گونه زایی در عمل

زیست شناسان با مشاهدات صحرایی سخت توانستند نشان دهند كه چگونه تفاوت های رفتاری و یا ریختی در یك جمعیت یكپارچه می تواند منجر به انزوای تولیدمثلی در آن جمعیت شود

مجله «ساینس» در پایان هر سال فهرست ۱۰ پیشرفت علمی عمده ۱۲ ماه گذشته را معرفی می كند. رتبه اول سال گذشته مجله «ساینس» به طور مشترك به چندین مطالعه كه ساز و كار ظریف تكامل را روشن می كند، اعطا شد. مطالعاتی كه مجله «ساینس» به آنها عنوان «پیشرفت های سال» اعطا كرد شامل تعیین آرایش ژنتیكی شمپانزه، بازآفرینی ویروس آنفلوآنزای مرگبار سال ۱۹۱۸ در آزمایشگاه و مطالعه پرندگان «تاج سیاه» اروپایی است كه نشان داد چگونه دو جمعیت مختلف یك حیوان می توانند به دو گونه مجزا بدل شوند. در میان یافته های چشمگیر سال گذشته، كشف جزئیات عمل تكامل واجد اهمیت ویژه ای بود.

● رمزگشایی ژنوم شمپانزه

از شگفت انگیزترین نتایج به دست آمده در این زمینه، رمزگشایی كامل ژنوم شمپانزه و مقایسه آن با ژنوم انسان بود كه نشان می داد تفاوت میان شمپانزه و انسان از آنچه پیش از این گمان می شد، بسیار بیشتر است. مقایسه مستقیم ژنوم انسان با ژنوم شمپانزه شباهتی بیش از ۹۹ درصد را نشان می دهد اما با احتساب بخش هایی كه اضافه یا كم می شوند این مقدار شباهت تا سطح ۹۶ درصد كاهش یافت.

● مطالعه تكامل در سطح مولكولی

یافته علمی مهم دیگر در زمینه گونه زایی بود. زیست شناسان با مشاهدات صحرایی سخت توانستند نشان دهند كه چگونه تفاوت های رفتاری و یا ریختی در یك جمعیت یكپارچه می تواند منجر به انزوای تولیدمثلی در آن جمعیت شود. (برای اطلاعات بیشتر به مقاله «تكامل در عمل» در سالنامه شرق مراجعه كنید)

از سوی دیگر، اطلاعات به دست آمده در مورد ژنوم كامل برخی موجودات این امكان را فراهم آورد تا دانشمندان فرآیندهای تكاملی را در سطح مولكولی مورد مطالعه قرار دهند. گروهی از دانشمندان برای تجزیه و تحلیل سازگاری در سطح ژنتیكی، ژنوم جانوران را مورد بررسی قرار دادند. به عنوان مثال، پس از دوره یخبندان اخیر در برخی از مناطق در نیمكره شمالی ماهی سه باله ا ی از خانواده «گاستروستئیده» در درون دریاچه ها محصور ماند. بازماندگان این ماهی دریایی به تعدادی گونه های متفاوت تبدیل شده اند ولی همه آنها زوائد زره مانند و دفاعی خود را از دست داده اند چرا كه در محیط های غیردریایی به آنها نیازی نداشته اند. محققین انتظار داشتند كه ژن مسئول این كار در گونه های مختلف متفاوت باشد ولی متوجه شدند كه مكانیسم واحدی باعث این كار شده است.

آنها دریافتند كه یك DNA نادر مسئول پیغام رسانی برای تكوین استخوان ها در سطح پوست است كه از انواع دریایی در ماهی های منزوی باقی مانده است. زیست شناسان غالباً به ژن های كدكننده و عملكرد آنها توجه داشته اند ولی در سال گذشته شواهدی به دست آمد كه نشان می داد DNA خارج از ژن نیز در ایجاد تغییرات موثر است. مطالعات صورت گرفته بر روی دو گونه مگس سركه ثابت كرد كه ۴۰ تا ۷۰ درصد از DNAهای خنثی كندتر از خود ژن ها تكامل می یابند. این بدان معنی است كه چنین مناطقی برای موجود زنده واجد اهمیت بوده و به همین خاطر ترتیب آنها مورد انتخاب قرار می گیرد. این بازهایی كه قادر به كد كردن نیستند در میان گونه ها ثابت ولی بین دو گونه متفاوت بوده اند.

این امر نشان می دهد كه چنین مواد توارثی مورد انتخاب واقع می شوند. در همین سال این نتیجه گیری توسط تعداد دیگری از مطالعات مورد تائید قرار گرفت. یك مطالعه پژوهشی نشان داده است كه ژن موسوم به زرد در یك گونه مگس سركه باعث به وجود آمدن لكه سیاهی می شود كه در افزایش جاذبه جنسی حشره نقشی بازی می كند. گونه دیگری دارای همین ژن بوده ولی فاقد لكه سیاه است. محققین ژن مولد لكه سیاه را به حشره ای كه فاقد این لكه بود منتقل كردند و شاهد تكوین این صفت شدند. چنین آزمایش هایی قطعاً برای نویسنده كتاب منشاء انواع جذاب می بود چرا كه داروین به روشنی گفته بود كه «قوانین حاكم بر انتقال صفات نامكشوف اند».

‌● بازآفرینی ویروس آنفلوآنزای مرگبار سال ۱۹۱۸

در سال گذشته دانشمندان تلاش خود را برای شناخت مهم ترین مسئله زیست پزشكی آغاز كردند. در اكتبر ۲۰۰۵ زیست شناسان بافت های پرنده ای را در آلاسكا مورد بررسی قرار دادند كه بیش از صد سال پیش در لایه پرمافراست (لایه یخ دائمی) مدفون بود. آنها می خواستند اثر ژنتیكی عامل آنفلوآنزا را در این پرنده ببینند كه قریب ۲۰ تا ۵۰ میلیون انسان را در ۱۹۱۸ به نیستی كشانده بود. نژادها و واریته های كشنده ویروسی زمانی به وجود می آیند كه یك ویروس جانوری با یك ویروس انسانی موجود تركیب می یابند.

بعد از مطالعات ژنتیكی معلوم شد كه ژن آنفلوآنزای ۱۹۱۸ یك ژن مستقل بوده است ولی تعدادی موتاسیون باعث شده است كه انسان را به راحتی آلوده كند. احتمال تكامل چنین صفاتی در آنفلوآنزای مرغی معاصر عامل اصلی نگرانی متخصصین است. گروه دیگری از دانشمندان ترتیب كامل بازهای این ویروس را بازسازی كردند. آنها دریافتند كه نژاد ۱۹۱۸ وابستگی خود را به آنزیم «تریپسین» از دست داده است. این آنزیمی است كه ویروس ها نوعاً در هنگام آلودگی میزبان های خود از آنان دریافت می كنند. در واقع عامل آنفلوآنزای ۱۹۱۸ مجهز به یك آنزیم درونی شده بود. در نتیجه این ویروس می توانست به تراكم های بسیار زیاد و كشنده در بافت های تنفسی رسیده و مرگ آفرین شود. داروین بر وجود تكامل متكی بر انتخاب طبیعی تاكید داشت. تاكیدی كه در آن زمان یك معمای بزرگ می نمود. ولی امروزه همه زیست شناسان معاصر چه آنهایی كه به مطالعه تكامل مشغولند و چه آنهایی كه در سایر زمینه های زیست شناسی تحقیق می كنند می دانند كه تكامل در عمل چگونه عمل می كند.

www.sciencemag.org, Dec.۲۰۰۵

ترجمه: زینب همتی