تغطية شاملة

الدكتور إيرز براون من كلية الفيزياء في التخنيون: أولاً تتغير الصفات ثم الجينات

في مؤتمر بمناسبة مرور 150 عاما على صدور كتاب داروين "أصل الأنواع"، تحدث الفيزيائي الدكتور إيرز براون عن دور البيئة في تشكيل جينوم الكائنات. "يجب أن يتحمل علم وظائف الأعضاء وعلم الوراثة مسؤولية التكيف مع التغيرات في البيئة حتى يقوم علم الوراثة بتصحيح نفسه"

الدكتور ايرز براون. الصورة: التخنيون
الدكتور ايرز براون. الصورة: التخنيون

منذ أن صاغ عالم الأحياء ويدينغتون مصطلح "علم الوراثة اللاجينية" (في عام 1942)، كان العلماء يدرسون تأثير العوامل خارج التركيب الجزيئي للحمض النووي على السمات الموروثة. يركز علم الوراثة اللاجينية بشكل أساسي على العمليات الكيميائية التي يحدث فيها تغيير مظهري (في السمات التي تعبر عنها الجينات) دون حدوث تغيير وراثي (تغيير في تسلسل الحروف في الحمض النووي).

وتحدث الدكتور إيرز براون من كلية الفيزياء في التخنيون "من داروين إلى EVO-DEVO" عن تكيف الخمائر مع التغيرات البيئية المفروضة عليها (تغيير المادة الغذائية من السكر إلى الجالاكتوز وهي مادة أقل تغذية والعكس صحيح). )، دون أن تتاح لآليات التطور المعروفة - الانتقاء الطبيعي - فرصة التحكم في العملية.

ووفقا له، يتم إعادة توصيل جينات الخميرة، أي الوضع الذي يعمل فيه الجين تحت نظام تنظيمي أجنبي. "كعالم فيزياء، أردت أن أفكر في الأمر بهذه الطريقة: أثناء التطور هناك شبكة رئيسية من الجينات وهناك عملية تتحرك في اتجاهات مختلفة ونريد أن نعرف من الفضاء التوافقي أي منها يمكن أن يبقى ويسبب خلق كائن حي جديد."

وقال براون: "لقد بحثنا في كيفية تصرف مجموعات الخلايا مع التحديات غير المتوقعة من خلال إعادة توصيلها". "لقد أجرينا تجربة وطرحنا آليتين محتملتين يمكن أن تفسرا البقاء على قيد الحياة في ظروف انخفاض التغذية. الآلية الأولى هي بالطبع طفرات عشوائية. هذه الآلية ممكنة ولكنها تتطلب آلاف الأجيال. آلية أخرى هي علم الوراثة. أود أن أقترح ترتيبًا مختلفًا للأحداث عن الترتيب المعتاد - في البداية هناك تكيف جسدي حتى لو كانت الظروف أقل جودة، في المرحلة الثانية - يصل الاستقرار اللاجيني بين الأجيال، وأخيرًا يحدث التكيف الجيني أيضًا.

وبطبيعة الحال، سأل الجمهور الدكتور براون عما إذا كانت هذه لاماركية جديدة فأجاب: "لقد أظهرت المعرفة الحالية بعلم الوراثة اللاجينية أن التغيرات في البيئة يمكن أن تسبب عملية مستقرة. وهذا لم يظهر بعد في الحيوانات متعددة الخلايا. لكن علم الوراثة يلعب دورًا أكبر بكثير مما كنا نعتقد حتى الآن. يجب أن يتحمل علم وظائف الأعضاء وعلم الوراثة مسؤولية التكيف مع التغيرات في البيئة حتى يقوم علم الوراثة بتصحيح نفسه."

على الفيروسات التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي

لا تعاني الكائنات السطحية فقط من الفيروسات، بل اتضح أن البكتيريا أيضًا، وخاصة البكتيريا البحرية - تلك التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي وهي مسؤولة عن حوالي نصف إنتاج الأكسجين في المحيطات، وبالتالي أيضًا عن نسبة عالية إلى حد ما من الأكسجين الذي ننتجه. يتنفس.

