تکامل مولکولی (Molecular Evolution)

شجره نامه های تکاملی که براساس مطالعات بیولوژیکی مولکولی بر پا می شوند، اغلب با موارد بدست آمده از مطالعات ریخت شناسی همخوانی ندارند هنگامی که زیست شناسان از واژة جنگ تکاملی (Evolutionary war) استفاده می کنند، اغلب گمان می کنیم که منظور، دعوای جاری در بین داروینیست ها(Darwinisits) و معتقدان به خلقت و آفرینش (Creationists) است، ولی این واژه بیان گر بحث و جدل تازه ایی نیز می باشد .
در یک سوی این دعوا، سنت گرایانی هستند که شجره نامه های تکاملی (Evolutionary trees) را در دهه های گذشته بر اساس مطالعه خصوصیات ریخت شناسی گونه ها ایجاد نموده اند و در سوی دیگرمتخصصین سیستماتیک مولکولی هستند که بنظر آنها بهترین راه آشکار ساختن اسرار تاریخ تکامل، تنها مقایسه DNA و دیگر مولکولهای بیولوژیک است.
بسیاری از متخصصین خود را در میان این دو راه قرار داده اند و معتقدند که، داده های هر یک از این دو روش قوت خود را داراست . برخی از میانه روها نیز تلاش دارند تا رویکردی دوگانه را ایجاد نمایند تا شجره نامه های ایجاد شده یا فیلوژنی های مربوط به گونه ای باشدکه، هر کس بتواند بر آن تاکید نماید.
تلاشهایی نیز صورت گرفته است تا با تجزیه و تحلیلهای کامپیوتری، مجموع مدارک این دو روش را با هم تلفیق نمایند ولی در این میان نمونه های معدودی با همدیگر همخوانی نشان داده اند.
به منظور ایجاد پلی بین این دو نوع مدارک، دستیابی به نوعی جدید از سنتز مولکولها و مورفولوژی ضروری می باشد . بنا به قولی لازم است به تکنیکهایی دست یابیم که، همه انواع اطلاعات ریختی و مولکولی را با هم ترکیب نمایند.


داستان والها
جدال در بین مولکولها وریختها (Morphologies) درتمام طول شجره حیات در جریان بوده است . شاید شدیدترین این جدالها در مطالعه سیستماتیک مهره داران جریان داشته باشد. جایی که زیست شناسان مولکولی درحال کشمکش با سنتهایی هستندکه، اساس آن ها برمطالعه فسیلهای اسکلتی ، استخوانی ، دندانی و بافتهای نرم گونه های امروزی استوار است .

