جدا افتادگی تولید مثلی کلید گونه زایی است
اکنون می توانیم چگونگی ایجاد گونه های جدید از گونه های پیشین را مورد بحث قرار دهیم . تکامل یک گونۀ جدید ، که تحت عنوان گونه زایی شناخته می شود ، هنگامی رخ می دهد که یک جمعیت به دلایل تولید مثلی از دیگر اعضای گونه جدا شود .خزانه های ژنی دو جمعیت مجزا با گذشت زمان شروع به واگرایی در ترکیبات ژنتیکی خود می کنند . هنگامی که یک جمعیت به اندازۀ کافی از گونۀ والدینی متفاوت شود ، به طوری که تبادلات ژنتیکی دیگر نتواند بین آن ها صورت گیرد ، گفته می شود که گونه زایی رخ داده است . گونه زایی معمولاً به دو طریق رخ می دهد : 1 ـ گونه زایی دگربوم (
51-Multi Anderson
52-Widow bird
آلوپاتریک ) که در آن دو جمعیت در منطقۀ جغرافیایی واحد از هم مجزا می شوند ( شکل 5 ـ 5 ) .
گونه زایی دگر بوم ( آلوپاتریک )
جدا افتادگی فیزیکی طولانی و فشارهای گزینشی متفاوت منجر به گونه زایی دگربوم می شوند . هنگامی که یک جمعیت از نظر جغرافیایی از دیگر افراد گونه جدا می ماند و سپس تحت تأثیر گزینش طبیعی و یارانش ژنتیکی دستخوش تغییر و تحول می گردد ، گفته می شود که گونه زایی دگربوم به وقوع پیوسته است . گمان می رود که گونه زایی دگربوم عمومی ترین روش گونه زایی باشد و تکامل گونه های جانوری جدید تماماً از طریق این نوع گونه زایی صورت پذیرفته باشد ( شکل 5 ـ 5 ، a ) .
جدافتادگی جغرافیایی که برای گونه زایی دگربوم مورد نیاز است از راه های متعددی صورت می گیرد . سطح زمین دایماً در حال تغییر است . تغییر مسیر رودخانه ها ، حرکت یخچال ها ، شکل گیری رشته کوه ها ، گسترش دیواره ها و سدهایی بر آمده از خشکی کف آبگیر ها که جمعیت های موجودات آبزی پیشین سدهایی برآمده از خشکی کف آبگیرها که جمعیت های موجودات آبزی پیشین را از هم جدا می کنند و تقسیم دریاچه های بزرگ به چندین آبگیر کوچک تر که از نظر جغرافیایی از هم جدا هستند ، از جملۀ این تغییرات اند . موانع جغرافیایی می توانند بر یک گونۀ دیگر بی تأثیر باشند . . مثلاً پرندگان و گیاهانی مانند « لوئی برگ پهن » هنگامی که دریاچه ای بر اثر ته نشینی به آبگیرهای کوچک تری تبدیل می شود ، از یکدیگر جدا باقی نمی مانند .
Allopatric- 53: از ترکیب یونانی allo به معنی « مختلف » و Patrice به معنی « وطن » تشکیل شده است.
ـ Sympatric : به معنی وطن ، از ترکیب کلمات یونانی Sym به معنی « هم » و Patrice به معنی « وطن » حاصل شده است .
55-Cattails
پرندگان قادرند به سادگی از آبگیری به آبگیر دیگر پرواز کنند ، هم چنان که گیاهان مذکور گرده و میوۀ خود را از طریق جریان هوا منتقل می کنند . از سوی دیگر ، چون ماهی ها ، عموماً توانایی عبور از موانع خشکی بین آبگیرها را ندارند ، از لحاظ تولید مثلی از یکدیگر جدا می مانند . در منطقۀ « دیت والی » کالیفرنیا و نوادا ، چشمه های درون خشکی بزرگی به دلیل آب و هوای مرطوب آخرین دورۀ یخچالی شکل گرفتند . در داخل هر یک از این چشمه ها یک یا چند گونه از ماهی های کوچک به نام « پاپ فیش » سکونت گزیدند . با گذشت زمان ، آب و هوا خشک تر شد و چشمه های بزرگ تر نیز خشک شدند و آبگیرهایی مجزایی را از خود بر جای گذاشتند . احتمالاً هر آبگیر حاوی جمعیت کوچکی از ماهی های مذکور شد که تحت تأثیر رانش ژنتیکی و گزینش طبیعی ، به تدریج از گونۀ اجدادی مشترک ، واگرایی حاصل کردند . در حال حاضر ، در آن نواحی بیش از 20 گونه از ماهی های کوچک نامبرده موجودند که بسیاری از آن ها مانند :
Owens Pupfish (C. radios us), Devil's Hole Pupfish (Cyprinodont diabolisms)
در یک یا دو دریاچۀ مجزای کوچک محدود شدند . گونۀ زایی دگر بوم هم چنین هنگامی رخ می دهد که یک جمعیت کوچک مهاجرت می کند و در منطقه ای جدید دور از قلمرو و گونۀ اجدادی سکنی می گزیند . این کُلُنی از لحاظ جغرافیایی از گونۀ والدینی جداست .
