یکی از سوالات پاسخ داده نشده در فرایند فرگشت یا تکامل تدریجی، تبیین چگونگی انتقال یا ترانزیشن Transition از یک گونه به گونه دیگر است. معمولا معتقدان به فرگشت بیان می کنند که گونه های حیوانی تحت تاثیر عوامل محیطی به طور مرتب دچار تغییراتی در ژنوتیپ می شوند . برخی از این تغییرات به قدری شدید است که سبب مرگ حیوان می شود ولی برخی حیوانات به دلیل خواص ژنی خود و در اثر فرایند انتخاب طبیعی پابرجا می مانند ولی در عوض از این گونه به گونه ای جدید تغییر یا انتقال می یابند. این چند جمله اساس بحثی است که در این نوشتار مورد توجه قرار خواهد گرفت.


فرگشت ملکولی

مفهوم فرگشت ملکولی در سال 1960 به منظور تبیین و توجیه دقیقتر اتفاقاتی که در یک موجود زنده  و در سطح پروتئین، DNA و  RNA  در حین روردرویی با ناملایمات محیطی رخ می دهد مطرح شد. متخصصین معتقد به فرگشت برای توجیه تغییرات و تبدیلات گونه به گونه هیچ راهی نداشته و ندارند مگر اینکه این تغییرات را در سطح ملکولی توجیه کنند.

موتاسیون    Mutation، مهمترین اصل ملکولی در فرگشت

موتاسیون عبارتست از تغییرات دائمی و قابل توارث در محتوای ژنی موجود زنده اعم از DNA  یا  RNA. به عبارت دیگر جهش یا موتاسیون یک تغییرِ ژنتیکیِ است که صفاتِ زیستی بعضی از افرادِ یک گونه را تغییر می‌دهد. این تغییرات می تواند در اثر قرار گرفتن در معرض تشعشعات، مواد شیمیایی و  ویروسها رخ دهد. موتاسیون می تواند به شکل حذف یک ژن Deletion صورت گیرد.

انواع جهش ها:

می‌توان جهش‌ها را بسته به این که چه تاثیری بر فنوتیپ موجود زنده وارد می‌کنند، به سه دسته تقسیم نمود:

  1. جهش‌های مضر (detrimental): به جهش‌هایی گفته می‌شود که شایستگیِ فرد را کاهش می‌دهند. جهش‌های مضر غالباًاز جمعیت حذف می‌شوند  زیرا انتخاب طبیعی بر علیهِ افرادِ واجدِ این گونه جهش‌ها عمل می‌کند.
  2. جهش‌های خنثی (neutral): جهش‌های خنثی آنهایی هستند که تاثیراتِ فنوتیپیکِ آنها نه سودمند است و نه مضر و معمولاً توسطِ انتخابِ طبیعی تحت تاثیر قرار نمی‌گیرند و به عنوانِ نتیجهٔ یک شکافِ ژنتیکی ممکن است در جمعیت باقی بمانند یا از بین بروند.
  3. جهش‌های مفید (benefical): جهش‌های سودمند آنهایی هستند که آلل‌های حاصله به دلیلِ اینکه سازگاری فردِ حاملِ جهش را افزایش می‌دهند، باقی می‌مانند. نهایتاً این جهش‌ها تمایل دارند که در جمعیت تثبیت شوند. طی فرایند تثبیت، یک آلل جایگزینِ آللِ دیگری می‌شود.

انواع مختلف جهش‌ها:

جهش‌های نقطه‌ای،

حذف،

تعویض،

مضاعف شدن،

جابجایی و

معکوس شدن

جهشهای مختلف ژنی می تواند سبب ایجاد بیماریهای ژنتیکی در فرد شده و وقتی شدت و وسعت آن زیاد باشد می تواند منجر به مرگ موجود زنده شود.

