شاید تکامل اصلاً تصادفی نباشد – از عصر دایناسورها تاکنون از همان الگوی ژنتیکی استفاده کرده است. اعتبار: Shutterstock
دانشمندان شواهدی کشف کردهاند که نشان میدهد تکامل برای بیش از ۱۲۰ میلیون سال به همان «برگهی تقلب» ژنتیکی متکی بوده است، که این احتمال را مطرح میکند که زندگی روی زمین ممکن است قابل پیشبینیتر از آنچه قبلاً تصور میشد، باشد.
ژنهای مشترک در تقلید پروانه و بید
گروهی بینالمللی از محققان به رهبری دانشگاه یورک و موسسه وِلکام سَنگر بر پروانهها و بیدهای جنگلهای بارانی آمریکای جنوبی تمرکز کردند. اگرچه این گونهها تنها خویشاوندی دوری با هم دارند، بسیاری از آنها الگوهای رنگی بال بسیار مشابهی را به اشتراک میگذارند که به عنوان سیگنالهای هشدار به شکارچیان عمل میکنند. این پدیده به عنوان تقلید (mimicry) شناخته میشود.
محققان به دنبال شناسایی ژنهایی بودند که این الگوهای رنگی مشترک را در هفت گونه با خویشاوندی دور کنترل میکنند. با وجود فاصله تکاملی آنها، تیم کشف کرد که هم پروانهها و هم بیدها به طور مکرر به همان دو ژن، «آیوِری» و «آپتیکس»، برای تولید رنگهای هشداردهنده تقریباً یکسان متکی بودهاند.
به جای تغییر خود ژنها، تکامل بر عناصر تنظیمی، که اغلب به عنوان «سوئیچهای» ژنتیکی توصیف میشوند، عمل کرده است که زمان و مکان فعال شدن این ژنها را کنترل میکنند. در پروانهها، این سوئیچها به روشهای مشابهی در گونههای مختلف تغییر یافتهاند. در بید، دانشمندان یک پیچش شگفتانگیز یافتند. این بید از یک مکانیسم وارونگی (یک تکه بزرگ از DNA که به عقب برگشته است) استفاده میکرد که شباهت زیادی به استراتژی مشاهده شده در یکی از گونههای پروانه دارد.
شواهدی مبنی بر قابل پیشبینی بودن تکامل
پروفسور کانچون داسماهاپاترا (Kanchon Dasmahapatra) از دپارتمان زیستشناسی دانشگاه یورک توضیح داد: «تکامل همگرا، که در آن بسیاری از گونههای نامرتبط به طور مستقل یک ویژگی مشابه را تکامل میدهند، در سراسر درخت زندگی رایج است. اما ما به ندرت فرصت بررسی مبنای ژنتیکی این پدیده را داریم.»
او افزود: «با بررسی هفت تبار پروانه و یک بید روزپرواز، ما نشان میدهیم که تکامل میتواند به طرز شگفتآوری قابل پیشبینی باشد و پروانهها و بیدها از عصر دایناسورها تاکنون بارها و بارها از همان ترفندهای ژنتیکی برای دستیابی به الگوهای رنگی مشابه استفاده کردهاند.»
این یافتهها که در مجله PLoS Biology منتشر شدهاند، نشان میدهند که تکامل همیشه یک فرآیند تصادفی نیست. در عوض، میتواند مسیرهای ژنتیکی تکرارشونده را دنبال کند.
چرا رنگهای هشداردهنده دوباره ظاهر میشوند
پروفسور جوآنا مایر (Joana Meier) از موسسه وِلکام سَنگر اضافه کرد: «این پروانهها و بیدهای با خویشاوندی دور، همگی برای پرندگانی که سعی در خوردن آنها دارند، سمی و بدمزه هستند. آنها بسیار شبیه به هم به نظر میرسند زیرا اگر پرندگان قبلاً یاد گرفته باشند که یک الگوی رنگی خاص به معنای «نخورید، ما سمی هستیم» است، برای سایر گونهها نیز مفید است که همان رنگهای هشداردهنده را به نمایش بگذارند.»
او ادامه داد: «در اینجا، ما نشان میدهیم که این رنگهای هشداردهنده به ویژه ایدهآل هستند، زیرا به نظر میرسد تکامل این الگوهای رنگی مشابه به دلیل مبنای ژنتیکی بسیار حفظ شده در طول ۱۲۰ میلیون سال، کاملاً آسان است.»
این به معنای پیشبینی تکامل چیست؟
درک اینکه تکامل اغلب از مسیرهای ژنتیکی تثبیت شده پیروی میکند، میتواند به دانشمندان کمک کند تا پیشبینی کنند که گونهها چگونه ممکن است به تغییرات محیطی یا اقلیمی واکنش نشان دهند. اگر طبیعت تمایل به استفاده مجدد از راهحلهای بیولوژیکی مشابه داشته باشد، پیشبینی سازگاریهای آینده ممکن است قابل دستیابیتر از آنچه قبلاً تصور میشد، باشد.