وتحدث الدكتور عوديد باجا من كلية الأحياء في التخنيون أمام المؤتمر عن حالة فيروس يسيطر على بكتيريا ويهتم لمدة أربع ساعات تقريبا بزيادة عملية التمثيل الضوئي، من أجل تزويد نفسه بالغذاء والتكاثر. وبعد فترة، عندما تغادر نسخ عديدة من الفيروس الخلية وتبحث عن ضحية أخرى، لا تعود البكتيريا مهتمة بها وتترك لتموت.

في هذه الأيام، يقوم كريج فينتر، أحد مؤسسي مشروع الجينوم البشري، بإجراء بحث عن الجين الأدنى. وفي عدد من الرحلات التي ستؤدي في نهاية المطاف إلى الإبحار حول الكوكب بأكمله، يتوقف فينتر مرة كل 300 كيلومتر ويأخذ عينات من المياه ويسجل جينوم المخلوقات التي تم العثور عليها.

استخدم باجا وفريقه قاعدة البيانات التي أنشأها فنتر، ووجدوا خمسة أنواع من الفيروسات التي تهاجم البكتيريا التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي. ووصف الدكتور باجا في محاضرته الرحلة البحرية التي قام بها هو وطاقمه في منطقة هاواي. وقام العلماء من إسرائيل وعدد من الأماكن الأخرى في العالم بأخذ عينات محددة من هذه المخلوقات لمعرفة تفاصيل العملية.

تم تنظيم مؤتمر "من داروين إلى EVO DEVO" من قبل مركز لوري لوكي متعدد التخصصات لعلوم الحياة والهندسة في التخنيون، بمناسبة الذكرى الـ 150 لنشر كتاب "أصل الأنواع" لتشارلز داروين.

المزيد من أخبار المؤتمر على موقع العلوم:
البروفيسور عادا يونات: مبدأ البقاء للأصلح كان يعمل أيضًا في فترة ما قبل الحيوية
يستمر التطور بقوة

تعليقات 20

  1. يائير شمرون:
    ليس هناك سبب لدهشتك.
    لقد قمت بالرد على تعليقك رقم 17 الذي وجدت فيه أنه من المناسب الإشارة إلى أن "هافا يابلونكا تتحدث صراحة عن أن التغير المظهري يسبق التغير الجيني..."
    لقد قلت ذلك لتبرير استخدام كلمة الماركسية، وجوابي يشير بالضبط إلى هذا الخطأ!
    وبما أن داروين ومارك لم يكونا على علم بالجينات، فلا شيء مما يقولان يمكن تأكيده أو إخفاءه بحقيقة أن بعض التغيير حدث قبل التغيير الجيني أو بعده!

    إن ما يعرف بـ "الماركسية" (الذي يلحق بعض الظلم بالامارك، لكن هذه ليست القضية هنا) هو وراثة الصفات المفيدة المكتسبة على عكس التطور المشتق من وحشية الانتقاء الطبيعي.

    لا يتم تدريس أي شيء بشكل بديهي. وهذا ينطبق على كل العلوم والتطور على وجه الخصوص. على وجه التحديد - يتم دراسة موضوع علم الوراثة اللاجينية اليوم من قبل كل من يدرس التطور.
    من أين لك هذه الإهانات؟!

    نحن لا نحذر من أي شيء كشعلة نارية، لكن يجب أن نشير إلى حقيقة أنه لا يوجد اكتشاف تم العثور عليه حتى الآن يتوافق مع السمة المميزة (وتقول شافا يابلونكا هذا أيضًا، لكنها تخفيه جيدًا - في أعماق الكتاب حتى جميع أنواع المتحمسين للنطاق لا يلاحظون) وأسمح لنفسي بالتنبؤ بأنه لن ينسق أي اكتشاف عتيدي اللاماركية - وبالتأكيد ليس في الكائنات الحية التي تتكاثر عن طريق التكاثر الجنسي والتي تكون فيها الخصائص المكتسبة هي خصائص الأنسجة التي ليست خلايا جنسية.