56-Death Valley
57-Pup fish
تغییرات کوچک متأثر از تکامل خُرد ، در خزانۀ ژنی جمعیت تفکیک شده طی چندین نسل گرد آوری می شوند و غالباً برای ایجاد یک گونۀ جدید کفایت می کنند . جدا افتادگی جغرافیایی لازم برای گونه زایی دگربوم را می توان در جزایر دور دست تجربه کرد . این جزایر فرصت های بسیار عالی را برای مطالعۀ این مکانیسم در اختیار ما قرار می دهند . مثلاً ، جمعیت جانواران جزایر گالاپاگوس و جزایر هاوایی ، شاید برای نخستین بار ، توسط افراد اندکی ازگونه ای کوچک بنیانگذاری شده اند . صدها گونۀ منحصر به فرد و نادر امروزی که در این جزایر موجودند ، احتمالاً زاده های همان بنیانگذار اولیه هستند . پدیدۀ گونه زایی ، هنگامی با احتمال بیش تری رخ می دهد که جمعیت جدا افتاده کوچک باشد . یاد آوری می شود که رانش ژنتیکی شامل اثر بنیانگذار ، بر جمعیت های کوچک تأثیر بیش تری دارد . رانش ژنتیکی در جمعیت های جدا افتادۀ کوچک منجر به تغییرات سریع بسامدهای آللی می شود . سپس واگرایی ناشی از رانش ژنتیکی ، پس از آن که جمعیت در معرض فشارهای گزینشی گوناگون قرار گرفت ، شدت می یابد .
سنجاب کایباب ، مثالی برای گونه زایی دگربوم در حال پیشرفت است .
در حدود هزار سال پیش ، یعنی زمانی که در جنوب غربی آمریکا مناطق غیر قابل کشت کم تری وجود داشتند ، جنگل های منطقه پناهگاه و زیستگاه نوعی سنجاب درختی بودند . جمعیت کوچکی از این سنجاب ها که در منطقۀ « کیباب پلاتو » واقع در درۀ «گراند کانیون » زندگی می کردند ، هنگامی که آب و هوا تغییر کرد
( مناطق شمالی ، غربی و شرقی کویری شدند ) ، از نظر جغرافیایی جدا ماندند . تنها چند مایل متمایل به جنوب ، مابقی سنجانب ها به نام سنجاب های آبرت زندگی می کردند . این دو گروه به وسیلۀ درۀ مذکور از هم جدا می شوند . در حال حاضر ، با این که دو جمعیت از نظر جغرافیایی از هم هستند ، ولی هنوز تقریباً هم به نظر می رسند . تنها تفاوت بین این دو مربوط به رنگ خز آن هاست . سنجاب های کیباب دارای دمی سفید و شکمی سیاه هستند ولی سنجاب های آبرت دمی خاکستری و شکمی سفید دارند . پرسشی که در این جا مطرح می شود این است که آیا این دو گروه واگرایی لازم برای تولید گونه ای مجزا را حاصل کرده اند ؟ برپایۀ
Kaib plateau ـ 58
Grand Canyon ـ 59
Abert ـ 60
اطلاعات کنونی ، پاسخ به این پرسش نیاز به بررسی های بیش تری دارد که در دست انجام است .
گونه زایی سریع خرگوش های « پورتوسانتو »
گونه زایی دگربوم این توانایی را داراست که وقوع آن نسبتاً سریع باشد . در اوایل سدۀ پانزدهم ، جمعیت کوچکی از خرگوش ها در جزیرۀ کوچکی به نام « پرتوسانتو » ، واقع در آن سوی سواحل پرتغال ، رها شدند .
