تتطور المخلوقات لتتناسب مع العالم من حولها، ولكن إذا لم تتناسب التغييرات، فهل يستطيع المخلوق عكس العملية؟
تتطور المخلوقات لتتناسب مع العالم من حولها، ولكن إذا لم تتناسب التغييرات، فهل يستطيع المخلوق عكس العملية؟ على سبيل المثال، حشرة كانت تأكل في الأصل أوراقًا من أنواع مختلفة من النباتات، ولكنها تطورت لتأكل نوعًا معينًا من الأوراق، ثم انقرضت الشجرة التي تعلق عليها، فهل تستطيع الحشرة عكس العملية والعودة إلى أكل أنواع متنوعة من الأوراق؟ منذ أكثر من مائة عام، اقترح عالم الحفريات الفرنسي لويس دولو أن التطور غير قادر على تتبع خطواته لاستعادة سمة مفقودة، وهي فكرة لا تزال مثيرة للجدل حتى يومنا هذا.
يتلقى قانون دولو الدعم من حالات مثل الحيتان والثعابين التي لم تطور أرجلها أبدًا، أو الطيور التي لم تطور أسنانها مرة أخرى، على الرغم من أن هذه السمات كانت موجودة في الماضي التطوري للحيوانات. ولكن في الآونة الأخيرة، أظهرت الدراسات أن الجينات الصامتة وبرامج النمو النائمة يمكن إعادة تنشيطها، مما دفع العديد من أنصار التطور إلى الاعتقاد بأن التطور يمكنه بالفعل أن يتتبع خطواته. م من الطبيعة يحاول تسليط بعض الضوء على هذه الأنواع من الأسئلة. في المقال المعني، اختبر الباحثون "قانون دولو" على المستوى الجزيئي، من خلال فحص البروتين الذي يعتبر مستقبل القشرانيات السكرية، الذي يربط هرمون الكورتيزول في عملية تنظيم استجابات التوتر. يقول أحد الباحثين، جوزيف ثورنتون، إنه على الأقل في حالة البروتين الذي درسه، فإن الطفرات الجديدة تجعل من المستحيل عملياً عودة التطور إلى الوراء. ووفقا له، "إنهم يحرقون الجسر الذي عبره التطور حاليا".
لفهم ما فعلوه، يجب على المرء أولاً أن يفهم كيف يتم بناء البروتين: كل بروتين هو في الواقع سلسلة من البروتينات أحماض أمينية. يوجد في الكائنات الحية 22 نوعًا من الأحماض الأمينية، وترتيب تسلسلها يحدد خصائص البروتين. يتم تحديد الترتيب الذي ستظهر به الأحماض الأمينية في البروتين من خلال المعلومات الموجودة في الحمض النووي. إن تغيير حرف واحد في DNA يمكن أن يؤدي إلى عدة نتائج: أ. لن يحدث أي تغيير في الحمض الأميني، ب. سيتم الحصول على رمز لحمض أميني آخر ج. سيتم استلام رمز المعلم للتوقف عن قراءة التسلسل ولقطع البروتين فعليًا. من الممكن معرفة التغيرات التي حدثت في تسلسل البروتين من خلال مقارنة تسلسلات من حيوانات مختلفة. ووفقا لنظرية التطور، فإن جميع الكائنات التي تحتوي على الجين المعين جاءت من سلف واحد. وبعد أن تباعدوا عن بعضهم البعض، راكم كل فرع من فروع الشجرة التطورية تغيرات مختلفة في تسلسل الجينات. تؤدي مقارنة العديد من التسلسلات إلى الحصول على التسلسل الأصلي. على سبيل المثال: إذا ظهر الحمض الأميني A في 90% من الكائنات الحية في المركز الثاني في تسلسل البروتين، وفي 10% ظهرت ثلاثة أحماض أمينية أخرى، فيمكن استنتاج أن الحمض الأميني A في التسلسل الأصلي كان في المركز الثاني.
وفي منشورات سابقة، أظهر فريق الباحثين أن البروتين في نسخته المبكرة تطور قبل حوالي 400 مليون سنة من مستقبل يتم تنشيطه بواسطة ثلاثة هرمونات: الكورتيزول والألدوستيرون وديوكسي كورتيكوستيرون. على مدار 40 مليون سنة، خضع المستقبل لـ 37 تغييرًا في الأحماض الأمينية مما أدى إلى ظهور المستقبل المعروف اليوم والذي يرتبط فقط بالكورتيزول. قام الباحثون بفحص تسلسل مستقبلات الكورتيزول وحللوا تأثير كل من التغييرات الـ 37 على نشاط البروتين. اكتشفوا أن سبعة تغييرات فقط هي المسؤولة عن القدرة على ربط الكورتيزول، وفي الخطوة التالية قاموا بعكس هذه التغييرات السبعة. لكن المستقبل المستلم كان "ميتا"، فهو ببساطة لم يعمل. ومن أجل تحديد ما إذا كانت التغييرات الأخرى لها تأثير على نشاط المستقبل، قام الباحثون بفحص التغيرات في البنية ثلاثية الأبعاد للبروتين، ووجدوا خمس طفرات إضافية. لم تكن هذه الطفرات مهمة لغرض ربط الكورتيزول، لكنها أثرت على قدرة المستقبل على أداء وظيفته. وبعد أن عكس الباحثون هذه الطفرات أيضًا، حصلوا على مستقبل يعمل مثل المستقبل القديم القادر على ربط الهرمونات الثلاثة.
باختصار: قبل أن يتم عكس الطفرات السبع الأساسية، كان لا بد من عكس خمس طفرات إضافية تتعلق ببنية البروتين. لكن هذه الطفرات الخمس لم يكن لها أي دور في الطريقة التي ترتبط بها المستقبلات بالهرمونات. لذا، لا توجد طريقة يستطيع الانتقاء الطبيعي من خلالها تفضيل الأفراد ذوي الطفرة المعاكسة. وهذا يعني أن المستقبل يمكن، نظريًا، أن يمر بسلسلة من الطفرات التي تسمح له بربط مجموعة متنوعة من الهرمونات، ولكن يجب أن يكون هذا بطريقة جديدة، فلن يتمكن من العودة إلى الطريقة التي ذهب بها بالفعل .
وعلى الرغم من هذا الإثبات المثير للإعجاب، فإن حقيقة أن هذه الظاهرة ستظل صحيحة لفترات طويلة من الزمن هو ما يتوقعه أي عالم أحياء تطوري. بعد كل شيء، إذا لم يكن التغيير ناجحا، فلن يتمكن من البقاء على قيد الحياة لمدة 360 مليون سنة. ولكن على المدى القصير، يمكن أن يكون الاختيار قابلاً للعكس - وفي دراسة نشرت مطلع العام في مجلة Nature Genetics، أظهر الباحثون أن ذباب الفاكهة الذي خضع للانتخاب في المختبر لعقود من الزمن عاد إلى حالته الأصلية بعد عامين فقط من الانتقاء العكسي. وهنا من المهم أن نلاحظ أن الانتخاب الأولي كان لصالح سمات لا تشكل ميزة في الطبيعة، في حين أن الانتخاب الثاني (العائد) أعاد بالفعل سمات تطورت في الذباب على مدى ملايين السنين. انتقاد آخر للمقال يزعم أن الدراسة لا تثبت أنه من المستحيل عكس الاتجاه التطوري، ولكنها تعزز فقط الادعاء بأنه إذا تم إجراء تغيير ناجح، فسوف يتلقى المزيد والمزيد من التعزيزات بمرور الوقت لمنعه من التغيير مرة أخرى.
تعليقات 5
شكرا مايكل
دم أبيض:
ترسل المقالة رسالة واحدة ولكن البحث الموصوف يرسل رسالة مختلفة قليلاً.
في التفسير، من الممكن للحيوان أن يتكيف مع نفسه مع السمات التي فقدها، بل إن هناك أمثلة على ذلك في الطبيعة.
على سبيل المثال، الدلافين والحيتان هي مخلوقات شقت الطريق من البحر إلى الأرض ثم عادت إلى البحر.
وفي الطريق استبدلوا الزعانف بأرجل ثم استبدلوا الأرجل فيما بعد بشيء يشبه الزعانف إلى حد كبير.
وهذا مثال على كيفية الحصول على نتيجة مظهرية مماثلة بطرق وراثية مختلفة.
يمكن رؤية مثال آخر للحصول على سمات مماثلة من خلال جينات مختلفة في جميع حالات التطور المتقارب.
وبهذا المعنى -من المميزات- فلا شك أن رسالة المقال غير دقيقة.
ماذا بعد؟ وفي الدراسة اختبروا شيئا آخر.
لقد اختبروه لمعرفة ما إذا كان من الممكن إعادة إنتاج نفس الجينات تمامًا (أي العودة إلى التطور - ليس بالمعنى المظهري، ولكن بالمعنى الوراثي) وفي الحالة المحددة التي اختبروها، تبين أن ذلك غير مرجح للغاية .
والحقيقة هي أنه حتى في مسألة الغوتيفي، فإن صعوبة الانتقال من قضية إلى أخرى تبدو إشكالية بالنسبة لي، وبالتالي فإن الاستنتاج الشامل لن يكون له ما يبرره.
وحتى لو لم يكن من الممكن، نظرياً، استعادة الميزة المفقودة، فهل يعني ذلك أنه من غير الممكن إعادة تطويرها، مثل المرة الأولى؟
إنها ببساطة مسألة مقدار الوقت الذي يجب على الوكيل أن يتكيف مع التغيير...
على سبيل المثال، التغيير الذي خضعت له الديناصورات كان عنيفًا في جوهره لدرجة أن الغالبية المطلقة منها انقرضت قبل أن تتمكن من التكيف
ولكن كلما زاد الوقت الذي يتعين على العامل أن يتكيف فيه، أظهر التطور أن لديه فرصة أفضل للبقاء. على الأقل مما اكتشفناه حتى الآن عن ماضينا.
بعد كل شيء، الطبيعة سوف تتكيف قليلا.
من الضروري التمييز بين الطفرات في الجينات (مثل تبادل 1 مقابل 0)، وهي ظواهر ذات حالات فردية محددة وتغيرات منخفضة في المعلومات، والتغيرات الهيكلية في الكروموسوم (عندما يتغير عدد الجزيئات في الحمض النووي نفسه) والتي عادة ما تكون ذات تعقيد كبير.