  2. مايكل،
    إجابتك فاجأتني. تجيب على ما لم أقله، ولا تجيب على ما قلته. من الواضح أن أنصار التطور القدماء لم يتحدثوا عن الجينات. ولكن عند تطبيق مبادئهم على المعرفة الحالية، علينا أيضًا أن نتحدث عن الجينات.
    وكما قلت في المقالة السابقة، فإنه يتم تدريس اليوم بشكل بديهي أن الطفرة التطورية لا علاقة لها بأفعال الكائن الحي. وهذا يعني، لنفترض أن السمكة في طور التحول إلى حيوان بري: إذا كان ذلك عن طريق الصدفة، ربما نتيجة للإشعاع الإشعاعي، أو الأشعة فوق البنفسجية، أو الحرارة، أو أي عامل آخر، وهو ليس خاصًا بهذا الكائن الحي ولكنه موجود بشكل عام، شائع في البيئة بأكملها، تحدث طفرة، والتي تصادف أنها مناسبة لتطور الحيوان البري من الأسماك، هذه الطفرة ستشتري قبضة في هذا النوع. لكن دراسات التطور تحذرنا بشدة من أنه لا ينبغي لنا أن نأخذ في الاعتبار احتمالية لامارك: أي المبدأ الذي كان أساس كلمات لامارك، وهو أن تصرفات الكائن الحي تسبب التغييرات بشكل مباشر. لماذا تم رفض هذه الفكرة؟ حيث لم يتم العثور على أي عملية بيولوجية معقولة تؤدي إلى تغيير في الكائن الحي إلى نسله. ولكن كما قلت مرتين، على حد علمي لم يتم العثور على أي دليل جيد حتى على الفكرة البديهية للرجل الذي يرتدي القلنسوة. تم استنتاجه كنوع من التقصير. في رأيي، كان رفض الاحتمال اللاماركي متسرعًا للغاية. يوجد اليوم قدر كبير من المعرفة البيولوجية التي يمكن أن تدعم هذه الفكرة.

  3. يائير شمرون:
    أنت لا تتحدث عن هذا الأمر.
    تم اختراع مصطلح التغير الوراثي بعد وقت طويل من عدم معرفة داروين ما هي الجينات.
    لم يتحدث ليمارك عن الجينات أيضًا.
    الأمر ليس مطروحًا للنقاش فحسب!
    علاوة على ذلك، فإن التغييرات المظهرية التي يوضحها ليست هي تلك التي تخلق التطابق.
    لقد رأتهم ينتقلون إلى الأجيال القادمة في المختبر - لا، من المحتمل جدًا أنهم قد ينقرضوا خارج المختبر، ولكن حتى لو لم يكن الأمر كذلك - فهو، كما ذكرنا، غير ذي صلة.

    فيما يتعلق بالعشوائية - إذا قمت بتعريفها بهذه الطريقة، فستجد باستمرار طفرات لا تساهم في الوظيفة.
    وفي الواقع، فإن الغالبية العظمى منها تضعف الوظيفة، بل إن عددًا لا بأس به منها يؤدي إلى الوفاة.

  4. إلى مايكل روتشيلد
    تتحدث تشافا يابلونكا صراحةً عن حقيقة أن التغيير المظهري يسبق التغيير الجيني، تمامًا كما في المقالة أعلاه، وكما تعلمون، فإنها تجلب العديد من النكهات الإضافية.
    الماركسية مصطلح عام لفكرة وجود علاقة بين وظائف الكائنات الحية والطفرات التي تسبب التغيرات التطورية.
    أتخلى عن كلمة برهان، وأكتفي بكلمة برهان.
    ما هي العشوائية؟ أي أن عشوائية الطفرة التطورية في رأيي يتم تحديدها من خلال عدم ارتباطها مباشرة بوظائف الكائن الحي، من خلال ظهورها بعد عمليات عرضية تتعلق بالكائن الحي، مثل الإشعاع من أي نوع.
    كيف سيتم عرض العشوائية أو العكس؟ كما أنها تبين كل شيء في العلوم: الملاحظات والتجارب والمنطق والملخصات النظرية.
    يتم فرض ادعاء عشوائية الطفرة المسببة للتغيير على الطلاب في جميع المستويات كبديهية، على الرغم من أنه على النقيض من البديهيات مثل بديهيات الهندسة المستوية، فيما يتعلق بالتطور هناك احتمالات لأوصاف إضافية وأقل فعالية لظهور الطفرة. الطفرات المسببة للتغيير.