این جهش‌ها ممکن است در توالی‌های ساختاری ژن و یا توالی‌های تنظیمی روی دهند. جهش در توالی‌های ساختاری ممکن است باعث بیان پروتئینی شود که فعالیت زیستی آن کاهش یافته و یا از بین رفته‌است. برخی جهش‌ها در توالی‌های ساختاری باعث بیان پروتئین‌هایی می‌شوند که دارای فعالیت زیستی جدیدی هستند. این نوع جهش‌ها، جهش‌های نئومورف(نوریخت) نامیده می‌شوند. برای مثال، در بیماری هانتینگتون، جهش نئومورف در ژن کد کننده پروتئین هانتینگتین، منجر به بیان پروتئینی می‌شود که دارای خواص جدیدی است. این پروتئین‌های جهش یافته با اتصال به یکدیگر، توده‌های درون سلولی ایجاد می‌کنند که باعث بیماری هانتینگتون می‌شوند. در صورتیکه جهش در توالی‌های تنظیمی واقع شود، میزان بیان ژن تغییر کرده و در نتیجه ژن از میزان عادی بیشتر و یا کمتر بیان می‌شود. در برخی موارد تغییر در الگوی متیلاسیون توالی‌های تنظیمی، بر میزان بیان ژن تأثیر می‌گذارد. به جهشی که باعث افزایش بیان ژن می‌شود، جهش هیپرمورف و به جهشی که منجر به کاهش بیان ژن می‌شود، جهش هیپومورف، گفته می‌شود. برخی جهش‌ها در توالی‌های تنظیمی، به طور کلی مانع از بیان ژن می‌شوند. این جهش‌هاآمورف (بی‌شکل) نامیده می‌شوند.

وقوعِ جهش، گوناگونیِ ژنتیکی را در جمعیت افزایش می‌دهد. جهشِ جدیدی که به سلول‌های جنسی (گامت‌ها) منتقل می‌گردد، به دلیلِ جانشین شدنِ آللی با آللِ دیگر، بلافاصله باعثِ بروزِ تغییراتی در مجموعِ آلل‌های (خزانهٔ ژنی) یک جمعیت می‌شود. در یک دورهٔ طولانی، جهش برای وقوعِ تطور زیستی(فرگشت) بسیار مهم است، زیرا جهش منبعِ اصلی تفاوت‌های ژنتیکی است که به عنوانِ مادهٔ خام برای انتخابِ طبیعی عمل می‌کند) تکاملِ موجوداتِ زنده – دکتر علی بیک – نشر مروارید – چاپِ سوم – صفحهٔ ۵۴(

آیا جهشها سودمندند یا مضر؟

واقعیت این است که بر اساس مطالعات بسیار زیادی که در خصوص بیماریهای ژنتیکی صورت گرفته، بیشتر جهش‌ها از نظرِ ارزش بقاء زیان آور یا بی فایده‌اند، از آنجاییکه ما و دیگر موجوداتِ زنده فرآوردهٔ انتخابِ طبیعی هستیم، مجموعهٔ ژن‌های موجودِ ما باید نزدیک به آن چیزی باشد که محیطی که ما و اجدادِ ما در آن زیسته‌ایم آن را بیشتر ایجاب می‌کرده‌است. علاوه بر این، مجموعهٔ کاملِ ژن‌های موجود در یک فرد، باید ترکیبِ متوازنی را بوجود آورده باشند. بنابراین اگر بسیاری از این ژن‌ها جهش پیدا کنند، احتمال اینکه توازنِ موجود برقرار بماند بسیار اندک خواهد بود. از این رو به ندرت، جهش‌ها باعثِ ایجادِ تغییرات مفید در ژن‌ها می‌شوند.

البته در مقابل عده ای ادعا می کنند که برخی جهشها به صورت نادر سودمند هستند:

... اما در موارد به نسبت نادری نیز این این جهش‌ها سودمند هستند. برخی از این جهش‌ها به جانوران در رقابت با دیگران برتری می‌دهند. در این گونه موارد، افرادی که دارای ژن‌های جهش یافته هستند باقی می‌مانند و افرادی که فاقد آنها هستنند از میان خواهند رفت. این فرایند هم علتِ تغییراتِ جزئی در درونِ یک گونهٔ معین و هم بسیاری از تغییراتِ عمده‌ای را که منجر به از بین رفتنِ کاملِ یک گونه می‌شود توضیح می‌دهد...( جامعه شناسی – اثر آنتونی گیدنز – ترجمهٔ منوچهر صبوری – نشر نی – چاپِ بیستم – صفحهٔ ۵۸). سوال مهم این است که این متخصصین به طور دقیق به چه جهشهایی اشاره می کنند . من تلاش کردم برخی از این جهشهای مفید را بیابم و خوشبختانه در یکی از سایتهای اینرنتی به لیستی از این موتاسیونهای مفید دست یافتم( لیست موتاسیونهای مفید) شما خوانندگان محترم می توانید با کلیل بر روی لینک مطلب فوق این تغییرات را مطالعه فرمائید.غیر از این لیست مفصل می توان به بیماری ژنتیکی آنمی داسی شکل اشاره کرد که بیماران مبتلا به این عارضه در مقابل مالاریا مقاوم هستند و نیازی به درمان ندارند.پس با  این اوصاف می توان این پیش فرض را پذیرفت که موتاسیونها در برخی موارد می تواند مفید بوده و قابلیت بقای موجود زنده در مقابل برخی ناملایمات را کاهش دهد.

آیا جهشها می توانند منجر به تغییر گونه شوند؟

بیولوژیستهای معتقد به فرگشت در این موضوع به مواردی اشاره می کنند از جمله آقایان  John Maynard Smith and Eörs Szathmáry در سال 1999 در کتابی تحت عنوان The Major Transitions in Evolution به مهمترین موارد تغییر یا انتقال اشاره کرده اند. در جدول زیر به لیستی از این موارد اشاره شده است:

Transitions described in the book

Transition from:

Transition to:

Notes

Replicating molecules

"Populations" of molecules in compartments

Can't observe

Independent replicators (probably RNA)

Chromosomes

RNA world hypothesis

RNA as both genes and enzymes

DNA as genes; proteins as enzymes

 

Prokaryotes

Eukaryotes

Can observe

Asexual clones

Sexual populations

Evolution of sex

Protists

Multicellular organisms — animalsplantsfungi

Evolution of multicellularity

Solitary individuals

Colonies with non-reproductive castes

Evolution of eusociality

Primate societies

Human societies with language, enabling memes

Sociocultural evolution

  بخش مهمی از مطالب این کتاب فرضیاتی در باره احتمال انتقال از یک گونه به گونه دیگر است و مولفان بیشتر سعی کرده اند احتمال انتقال، شرایط این اتفاق و فرایندهایی که ممکن است در این مسیر رخ دهد را تصور کنند و هیچ مثال عینی که اثبات کند در اثر فرگشت یک گونه حیوانی به گونه دیگر تبدیل شده است ذکر و اثبات نشده است. خلقت گرایان قبول دارند که در اثر قرار گرفتن یک موجود زنده در شرایط نا مساعد امکان تغییراتی در ژنوم او و روشن یا خاموش شدن برخی ژنها وجود دارد ولی هیچگاه این تغییرات نمی تواند منجر به تغییر یک گونه به گونه دیگر شود. بنده به این موضوع اعتقاد دارم و موارد زیر را برای رد امکان تغییر یا انتقال گونه به گونه ذکر می کنم:

1-    اگر امکان انتقال از یک گونه به گونه دیگر وجود داشته باشد پس احتمالا این تغییر در گونه های بسیار ساده تر محتمل تر است. در مقالات قبلی به ساده ترین اشکال حیات اشاره کردیم. شبه ویروسها ساده ترین اشکال حیاتی هستند که تاکنون شناخته شده اند.اگر امکان انتقال یا تغییر گونه وجود داشته باشد پس باید در درجه نخست بتوانیم در شرایط آزمایشگاهی و با تغییرات مکرر در آن یک شبه ویروس را به یک ویروس مثلا ویروس تب برفکی تبدیل کنیم. هم اکنون دهها دانشمند در سرتاسر جهان در حال مطالعه بر روی این گونه حیوانی هستند و سعی می کنند با قرار دادن محیطهای کشت این موجودات به غایت ساده، ساختمان و عملکرد آن و همچنین قابلیت مقاومت این موجودات در  محیطهای مختلف و همچنین میزان مقاوت آنها در برابر مواد کشنده مختلف  درک کنند. علی رغم اینکه هزاران روز از کشف این موجودات گذشته و هزاران دانشمند بر روی این موجودات به غایت ساده آزمایشاتی انجام داده اند تاکنون هیچ گزارشی در خصوص تغییر یا ترانزیشن این موجودات به موجودات عالی تر گزارش نشده است،