به عنوان مثال کشمکش بر سر مسأله منشاء والها را مورد توجه قرار دهید
برای مدتی طولانی است که متخصصین سیستماتیک پستانداران زوج سم را تحت گروه کلادی (Clade) قرارمی دهند که خود به چهار زیر گروه تقسیم می شوند . گروه شترها و لاماها ، گوسفند ها و آهوان، خوکها و گرازها و اسب آبی .
آب بازان مدرن (Cetaceans)که شامل والها، دلفین ها، گاوهای آبی و فکها می شوند، سم دار نیستند. ولی والهای اولیه دارای انگشتانی زوج بوده اند . داندانهای آب بازان قدیمی نیز شبیه یکی از گروههای منقرض شده پستانداران است که مزونیکوئید (Mesonychoid) خوانده می شوند . بنابراین ریخت شناسان، آب بازان ومزونیکوئیدها را، با هم بعنوان گروه خواهری (Sister groupe) زوج سمان (Artiodactyls) رده بندی کرده اند .
اما، هنگامی که مدارک مولکولی وارد عمل می شوند . این صحنه کاملاً تغییر می یابد . در تحقیقات مولکولی صورت گرفته در این زمینه، همانند موارد دیگر، تأکید بر روی DNA موجود در میتوکندریها (Mitochondrial DNA) بوده است، که این بررسی ها آب بازان را در میان زوج سمان قرار می دهد.
گروههای دیگری که به مطالعه ژنها و پروتئین های مختلفی می پردازند دریافته اندکه، والها بیشتربه اسبها نزدیک هستند تا دیگر زوج سمان (مانند گاوها، شترها و خوکها ).
در مطالعات دیگری که توسط گروهی ژاپنی انجام شده است ژنی جهنده (Jumping gene) که اجزای پراکنده شوندة کوچک SINEs (Small Interspresed Elements) نامیده می شود، مورد بررسی قرار گرفته است این توالی هاخود را بطور ثابت به درون نقاط اتفاقی از ژنوم پستانداران مختلف وارد کرده اندو به نسلهای مختلف آنها رسیده اند. پس از مقایسه SINEs که در هفت موقعیت ژنوم (Genome) زوج سمان و والها وجود دارند، محققان ژاپنی نتیجه گرفتند که بیش از هر زوج سم دیگری، اسبهای آبی Hippos)) شبیه والها می باشند.
مطالعات بیشتر باعث اضافه شدن مدارک بیشتری به این مجموعه شده است .در واقع بازسازی دوباره این شاخه از شجره نامه پستانداران، اثری بیش از جابجایی اسبهای آبی از جایگاه سنتی آنها دارد، ولی در عین حال این بررسی نشان داده است که این موجودات زوج سم در یک گروه تاکسونومی طبیعی (Natural Taxonomic groupe) نیستند. این حقیقت بقدری تأثیر گذار است که به نظر برخی دیرین شناسان باعث خواهد شد، که تمام تصویری را که از بازسازی گامهای تکامل در اختیار داریم، کاملاً تغییر دهد . بنا به قول یکی از دانشمندان داده های مولکولی این حقیقت را بیان می کند که دیدگاه سنتی در مورد زوج سمان، باید راهی سطل زباله شود، چرا که، والهای گوشتخوار از اجدادشبه اسب آبی کاملاً گیاهخوار ایجاد شده اند.
این امر باعث سردر گمی عدة زیادی نیز شده است ، عده ایی اذعان می کنند نمی دانند حق با کدام طرف است . آنها منتظرند تا مدارک فسیلی که در آینده بدست می آیند، یکی از این موارد را مورد تأیید بیشتر، قرار دهد. در حقیقت یافت شدن فسیلهای بیشتر، کفة مربوط به ریخت شناسان را سنگین تر خواهد نمود. اما اگرچه یافته های مولکولی اختلافات شدیدی را در بین محققان علاقمند به تکامل والها ایجاد کرده است ، این اختلافات در برابر آنچه که در حیطة دیرینه شناسی انسان ایجاد خواهد شد، چیزی نیستند. کار مطالعه DNA میتوکندری در دیرینه شناسی و تکامل انسان از سال 1987 آغاز شده است . دیرینه انسان شناسان (Palaeoanthropdogists) مدتها معتقد بودند که براساس مدارک فسیلی، انسانهای مدرن و انسان نماهای منقرض شده مانند نئاندرتال ها (Neanderthals) از یک جد مشترک که هوموارکتوس (Homoerectus) نامیده می شود و حدود2میلیون سال پیش در آفریقا می زیسته است ، تکامل یافته اند.برخی نیز معتقد به سناریوی چنداصلی بوده (Multiregional)، اعتقاد دارند که ارکتوسها پس از ترک آفریقا با دیگر انسانهای اروپا و آسیا که همان نئاندرتالها بودند زاد و ولد کرده، تفاوتهای نژادی امروزی را ایجاد نموده اند.



بحثها ادامه می یابد
مطالعات صورت گرفته برروی DNA میتوکندری انسانهای آفریقایی، اروپایی ، آسیایی و استرالیایی حقایق دیگری را ارائه می نماید . آنها رد همة انسانهای مدرن را، تا یک موجود مونث که آنرا «حوای میتوکندریایی» (Mitochondrial Eve) می خوانند و 200 هزار سال پیش در آفریقا می زیسته، پی گیری نموده اند، که اثری از امتزاج با دیگرانسانها نداشته است . اخیراً مقایسه DNA انسانهای مدرن با نمونه های بدست آمده از فسیلهای نئاندرتال نشان داده است که، هیچ مدرکی دال بر اینکه اروپائیان مدرن ژنهای نئاندرتالها را داشته باشند، وجود ندارد.اخیراً مطالعه مولکولی دیگری در این گستره صورت گرفته است که اساس آن، برمطالعه جمجمه ها و دندانها استوار است. این امر بدین دلیل صورت گرفته است که، پس از 15تا 20 سال مطالعه ریختی، هنوز این روش ها استاندارد نشده اند. محققان شجره نامه تکاملی جدیدی را بر اساس اندازه گیری 129 جمجمه و دندان انسان نماهایی(Hominoids) چون گوریل ها، شمپانزه ها ، اورنگوتان ها و انسانها صورت داده اند و همین کار را نیز بر روی 62 مورد اندازه گیری ثبت شده بر روی میمونهای بر قدیم (Old word monkeys) که شامل بابون ها، مانگی بای ها وماکاکوها می شوند (Baboons,Mangabeys,Macaques)، نیزصورت انجام داده اند.
این مطالعات وشجره نامه های حامل نشان داده است که شکیات بسیاری در مورد صحت شجره نامه های حاصل از مدارک ریخت شناسی، جهت پی بردن به جزئیات ظریف شجره های تکاملی گروههای بالای نخستیها (Primates High Groupes) وجود دارد. بنابراین آیا امکان دارد که این تفاوتهای آشکار بین این دو دیدگاه روزی حل شود ؟
معتقدان به نظرات مولکولی نیازی به ایجاد این همخوانی احساس نمی کنند و معتقدند که باید ریخت شناسی را بدور انداخت، چرا که آنها نتایج مطالعات مولکولی را آخرین نسخه در مورد فیلوژنی (Phylogeney) می دانند.
آنها این احتمال را می دهندکه، در اثر همگراییهای تکاملی در گروههای غیر وابسته، خصوصیات ریختی مشابهی ایجاد شود و بنابراین بهتر است که به بررسی و تجزیه DNA و پروتئینهای حاصل بپردازیم. البته ریخت شناسان معتقدند که، این همگرایی و ایجاد موجودات مشابه در سطوح مولکولی نیز رخ میدهد و چه بسا، اغلب مواردی که مدتها مورد قبول بوده است با اکتشافات تازه دچار تغییر و تحول شود و داده های ژنتیکی نیز محدودیتهای خود را دارد. گاه نواحی اطراف SINEs ها بقدری دچار جهش می شوند که اجزای DNA قابل شناسایی نمی گردد و این، باعث می شود تا ارتباطات بین گروههای مرتبط با هم، که در گذشته های دور تکاملی از هم جدا شده اند ، پوشیده باقی بماند .
معتقدان به بررسی های ریختی نیز لازم است . اطلاعات کاملی نسبت به اساس کاری و رشدی مسائلی که بر روی آن کار می کنند، داشته باشد.
برخی از این پیشرفتها می تواند در ژنتیک رشد (Developmental Genetics) حاصل شود، چرا که مثلاً مشخص شده است که، ژنهای خانواده Hox اثراتی بر رشد استخوانهای مختلف دارند.برای مثال می توانند، اثر کاهش دهنده بر روی اندازة انگشتان داشته باشند یا باعث کوتاه شدن اعضای حرکتی شوند.



