بیشترین اختلاف بین انسان و شامپانزه ناشی از تنظیم ژن است

اختلافات وسیع بین انسان و شامپانزه بیشتر ناشی از تغییرات موجود در تنظیم ژن تا اختلاف در خود ژنها است. محققانی از یال(Yale)، دانشگاه شیکاگو و انستیتوی هال(Hall) در پارک ویل ، ویکتوریا، استرالیا در 9 مارس 2006 در ژورنالNature  این موضوع را مورد بحث قرار داده اند.

دانشمندان  شواهد جدیدی برای یک تئوری 30 ساله عرضه کرده اند که در یک مقاله قدیمی از ماری کلایر کینگ و آلن ویلسون (Mary-Claire King & Allan Wilson) از برکلی پیشنهاد شده بود. این مقاله در سال 1975 بیان کرده بود که شباهت ژنها بین انسان و شامپانزه  99 درصد است و در آن پیشنهاد شده بود که تغییر بیان ژن بیش از تغییر در رمز گذاری ژن، ممکن است چگونگی تغییرات بسیار اندک ژنتیکی که می تواند اختلافات وسیع  رفتاری و آناتومی بین  این دو را ایجاد کند را توضیح دهد.
با استفاده از تکنولوژی آرایه ژنی، برای اندازه گیری میزان بیان ژن از هزاران ژن  همزمان، این مطالعه نشان می دهد، همچنانکه انسانها از اجداد میمونی خود در 5 میلیون سال پیش، مشتق شده اند، ژنهای مربوط به فاکتورهای رونویسی کننده، که بیان ژنهای دیگر را کنترل می کنند، احتمالا الگوهای بیان خودشان را بصورتی تغییر داده اند، که ژنهایی، آنها را تنظیم می کنند. به دلیل آنکه آنها بر فعالیت بسیاری از اهداف ژنتیکی تاثیر می گذارند، تغییرات اندک در بیان این ژنهای تنظیمی می تواند  اثر بسیار شدیدی داشته باشد.
به گفته پروفسور گیلاد (Gilad)، استاد ژنتیک انسانی در دانشگاه شیکاگو، "زمانی که ما بیان ژن را بررسی می کنیم، تغییرات نسبتا اندکی در 65 میلیون سال تکامل اورانگوتان ها و شامپانزه ها می یابیم، بدنبال تغییر سریع، در طی 5 میلیون سال  مربوط به دودمان انسانی، تغییرات روی این گروه خاص از ژنها متمرکز بوده است. این تکامل سریع در فاکتورهای رو نویسی تنها در انسانها رخ داده است."
 به گفته پروفسور کوین وایت (Kevin White) استاد ژنتیک، اکولوژی و تکامل "مدت 30 سال دانشمندان تصور می کردند که تنظیم ژن در تکامل انسان نقشی محوری  داشته است. علاوه بر تایید این نظریه که تغییراتی که در تنظیم ژن ، بخش اصلی تاریخچه تکاملی ماست، این نتایج جدید ، به توضیح  این نکته که فاکتورهای  تنظیمی ممکن است حداقل در بعضی بافت ها اهمیت داشته باشند، کمک می کند. این موضوع به باز شدن دریچه ای برای تشریح عملکرد نقش تنظیم ژن در طی تکامل انسان جدید، کمک می نماید."
برای اندازه گیری تغییرات بیان ژن در گونه های مختلف ، وایت و گیلاد  (White & Gilad) اولین آرایه ژنی چند گونه ای را ابداع نمود . این روش به آنها امکان می دهد که  در سطح بیان بیش از 1000 ژن بین انسانها، شامپانزه ها، اورانگوتانها و میمونهای دنیای قدیم (Rhesus macaques)  که حدود 70 میلیون سال تکامل را نشان می دهد، مقایسه شود. برای این که نمونه ها قابل مقایسه شوند، محققان بافت کبد، یکی از همانند ترین منابع، پنج نر بالغ از هر کدام از چهار گونه را مطالعه کردند.

