هر چند جهش ها كه محرك فرگشت می باشند بطور تصادفی اتفاق می افتند، يك مطالعه بر روی باكتری ای كولای آشكار ميكند كه طبيعت غالبا روش يكسانی را برای حل يك مشكل خاص بطور مكرر برمی گزيند.
مقدمه مترجم :
جهشهاي تصادفی در ژنها چقدر تصادفی هستند؟
همه ما بدفعات شنيده ايم كه جهشهاي تصادفي در ژنوم ، محرک فرگشت موجودات زنده از ميليونها سال قبل تا کنون بوده است. اما اين پرسش همواره مطرح بوده كه اين جهشها تا حد تصادفي ميباشند؟ اگر بر فرض يك ژن خاص به صدها شكل مختلف ميتواند دچار جهش شود، آيا هر كدام از آن جهشها احتمال يكساني دارد كه بوقوع بپيوندند؟
بسياري از دانشمندان، حتي آنها كه طرفدار متعصب سنتز مدرن و يا نئوداروينيسم ميباشند قبول دارند كه به علت ساختار شيميايي مولكول DNA، بعضي جهشها محتملتر از بقيه ميباشند. اما دسته اي ديگر از دانشمندان كه خواستار بازبيني در اصول فعلي هستند، به مواردي اشاره ميكنند كه بنظر ميرسد يك جهش ژنتيكي، تحت تاثير محيط و به شكلي هدفدار بوقوع پيوسته است. اين دسته از جهشها را ديگر نميتوان براحتی تصادفی خواند و بعضی از آن با عنوان Targeted Mutation و يا جهش هدفدار ياد ميكنند.
مقاله زير به يكي از موارد مطالعه شده از اين نوع از جهش ميپردازد.
(پیشاپیش اجازه دهید بگویم که در اینجا هدفدار بودن یک جهش ژنتیکی هیچ ارتباطی با ایده های خلقت گرایان و یا مدعیان طراحی هوشمند ندارد بلکه بیشتر در راستای فرضیه هایی نظیر فیزیوم است که دانشمندانی همچون دنیس نوبل آنرا تبلیغ میکنند)
همه ما بدفعات شنيده ايم كه جهشهاي تصادفي در ژنوم ، محرک فرگشت موجودات زنده از ميليونها سال قبل تا کنون بوده است. اما اين پرسش همواره مطرح بوده كه اين جهشها تا حد تصادفي ميباشند؟ اگر بر فرض يك ژن خاص به صدها شكل مختلف ميتواند دچار جهش شود، آيا هر كدام از آن جهشها احتمال يكساني دارد كه بوقوع بپيوندند؟
بسياري از دانشمندان، حتي آنها كه طرفدار متعصب سنتز مدرن و يا نئوداروينيسم ميباشند قبول دارند كه به علت ساختار شيميايي مولكول DNA، بعضي جهشها محتملتر از بقيه ميباشند. اما دسته اي ديگر از دانشمندان كه خواستار بازبيني در اصول فعلي هستند، به مواردي اشاره ميكنند كه بنظر ميرسد يك جهش ژنتيكي، تحت تاثير محيط و به شكلي هدفدار بوقوع پيوسته است. اين دسته از جهشها را ديگر نميتوان براحتی تصادفی خواند و بعضی از آن با عنوان Targeted Mutation و يا جهش هدفدار ياد ميكنند.
مقاله زير به يكي از موارد مطالعه شده از اين نوع از جهش ميپردازد.
(پیشاپیش اجازه دهید بگویم که در اینجا هدفدار بودن یک جهش ژنتیکی هیچ ارتباطی با ایده های خلقت گرایان و یا مدعیان طراحی هوشمند ندارد بلکه بیشتر در راستای فرضیه هایی نظیر فیزیوم است که دانشمندانی همچون دنیس نوبل آنرا تبلیغ میکنند)
فرگشت قابل پيشبينی، تصادفی بودن جهش ها را مغلوب می سازد
هر چند جهشها كه محرك فرگشت ميباشند بطور تصادفي اتفاق ميافتند، يك مطالعه بر روي باكتري اي كولاي آشكار ميكند كه طبيعت غالبا روش يكساني را براي حل يك مشكل خاص بطور مكرر برميگزيند.
هنگامي كه گروه هايي از يك گونه از موجودات در شرايط جغرافيايي متفاوتي قرار ميگيرند و در طي زمان، جهشهاي تصادفي ارگانيزم را قادر ميسازند كه با محيط جديد تطبيق يابد و گونه گون شود.
اما اين تنها راهي نيست كه تنوع ژنتيكي بوجود ميايد. پژوهشگران مواردي از ماهي چيچليد، نخل خرما و يا سهره هايي را گزارش كرده اند كه با يك زيست بوم ويژه و متفاوت خود را تطبيق داده اند و به گونه هاي متفاوتي منشعب شده اند هر چند كه در محل يكساني ميزيسته اند.
در سال ٢٠٠٨ يك زيست شناس فرگشتي بنام مايكل دوبلي نشان داد باكتريهاي اي كولاي موجود در يك لوله آزمايش نيز ميتوانند به انواع مختلفي انشعاب يابند.
در اين پژوهش، آنها دو غذاي متفاوت براي جمعيت واحد و همگني از باكتريها فراهم كردند. يك غذاي آسان هضم از گلوكز و يك غذاي دير هضم از استات. اي كولاي ميتواند به تناوب از هر دو غذا استفاده كند اما اين تيم دريافت كه در هر لوله آزمايش، دو گروه از باكتريها ظاهر شده اند و هر گروه در مصرف يك نوع از غذا تخصص يافته است. اما گروه محققان نميدانستند كه هر گروه از باكتريها چه مسير ژنتيكي را در پيش گرفته تا به تخصص ويژه خود در هضم يك نوع غذا برسد.
در پژوهش دومي كه همان تيم در سال ٢٠١٣ منتشر نمود، دوبلي و همكارش به سراغ نمونه هاي منجمد شده از آزمايش اول رفتند و از سه لوله آزمايش نمونه برداري كردند تا توالي ژني باكتريها را در مراحل مختلف تطبيق پذيري بررسي كنند. DNA باكتريها نشان داد كه در سه لوله آزمايش متفاوت، جهشهاي ژنتيكي يكساني بوقوع پيوسته اند. يعني علي رغم انتظار ما از تصادفي بودن جهشها، تغيير مشابه در محيط زندگي به تغييرات مشابهي در ژنتيك باكتريها منجر شده است.
دوبلي همچنين دريافت كه بعضي جهشها تنها به ترتيب خاصي بوقوع پيوسته اند. بعد از آنكه يك گروه از باكتريها در هضم گلوكز و گروه ديگر در هضم استات تخصص يافتند، هر در گروه سپس به نحوي فرگشت يافتند كه بتوانند به تناوب از هر دو منبع غذايي بهتر استفاده كنند. جهش آخري تنها بعد از وقوع جهشهاي اوليه داراي مزيت بود كه كمك كرد تا منابع غذايي سريعتر به مصرف برسند.
جري كوين كه زيست شناسي از دانشگاه شيكاگو ميباشد ميگويد كه اين بسيار جالب توجه است كه بدانيم هر چند وقت يكبار آن ژنهايي كه تغيير ميكنند ژنهاي يكساني هستند و يا متفاوت.
او اضافه ميكند كه در حال حاظر اين امكان بطور عملي وجود ندارد كه نتايج بدست آمده از توليد مثل غير جنسي در گونه هايي نظير باكتري اي كولاي را به ارگانيزمهايي كه بطور جنسي زاد و ولد ميكنند تعميم دهيم. علاوه بر آن، چون باكتريها در جمعيتهاي بسيار بزرگي زندگي ميكنند، فرگشت بهم پيوسته آنها در مقايسه با گونه هايي كه بزرگتر و پراكنده تر هستند بيشتر قابل پيشبيني است.