آزمایشات مدرن
بررسی های جدید نشان داده که بافت استخوانی آنچنان که تصور می شود سخت نیست. در واقع این بافت نیز، در برابر حرکات و شرایط، حالتی پلاستیکی و قابل انعطاف دارد .
در آزمایشهای عملی خوکها را بر روی نوارهای نقاله وادار به حرکت کرده ، سپس به مطالعه بافت استخوانی آنها پرداختند. این بررسی ها نشان داده است که خوکهایی که خوب فعالیت می نمودند در رأس و قطر استخوانی ران خود تغییراتی پیدا نموده اند و جمجمه آنها نیز دچار تغییر شده است، چرا که احتمالاً هورمون رشد، در تمام قسمتها نقش خود را بازی کرده است .
محققان شجره نامه های بدست آمده از بررسی های مولکولی را در برابر فسیلها، مقابله مولکولها و بافتهای نرم در برابر بافتهای سخت می دانند. ولی لازم بذکر است که این مولکولهاو بافتهای نرم نیز محدودیت خود را دارند چرا که قریب 85% جنسهای پستانداران منقرض شده اند و تنها مدارک استخوانی آنها یعنی فسیل ها، در دسترس می باشند. در حقیقت اگر مطالعه سیستماتیک ریختی کنار گذاشته شود، چیزی برای بازسازی و ایجاد فیلوژنی در موجودات گذشته وجود نخواهد داشت .



شکها باقی می ماند
با وجود همه تلاشهای صورت گرفته در سنتزهای مولکولی و ریختی فاصله میان افرادطرفدار این دونظریه، باقی است. عده ایی ازمتخصصین بیولوژی مولکولی به هیچ وجه حاضر نیستند تا همخوانی در کارهایشان، با ریخت شناسان ایجاد شود، چرا که آنها معتقدند؛ اگر روش آنها درست است چرا باید چیزی نادرست باآن تلفیق شود. در سوی دیگر نیز ریخت شناسان نسبت به برنامه های مولکولی بسیار بدبین هستند، چرا که آنها گمان می کنند این بررسی ها قصد دارد نقش مطالعات ریخت شناسی را کم رنگ نماید .
اما کشمکش بین مولکولها و ریختها و تلاش در جهت انجام سنتزهایی در هر دو طرف هرچه که باشدمتخصصین سیستماتیک را وادار می کند تا روشهایی زایا و قابل دسترس تر را ایجادنمایند تا دیگر از جمجمه ای در یک سو، یک نتیجه و در سوی دیگر، نتیجه ایی دیگرحاصل نشود و مشخص گردد که گروهی اعداد و داده های آماری چه چیزی را بیان می کند.
در حقیقت انقلابی وسیع در همان حینی که مردم مجبور هستند دانسته های خود را ارزیابی نمایند، در حال وقوع است.

/ 0 نظر / 140 بازدید