 آنها تحقیقات شان را روی سطوح بیان ژن دو سری ژن که در هر  چهار گونه بدون تغییر باقی مانده اند، متمرکز کردند و نشان دادند که نیاز کمی برای اصلاح و یا تغییر وجود داشته است و آنهایی که شدیدا تغییر کرده اند، معمولا در نسل انسان، نشانه ای از انگیزه ای قوی برای  سازگاری با تغییرات محیطی بوده است .
 از  بین 1056 ژن از هر چهار گونه، 60 درصد، سطوح بیان نسبتا ثابتی در هر چهار گونه داشتند. به نظر می رسد سطح بیان این ژنها به مدت  70 میلیون  سال ثابت باقی مانده است و این نشان می دهد که تنظیم آنها تحت فشار تکاملی است.
 بسیاری از این  ژنها در فرآیند های پایه ای  سلولی شرکت دارند. محققان پیشنهاد می کنند که تغییر تنظیم  این ژنهای پایه و اجدادی، ممکن است زیان آور باشد. در حقیقت پنج تا از 100 تا با ثبات ترین ژنها، دارای سطوح بیان تغییر یافته در سرطان کبد می باشند . 
زمانی که آنها ژنهای انسانی را با سطوح بیانی که بطور معنی داری بالاتر و پایین تر هستند، بررسی کردند، 14 ژن با افزایش بیان و 5 ژن با کاهش بیان، پیدا شدند. در حالی که تنها 10 درصد ژنها فاکتورهای رو نویسی بودند ، 42درصد ژنها با افزایش بیان در انسانها همراه بودند. هیچ  کدام از آنهایی که بیان پایین تری داشتند ، فاکتورهای رونویسی  نبودند، به نظر دانشمندان ، این الگو با انتخاب  جهت دار سازگار است .
مطالعات قبلی نشان دادند که بسیاری از این ژنهای یکسان در انسان ها نیز سریعا تکامل یافته اند و تغییراتی در ترادف رمز گذاری و نیز در سرعت های بیان آنها تجمع یافته است. این محققان اضافه می کنند این یافته ها چنین احتمالی را نشان می دهند که عملکرد و تنظیم فاکتورهای رونویسی به طور ذاتی در نسل انسان تغییر یافته است.
این یک روش بسیار موثر برای ایجاد تغییرات بزرگ با تلاشی بسیار اندک است ( طبق نظریه گیلاد ). به وسیله تغییر فاکتورهای رونویسی ، کل شبکه تنظیمی می تواند با جهش های بسیار اندک، تغییر کند .
وی می گوید پرسش اصلی این است که چرا انسانها تا این اندازه متفاوت هستند، چه نوع تغییرات  محیطی یا روش زندگی  چنین  تغییر سریعی در بیان ژنها، در این مورد در  کبد، در انسانها و نه در دیگر نخستیان ایجاد می کند؟ 
 به اعتقاد وی بخشی از جواب در تغییرات سریع رژیم غذایی است که احتمالا در استفاده از آتش و مصرف غذای پخته مربوط می شود. وی می گوید: هیچ یک از جانوران غذای پخته نمی خورند، شاید چیزی در فرآیند پختن، نیازهای بیوشیمیایی برای دسترسی حداکثر به مواد غدایی و نیز نیاز به فرآیندهای یافتن  سموم طبیعی در غذاهای گیاهی و جانوری را تغییر داده است.
گیلاد می گوید: این فقط اولین سری از مطالعات مشابهی است که تغییرات بیان ژن در طی تکامل را بررسی خواهد کرد. مراحل بعد، بررسی آرایش ژنها و تمرکز روی انواع دیگر بافتی خواهد بود .

منبع: University of Chicago Medical Center, 10 March 2006

 

والها برای تعیین عمق از پژواک سازی بهره می گرفتند

 

والهاToothed whales) ) با توجه به قدرت پژواک سازی، ممکن است دارای توانایی غواصی در اعماق باشند. والهای ابتدایی، ناتیلوس هاnautiluse) ) و اسکوئیدها ((squid را که تنها در تاریکی به سطح آب  می آمدند را شکار می کردند؛ برای به دست آوردن این مهمانی شبانه، اجداد والهای امروزی برای یافتن شکار توسط پژواک سازی، تکامل یافته بودند.

 دیوید لیندبرگ و نیکولاس پینسون از دانشگاه برکلی کالیفرنیا معتقدند که سابق بر این، این سازش،  به والها اجازه می داده است که نرم تنان را در درون  اعماق جوهرشان(جوهری که برای استتار و فرار از شکارچی از خود دفع می کنند.م) در طول روز تعقیب کنند.

محققان نتیجه گیری خود را پس ازتحلیل فسیلهای والها و یافتن وجود استخوانها، مخصوصا سازش یافته شده برای هر صفت، ترسیم می کنند. والهای ابتدایی مربوط به الیگوسن((Oligocene- 34 تا 23 میلیون سال قبل- دارای استخوانهای مربوط به پژواک سازی بوده اند، اما این استخوانها آنها را برای غواصی در اعماق کمک نمی کرده است.

منبع: New Scientist magazine, 11 August 2007, page 16

فسیل های ذره بینی و پرسش های تازه درباره تکامل

فسیل های بسیار ریزی که در جنوب چین کشف شده و قدمت آنها 600 میلیون سال است احتمالا نشان می دهد که صورت های پیچیده حیات بسیار پیشتر از آنچه که تاکنون تصور می شد بر کره خاکی تکامل یافته اند. این موجودات کوتاه تر از یک پنجم میلیمتر هستند و اندام آنها مانند بدن انسان دارای تقارن دوطرفی است، درحالی که دانشمندان تاکنون تصور می کردند تکامل چنین موجوداتی خیلی دیرتر صورت گرفته است.

به نظر می رسد این مخلوقات دارای آنچه دهان و شکم به نظر می رسد و همچنین لایه های داخلی و خارجی که به پوست شباهت دارد باشند. نتیجه این تحقیقات توسط تیمی از دانشمندان آمریکایی و چینی در نشریه "علم"(science)  منتشر شده است.

اگر جامعه علمی تحلیل جون-یوآن چن و همکاران او از این فسیل ها را بپذیرد، این گونه زیستی می تواند نماینده کهن ترین موجوداتی باشد که از پیچیدگی کافی برای داشتن اندامی دارای تقارن دوطرفی، که در موجودات امروزی مانند انسان، یافت می شود باشد. با این حال برخی دانشمندان به ادعاهای این گروه از دانشمندان شک دارند و می گویند آنچه فسیل توصیف شده است در واقع ممکن است آثار به جا مانده از مواد معدنی باشد.

منبع: بی بی سی

درندگان تکامل انسان را رقم زدند

پل رینکن

پژوهشگران می گویند این پندار عمومی که اجداد دوردست انسان شکارچیان سرسختی بودند که هر چه در سر راهشان بود فتح و تسخیر می کردند غلط است. محققان این هفته در گردهمایی انجمن آمریکایی پیشبرد علوم اعلام کردند که انسان های اولیه خود طعمه شکارچیان قویتری بوده اند. بر اساس نظریه این گروه، این وضع ممکن است باعث تکامل انسانهای اولیه و افزایش سطح همکاری آنها برای پرهیز از شکار شدن شده باشد.