آن ها ، به دلیل نبود خرگوش های رقیب و یا صیادان خرگوش در آن جزیره ، گسترش یافتند . در سدۀ نوزدهم ، خرگوش های پورتو سانتو ، نسبت به اجداد اروپایی خود ، از ویژگی های متفاوتی برخودار شدند . اندازۀ آن ها فقط نصف اندازۀ گونۀ اجدادی بود ، الگوهای رنگی متفاوتی را از خود نشان می دادند و بیش تر زندگی شبانه داشتند .
با اهمیت ترین تغییر در آن ها این بود که قادر به جفتگیری با خرگوش های سرزمین اصلی نبودند . زیست شناسان بسیاری بر این باورند که در طول 400 سال ، مدت زمانی که برای تاریخ تکامل بسیار کوتاه است ، گونۀ جدیدی از این خرگوش ها به وجود آمده است .
البته تمامی پژوهشگران زیست شناس در مورد جدید بودن این گونه توافق نظر ندارند . دلیل عدم توافق را می توان در رابطه با نحوۀ استنباط از مفهوم گونه دانست .
در تجربه ای ، خرگوش های پورتو سانتوی تازه متولد شده ، به وسیلۀ خرگوش های دایۀ مادر مدیترانه ای جنگلی پرورش یافتند . هنگامی که خرگوش های مذکور به سن بلوغ رسیدند ، موفق شدند با خرگوش های مدیترانه ای جفتگیری کنند و زاده های بارور و سالمی را به وجود آوردند . برخی از پژوهشگران با توجه به چنین مشاهده ای معتقدند که خرگوش پورتو سانتو گونۀ متمایزی نیست ولی در عوض می تواند مثال خوبی گونه زایی در حال پیشرفت باشد ، چیزی شبیه به سنجاب های کایباب ، برخی دیگر پیشنهاد می کنند که خرگوش پورتوسانتو گونه ای مجزا است ، چون با خرگوش های دیگر تحت شرایط عادی جفتگیری نمی کند . آن ها خطرنشان می سازند که تجربۀ جفتگیری فقط پس از آن که نوزاد خرگوش مذکور تحت شرایط ویژه ای پرورش یافت ، میسر شد . این شرایط احتمالاً رفتار طبیعی آن ها را تغییر داده است .
اکنون می توانیم چگونگی ایجاد گونه های جدید از گونه های پیشین را مورد بحث قرار دهیم . تکامل یک گونۀ جدید ، که تحت عنوان گونه زایی شناخته می شود ، هنگامی رخ می دهد که یک جمعیت به دلایل تولید مثلی از دیگر اعضای گونه جدا شود .خزانه های ژنی دو جمعیت مجزا با گذشت زمان شروع به واگرایی در ترکیبات ژنتیکی خود می کنند . هنگامی که یک جمعیت به اندازۀ کافی از گونۀ والدینی متفاوت شود ، به طوری که تبادلات ژنتیکی دیگر نتواند بین آن ها صورت گیرد ، گفته می شود که گونه زایی رخ داده است . گونه زایی معمولاً به دو طریق رخ می دهد : 1 ـ گونه زایی دگربوم (
51-Multi Anderson
52-Widow bird
آلوپاتریک ) که در آن دو جمعیت در منطقۀ جغرافیایی واحد از هم مجزا می شوند ( شکل 5 ـ 5 ) .
گونه زایی دگر بوم ( آلوپاتریک )
جدا افتادگی فیزیکی طولانی و فشارهای گزینشی متفاوت منجر به گونه زایی دگربوم می شوند . هنگامی که یک جمعیت از نظر جغرافیایی از دیگر افراد گونه جدا می ماند و سپس تحت تأثیر گزینش طبیعی و یارانش ژنتیکی دستخوش تغییر و تحول می گردد ، گفته می شود که گونه زایی دگربوم به وقوع پیوسته است . گمان می رود که گونه زایی دگربوم عمومی ترین روش گونه زایی باشد و تکامل گونه های جانوری جدید تماماً از طریق این نوع گونه زایی صورت پذیرفته باشد ( شکل 5 ـ 5 ، a ) .
