 سبتمبر 2021). "ما وظيفة المتك في الزهرة؟" . ساينسينغ . تم الاسترجاع في 8 أغسطس 2025 .
  10. "بيولوجيا الميكروسبوريديا" . 26 يونيو 2008. مؤرشف من الأصل في 26 يونيو 2008. تم الاطلاع عليه في 24 مارس 2024 .
  11. بونت ، دبليو ؛ هوين، بي بي؛ بلاكمور، إس؛ نيلسون، إس؛ ولي توماس، إيه. (2007). "مسرد مصطلحات حبوب اللقاح والأبواغ". مراجعة علم النبات القديم وعلم حبوب اللقاح . 143 (1): 1-81 . Bibcode : 2007RPaPa.143....1P . doi : 10.1016/j.revpalbo.2006.06.008 .
  12. جود، والتر س. وأولمستيد، ريتشارد ج. (2004). "دراسة استقصائية للعلاقات التطورية ثلاثية الفصوص (ثنائيات الفلقة الحقيقية)" . المجلة الأمريكية لعلم النبات . 91 (10): 1627-1644 . Bibcode : 2004AmJB...91.1627J . doi : 10.3732/ajb.91.10.1627 . PMID 21652313 . 
  13. غراي، ج.؛ تشالونر، و. ج.؛ ويستول، ت. س. (1985). "سجل الأحافير الدقيقة للنباتات البرية المبكرة: تطورات في فهم التوطن البري المبكر، 1970-1984" . المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية ب . 309 (1138): 167-195 . Bibcode : 1985RSPTB.309..167G . doi : 10.1098/rstb.1985.0077 . JSTOR 2396358 . 
  14. ستيمانز، فيليب؛ هيريسيه، آلان لو؛ ملفين، جون؛ ميلر، ميريل أ.؛ باريس، فلورنتين؛ فيرنييه، جاك؛ ويلمان، تشارلز هـ. (2009). "أصل وانتشار أقدم النباتات الوعائية البرية". مجلة ساينس . 324 (5925): 353. Bibcode : 2009Sci...324..353S . doi : 10.1126/science.1169659 . hdl : 1854/LU-697223 . PMID 19372423 . 
  15. تريل، ف. (2007). "مدافع فطرية: إطلاق متفجر للأبواغ في الفطريات الزقية" . رسائل علم الأحياء الدقيقة FEMS . 276 (1): 12-18 . doi : 10.1111/j.1574-6968.2007.00900.x . PMID 17784861 . 
  16. برينغل أ، باتيك إس إن، فيشر إم، ستولز جيه، موني إن بي (2005). "الإطلاق المُلتقط لبوغة باليستية". مجلة علم الفطريات . 97 (4): 866-71 . doi : 10.3852/mycologia.97.4.866 . PMID 16457355 . 
  17. يوهانسون، فيكتور؛ لونيل، نيكلاس؛ سوندبيرغ، سيباستيان؛ هايلاندر، كريستوفر؛ يونغجانز، إيلكه (2014). "عتبات إطلاق أبواغ الطحالب: أهمية الاضطراب وطول النبات البوغي". مجلة علم البيئة . 102 (3): 721-729 . Bibcode : 2014JEcol.102..721J . doi : 10.1111/1365-2745.12245 .
  18. "الوردة الكاذبة لأريحا - سيلاجينيلا ليبيدوفيلا" . دليل النباتات والزهور . فبراير 2009. مؤرشف من الأصل في 15 يوليو 2011.
  19. 1 2 نوريم، دبليو إل (1958). "مفاتيح تصنيف الأبواغ الأحفورية وحبوب اللقاح". مجلة علم الأحياء القديمة . 32 (4): 666-676 . JSTOR 1300785 . 
  20. ١ ٢ ٣ ستروثر، بول ك.؛ فوستر، كلينتون (١٣ أغسطس ٢٠٢١). "سجل أحفوري لأصول النباتات البرية من الطحالب الكارية". مجلة ساينس . ٣٧٣ (٦٥٥٦): ٧٩٢-٧٩٦ . Bibcode : 2021Sci...373..792S . doi : 10.1126/science.abj2927 . PMID 34385396 .