انسان شناسان می گویند به رغم ظرفیت خارق العاده بشر برای جنگ و خشونت، ما انسان ها موجوداتی بسیار اجتماعی هستیم. جیمز ریلینگ، از محققان دانشگاه اموری در آتلانتای آمریکا می گوید افراد از تمایل دیگران به همکاری با آنها استقبال می کنند. اما انسان ها با کسانی که علاقه ای به همکاری ندارند با نگرش منفی برخورد می کنند. آقای ریلینگ درباره ساز و کار زیست شناختی همکاری میان انسان ها تحقیق می کند. او این تحقیقات را به وسیله روش های تصویربرداری از مغز انجام می دهد.

او مغز افراد را حین انجام یک بازی آزمایشی بررسی کرده است. در این بازی تمایل افراد مورد آزمایش برای همکاری با دیگران ارزیابی می شود. به گفته دکتر ریلینگ خاطره عدم همکاری دیگران به خوبی در حافظه افراد ثبت می شود.

'طعمه سخت'

آقای ریلینگ می گوید شامپانزه ها بر خلاف ما علاقه ای به کمک کردن به یکدیگر حین خطر ندارند. این در حالی است که آنها نزدیک ترین خویشاوندان ما میان حیوانات هستند. رابرت ساسمن، از محققان دانشگاه واشنگتن در سن لوئیس می گوید هوش و همکاری انسان ها در اثر نیاز به چیره شدن بر شکارچیان خود تکامل یافته است. پروفسور سوسمن انسان های اولیه را طعمه جانورانی مانند سگ های وحشی، گربه سانان، کفتار، عقاب ها و سوسمارها می داند.

 آقای ساسمن، Australopithecus afarensis، یکی از اجداد احتمالی بشر را نمونه واضح یک طعمه خوب برای شکارچیان می داند. بر این اساس این میمون نما برای گریز از خطرات هم بر روی زمین و هم بر روی درختان زندگی می کرده است. دکتر آگوستین فوئنتس از دانشگاه نوتردام با این فرضیه موافق است. او می گوید انسان های اولیه در معرض تهدیدهای محیطی متفاوتی مانند خطر شکار شدن قرار داشتند. به گفته دکتر فوئنتس انسان های اولیه مجبور بودند که انرژی بیشتری را صرف کنند و برای نجات خود به زندگی اجتماعی روی آوردند تا به طعمه های سخت تری تبدیل شوند. دکتر فوئنتس به  Australopithecus و Paranthropus به عنوان دو گونه از انسان های اولیه برای توضیح نظر خود اشاره می کند. او می گوید بر خلاف گونه نخست، گونه دوم موفق نشد تا با تهدیدهای محیطی وفق پیدا کند و یک میلیون و دویست هزار سال پیش منقرض شد.

منبع: بی بی سی

فسیل های قطبی از مهاجرت آبزیان به روی زمین می گویند

ربکا مورل

دانشمندان می گویند فسیل های کشف شده در مناطق قطبی کانادا بیانگر بخشی از تاریخ تکامل جانداران و مهاجرت گونه های آبزی به خشکی است. دیرینه شناسان آمریکایی با انتشار مقاله ای در مجله معتبر نیچر(Nature) به یافته های جالب خود از فسیل های ۳۸۳ میلیون ساله قطبی به عنوان بخشی از حلقه مفقوده تکامل اشاره کرده اند. دانشمندان می گویند گونه خاصی از ماهی هایی که باله های لب دار داشته اند، در دوره زمین شناختی پالئوزوئیک از دریا خارج شدند و به جانوران زمینی تبدیل شدند. ولی آنها برای سال های متمادی به دنبال مدرکی بودند که تایید کننده تکامل ماهی های موسوم به پاندریکتیس به جانور زمینی موسوم به آکانتوستگا(Acanthostega)  باشد. پاندریکتیس در حدود ۳۸۵ میلیون سال پیش در دریا زندگی می کرده است و قدمت آکانتوستگا که قدیمی ترین گونه شناخته شده جانوران چهار پا است به حدود ۳۶۵ میلیون سال قبل بر می گردد.

'حلقه مفقوده'

دو دیرینه شناس آمریکایی در سال ۱۹۹۹ برای کشف حلقه مفقوده تکامل به مناطق قطبی کانادا سفر کردند. پروفسور نیل شوبین از دانشگاه شیکاگو و پروفسور ادوارد داشلر از اعضای آکادمی علوم طبیعی فیلادلفیا بالاخره در سال ۲۰۰۴ موفق شدند به سه فسیل مربوط به گونه ناشناخته ای که تیکتالیک روزئه نامیده شد، دست پیدا کنند. این فسیل ها در نانووات کانادا کشف شدند و طول بزرگترین آنها حدود ۳ متر است. ساختار فیزیکی این جاندار تا حدودی مشابه ماهی است و دارای باله و ساختار اسکلتی ماهیان است. در این حال، سر این جاندار مانند سر تمساح پهن است و چشم هایش نیز در قسمت بالای سرش قرار گرفته اند. بر خلاف ماهیان، حد فاصل میان سر و تنه تیکتالیک روزئه به چیزی شبیه به گردن تبدیل شده است.

دیرینه شناسان می گویند نحوه قرار گرفتن چشم های این جاندار بیانگر زندگی آن در آب های کم عمق است.دکتر اندرو میلنر که از اعضای موزه تاریخ طبیعی بریتانیا است می گوید سالم و یک تکه بودن فسیل های کشف شده در کانادا، به شناخت این جاندار کمک شایانی کرده است. پروفسور جنیفر کلاک که از استادان دانشگاه کمبریج است نیز اهمیت این اکتشاف را با شناسایی فسیل آرکئوپتریکس برابر می داند. آرکئوپتریکس ها پرندگانی بودند که به عنوان حد فاصل تکامل خزندگان به پرندگان شناخته شده اند.

