عندما غزت الفئران السوداء لأول مرة التلال الرملية في نبراسكا، تباينت مع الألوان الفاتحة للرمال، مما جعلها فريسة سهلة. على مدار 8,000 عام التالية، طورت الفئران أنظمة تمويه، وألوانًا أكثر إشراقًا، وتغييرات في خطوط الذيل، وتغييرات في الأصباغ التي سمحت لها بالاندماج مع المناظر الطبيعية.
بالنسبة للفئران الغزلانية التي تعيش في التلال الرملية في نبراسكا، يمكن أن يعني اللون الفرق بين الحياة والموت.
عندما غزت الفئران السوداء المنطقة لأول مرة، تباينت مع الألوان الفاتحة للرمال، مما جعلها فريسة سهلة. على مدار 8,000 عام التالية، طورت الفئران أنظمة تمويه، وألوانًا أكثر إشراقًا، وتغييرات في خطوط الذيل، وتغييرات في الأصباغ التي سمحت لها بالاندماج مع المناظر الطبيعية.
والآن يستخدم باحثون من جامعة هارفارد مثالهم للإجابة على الأسئلة الأساسية حول التطور. هل هي عملية تتطلب قفزات كبيرة - طفرة واحدة تتجلى في تغيير جذري في الكائن الحي نفسه - أم نتيجة العديد من التغييرات الصغيرة التي تتراكم مع مرور الوقت؟
في مقال نشر في 15 مارس في مجلة Science، قام فريق من الباحثين، بما في ذلك زميلة ما بعد الدكتوراه في جامعة هوارد، كاثرين لينين، التي كانت آنذاك أستاذة في جامعة كنتاكي، وهوبي هيكسترا، أستاذة علم الأحياء العضوي والتطوري وتمكن علماء البيولوجيا الجزيئية والخلوية من إظهار أن التغيرات في ألوان فراء الفأر ليست نتيجة طفرة واحدة بل سلسلة من تسع طفرات على الأقل في نفس الجين.
وتوضح النتائج كيف يمكن للتأثير التراكمي للانتقاء الطبيعي، الذي يؤثر على العديد من التغيرات الجينية الصغيرة، أن ينتج تغيرات سريعة ومثيرة." يقول لينين. وهذا يساعدنا على أن نفهم من وجهة النظر الجينية التوافق الجيد بين العديد من الكائنات والبيئة التي يعيشون فيها. من خلال العمل على العديد من التغييرات الصغيرة، بدلاً من التغييرات الكبيرة المتصورة، يمكن للانتقاء الطبيعي أن ينتج التكيفات الأكثر دقة وضبطًا.
في حين يقول Huekstra أنه من المدهش أن هذه الأطعمة الشهية حدثت في حديقة واحدة.
تم اكتشاف دور هذا الجين، المعروف باسم Agouti، في التمويه لأول مرة من قبل الاثنين وزملائهما في عام 2009، وهو المسؤول عن التغيرات في تصبغ فراء العديد من الحيوانات. على سبيل المثال، تفتقر كل قطة منزلية سوداء إلى هذا الجين في حمضها النووي.
ما فاجأ الباحثين وطاقمهم لم يكن أن هذا الجين كان له دور في تحديد اللون، بل أن كل واحدة من الطفرات التسعة ارتبطت بتغيرات فريدة في فراء الحيوان، وأن كل الطفرات الجديدة أدت إلى مزيد من الألوان المموهة، وأن لقد تم إنشاء الطفرات في آخر 8,000 سنة."
وقال هوكسترا: "يبدو أن هذه الطفرات، التي جعلت كل منها الفأر أكثر سطوعًا وأفضل تمويهًا، قد تراكمت مع مرور الوقت". وبالتركيز على هذه الطفرات، قام الباحثون بفحص الحمض النووي في مجموعات الفئران الطبيعية لتحديد ما إذا كانت هذه الطفرات مفيدة بالفعل.
وقال هوكسترا: "بالنسبة لكل من الطفرات المرتبطة بالتغيرات في الغزلان، وجدنا إشارات تشير إلى أن هذا اختيار إيجابي". "المعنى الضمني هو أن كل التغييرات المحددة في التصبغ كانت مفيدة وهذا يعزز تفسيرنا لكيفية تمكين الطفرات من ضبط السمة."