2-    تب برفکی: بنده هم اکنون در موسسه ای فعالیت می کنم که به طور روزمره وظیفه تحقیق بر روی این ویروس جالب و تولید واکسنهای موثر بر علیه آن را بر عهده دارد. تمامی تلاش دوستان بنده در سالهای گذشته هیچگاه منجر به ایجاد یک گونه جدید از این ویروس و تبدیل آن به گونه های دیگر نشده است،

3-    تبدیل پروکاریوتها به یوکاریوتها: در طول یکصد سال اخیر به قدری بر روی این گونه های باکتریایی کار شده که توصیف و احصا آن امکان ندارد ولی تاکنون هیچ محققی نتوانسته نشان دهد که قرار گرفتن یک پروکاریوت در یک محیط خاص منجر به تبدیل آن به یوکاریوت شده باشد،

4-    تکرارهای زیاد: ممکن است برخی ادعا کنند این تغییرات رد طول زمانهای طولانی وب ا تکرارهای زیاد رخ می دهد و در یک زمان کم نمی توان این تغییرات را دید. در پاسخ باید گفت معمولا در یک محیط کشت باکتریایی میلیاردها باکتری به صورت همزمان رشد و تحت تاثیر مواد مختلف قرار می گیرند. قاعدتا برخی از این باکتریها ممکن است در اثر ناسازگاریهای محیط کشت بمیرند یا قویتر شوند و کلنی هایی را ایجاد کنند که بر کلنی های دیگر غلبه داشته باشد ولی باز هم باید گفت حتی با هزاران سال تکرار آزمایشان و با زیاد و کم کردن باکتریها و تغییرات مکرر شرایط هرگز نمی توان از یک محیط کشت خالص باکتریایی، مثلا یک ویروس یا یک باکتری دیگر را استخراج کرد،

5- ویروسهای آنفلوانزا: وقتی چند ویروس آنفلوانزای حیوانی(مثل ویروس انفلوانزای انسانی، مرغی و یا خوکی) را به طور همزمان در یک محیط کشت رشد دهیم این امکان وجود دارد که قطعاتی از ژنهای هر یک از این ویروسها کنار یکدیگر قرار گرفته و نهایتا ویروس جدید تولید شود که در ژنوم آن قطعاتی از ژنوم ویروسهای دیگر نیز وجود دارد. علی رغم این اتفاق هرگز نمی توان این ویروس را گونه ای جدید از یک ویروس دانست بلکه این ویروس نیز به همان خانواده آنفلوانزا تعلق دارد و نه خانواده های دیگر و به طور قطع و یقین می توان گفت که نمی توان با کشت همزمان چنین ویروسهایی حتی در کنار باکتریهای دیگر حتی اگر منجر به ورود قطعاتی از ژنوم ویروسها به باکتریها  یا بالعکس شود هرگز نمی توان خانواده های جدید ویروسی یا باکتریایی ایجاد کرد. این گونه آزمایشان سالهاست که در مراکز تحقیقاتی پیشرفت در حال انجام است ولی نتایج منجر به اتفاقی که گفتیم نشده است.

نتیجه:

به نظر من مهمترین سوال پاسخ داده نشده در موضوع فرگشت یا Evolution ، احتمال تبدیل یا انتقال یک گونه حیوان به گونه های دیگر در اثر قرار گرفتن در شرایط مختلف و تحت تاثیر پدیده انتخاب طبیعی است. این اتفاق تاکنون در گونه های بسیار ساده تر و در شرایط آزمایشگاهی پیچیده رخ نداده و قطعا در گونه های بزرگتر و بسیار پیچیده تر مثل انسان هرگز امکان پذیر نیست.



تاريخ : ۱۳٩۱/٦/۱۱ | ٦:٢۱ ‎ب.ظ | نویسنده : دکتر سید محمود میرافضلی سریزدی | نظرات ()
.: Weblog Themes By VatanSkin :.