منبع: بی بی سی

جدایى انسان از شمپانزه

مطالعات جدید بر روى ژن انسان و شمپانزه زمان جدا شدن این دو گونه را با دقت بیشترى تعیین مى کند. انشعاب تکاملى بین پنج تا هفت میلیون سال پیش صورت گرفت. این برآورد زمان قبلى که بین سه تا سیزده میلیون سال پیش بود را بهبود مى بخشد.پژوهشگران مى گویند که شمپانزه هاى امروزى نزدیک ترین خویشاوندان انسان هستند. دانستن اینکه این دو گونه چه زمان از هم جدا شدند مفاهیمى براى درک سرعت عمل تکامل و همچنین تصور احتمال وجود موجودات هوشمند در نقاط دیگر گیتى را دربرخواهد داشت.

«سادهیر کومار» از دانشگاه ایالتى آریزونا مى گوید: «پى بردن به زمان انشعاب انسان از نزدیک ترین خویشاوندانش اهمیت قابل ملاحظه دیگرى نیز دارد. زیرا مى توان از آن براى تعیین سرعت جهش ژن هاى انسان و مشخص کردن تاریخ گسترش گونه هاى انسان در سرتاسر کره زمین استفاده کرد.»

گروه «کومار» اخیراً با استفاده از یک روش جدید جامع ترین مقایسه بین ژن هاى انسان، شمپانزه، میمون و موش خرما را تهیه کردند. آنها تعداد جهش ها در توالى DNA هر گونه را بررسى کرده تا میزان تغییر تکاملى آن را برآورد کنند. نتایج تحقیقات آنها به طور آن لاین در «گزارش آکادمى ملى علوم» منتشر شده است. «بلر هگز» که یک زیست اخترشناس بوده و عضو پژوهشى این گروه است، مى گوید: «ما مى توانیم به این نتیجه برسیم که آخرین جد مشترک انسان و شمپانزه بین پنج تا هفت میلیون سال پیش وجود داشته است. آگاهى یافتن به مقیاس زمانى تکامل انسان و چگونگى تغییر وى نسبت به محیط طى زمان سرنخ هاى با ارزشى براى درک تکامل حیات هوشمند فراهم خواهد کرد.»

 LiveScience.com,Dec.2005

پیدایش همزمان سوسکها با دایناسورها

گروهی از دانشمندان انگلیسی با ارائه شجره تبار شناسی و ژنتیکی خانواده سوسکها نشان دادند که این حشرات همزمان با دایناسورها پا به عرضه وجود گذاشته اند.

به گزارش مهر، محققان موزه تاریخ طبیعی و کالج امپریال لندن به سرپرستی آلفرد والگلر که نتایج تحقیقات خود را در تازه ترین شماره مجله ساینس منتشر کرده اند، با ارائه شجره تبارشناسی و ژنتیکی خانواده سوسکها نشان دادند که این حشرات از حدود 300 میلیون سال قبل وجود داشته اند.این دانشمندان با مقایسه قدیمی ترین فسیلهای سوسکها با قدمت 256 میلیون سال و مقایسه این فسیلها با DNA هزار و 880 گونه سوسک به این نتایج دست یافته اند.

تاکنون اعتقاد براین بود که سوسکها همزمان با ایجاد گلها به وجود آمده اند، اما نتایج این تحقیقات نشان می دهد که سوسکها از حدود 300 میلیون سال قبل وجود داشته اند، درحالی که گلها تنها از 140 میلیون سال قبل ایجاد شده اند.

به گفته این محققان، تا به امروز 350 هزار گونه سوسک منقرض شده شناسایی شده اند.

این دانشمندان در این خصوص اظهار داشتند که سوسکها تقریبا همزمان با دوره آغاز حیات دایناسورها به وجود آمده اند، این درحالی است که دایناسورها دوره انقراض خود را از 65 میلیون سال قبل آغاز کردند در حالی که سوسکها همچنان به حیات خود ادامه دادند.

یکی از مهمترین علل بقای این حشرات، توانایی زیاد آنها در سازگاری با شرایط محیط زیست و تغییرات آب و هوایی زمین در طول میلیونها سال تاریخ تکامل بوده است.

همزیستى رقابتى

دیوید استرینگر

تاریخ گذارى هاى رادیوکربنى اخیر نشان مى دهند انسان هاى ابتدایى زودتر از آنچه تصور مى شد پاى به اروپا گذارده اند و مدت زمان کوتاه ترى را همراه با خویشاوندان خویش- نئاندرتال ها (neandertal)- به سر برده اند.

نئاندرتال ها نیاکان ژنتیکى مشترکى با انسان هاى کنونى (Homo sapiens) داشتند و از ۲۳۰ تا ۲۹ هزار سال پیش در آسیاى غربى و اروپا مى زیستند. اینگونه به نظر مى رسد آنها در رقابت با خویشاوندان خویش زودتر تسلیم شده اند. طبق تحقیقات «پل ملارز»، انسان شناس و استاد دانشگاه کمبریج، انسان هاى امروزى حدود ۴۶ هزار سال پیش از طریق اسرائیل وارد بالکان اروپا شده و نئاندرتال ها هم حدود ۴۱ هزار سال پیش منقرض شدند. پیش از این تصور مى شد انسان ها ۴۳ هزار سال پیش وارد اروپا شده اند و نئاندرتال ها هم در ۳۶ هزار سال پیش از بین رفتند. پس از آن انسان ها طى ۲۵۰۰ تا ۳هزار سال تا سواحل اقیانوس اطلس گسترش یافتند. بنابراین دوران هم عصرى آنها با یکدیگر از ۷ هزار به ۵ هزار سال کاهش یافت.

