به گزارش ایسنا ، در تکامل تطبیقی، انتخاب طبیعی باعث بروز تغییرات ژنتیکی در صفاتی می شود که به سود بقا و تولید مثل ارگانیسم ها است.
هرچند" چارلز داروین"( Charles Darwin) باور داشت که این فرآیند در بازه های زمانی زمین شناسی رخ داده است اما نمونه هایی از تکامل تطبیقی چشمگیر نیز تنها در چند نسل مشاهده شده اند." شاپرک فلفلی"( Peppered moth) در واکنش به آلودگی هوا تغییر رنگ داده، شکار غیرقانونی باعث شده است تا بعضی از فیل ها عاج خود را از دست بدهند و ماهی ها نیز برای مقاومت در برابر مواد شیمیایی سمی تکامل یافته اند.
با وجود این، هنوز هم تشخیص دادن سرعت تکامل تطبیقی دشوار است. همچنین، هنوز نمی دانیم که آیا این امر در سرنوشت جمعیت هایی که توسط تغییرات محیطی به چالش کشیده شده اند، نقشی دارد یا خیر.
پژوهشگران" دانشگاه آکلند"( University of Auckland) نیوزیلند برای اندازه گیری سرعت تکامل تطبیقی در حیات وحش، ۱۹ جمعیت پرنده و پستاندار را طی چندین دهه مورد بررسی قرار داده اند و متوجه شده اند که آنها با سرعتی دو تا چهار برابر سرعت پیشین تکامل می یابند. این امر نشان می دهد که تکامل تطبیقی ممکن است نقش مهمی در نحوه تغییر ویژگی ها و جمعیت حیوانات وحشی در دوره های نسبتا کوتاه داشته باشد.
چگونه می توانیم سرعت تکامل تطبیقی را اندازه گیری کنیم؟ با توجه به" قضیه اساسی انتخاب طبیعی"( fundamental theorem of natural selection)، میزان تفاوت ژنتیکی در تناسب برای بقا و تولید مثل در میان افراد یک جمعیت، با میزان تکامل تطبیقی جمعیت مطابقت دارد.
این قضیه اساسی برای ۹۰ سال شناخته شده بوده اما عملی کردن آن دشوار بوده است. تلاش برای استفاده از این قضیه در جمعیت های وحشی، نادر بوده و با مشکلات آماری مواجه شده است.
پژوهشگران با ۲۷ مؤسسه تحقیقاتی کار کردند تا داده های مربوط به ۱۹ جمعیت وحشی را جمع آوری کنند که برخی از آنها برای مدتی طولانی و از دهه ۱۹۵۰ تحت نظارت بوده اند. بسیاری از پژوهشگران، اطلاعاتی را در مورد تولد، جفت گیری ، تولید مثل و مرگ در این جمعیت ها جمع آوری کردند.
این داده ها نشان دهنده اطلاعات مربوط به حدود ۲۵۰ هزار حیوان و ۲.۶ میلیون ساعت کار میدانی است. داده های به دست آمده پیشتر در هزاران پژوهش علمی مورد استفاده قرار گرفته اند و دوباره مورد استفاده قرار خواهند گرفت.
سپس، پژوهشگران از مدل های ژنتیکی کمّی برای اعمال قضیه اساسی انتخاب طبیعی در مورد جمعیت تحت بررسی استفاده کردند. ژنتیک کمّی به جای پیگیری تغییرات ظاهر شده در هر ژن، از آمار به دست آمده برای ثبت اثر ناشی از تغییرات هزاران ژن استفاده می کند.
همچنین، پژوهشگران یک روش آماری جدید را توسعه دادند که بهتر از مدل های پیشین با داده ها مطابقت دارد. روش آنها دو ویژگی کلیدی را در مورد این موضوع نشان می دهد که بقا و تولید مثل چگونه به صورت نابرابر در میان جمعیت های حاضر در طبیعت توزیع می شوند.
نخست اینکه بیشتر اعضای جمعیت پیش از تولید مثل از دنیا می روند و این بدان معناست که تعداد زیادی ورودی در ستون موسوم به" فرزند صفر"( zero offspring) رکورد تولید مثل در طول طول عمر وجود دارد.
دوم اینکه اگرچه بیشتر اعضا فرزندان کمی دارند اما برخی از آنها دارای تعداد نامتناسب زیادی هستند که به توزیع نامتقارن منجر می شود.
میزان تکامل
پژوهشگران متوجه شدند که در میان ۱۹ جمعیت مورد بررسی، تغییرات ژنتیکی، مسئول افزایش ۱۸.۵ درصدی توانایی بقا و تولید مثل در هر نسل هستند.
این بدان معناست که فرزندان به صورت متوسط ۱۸.۵ درصد بهتر از والدین خود هستند. به بیان دیگر، یک جمعیت متوسط میتواند از ۱۸.۵ درصد وخامت کیفیت محیط زیست خود جان سالم به در ببرد.
با توجه به این نتایج، پژوهشگران دریافتند که تکامل تطبیقی میتواند تغییرات اخیر در صفات حیوانات وحشی مانند اندازه یا زمان تولید مثل را توضیح دهد. مکانیسم های دیگر نیز مهم هستند اما شواهدی قوی نشان می‌دهند که تکامل باید در کنار سایر توضیحات در نظر گرفته شود.
این نتایج برای آینده چه معنایی دارند؟ در زمانی که محیط های طبیعی سراسر جهان به دلیل تغییرات آب و هوایی و سایر مشکلات به طور چشمگیری در حال تغییر هستند، آیا تکامل به حیوانات کمک می کند تا سازگار شوند؟
اینجاست که همه چیز پیچیده می شود زیرا این پژوهش فقط تغییرات ژنتیکی حاصل از انتخاب طبیعی را تخمین زده است اما در زمینه تغییرات آب و هوایی، نیروهای دیگری نیز در این میان وجود دارند.
اولین مورد، نیروهای تکاملی دیگری مانند جهش، شانس تصادفی و مهاجرت هستند.
دوم اینکه تغییرات محیطی احتمالا محرک مهم تری نسبت به تغییرات ژنتیکی هستند. در صورتیکه وخامت محیط ادامه یابد، این نظریه به ما می گوید که تکامل تطبیقی به صورت کلی قادر به جبران کامل نخواهد بود.
این پژوهش، در مجله" ساینس"( Science) به چاپ رسید.
- 17
- 6
