آیا همه جانداران با هم خویشاوند هستند؟

تغییر و تنوع مهم ترین ویژگی های زندگی هستند. تولید مثل خواه ناخواه با جهش و دگرگونی توام است. جهش و دگرگونی تنوع به وجود می آورد و در مقابل، انتخاب طبیعی از میان گوناگونی پدیدار شده، برخی نمونه ها را حذف و برخی را باقی می گذارد. انتخاب طبیعی تندباد شدیدی است که شاخه های همواره در حال رویش و زایش بر درخت حیات را وجین می کند و می چیند.

حیات تنوع می آفریند و انتخاب طبیعی از تنوع می کاهد. با این حال برآیند این طناب کشی دوسویه به نفع گوناگونی تمام می شود و زندگی تنوع می یابد. تمثیل درختی که دائم شاخه می دهد و دست انتخاب طبیعی آن را مدام هرس می کند، تمثیل خوبی است؛ چون یادآور مفهوم آشنای شجره نامه نیز هست؛ شجره نامه ای که در آن، دوری یا نزدیکی خویشاوندان متناسب با قرابت جایگاهی است که روی شاخه ها دارند. سرشاخه ها و گل ها و میوه های درخت حیات نیز همین جانداران متنوعی هستند که در زمین زندگی می کنند و البته، همگی با هم خویشاوندند و بعضی خویشاوندتر!

در این مقاله شما می توانید با پاسخ این سوال آشنا شوید که آیا همه جانداران با هم خویشاوند هستند و برخی خویشاوندتر؟

تغییر و تنوع ویژگی ذاتی حیات است، از اینکه دو جاندار با یکدیگر تفاوت دارند، نباید شگفت زده شویم! حتی ویروس ها نیز، با وجود تفاوت های بسیاری که با ما دارند، با ما خویشاوند هستند. تفاوت میان جانداران برآیند ذاتی و غیر قابل تغییر زندگی است، اما خویشاوندی ویروس با آدمی و باکتری و کبوتر، از کجا معلوم می شود؟ پاسخ را باید در شباهت ها جست.

خلاف تفاوت های جانداران که گفتیم اصلاً شگفت آور نیست، شباهت هایشان برعکس باعث شگفتی است. چرا باید جانداران متمایل به تغییر و دگرگونی، (هنوز) شبیه هم باشند؟ شباهت میان جانداران همه جا دیده می شود، حتی میان دورترین جاندارانی که بتوانید تصور کنید، باز هم شباهت های بنیادی فراوانی در کار است. مثلاً ژنوم همان ویروس ها دقیقاً با همان رمزگانی به پروتئین ترجمه می شود که دستگاه پروتئین سازی انسان و باکتری و کبوتر می توانند بخوانند.

ویروس از دو جزء تشکیل شده؛ ژنوم کوچک و غشای پروتئینی دربرگیرنده آن. دستور ساخت غشای پروتئینی در همان ژنوم کوچک قرار دارد و البته رمزگان ترجمه توالی ژن به توالی پروتئین، دقیقاً همان رمزگان رایج در سایر شعب حیات است. اگر ویروس ها خاستگاه دیگری به جز شجره نامه کل جانداران داشتند (مثلاً از فضا آمده بودند)، هیچ دلیلی نداشت که بتوانند جانداران دیگر را وادار کنند از روی توالی ژنوم ویروسی، توالی پروتئین ویروسی درست کنند و بنابراین در جا منقرض شده بودند.

ویژگی های حفاظت شده

اینکه کدام توالی رمزگان ژنتیک به کدام آمینواسید ترجمه شود، قراردادی است بختانه که در نخستین روزهای حیات و میان نخستین جانداران صاحب وراثت بسته شده است. همه ما از این قرارداد پیروی می کنیم، چون از نسل همان نخستین جانداران هستیم. این رمزگان حفاظت شده است، یعنی با وجود تمایل جانداران به تغییر و دگرگونی، این خصوصیت در تمام شاخه های شجره معظم حیات (تقریباً) عوض نشده؛ چون تغییر در آن در اغلب موارد منتهی به مرگ موجود جهش یافته می شود.

رمزگان مشترک میان جانداران یکی از بنیادی ترین شباهت های جانداران است، اما تنها شباهت نیست. خود دستگاه پروتئین سازی وجه شباهت دیگری است، متشکل از ساختاری دورگه به نام ریبوزوم. ریبوزوم ها ماشین هایی با ابعاد مولکولی برای ساخت پروتئین از روی توالی ژنوم اند که از ترکیب پروتئین و RNA ساخته شده اند. ساختار پروتئینی و نیز توالی های RNA ریبوزومی نیز کم و بیش در جانداران مختلف حفاظت شده است؛ یعنی تغییرات این توالی ها بسیار کمتر از ژن های دیگری است که مثلاً در ساخت پروتئین های ساختاری نقش دارند. شباهت بنیادی دیگر میان جانداران، ساختار یاخته و غشای آن است.