  5. بالمناسبة، عرف اليونانيون القدماء أن الأرض كانت مستديرة، بل وقاموا بحساب نصف قطرها قبل فترة طويلة من كتابة زوهار.
    لا أعرف ما هو الاقتباس الذي تحرفه من كتاب "زوهار" لاستخلاص استنتاجك، لكن التوراة تقول أشياء مختلفة تمامًا.
    http://daatemet.org.il/articles/article.cfm?article_id=4

  6. إلى المستخدم المجهول:
    كلامك ببساطة غير صحيح.
    ولم يكن هناك عالم قدم مثل هذا الادعاء.
    منذ متى - هل تعتقد أن العلم موجود؟
    هل تعرف حتى ما هو العلم؟

  7. يائير شمرون:
    فلماذا استخدمت كلمة الماركسية؟
    يستخدم تشافا يابلونكا الكلمة لوصف آلية تقليدية تمامًا من حيث تعريف داروين للتطور - أي التغيرات التي تحدث وتصبح واضحة من خلال الانتقاء الطبيعي. إنها تقول فقط أنه بالإضافة إلى السمات الطبيعية التي طورها التطور، فإنه (ربما! إنها ليست متأكدة من ذلك!) طور أيضًا آليات تضاعف تواتر الطفرات في ظروف التوتر وربما حتى تلك التي تملي الطفرات في مناطق من الجسم. الجينوم التي هي دالة لنوع التوتر.
    وأما البرهان الذي تطلبه - كما يعلم الجميع - فلا يوجد براهين في العلم.
    كيف تحدد العشوائية؟
    كيف تتوقع أن يتم إثباته؟
    والأمر الواضح هو أن جميع الآليات غير العشوائية المقترحة قد تم دحضها.

  8. العلماء في الماضي كانوا يعتقدون أن الأرض مسطحة (ونعم كانوا علماء وقد توصلنا إلى الاكتشافات بفضلهم) وكانوا الأغلبية، اليوم الجميع تقريبا يعرف أن الأرض مستديرة أو مستطيلة (حسب الذوق) وهكذا لقد كتب في كتاب زوهار منذ سنوات عديدة.

  9. إلى مايكل روتشيلد
    كما أنني لم أطرح الماركسية كما تحدث عنها مارك، وفي الواقع لم أقترح أي آلية. كنت أتحدث عن فكرة، وهي المبدأ الذي لم يتم استبعاده بعد تجريبيا أو رصديا والذي بموجبه ربما يكون هناك بعض الارتباط بين وظائف الكائنات الحية والطفرات التي تنتج التغيرات. في رأيي أن التفسيرات المقبولة حاليًا في نظرية التطور لا تفسر بشكل كافٍ الظواهر التي نراها. ولهذا الغرض من المفيد أن نتذكر أن كل جين يحتوي في المتوسط ​​على 20 بروتينًا (25000 جين وحوالي نصف مليون بروتين) مما يعني أن التغيرات المظهرية ممكنة نظريًا حتى قبل ظهور التغير الجيني.
    كما أنك لم تجب على الزعم الذي أدعيته، وهو أنه لا توجد ملاحظة أو تجربة تثبت ادعاء عشوائية الطفرة.

  10. يائير شمرون:
    صحيح أن تشافا يابلونكا دعت إلى التعطيل الذي تفعله لكلماتها، لكنه لا يزال تعطيلا.
    فإذا قرأت كتابها (التطور في الأبعاد الأربعة) سترى أنها لا تتحدث إطلاقاً عن اللاماركية التي تحدث عنها مارك (وهي تقول ذلك صراحة!).
    بالنسبة لي، لم يكن ينبغي لها أن تستخدم هذا المصطلح لأنه كان من الواضح أن الناس سوف يتقافزون عليه دون قراءة كلماتها، ولكن يبدو أن اعتبارها في الأمر لم يكن علميًا بل إعلانيًا.

  11. إلى والدي للتعليق 5:
    وحتى الآلية الرئيسية المقترحة حاليا لعمليات التطور، وهي الطفرات العشوائية التي تعطي أصحابها أفضلية وبالتالي تتكاثر في السكان، لم تصمد أبدا في وجه أي تجربة أو ملاحظة. ووفقا لشافا يافلونكا، فإن مستقبل الفكرة اللامارسية لا يزال أمامه.