جدافتادگی جغرافیایی که برای گونه زایی دگربوم مورد نیاز است از راه های متعددی صورت می گیرد . سطح زمین دایماً در حال تغییر است . تغییر مسیر رودخانه ها ، حرکت یخچال ها ، شکل گیری رشته کوه ها ، گسترش دیواره ها و سدهایی بر آمده از خشکی کف آبگیر ها که جمعیت های موجودات آبزی پیشین سدهایی برآمده از خشکی کف آبگیرها که جمعیت های موجودات آبزی پیشین را از هم جدا می کنند و تقسیم دریاچه های بزرگ به چندین آبگیر کوچک تر که از نظر جغرافیایی از هم جدا هستند ، از جملۀ این تغییرات اند . موانع جغرافیایی می توانند بر یک گونۀ دیگر بی تأثیر باشند . . مثلاً پرندگان و گیاهانی مانند « لوئی برگ پهن » هنگامی که دریاچه ای بر اثر ته نشینی به آبگیرهای کوچک تری تبدیل می شود ، از یکدیگر جدا باقی نمی مانند .
Allopatric- 53: از ترکیب یونانی allo به معنی « مختلف » و Patrice به معنی « وطن » تشکیل شده است.
ـ Sympatric : به معنی وطن ، از ترکیب کلمات یونانی Sym به معنی « هم » و Patrice به معنی « وطن » حاصل شده است .
55-Cattails
پرندگان قادرند به سادگی از آبگیری به آبگیر دیگر پرواز کنند ، هم چنان که گیاهان مذکور گرده و میوۀ خود را از طریق جریان هوا منتقل می کنند . از سوی دیگر ، چون ماهی ها ، عموماً توانایی عبور از موانع خشکی بین آبگیرها را ندارند ، از لحاظ تولید مثلی از یکدیگر جدا می مانند . در منطقۀ « دیت والی » کالیفرنیا و نوادا ، چشمه های درون خشکی بزرگی به دلیل آب و هوای مرطوب آخرین دورۀ یخچالی شکل گرفتند . در داخل هر یک از این چشمه ها یک یا چند گونه از ماهی های کوچک به نام « پاپ فیش » سکونت گزیدند . با گذشت زمان ، آب و هوا خشک تر شد و چشمه های بزرگ تر نیز خشک شدند و آبگیرهایی مجزایی را از خود بر جای گذاشتند . احتمالاً هر آبگیر حاوی جمعیت کوچکی از ماهی های مذکور شد که تحت تأثیر رانش ژنتیکی و گزینش طبیعی ، به تدریج از گونۀ اجدادی مشترک ، واگرایی حاصل کردند . در حال حاضر ، در آن نواحی بیش از 20 گونه از ماهی های کوچک نامبرده موجودند که بسیاری از آن ها مانند :
Owens Pupfish (C. radios us), Devil's Hole Pupfish (Cyprinodont diabolisms)
در یک یا دو دریاچۀ مجزای کوچک محدود شدند . گونۀ زایی دگر بوم هم چنین هنگامی رخ می دهد که یک جمعیت کوچک مهاجرت می کند و در منطقه ای جدید دور از قلمرو و گونۀ اجدادی سکنی می گزیند . این کُلُنی از لحاظ جغرافیایی از گونۀ والدینی جداست .
56-Death Valley
57-Pup fish
تغییرات کوچک متأثر از تکامل خُرد ، در خزانۀ ژنی جمعیت تفکیک شده طی چندین نسل گرد آوری می شوند و غالباً برای ایجاد یک گونۀ جدید کفایت می کنند . جدا افتادگی جغرافیایی لازم برای گونه زایی دگربوم را می توان در جزایر دور دست تجربه کرد . این جزایر فرصت های بسیار عالی را برای مطالعۀ این مکانیسم در اختیار ما قرار می دهند . مثلاً ، جمعیت جانواران جزایر گالاپاگوس و جزایر هاوایی ، شاید برای نخستین بار ، توسط افراد اندکی ازگونه ای کوچک بنیانگذاری شده اند . صدها گونۀ منحصر به فرد و نادر امروزی که در این جزایر موجودند ، احتمالاً زاده های همان بنیانگذار اولیه هستند . پدیدۀ گونه زایی ، هنگامی با احتمال بیش تری رخ می دهد که جمعیت جدا افتاده کوچک باشد . یاد آوری می شود که رانش ژنتیکی شامل اثر بنیانگذار ، بر جمعیت های کوچک تأثیر بیش تری دارد . رانش ژنتیکی در جمعیت های جدا افتادۀ کوچک منجر به تغییرات سریع بسامدهای آللی می شود . سپس واگرایی ناشی از رانش ژنتیکی ، پس از آن که جمعیت در معرض فشارهای گزینشی گوناگون قرار گرفت ، شدت می یابد .