این پژوهش ها روى فسیل ها، قطعات استخوانى و دیگر شواهد جسمانى انجام شده است. دانشمندان عقیده دارند این دو گونه ۲ هزار سال در نواحى خاص در کنار یکدیگر زندگى کرده اند اما «ملارز» ادعا مى کند تنها هزار سال همزیستى رقابتى میان آنها وجود داشته است. «کریس استرینگر»، پژوهشگر خاستگاه هاى انسان در موزه تاریخ طبیعى لندن، این کشف را گام مهمى در تعیین نقشه پراکندگى جمعیتى انسان مى داند. به گفته او کوتاه بودن دوران همزیستى، نشان دهنده آن است که تازه واردها عامل مهمى در سقوط نئاندرتال ها محسوب مى شوند، چیزى که اخیراً مورد تردید قرار گرفته بود. با این حال انتظار مى رود دوران همزیستى آنها در آینده حتى کمتر از این هم بشود.

البته هنوز هم دقیقاً مشخص نیست انسان ها چگونه در این رقابت موفق شدند اما دانشمندان بر سر عواملى فرهنگى، محیطى و زیست شناختى توافق دارند و ضعف نئاندرتال ها را دلیل انقراض شان مى دانند. امتیازهایى چون برخوردارى از پوشاک، تکنولوژى، داد و ستد و وجود آتش باعث شد تا انسان ها بتوانند از پس ۶ درجه کاهش دما در ۴۰ هزار سال پیش بربیایند. این کاهش دما یکى از موثرترین عوامل در نابودى نئاندرتال ها محسوب مى شود. در رقابت براى قلمرو، غذا و سرپناه نئاندرتال ها همواره شکست مى خوردند.

در میان عوامل مختلف، «اریک دلسون» انسان شناس دانشگاه «سیتى» نیویورک معتقد است نئاندرتال ها در نتیجه توانایى ذهنى اندک شان، به نسبت شکارچیانى ضعیف تر بوده اند. البته به نظر او هنوز هم بیشتر نظریه ها بر پایه حدسیات است. «جیسون شگرن» اقتصاددان دانشگاه ویومینگ هم یکى از عوامل موثر دیگر را راه و رسم داد و ستد در انسان ها مى داند. چون داد و ستد موجب تقسیم کار مى شود و دست افراد ماهرتر مثل شکارچیان را باز مى گذارد تا بر کارهایى متمرکز شوند که در آن مهارت بیشترى دارند. دیگران هم به ساختن ابزار، پوشاک یا گردآورى غذا مشغول مى شوند و در ازاى گوشت منابع دیگر را در اختیار شکارچیان مى گذارند.

این ایده که تخصصى شدن موجب موفقیت مى شود نخستین بار در قرن ۱۸ براى توجیه اینکه چرا برخى ملل ثروتمندتر از دیگران هستند، مطرح شد. اما این نخستین بار است که براى انقراض نئاندرتال ها به آن استناد مى شود. به گفته «شگرن»: «انسان ها پس از ورود به اروپا تخصصى شدند و به داد و ستد میان یکدیگر پرداختند.» شواهد انسان شناختى او، نواحى تخصیص یافته در مناطق زندگى انسان هاست که براى کاربردهاى متفاوت مجزا شده اند. علاوه بر این شواهد دیگر هم نشان مى دهند که انسان هاى ابتدایى به وارد کردن موادى مانند سنگ، عاج، فسیل، صدف هاى دریایى و ابزارآلات حرفه اى مى پرداختند. در نتیجه مجموعه مشترک منابع میان انسان ها، باعث ابداعات بیشترى مى شد. در حالى که نئاندرتال ها تنها به صورت «دسته هاى غیرمنسجم» زندگى مى کردند.

«شگرن» نظریه اش را با مشابه سازى رشد جمعیتى آزمود. او حتى با این فرض ابتدایى که نئاندرتال ها شکارچیان بهترى هستند و هر کدام گوشت بیشترى گیرشان مى آید، کار را آغاز کرد که البته فرض خوش بینانه اى براى نئاندرتال ها است. اما به دلیل آنکه انسان ها مجاز به داد و ستد بودند، در دو حالت از سه حالت شبیه سازى شده، با رفع این نقص توانستند پس از ۷ هزار سال نئاندرتال ها را به انقراض بکشانند. در حالت سوم هر دو گونه تا آخر با هم کنار آمدند.

به عقیده «دلسون» این ایده تازه و شگفت  انگیزى است اما به پشتوانه محکم ترى نیاز دارد. چون آخرین باقى مانده نئاندرتال ها در حدود ۲۹ هزار سال پیش از بین رفتند، علاوه بر این «شگرن» فرض مى کند آنها تنها گوشت مى خوردند که این فرض درستى نیست.

www.newscientist.com, Feb.2005

داروین 'از انتشار یافته هایش بیم نداشت'

 

یک بررسی تازه می گوید این تصور که چارلز داروین انتشار کتاب "سرمنشا گونه ها" را به خاطر ترس از تمسخر برای 20 سال عقب انداخت افسانه ای بیش نیست.یک مورخ اهل کمبریج که به نوشته های داروین دسترسی دارد می گوید مطلقا هیچ نوع شاهدی وجود ندارد که نشان دهد این طبیعی دان انگلیسی نظریه تکامل را برای سال های طولانی مخفی نگاه داشت.

دکتر جان ون وای می گوید اشتغال شدید داروین به نگارش سایر آثارش و به علاوه بیماری های گهگاهی مانع از آماده شدن کتاب تکامل می شد.

تحلیل های او از وقایع آن زمان در نشریه "انجمن سلطنتی" چاپ شده است.

وی به سایت خبری بی بی سی گفت: "اگر نامه های او را از 'سال های شکاف'، چنانکه من آن دوره را می نامم، بخوانید در آن خطاب به دوستان و اقوامش اشارات زیادی به اینکه قصد دارد با نظریه اش چه کار کند دارد - و آن این است که او قصد داشته کتاب را پس از اتمام کارهای دیگرش به چاپ برساند."

وی افزود: "مشکل این است که این 'کارهای دیگر' خیلی بیش از انتظار او طول کشید."

کار دیگر مورد بحث از جمله شامل ثبت اوصاف دقیق حیوانات، گیاهان و صخره هایی بود که او در سفر سرنوشت ساز خود به جزایر گالاپاگوس با کشتی "اچ ام اس بیگل" انجام داد.کتاب پرنفوذ و اثرگذار چارلز داروین به نام "در باب سرمنشا گونه ها به شیوه انتخاب طبیعی" ابتدا در سال 1859 منتشر شد. وی در صفحات آغازین آن به این موضوع اشاره می کند که ایده های محوری نظریه در سال 1837 به ذهن او خطور کرد.

تاکنون توضیحات متفاوتی درباره اینکه چرا انتشار آن ایده ها 22 سال طول کشید ارائه شده است.برخی می گویند که داروین انتشار کتاب را پشت گوش می انداخت چون نگران تحقیر آن از سوی جامعه علمی بود، سایرین بر این نظرند که او نگران بود از سوی کلیسا سرکوب شود و عده ای نیز حتی می گویند که احتمال دارد ایده های داروین همسر مذهبی اش را به خشم می آورد یا اینکه اصولا منعکس کننده یک نوع پریشانی عمیق روحی بوده است.اما دکتر ون وای از دانشگاه کمبریج از موقعیت خاصی برای داوری در مورد انگیزه های واقعی داروین برخوردار است.وی عمر حرفه ای خود را صرف مطالعه داروین کرده و شمار عظیمی از یادداشت ها، خاطرات و سایر اسناد داروین را برای یک کتابخانه اینترنتی جمع آوری کرده است.دکتر ون وای می گوید معاینه دقیق این متون نشان می دهد که عزم داروین برای انتشار کتاب هرگز خللی نپذیرفت.

وی می گوید: "داروین آگاه بود که نظریه هایش مورد استهزاء قرار خواهد گرفت اما این به آن معنی نیست که او از بیان اعتقاداتش بیم داشت."

"پروژه او بسیار بلندپروازانه و دارای ابعادی عظیم بود و او برای جمع آوری شواهد به زمان نیاز داشت. اما او همچنین درگیر پروژه های دیگر بود - کارهای مربوط به سفر با بیگل، سایر مطالعاتش - و همین موضوع باعث تاخیر زیادی شد تا اینکه کار بر نظریه گونه ها را آغاز کرد."

نظریه تکامل داروین که می گوید گونه ها در طول نسل ها از طریق انتخاب طبیعی خصوصیات مطلوب، تکامل پیدا می کنند به یکی از ارکان اساسی علم زیست شناسی بدل شده و بر رشته های دیگر علمی نیز اثر گذاشته است.

منبع:بی بی سی

 

محک نظریه سرمنشاء پیدایش انسان

دو فسیل هومینید که در کنیا کشف شده است یک نظریه قدیمی درباره تکامل انسان را زیر سوال برده است.جزئیات کشف فسیل شکسته آرواره فوقانی و فسیل یک جمجمه کاملا سالم موجودات شبیه به انسان، یا هومینیدها، در نشریه "نیچر" تشریح شده است.

تاکنون تصور می شد که یک هومینید به نام "هومو هابیلیس" به موجود پیشرفته تر "هومو اِرِکتوس" تکامل یافت که به تدریج به انسان امروزی بدل شد.اکنون با توجه به یافته های تازه تصور می شود که هابیلیس و ارکتوس گونه های خواهرخوانده باشند که زمان زیستن آنها بر یکدیگر تطبیق داشته است.

شواهد فسیلی تازه نشان دهنده همزیستی 500 هزار ساله هومو هابیلیس و هومو ارکتوس در حوضه تورکانا در "آفریقای شرقی"، جایی که این فسیل ها کشف شد، است.

پروفسور میو لیکی، فسیل شناس و از مدیران "پروژه تحقیقاتی کوبی فورا" که از نویسندگان مقاله اخیر در نیچر است گفت: "همزیستی آنها این مساله را که هومو ارکتوس از هومو هابیلیس تکامل یافته بعید می سازد."

استخوان آرواره به خاطر مشخصه های بارز بدوی دندان ها به هومو هابیلیس نسبت داده شد. قدمت این فسیل 44/1 میلیون سال رقم زده می شود.این جوان ترین نمونه از این گونه است که تاکنون پیدا می شود.

اما جمجمه ای که کنار آن کشف شد علیرغم تشابه اندازه با جمجمه های هابیلیس، به هومو ارکتوس نسبت داده شده است. سایر جمجمه های هومو ارکتوس که تاکنون یافت شده به طور قابل توجهی بزرگتر است.

اما این جمجمه دارای مشخصه های معمول ارکتوس مانند برجستگی های ملایم موسوم به "تیغه" در بالای محل اتصال آرواره ها است. تحلیل ها نشان داد که این جمجمه در حدود 55/1 میلیون سال قدمت دارد. یا به عبارت دیگر 110 هزار سال قدیمی تر از آرواره هابیلیس است.این نشان می دهد که این دو گونه احتمالا در کنار یکدیگر می زیسته اند.
خواهرخوانده
اگر هومو ارکتوس از هومو هابیلیس تکامل یافته بود و در همان زیستگاه هابیلیس باقی می ماند، در آن صورت آن دو باید برای منابع غذایی مشترکی رقابت می کردند.در نهایت یکی از آنها باید برنده این رقابت می شد.

پروفسور لیکی توضیح داد: "این واقعیت که آنها برای مدت های مدید به عنوان گونه های منفرد باقی ماندند حاکی از آن است که هر کدام جایگاه بوم شناختی مشخص خود را داشته اند بنابران از رقابت مستقیم پرهیز کرده اند."

پروفسور کریس استرینگر رئیس بخش سرمنشاء پیدایش انسان در موزه تاریخ طبیعی لندن گفت: "هر دو موجود ظاهرا ابزارهای سنگی تولید می کرده اند، اما یک احتمال این است که گونه بزرگتر و متحرک تر ارکتوس یک شکارچی فعال بوده است، درحالی که هابیلیس بازمانده شکار باقی موجودات را می خورده یا به دنبال صیدهای کوچک بوده است."اما احتمال بیشتر این است که هر دو گونه از یک جد مشترک تکامل یافته باشند.

سایر احتمالات

با این حال رابطه خطی یعنی تکامل ارکتوس از هابیلیس را نمی توان کاملا مردود دانست.فرد اسپور استاد توسعه زیستی در "دانشگاه کالج لندن" و از نویسندگان این مقاله به بی بی سی گفت: "همیشه این احتمال هست که هومو هابیلیس، مثلا 5/2 میلیون سال قبل، می زیسته و سپس در بخش دیگری از آفریقا، دور از حوضه تورکانا، یک جمعیت منزوی از آن به هومو ارکتوس تکامل یافته است."

امکان دارد با گذشت زمان کافی، یعنی بعد از آنکه هر دو گونه فرصت توسعه عادات و آداب متفاوتی را داشته اند، پای هومو ارکتوس به حوضه تورکانا باز شده باشد.

پروفسور اسپور چنین توضیح داد: "اما این یک فرضیه خیلی پیچیده تری است. راحت ترین راه برای تعبیر این فسیل ها این است که یک گونه وجود داشته که جد مشترک هر دو آنها بوده به طوری که بین 2 تا 3 میلیون سال قبل به ظهور آنها منجر شده است."

نه خیلی مشابه

رکوردهای فسیلی حاکی از آن است که انسان های مدرن (هومو سِیپین) از هومو ارکتوس تکامل یافته اند.با این حال، برای برخی محققان، اندازه کوچک جمجمه ارکتوس حاکی از آن است که این موجودات آنقدر هم که قبلا تصور می شد به ما شباهت ندارند.انسان مدرن در مجموع سطح پایینی از "دوگونگی جنسی" (sexual dimorphism) را به نمایش می گذارد به این معنی که مونث و مذکر در انسان آنقدر از نظر فیزیکی با هم تفاوت ندارند که نر و ماده سایر موجودات.

دانشمندان جمجمه یافت شده را با جمجمه خیلی بزرگتر ارکتوسی که قبلا در تانزانیا کشف شده بود مقایسه کردند.اگر اختلاف اندازه میان آن دو نشانگر آن باشد که نمونه بزرگتر متعلق به یک موجود مذکر و جمجمه کوچکتر متعلق به یک موجود مونث باشد، این حاکی از آن خواهد بود که ارکتوس سطح بالایی از دوگونگی جنسی را نمایش می داده است - مانند گوریل های امروزی.

دوگونگی جنسی می تواند به استراتژی های تولید مثل و انتخاب جنسی ارتباط پیدا کند.

اگر ارکتوس از دوگونگی بالای جنسی برخوردار بوده، در آن صورت ممکن است به طور همزمان با چند جفت دیگر رابطه برقرار می کرده است.این با طبیعت تک جفتی در انسان مدرن تفاوت دارد که بدان معنی است که هومو ارکتوس آنقدر که تصور می شد شبیه به انسان نبوده است.پژوهشگران این ایده را که کوچکی جمجمه ناشی از تعلق آن به یک موجود نوجوان است رد می کنند.

پروفسور اسپور گفت: "با مطالعه چگونگی جوش خوردن استخوان ها به هم دریافتیم که به یک جوان کاملا بالغ و نه یک ارکتوس نوجوان تعلق داشته است."

منبع:بی بی سی

 

حیات در خشکی

 