في حين أن النتائج توفر نظرة ثاقبة قيمة حول آلية عملية الانتقاء الطبيعي، يريد الاثنان التأكيد على أهمية دراسات المتابعة للإجابة على أسئلة مهمة: "لقد تساءلنا دائمًا ما إذا كان يتم التحكم في الإباضة من خلال قفزات كبيرة أم خطوات صغيرة"، كما يقول هوكسترا. قال. "عندما فحصنا جين الأغوطي لأول مرة، كان بإمكاننا أن نتوقف ونستنتج أن التطور قد اتخذ خطوة كبيرة وأن جينًا واحدًا فقط شارك في هذه العملية، لكن هذا كان استنتاجًا خاطئًا. وعندما فحصنا الأمر عن كثب، داخل الحديقة، وجدنا أنه حتى داخل موقع واحد، كانت هناك العديد من التغييرات الصغيرة."
وتأمل أن تفهم بعمق الترتيب الذي حدثت به الطفرات، من أجل إعادة إنتاج مراحل التغيير في هذا النوع من الفئران. "بالنسبة لعلماء الأحياء التطورية، هذا أمر مثير لأننا نريد أن نتعلم عن الماضي، ولكن لدينا فقط بيانات من الحاضر لدراستها." قائلا. "إن القدرة على العودة بالزمن وإعادة بناء المسار التطوري أمر رائع، وأعتقد أن سلسلة البيانات هذه ستكون مناسبة لهذا النوع من السفر عبر الزمن."
وفقًا لهوكسترا، فإن تخصيص الوقت لفهم ليس فقط الجينات المشاركة في العملية، ولكن أيضًا أي طفرات محددة تدفع الانتقاء الطبيعي، يمكن أن يوفر للباحثين صورة أكثر اكتمالًا ليس فقط للآليات الجزيئية التي تغير الطفرات من خلالها السمات، ولكن أيضًا للتطور التطوري. تاريخ المخلوق. وقالت: "عندما فعلنا ذلك، اكتشفنا ليس فقط مجموعة متنوعة من الأشياء الجديدة". "في حين أن الفكرة الشائعة هي دراسة التغيرات التي تحدث في الجينوم بأكمله، فإن نتائجنا تظهر أنه حتى داخل الوحدة الأساسية - الجين - نرى دليلا على التحسين التطوري."
تعليقات 2
هناك مشكلات تتعلق بنقص المعلومات في هذه المقالة:
1. قد تكون 8,000 سنة فترة قصيرة بالنسبة للأنواع التي يكون عدد نسلها صغيرا ومعدل تكاثرها بطيئا، لكن الفئران تصبح نشطة من عمر شهرين ويمكنها إنتاج 5-8 ذرية كل 26 يوما لمدة 3 سنوات تقريبا. وهذا هو أحد أسباب استخدامها للبحث.
2. ربما تكون إحدى الطفرات الجينية قد غيرت لون الفراء إلى شيء آخر غير الأسود، لكن بالتأكيد لم تكن الطفرات التسعة جميعها فعالة، بل بعضها فقط. وبحسب الوصف الوارد في المقال، يبدو كما لو أن الباحثين يقولون في الواقع إنهم يعرفون الترتيب الذي ظهرت به الطفرات وأنها ظهرت بطريقة تجعل الطفرات التي لم تكن فعالة لو ظهرت أولاً، هي في الواقع ظهرت في مرحلة لاحقة حيث أدى دمجها إلى تحسين الطفرات الفعالة وبالتالي تكون جميع الطفرات فعالة. المشكلة أن هذا افتراض من السياق وليس ما قيل فيه.
3. اللون الأسود هو بالفعل لون فعال - في الليل، ضد العديد من الحيوانات المفترسة. بالإضافة إلى ذلك، لا بد أن الفأر قد نجا هناك أيضًا لأنه، بصرف النظر عن اللون، لديه مهارات بقاء أخرى. في الواقع، من دون مؤهلات إضافية، ربما لم يكن ليصل إلى الكتلة الحرجة الكافية لخلق التعبير عن التغيرات الجينية. لكي تظهر الطفرة، هناك حاجة إلى محيط حيوي/مكان مستقر بدرجة كافية لاحتواء العديد من الأفراد المختلفين الذين سينتجون ذرية. إن زيادة عدد السكان ذوي اللون المشابه للبيئة أمر منطقي لأنه في هذه البيئة يعطي اللون المذكور ميزة دفاعية من المجانين.
ورغم ذلك يزعم المقال أنهم كانوا فريسة سهلة بسبب اللون الأسود. مما يتعارض مع القدرة على الاستقرار الكافي. (رغم أنه كما ذكرت في البداية فإن الفئران تتكاثر بسرعة وتضع أجيالاً عديدة في 8000 سنة).
لكل من ادعى أنه لا توجد علاقة بين التطور وعلم الوراثة