زیست‌شناسی تکاملی-تکوینی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
هم‌ساخت‌شناسی ژن‌های hox در حیوانات متفاوتی چون حشرات و مهره‌داران، تکوین رویانی و نتیجتاً قالب و شکل پیکره‌های بالغ را کنترل می کند. این ژن‌ها در طی صدها میلیون سال تکامل، به شدت حفاظت شده اند.

زیست‌شناسی تکاملی-تکوینی (یا در حالت غیر رسمی به اختصار: Evo-Devo) شاخه ای از تحقیقات زیست‌شناسی است که به مقایسه زیست‌شناسی تکوینی جانداران مختلف پرداخته تا بدین طریق درخت تبارزایی بینشان را استنباط کرده و نحوه تکاملشان را بدست آورد.

این شاخه از اوایل قرن ۱۹م میلادی رشد کرد، در آن زمان رویان‌شناسی با یک معما روبرو بود: جانورشناسان نمی‌دانستند که چگونه تکوین رویانی توسط ژنتیک ملکولی کنترل می شود. چارلز داروین به این نکته اشاره کرد که رویان‌های مشابه نشانگر اجداد مشترک اند، اما تا دهه ۱۹۷۰ میلادی پیشرفت کمی صورت پذیرفت. آنگاه، فناوری DNA نوترکیب در نهایت رویان‌شناسی را با ژنتیک ملکولی پیوند داد. یکی از اکتشافات کلیدی اولیه، ژن‌های هومئوتیک بودند که تکوین در حوزه یوکاریوت ها را تنظیم می کردند.

برخی از مفاهیم کلیدی این شاخه تحقیقاتی موجب شگفتی زیست‌شناسان تکاملی گشت. یکی از این ها مفهوم همساخت‌شناسی عمیق است. این مفهوم می گوید: اعضا (اندام یا اورگان‌ها) غیرمشابهی چون چشم حشرات، مهره‌داران و سرپایان حلزونی که مدت‌های طویلی تصور می شد به صورت جداگانه ای تکامل یافته اند، در حقیقت توسط ژن مشابهی به نام pax-6، که در جعبه ابزار (toolkit) ژنی evo-devo قرار دارد، کنترل می گردند. این ژن‌ها قدمت باستانی داشته و به شدت در میان شاخه‌ها محافظت شده اند؛ این ژن‌ها در طول زمان و فضا، الگوهایی تولید می کنند که به رویان شکل داده و در نهایت موجب تشکیل نقشه بدنی آن جاندار می گردد. نکته دیگر این که گونه‌ها تفاوت عمده ای در ساختار ژنیشان (همچون ژن‌های سازنده آنزیم‌ها) با یکدیگر ندارند، نکته متفاوت، تنظیم بیان ژن توسط ژن‌های جعبه‌ابزاری است. این ژن‌ها، بدون تغییر، مجدداً در بخش ها و مراحل مختلف تکوین رویان استفاده شده، تشکیل آبشار پیچیده کنترلی داده، که دیگر ژن‌های تنظیمی به علاوه ژن‌های ساختاری را براساس الگوی دقیقی روشن و خاموش می کنند. این استفاده چندنمودی، علت محافظت بالای ژن‌ها را توضیح می دهد، چراکه هرگونه تغییر می توانست تبعات ناسازگار و مضری را بوجود آورد طوری که انتخاب طبیعی در نهایت با آن مخالفت می ورزید.

تغییرات در جعبه‌ابزار ژنی مذکور موجب تولید ویژگی‌های ریخت‌شناسی جدید، و در نهایت گونه‌های جدیدی می شود. این فرایند زمانی که ژن‌های مذکور الگوی جدیدی پیدا کنند، یا زمانی که ژن‌های جعبه‌ابزار دارای عملکردهای جدیدی شوند، رخ می دهد. امکان دیگر، نظریه نئو-لامارکیسم است که بیان می دارد: اپی‌ژنتیک بعدها در سطح ژنی تثبیت شده، پدیده ای که ممکن است در تاریخ حیات چندسلولی اولیه واجد اهمیت بوده باشد.

منابع[ویرایش]

  • Gould, Stephen Jay (1977). Ontogeny and Phylogeny. Cambridge, MA: Belknap Press of Harvard University Press. ISBN 978-0-674-63940-9. LCCN 76045765. OCLC 2508336.
  • Secord, James A. (2003). Victorian sensation: the extraordinary publication, reception, and secret authorship of Vestiges of the natural history of creation. Chicago: University of Chicago Press. ISBN 978-0-226-74410-0.
  • Smocovitis, Vassiliki Betty (1996). Unifying Biology: The Evolutionary Synthesis and Evolutionary Biology. Journal of the History of Biology. 25. Princeton, NJ: Princeton University Press. pp. 1–65. doi:10.1007/BF01947504. ISBN 978-0-691-03343-3. LCCN 96005605. OCLC 34411399. PMID 11623198. S2CID 189833728.