سنجاب کایباب ، مثالی برای گونه زایی دگربوم در حال پیشرفت است .
در حدود هزار سال پیش ، یعنی زمانی که در جنوب غربی آمریکا مناطق غیر قابل کشت کم تری وجود داشتند ، جنگل های منطقه پناهگاه و زیستگاه نوعی سنجاب درختی بودند . جمعیت کوچکی از این سنجاب ها که در منطقۀ « کیباب پلاتو » واقع در درۀ «گراند کانیون » زندگی می کردند ، هنگامی که آب و هوا تغییر کرد
( مناطق شمالی ، غربی و شرقی کویری شدند ) ، از نظر جغرافیایی جدا ماندند . تنها چند مایل متمایل به جنوب ، مابقی سنجانب ها به نام سنجاب های آبرت زندگی می کردند . این دو گروه به وسیلۀ درۀ مذکور از هم جدا می شوند . در حال حاضر ، با این که دو جمعیت از نظر جغرافیایی از هم هستند ، ولی هنوز تقریباً هم به نظر می رسند . تنها تفاوت بین این دو مربوط به رنگ خز آن هاست . سنجاب های کیباب دارای دمی سفید و شکمی سیاه هستند ولی سنجاب های آبرت دمی خاکستری و شکمی سفید دارند . پرسشی که در این جا مطرح می شود این است که آیا این دو گروه واگرایی لازم برای تولید گونه ای مجزا را حاصل کرده اند ؟ برپایۀ
Kaib plateau ـ 58
Grand Canyon ـ 59
Abert ـ 60
اطلاعات کنونی ، پاسخ به این پرسش نیاز به بررسی های بیش تری دارد که در دست انجام است .
گونه زایی سریع خرگوش های « پورتوسانتو »
گونه زایی دگربوم این توانایی را داراست که وقوع آن نسبتاً سریع باشد . در اوایل سدۀ پانزدهم ، جمعیت کوچکی از خرگوش ها در جزیرۀ کوچکی به نام « پرتوسانتو » ، واقع در آن سوی سواحل پرتغال ، رها شدند .
آن ها ، به دلیل نبود خرگوش های رقیب و یا صیادان خرگوش در آن جزیره ، گسترش یافتند . در سدۀ نوزدهم ، خرگوش های پورتو سانتو ، نسبت به اجداد اروپایی خود ، از ویژگی های متفاوتی برخودار شدند . اندازۀ آن ها فقط نصف اندازۀ گونۀ اجدادی بود ، الگوهای رنگی متفاوتی را از خود نشان می دادند و بیش تر زندگی شبانه داشتند .
با اهمیت ترین تغییر در آن ها این بود که قادر به جفتگیری با خرگوش های سرزمین اصلی نبودند . زیست شناسان بسیاری بر این باورند که در طول 400 سال ، مدت زمانی که برای تاریخ تکامل بسیار کوتاه است ، گونۀ جدیدی از این خرگوش ها به وجود آمده است .
البته تمامی پژوهشگران زیست شناس در مورد جدید بودن این گونه توافق نظر ندارند . دلیل عدم توافق را می توان در رابطه با نحوۀ استنباط از مفهوم گونه دانست .
در تجربه ای ، خرگوش های پورتو سانتوی تازه متولد شده ، به وسیلۀ خرگوش های دایۀ مادر مدیترانه ای جنگلی پرورش یافتند . هنگامی که خرگوش های مذکور به سن بلوغ رسیدند ، موفق شدند با خرگوش های مدیترانه ای جفتگیری کنند و زاده های بارور و سالمی را به وجود آوردند . برخی از پژوهشگران با توجه به چنین مشاهده ای معتقدند که خرگوش پورتو سانتو گونۀ متمایزی نیست ولی در عوض می تواند مثال خوبی گونه زایی در حال پیشرفت باشد ، چیزی شبیه به سنجاب های کایباب ، برخی دیگر پیشنهاد می کنند که خرگوش پورتوسانتو گونه ای مجزا است ، چون با خرگوش های دیگر تحت شرایط عادی جفتگیری نمی کند . آن ها خطرنشان می سازند که تجربۀ جفتگیری فقط پس از آن که نوزاد خرگوش مذکور تحت شرایط ویژه ای پرورش یافت ، میسر شد . این شرایط احتمالاً رفتار طبیعی آن ها را تغییر داده است .
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر