آیا فرایند تکامل و انتخاب طبیعی در حیات جاری است؟ (بخش دوم)

همه‌ی موجودات زنده، ژن‌ها را به صورت مولکول‌های DNA حمل می‌کنند. ژن‌ها شکل رشد و نمو موجودات زنده را کنترل می‌کنند و از والدین به فرزندان منتقل می‌شوند. وقتی که یک مرغ تخم می‌گذارد، از طریق ژن‌هایش صفات خود را به فرزندان منتقل می‌کند. در یک قرن گذشته، دانشمندان ژن‌های گونه‌های مختلف را به صورت کاتالوگ در آورده‌اند. همه‌ی موجودات زنده، اطلاعات را به یک روش در DNA خود ذخیره می‌کنند. آن‌ها این کار را با «کدگذاری ژنتیکی» انجام می‌دهند. موجودات زنده، اشتراکات ژنتیکی زیادی با یکدیگر دارند. هزاران نمونه از ژن‌هایی که در DNA انسان وجود دارد، در دیگر موجودات زنده، حتی گیاهان و باکتری‌ها هم یافت می‌شود.

جهش ژنتیکی

این دو واقعیت بدین معنی هستند که همه‌ی موجودات زنده‌ی روی زمین، از یک جد مشترک ریشه گرفته‌اند. «آخرین جد مشترک» که میلیاردها سال پیش زندگی می‌کرد. با مقایسه‌ی ژن‌های مشترک موجودات زنده‌ی مختلف، می‌توانیم رابطه‌ی آن‌ها را با یکدیگر متوجه شویم. برای مثال، انسان با نخستی‌ها ژن‌های مشترک بیشتری نسبت به دیگر موجودات زنده دارد؛ این اشتراک چیزی در حدود ۹۶ درصد است. «کریس استرینگر» (Chris Stringer) از موزه‌ی تاریخ طبیعی لندن می‌گوید: «به سختی‌ می‌توان این اشتراک ژن‌ها را از روش دیگری، به جز اینکه موجودات زنده همه از یک جد مشترک هستند و در طول زمان تغییرات پیاپی داشته‌اند، توضیح داد.»

ما می‌توانیم با رهگیری ژن‌ها، جزئیات تغییرات تکاملی را بررسی کنیم. «نانسی موران» (Nancy Moran) از دانشگاه تگزاس در آستین می‌گوید: «شما می‌توانید انواع مختلف باکتری را مقایسه و ژن‌های مشترک آن‌ها را پیدا کنید. وقتی این ژن‌ها را شناختید، می‌توانید به چگونگی تکامل آن‌ها در انواع مختلف جمعیت‌ها پی ببرید.» وقتی که لنسکی به نمونه‌های فریز شده‌ی باکتری‌ها مراجعه کرد، متوجه شد باکتری‌هایی که توانایی هضم سیترات را پیدا کرده بودند، تغییرات زیادی در DNA شان ایجاد شده بود. تغییراتی که در دیگر باکتری‌ها نبود، به این تغییرات، «جهش ژنتیکی» می‌گویند.

به تغییرات اتفاقی در DNA موجودات زنده، چهش ژنتیکی می‌گویند

البته یک جهش ژنتیکی خاص منجر به امکان هضم سیترات نشد، بلکه یک سلسله جهش‌های ژنتیکی باعث بروز این ویژگی شد. این زنجیره‌ی پیچیده‌ی جهش‌های ژنتیکی،‌ توضیح می‌دهد که چرا فقط یکی از دوازده جمعیت آزمایشگاهی توانستند قابلیت هضم سیترات را بدست آورند. این در ضمن نکته‌ای بسیار مهم درباره‌ی تکامل را بیان می‌کند. احتمال برداشتن یک گام تکاملی خاص، خیلی کم است، ولی اگر موجودات زنده‌ی زیادی در یک گونه داشته باشیم، ممکن است یکی از آن‌ها موفق به برداشتن آن گام بشود. باکتری‌های گروه آقای لنسکی نشان دادند که تکامل می‌تواند به موجودات زنده، قابلیت‌های کاملا جدیدی بدهد. با این حال تکامل همیشه منجر به اتفاقات بهتر نمی‌شود.

