تکامل توضیح می دهد که چگونه همه موجودات زنده ، از جمله ما ، به وجود آمده اند. فرض می شود کارهای تکامل با اضافه کردن ویژگی های مداوم به ارگانیسم ها و افزایش پیچیدگی آنها آسان است. بعضی از ماهیان پاها را تکامل می دادند و به روی زمین می روند. برخی از دایناسورها بالها را تکامل دادند و شروع به پرواز کردند. دیگران تکامل یافتند و به زایمان جوان ادامه دادند.
با این حال این یکی از غالب ترین و ناامید کننده ترین است تصورات غلط در مورد تکامل. بسیاری از شاخه های موفق درخت زندگی مانند باکتری ها ساده مانده اند و یا پیچیدگی آنها مانند انگل ها را کاهش داده اند. و آنها بسیار خوب عمل می کنند.
در یک مطالعه اخیر که در مجله Nature Ecology and Evolution منتشر شده است ، ما ژنوم های کامل بیش از 100 ارگانیسم (عمدتا حیوانات) را با هم مقایسه کرده ایم تا چگونگی تکامل پادشاهی حیوانات در سطح ژنتیکی را بررسی کنیم. نتایج ما نشان می دهد که منشاء گروه های اصلی حیوانات ، مانند گروهی که انسان را تشکیل می دهد ، نه با افزودن ژنهای جدید بلکه به تلفات گسترده ژن مرتبط است.
زیست شناس تکاملی استفن جی گولد یکی از قوی ترین مخالفان "راهپیمایی پیشرفت"، این ایده که تکامل همیشه منجر به افزایش پیچیدگی می شود. در کتابش خانه کامل (1996) ، گولد از الگوی پیاده روی مستی استفاده می کند. یک مستی در ایستگاه قطار یک نوار را رها می کند و با عجله قدم می زند و به پشت و روی سکوی آن می رود و بین نوار و مسیرهای قطار می چرخد. با توجه به زمان کافی ، مستی در مسیرها قرار می گیرد و در آنجا گیر می کند.
این سکوی مقیاس پیچیدگی را نشان می دهد ، میخانه کمترین پیچیدگی و حداکثر آهنگ را دنبال می کند. زندگی با بیرون آمدن از میخانه ، با حداقل پیچیدگی ممکن پدید آمده است. گاهی اوقات به طور تصادفی به سمت مسیرها می چرخد (به شکلی در حال تکامل است که باعث افزایش پیچیدگی می شود) و زمان های دیگر به سمت میخانه (کاهش پیچیدگی).
هیچ گزینه ای بهتر از دیگری نیست. ساده ماندن یا کاهش پیچیدگی بسته به محیط ممکن است برای بقا بهتر از تکامل با افزایش پیچیدگی باشد.
اما در برخی موارد ، گروه های حیوانات ویژگی های پیچیده ای را در کار می گیرند که ذاتی در نحوه کار بدن آنها است و دیگر نمی توانند این ژن ها را برای ساده تر شدن از دست دهند - آنها در مسیر قطار گیر می کنند. (هیچ قطاری برای نگرانی در این استعاره وجود ندارد.) برای مثال ، موجودات چند سلولی به ندرت به تک سلولی برمی گردند.
اگر فقط روی ارگانیسم هایی که در مسیر قطارها قرار دارند تمرکز می کنیم ، درک درستی از زندگی در حال تکامل در یک خط مستقیم از ساده تا پیچیده داریم ، به اشتباه معتقدیم که فرم های زندگی قدیمی همیشه ساده و جدیدتر پیچیده هستند. اما مسیر واقعی پیچیدگی پر پیچ و خم تر است.
ما به همراه پیتر هالند از دانشگاه آکسفورد ، بررسی کردیم که چگونه پیچیدگی ژنتیکی در حیوانات تکامل یافته است. قبلا، نشان داده ایم که اضافه شدن ژنهای جدید برای پیشرفت اولیه پادشاهی حیوانات مهم بود. سپس این سؤال مطرح شد كه آیا در دوران تکامل بعدی حیوانات نیز چنین بود؟
مطالعه درخت زندگی
بیشتر حیوانات را می توان در گروه بندی کرد اصل و نسب اصلی تکاملیشاخه هایی از درخت زندگی نشان می دهد که چگونه حیوانات زنده امروز از یک سری اجداد مشترک به تکامل رسیدند. به منظور پاسخ به سؤال خود ، ما هر نوع سلسله جانوری را که توالی ژنوم برای آن در دسترس عموم بود ، بررسی کردیم و بسیاری از سلسله های غیر حیوانات را در مقایسه با آنها قرار دادیم.
یکی از دودمان حیوانات از دوتراستومهاست که شامل انسان و سایر مهره داران و همچنین ستاره های دریایی یا جوجه های دریایی است. مورد دیگر اگزوزوزانها است که از بندپایان (حشرات ، خرچنگها ، عنکبوتها ، میلیپس ها) و سایر حیوانات ماله مانند کرم های گرد استفاده می شود. مهره داران و حشرات برخی از پیچیده ترین حیوانات محسوب می شوند. سرانجام ، ما یک سلسله داریم ، lophotrochozoans ، که شامل حیواناتی مانند moluscs (حلزونها ، به عنوان مثال) یا آنلئیدها (کرمهای خاکی) ، در میان بسیاری دیگر است.
ما این مجموعه متنوعی از موجودات را گرفتیم و دیدیم که چگونه آنها بر روی درخت زندگی ارتباط دارند و چه ژنهایی را به اشتراک گذاشته و آنها را به اشتراک نمی گذارند. اگر یک ژن در شاخه قدیمی درخت وجود داشته باشد و در جوانی نباشد ، استنباط می کنیم که این ژن از بین رفته است. اگر ژن در شاخه های قدیمی تر وجود نداشت اما در یک شاخه جوان تر ظاهر می شد ، ما آن را یک ژن جدید می دانستیم که در شاخه جوان تر به دست آمده است.
درختی از نمودار زندگی که تغییر تعداد ژنهای گروههای مختلف حیوانات را نشان می دهد. مثلث های نارنجی به سمت پایین نشانگر از بین رفتن ژن هستند. مثلث های سبز به سمت بالا نشان دهنده دستاوردهای ژن است. مثلث بزرگتر است ، تغییر نیز بیشتر می شود. جوردی پپس, نویسنده ارائه
نتایج نشان داد تعداد بی سابقه ای از ژن های از دست رفته و به دست آمده ، چیزی که قبلاً در آنالیزهای قبلی مشاهده نشده بود. دو مورد از دودمان اصلی ، دوتراستومها (از جمله انسان) و اكسیزوآنزها (از جمله حشرات) بیشترین تعداد تلفات ژن را نشان می دهند. در مقابل ، lophotrochozoans تعادل بین جدید بودن ژن و تلفات را نشان می دهد.
نتایج ما تصویری را که توسط استفان جی گولد ارائه شده است تأیید می کند که نشان می دهد ، در سطح ژن ، زندگی حیوانات با خروج از میخانه و ایجاد یک جهش بزرگ در پیچیدگی ظاهر می شود. اما پس از اشتیاق اولیه ، برخی از خاندانها با از دست دادن ژنها به میخانه نزدیکتر شدند ، در حالی که سایر سلسله ها با به دست آوردن ژن به سمت مسیر حرکت می کنند. ما این را خلاصه کامل تکامل ، یک انتخاب تصادفی ناشی از مشروب زدن بین نوار و قطار قطار می دانیم. یا همانطور که یادداشت اینترنتی می گوید ، "برو تکامل خانه ، شما مست هستید".
درباره نویسنده
جوردی پپس ، مدرس ، دانشکده علوم زیست شناسی ، دانشگاه بریستول ، دانشگاه بریستول و کریستینا گیجارو کلارک ، کاندیدای دکترا در تکامل ، دانشگاه اسکس
این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.
کتابها