شبیه و شبیه تر

اینها برخی از شباهت های بنیادی میان جانداران بودند، اما همه آنها نیستند. مثلاً همه جانوران (از اسفنج بگیرید تا عروس دریایی و انسان خاکی) پروتئین خاصی دارند به نام کلاژن که رشته هایش یاخته های جانوری را از خارج در میان گرفته و نقش مهمی در ساختار بافت های جانوری دارد. کلاژن در همه جانوران هست و جز میان جانوران، در هیچ جاندار دیگری دیده نمی شود.

ما می دانیم جانوران با یکدیگر خویشاوندی نزدیکتری دارند تا با هر جاندار دیگری از قبیل آمیب ها، قارچ ها یا گیاهان. به عبارت دیگر اسفنج به آدمی شبیه تر است تا به آمیب. به این دلیل که اسفنج و آدمی (و سایر جانوران) ویژگی های متعددی دارند، از قبیل همین کلاژن که در هیچ جاندار دیگری پیدا نمی شود. اگر میان جانوران بیشتر جستجو کنیم، خواهیم دید که عروس دریایی حتی بیشتر از اسفنج به انسان شبیه است. چون عروس دریایی و آدمی چیزهای جدیدی دارند؛ از قبیل دو بافت اکتودرم و اندودرم، دستگاه گوارش و یاخته های عصبی و ماهیچه ای. هیچکدام از این ویژگی ها نه در اسفنج دیده می شود، نه در سایر جاندارانی که بیرون از حلقه جانوران هستند. اما عروس دریایی و مردم خاکی در کنار بسیاری جانوران دیگر (از ملخ و سوسک تا هشت پا و ستاره دریایی) همگی واجد این صفات تازه هستند.

کمی پیشتر می آییم. انسان و حشرات به یکدیگر شبیه تر هستند تا به عروس دریایی. چون بافت جدیدی به نام مزودرم، همچنین لوله گوارش (با دو انتهای مجزا) و طناب عصبی (با گره های عصبی بند بند) و بسیاری صفات دیگر، میان انسان و حشرات (و بسیاری جانداران دیگر) مشترک است؛ خلاف عروس دریایی و اسفنج و سایر جانداران خارج از حلقه جانوران.

اگر به کتاب های تکامل نگاه کنید، خواهید دید که همه شواهدی که برای رخ دادن تکامل ردیف کرده اند، در حقیقت بیان نوعی از شباهت میان جانداران هستند: شباهت میان جنین ها، شباهت میان سنگواره ها، شباهت میان کالبدشناسی و شباهت میان ژن ها.

درخت حیات را چگونه ترسیم کنیم؟

هرچه تعداد شباهت ها میان دو موجود (دو سرشاخه از شجره نامه حیات) بیشتر باشد، قرابت آنها روی شجره نامه بیشتر خواهد بود. وقتی می گوییم شباهت ژنوم انسان و موز حدود 60 درصد است، شوخی نداریم! انسان و موز شباهت های فراوانی دارند (از قبیل اندامک های درون یاخته ای مشابه) که هیچکدام در باکتری ها و جانداران دیگر دیده نمی شود. به بیان دیگر، 60 درصد از ژنوم انسان صرف ساختن چیزهایی می شود که موز (و سایر گیاهان) هم آنها را برای خود می سازند.

شباهت ژنوم انسان و گربه حدود 90 درصد، شباهت ژنوم انسان و شامپانزه حدود 98 درصد و شباهت ژنوم دو انسان به یکدیگر حدود 99.99 درصد است. هرچه شباهت بیشتر باشد، قرابت هم بیشتر است!

برای ترسیم درخت حیات کافی است موجودات زنده را با هم مقایسه کنیم و دو تا، دو تا ببینیم کی با کی شباهت بیشتری دارد. البته درک میزان خویشاوندی از میزان شباهت ها، پیچیدگی های فنی فراوانی دارد، اما فعلاً همین قدر کافی است که بگوییم برای رسیدن به چنین شجره نامه ای، فقط به شباهت ها نگاه می کنیم و هرگز به تفاوت های جانداران نگاه نمی کنیم. تفاوت ها برآیند ذاتی زنده بودن ما هستند؛ برعکس شباهت هایمان که مایه شگفتی اند!

منابع

مقاله علمی و آموزشی «آیا همه جانداران با هم خویشاوند هستند؟»، نتیجه ی تحقیق و پژوهش، گردآوری و نگارش هیئت تحریریه علمی پورتال یو سی (شما می توانید) می باشد. در این راستا مقاله عرفان خسروی در مجله دانشمند، به عنوان منبع اصلی مورد استفاده قرار گرفته است.