  12. من المؤسف أنني لم أتمكن من إحضار الرسم البياني، الرسم البياني يوضح أن علم الوراثة اللاجينية تكيفت نفسها ولكن بمستوى أقل بكثير من تلك المخلوقات التي تكيفت مع الظروف الحالية، أطلق عليه اسم التوازن الجديد. كانت قيمة الوزن في مستوى أقل بكثير عندما تم تغذية الخميرة بالجالكتوز بدلاً من الجلوكوز، لذا فمن الواضح أنك إذا سألتهم أنهم يفضلون الجلوكوز، لكن حتى البديل الأقل جودة لا يتسبب في موتهم بنسبة 80٪ كما في البداية، ولكن لنفترض فقط 20%، وبالتالي هناك XNUMX% يبقون على قيد الحياة على الرغم من أنهم لم يجتازوا التغييرات الجينية (الأرقام هي اختراعي لوصف ما رأيته، وليس بالضرورة ما كان موجودًا في بيانات الرسم البياني الأصلية).

  13. والسؤال الأساسي الذي يطرح نفسه من المقال والمناقشة التي تليه هو، هل من الممكن التأثير على اتجاه وسرعة آلية الطفرة الجينية، من خلال
    تغير في الظروف الخارجية المتعلقة بالطفرة.
    أعتقد أن الجواب على ذلك هو نعم. ويمكن تبرير ذلك بحقيقة أنه إذا كانت لأي طفرة ميزة تطورية، فهذا يعني أن هذه الطفرة ستؤدي إلى قدرة أكبر على إنتاج النسل.
    كل هذا تحت شرط واحد. والشرط هو ألا يكون التغير في الظروف الخارجية قويًا جدًا ومفاجئًا ولكنه يسمح بالتكيف التطوري.

  14. "أخيرًا يحدث التطابق الجيني" - من القليل الموجود في المقالة، ليس من الواضح سبب حدوث المطابقة الجينية، وما الذي يسبب المطابقة، وما هي فرص حدوث المطابقة. يبدو أن الآلية اللاجينية حلت المشكلة.
    في حين أن مساهمة البحث في فهم أهمية علم الوراثة اللاجينية واضحة، فإنه ليس من الواضح على الإطلاق ما هي مساهمة البحث في التطور.

  15. من الواضح للجميع أن تطور ماركيان كان سيحل العديد من الأسئلة في علم الأحياء. لكن العلم يفضل الطرق البسيطة على التبسيط.
    أود أن أقترح مثل هذه الآلية، البيئة تخلق تغيرات فيزيائية (على سبيل المثال، الشمس تغير لون الجلد)، التغير في لون الجلد ينشط الجينات المسؤولة عن لون الجلد بحيث يزيد معدل إنتاج الطفرة في تلك الجينات وبالتالي من الممكن بالفعل تحقيق نفس التأثير في أجيال أقل.

  16. أما بالنسبة لامارك - في الواقع، يعتبر لامارك أيضًا مفكرًا تطوريًا، ولو كان على حق، لكان التطور قد استخدم هذه الآلية أيضًا، لكن الآلية التي اقترحها ببساطة لم تنجح في الاختبار العلمي.

  17. دوس:
    يمكنك وضع ما تريد في تعريف التطور.
    إن هدف العلم ليس "اكتشاف ما يتضمنه تعريف التطور" بل "ما حدث في الواقع". كابيش؟

  18. إذا كان التغيير ذاته بالنسبة للتطور هو المهم وليس كيفية خلقه، فيمكن أيضًا تضمين لامارك في تعريف التطور، لأنه وفقًا لطريقته فإن التطور هو من البسيط إلى المعقد والفرق كله يكمن في أسباب التطور. وذلك لأن لامارك لم يتقبل فكرة الانقراض.

  19. غير صحيح، لأن علم الوراثة اللاجينية ينتج أيضًا تنوعًا - على سبيل المثال في التعبير عن الجينات، ولكن ليس في الجينات نفسها وهذه أيضًا آلية تطورية. بالنسبة للتطور، فإن وجود التغييرات هو المهم، وليس كيفية خلقها.

  20. "هناك آلية أخرى هي علم الوراثة اللاجينية. أود أن أقترح ترتيبًا مختلفًا للأحداث عن المعتاد - في البداية يكون هناك تكيف جسدي حتى لو كانت الظروف أقل جودة، في المرحلة الثانية - يصل الاستقرار اللاجيني بين الأجيال، وأخيرًا يحدث التكيف الجيني أيضًا."

    إذا كان هذا صحيحا - فلا شك أن فرضية التطور تتطلب تصحيحا كبيرا.

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.