موران می‌گوید: «جهش‌هایی که منجر به تغییرات مثبت و بهبود زندگی موجودات زنده می‌شوند، معمولا خیلی نادر هستند. در حقیقت، بیشتر جهش‌ها یا هیچ تاثیری در روند زندگی ندارند، یا اینکه کاملا برای زندگی او مضر هستند.» وقتی باکتری‌ها در محیط منزوی آزمایشگاه زندگی می‌کنند، گاهی اوقات دچار جهش‌های ژنتیکی خیلی بدی می‌شوند. در طول زمان این جهش‌های منفی ممکن است باعث نابودی جمعیت شود. موران می‌گوید: «این دقیقا فرایند تکامل را نشان می‌دهد. تکامل همیشه به معنی سازگاری با محیط و بهتر شدن زندگی نیست، بلکه اوضاع را می‌تواند کاملا خراب کند.» جالب این‌جاست که تکامل گاهی اوقات باعث می‌شود که موجودات زنده بعضی از قابلیت‌های خود را از دست بدهند. مثلا، بعضی از جانورانی که طی نسل‌های متعدد در غارها زندگی کرده‌اند، چشمان خود را از دست داده‌اند و نابینا شده‌اند. ممکن است عجیب به نظر برسد، احتمالا تصور قبلی ما این بود که تکامل به معنی بهتر و پیچیده‌تر شدن موجودات زنده است، ولی این چیزی نیست که در واقعیت رخ می‌دهد.

آن ماهی که در محیط تاریک غار می‌زیسته نیازی به چشم نداشته و بنابراین آن را از دست داده

تصور بهتر شدن موجودات زنده در طی تکامل را باید به زمان دانشمندی به نام «ژان باپتیست لامارک» (Jean Baptiste Lamarck) مربوط دانست. او کسی است که پیش از داروین ایده‌ی تکامل موجودات زنده را مطرح کرده بود. اتفاقا ایده‌ی او بر ذهنیت داروین تاثیر خیلی زیادی گذاشت. با این حال او برخلاف داروین اعتقاد داشت که موجودات زنده همواره در تکامل و ارتباط با محیط‌زیست خود بهتر می‌شوند و در کل به صورت ذاتی به دنبال بهبود هستند. آن‌طور که لامارک می‌گوید، چون اجداد زرافه‌ها برای خوردن برگ‌های درختان بلند، سرهای خود را می‌کشیدند، گردن زرافه‌های امروزی دراز شده است. داروین نامه‌ای به لامارک نوشت و به او گفت که نظریه‌اش بی‌معنی است. جونز می‌گوید: «نظریه‌ی لامارک قابل آزمایش نیست. منظور لامارک از اینکه موجودات زنده می‌خواهند بهبود پیدا کنند چه بود؟ چگونه می‌شد این را آزمایش کرد؟» داروین یک نظریه‌ی جایگزین داشت؛ نظریه‌ی «انتخاب طبیعی»، توضیحی کاملا متفاوت درباره‌ی گردن دراز زرافه‌ها می‌داد.

یکی از اجداد زرافه‌های مدرن که احتمالا حیواناتی بیشتر شبیه به گوزن یا بز کوهی بودند را تصور کنید. اگر جایی که این جانور زندگی می‌کرده، پر از درختان بلند بوده، آن‌هایی که گردن‌های بلندتری داشتند می‌توانستند غذای بیشتری بدست آورند و در نتیجه شانس بیشتری برای تولید نسل داشته باشند. بنابراین بعد از گذشت چند نسل، همه‌ی حیوانات این مکان، اندکی گردن‌های بلند‌تری نسبت به نسل قبل داشتند. چرا که حیوانات با گردن کوتاه‌تر، شانس بقای کمتری داشتند و بنابراین نمی‌توانستند تولید مثل کنند و ژن‌های خود را به نسل بعدی منتقل کنند. ولی آن‌هایی که گردن بلند داشتند، می‌توانستند این ژن خود را که باعث می‌شد با محیط سازگارتر باشند به نسل بعد منتقل کنند.

تنها زرافه‌هایی باقی ماندند که گردن بلندتر داشتند و می‌توانستند برگ درختان را بخورند

در مدت زمان زیاد، همچنان آن‌هایی که گردن‌های بلندتری داشتند، بهتر تغذیه و در نتیجه تولید مثل کرده‌اند و بنابراین اکنون شاهد زرافه‌های گردن دراز هستیم. جهش‌های ژنتیکی رخ داده، می‌تواند همان‌قدر که برای گردن‌های بلند رخ داده برای کوتاه شدن گردن‌ها هم رخ داده باشد، با این حال مسئله این است که فقط‌ آن‌هایی که گردن بلند داشتند می‌توانستند در محیط دوام بیاورند و گردن‌ کوتاه‌ها از بین می‌رفتند.

حیواناتی مثال زرافه‌ها خیلی جالب هستند، چرا که به نظر می‌رسد کاملا با محیط سازگار شده‌اند. آن‌ها در مکان‌هایی زندگی می‌کنند که درختان بلند هستند و برگ‌ها در ارتفاع خیلی زیاد قرار دارند. بنابراین گردن بلند ابزاری مناسب برای رسیدن به این درختان است. موران می‌گوید: «این تصویری است که معمولا مردم را گمراه می‌کند. چرا که خیلی بی‌نقص و از پیش طراحی شده به نظر می‌رسد. با این حال اگر از نزدیک‌ نگاه کنید، این سازگاری بزرگ، نتیجه‌ی یک سری تغییرات کوچک و زنجیروار است. بدین ترتیب می‌فهمید که خیلی هم برنامه‌ریزی شده نبوده است. بلکه عجیب هم بوده و می‌تواند به چیزهای عجیب‌تر هم ختم شود.»

ما اکنون همه‌ی مدارک را داریم و وقتی آن‌ها را در کنار یکدیگر قرار می‌دهیم، متوجه می‌شویم که فرایند تکامل در حیات روی زمین جاری است. جهش‌های ژنتیکی اتفاقی باعث تغییرات در صفات می‌شوند. این تغییرات کم‌کم منجر به بوجود آمدن گونه‌های جدید می‌شوند. بیشتر این تغییرات تحت تاثیر انتخاب طبیعی، منجر به از بین رفتن موجوداتی که برای زندگی در یک زیست‌بوم مناسب نیستند، می‌شوند.

باور دانشمندان این است که انسان هوشمند در آفریقا بوجود آمد و سپس به سراسر کره‌ی زمین مهاجرت کرد. اولین انسانی که آفریقا را ترک کرد، با دیگر گونه‌های انسان‌، مثل نئاندرتال‌ها تولید مثل کرد. به همین دلیل نیز مردمی که در اروپا و آسیا زندگی می‌کنند، ژن‌های انسان‌های نئاندرتال را به همراه خود دارند؛ ولی آفریقایی‌ها ژن نئاندرتال‌ها را ندارند. همه‌ی این‌ها هزاران سال پیش رخ داد، با این حال داستان تمام نشده و تکامل همچنان در جریان است.

همه‌ی موجودات زنده از یک جد مشترک ریشه گرفته‌اند

برای مثال در دهه‌ی ۵۰ میلادی، پزشکی بریتانیایی به نام «آنتونی آلیسون» (Anthony Allison)، یک اختلال ژنتیکی به نام «کم‌خونی داسی شکل» را بررسی می‌کرد. این اختلال در بین مردم آفریقا رایج است. افرادی که از این بیماری رنج می‌برند، گلوبول‌های قرمز خونشان شکل عادی ندارد و بنابراین نمی‌توانند اکسیژن حمل کنند. آلیسون فهمید که در شرق آفریقا، دو گروه از مردم وجود دارند که یک گروه در مناطق مرتفع‌تر و گروهی دیگر در مناطق پست‌تر زندگی می‌کنند. افرادی که در مناطق پست زندگی می‌کردند، بیشتر به این بیماری مبتلا بودند.

مشخص شد مردمی که دارای اختلال کم‌خونی داسی شکل بودند، در حقیقت یک مزیت نسبت به بقیه داشتند. این اختلال آن‌ها را از ابتلا به بیماری مالاریا مصون می‌کرد. مالاریا نوعی بیماریست که از یک نوع پشه به انسان منتقل می‌شود و امکان ابتلا به آن برای مردمی که در مناطق پست و دشت‌ها زندگی‌ می‌کنند بیشتر است. برای این مردم، کم‌خون بودن بر ابتلا به مالاریا می‌ارزیده و به نوعی، طبیعت ترجیح داده که به جای ابتلا به بیماری مالاریا، دچار کم‌خونی باشند. در عوض، مردمی که در مناطق مرتفع زندگی می‌کردند در خطر ابتلا به مالاریا نبودند. بدین معنی که اختلال کم‌خونی داسی شکل هیچ مزیتی برای آن‌ها نداشته است.

البته پرسش‌های زیادی درباره‌ی تکامل وجود دارد که هنوز پاسخی برای آن‌ها یافت نشده است. ولی با فسیل‌های بهتر و دانش بیشتر در حوزه‌ی ژنتیک، شاید روزی پاسخ آن‌ها را دریابیم. چیزی که اکنون زیست‌شناسان آکادمیک می‌دانند این است که تکامل یک واقعیت در طبیعت و زندگی روی زمین است. بنابراین این‌بار وقتی در خیابان راه می‌روید و به گل‌ها، سبزه‌ها، درختان و حیوانات نگاه می‌کنید، می‌توانید به فکر فرو روید که همه‌ی این‌ها چگونه بوجود آمده‌اند. هریک از موجودات زنده‌ای که می‌بینید، هرچند که حشره‌ای کوچک یا گربه‌ای بزرگ باشد،‌ جدیدترین نسل از یک خانواده‌ی باستانی است. اجداد آن‌ها به حدود ۳ میلیارد سال قبل باز می‌گردد؛ به سپیده‌دم حیات.

پایان

بخش اول را می‌توانید از این لینک بخوانید

منبع: BBC Earth