در دوران کامبرین و میلیون ها سال پس از آن حیات فقط در دریا وجود داشت چون اشعه ماورای بنفش خورشید زندگی را در خشکی ها نا امن کرده بود ولی این مشکل با پیداش سیانو باکتری ها حل شد.
 اکسیژنی که توسط سیانو باکتری ها تولید میشد پس از برخورد به ماورای بنفش به ملکول اوزون تبدیل میشدند و کم کم لایه اوزون را به وجود آوردند. بدین صورت امکان زندگی در خشکی برای جانوران مهیا شد و به مرور زمان گونه های مختلفی از جانوران و گیاهان زندگی خود را بر سطح خشکی آغاز کردند.
 حدود صد میلیون سال پیش ، پس از همیاری ( رابطه ای دو طرفه که به هر دو طرف سود میرسد ) بین گیاهان و قارچ ها به صورت گلسنگ باعث شد گیاهان سطح زمین را بپوشانند و جنگل های بزرگی تشکیل شود و گیاهان خشکی منبع جانوران را تامین کنند و تکامل جانوران خشکی را امکان پذیر کند.
 اولین جانورانی که از دریا به خشکی آمدند بندپایان بودند که بنا به تصور زیست شناسان نوعی عقرب اولین موجودی بوده است که از دریا به خشکی آمده است.
 حشرات یکی از اولین ساکنان خشکی ها بودند که این گروه از بندپایان فراوان ترین و متنوع ترین گروه جانداران در تاریخ زمین بوده اند. به احتمال زیاد این موفقیت حشرات در ارتباط با پرواز کردن آنها بوده است و باید بدانید که حشرات اولین موجوداتی بوده اند که بال داشته اند.
 اولین مهره داران ماهی های کوچک و فاقد آرواره ای بودند که حدود 500 میلیون سال پیش به وجود آمدند و پس از آنها ماهی های آرواره داری به وجود آمدند که به جای مکیدن غذا می توانستند آنها را بجوند در نتیجه به شکارچیانی توانمند تبدیل شدند و بدین گونه ماهی ها موفق ترین مهره داران زنده شدند و اکنون بیش از نیمی از گونه های مهره داران را به خود اختصاص داده اند.
 نخستین مهره داران خشکی دوزیستان بودند که از دگرگونی ماهی ها به وجود آمدند و با تکوین تغییرات ساختاری متعدد در پیکر دوزیستان این جانداران با زندگی در خشکی سازگار شدند.
 اعتقاد زیست شناسان بر این است که اندام حرکتی دوزیستان از استخوان های باله ماهی ها حاصل شده اند و تکامل دستگاه حرکتی استخوانی راه رفتن را برای این جانداران ممکن ساخت چون پایه ای محکم برای عمل اندام های حرکتی در خلاف جهت هم بود و جثه حشرات به علت وجود اسکلت توانمند و انعطاف پذیر بسیار بزرگتر از حشرات است. دوزیستان به خوبی با شرایط سازگار شدند ولی خزندگان که از تحول دوزیستان به وجود امدند سازگاری های بهتری نشان می دانند.
 این جانوران برای محافظت از خود در برابر از دست دادن رطوبت بدن به اتمسفر ، پوستی ضد اب دارند و بر خلاف دوزیستان می توانند در  خشکی تخم گذاری کنند زیرا تخم های انها را پوسته ای اهکی و محافظ می پوشاند. شواهد حاکی از ان است که در حدود 300 میلیون سال پیش دوره ای خشک حاکم شد که در آن مدت خزندگان که سازگاری بهتری نسبت به خشکی داشتند برتریهایی به دست آوردند.
 65 میلیون سال پیش در ضمن پنجمین انقراض گروهی اغلب گونه های زنده از جمله همه دایناسورها برای همیشه از روی زمین ناپدید شدند اما بعضی از خزندگان کوچکتر،پستانداران و پرندگان به بقای خود ادامه دادند و این انقراض باعث شد که منابع بیشتری در اختیار جانوران باقی مانده قرار گیرد.
 در این هنگام اقلیم جهان دچار تغییر شده بود و اب و هوا دیگر خشک نبود و خزندگان مزیت خود را از دست داده بودند و در این زمان بود که پستانداران و پرندگان به صورت غالب درآمدند.

ظهور پستانداران 'ربطی به انقراض دایناسورها نداشت'

براساس بررسی های تازه تکامل پستانداران تقریبا هیچ ارتباطی با انقراض 65 میلیون سال قبل دایناسورها نداشته است.

این درحالی است که براساس یک نظریه جا افتاده ظهور پستانداران ارتباط مستقیمی به محو شدن دایناسورها از صحنه طبیعت داشت.

اما اکنون کامل ترین شجره خانوادگی که از پستانداران تهیه شده چنین ارتباطی را زیر سوال می برد.

این شجره نامه چگونگی ارتباط گروه های مختلف - مانند پستانداران عالی و جوندگان - به هم و زمان جدایی آنها از یکدیگر را نشان می دهد. نتایج این مطالعه در نشریه "نیچر" چاپ شده است.

"ابرشجره" پستانداران توسط تیمی بین المللی و با استفاده از داده های فسیلی موجود و از تحلیل های ژنتیکی تهیه شد.

براساس نظریه های قبلی، در دوره زمین شناسی "کریتیشس" که دایناسورها هنوز بر زمین گام می زدند، پستانداران موجوداتی نسبتا نادر بودند زیرا سلطه خزندگان کهن بر اکوسیستم مانع تکامل و افزایش تنوع آنها می شد.

شکوفایی تکامل

بر این اساس، انقراض دایناسورها این محدودیت را حذف کرد، و به پستانداران اجازه داد تنوع یابند و رشد و نمو کنند، که آنها را در مسیر موقعیت کنونی یعنی غلبه بر زمین قرار داد.

براساس این مدل، پستانداران کیسه دار (پلاسنتال) به دو زیرگروه عمده تقسیم شدند. این پس از انقراض بزرگ بود که تصور می شود در اثر برخورد یک سنگ عظیم آسمانی به زمین در حدود 65 میلیون سال قبل روی داد.

کیت جونز، از نویسندگان مقاله نیچر، از انجمن جانورشناسی لندن به بی بی سی گفت: "به طور سنتی تصور می شد که برخورد شهاب سنگی که باعث نابودی دایناسورها شد به پستانداران فرصت لازم را داد."

با این حال این ابرشجره نشان می دهد که پستانداران کیسه دار 93 میلیون سال قبل به دو زیرگروه تقسیم شده بودند، یعنی مدت ها پیش از برخورد سنگ آسمانی به زمین و زمانی که دایناسورها هنوز بر زمین حکمفرما بودند.

پس از پیدایش این دو زیرگروه، سرعت تکامل پستانداران افت کرد و این وضع تا عصر ایوسین یعنی 55 میلیون سال قبل ادامه یافت.

آغاز عصر ایوسین مصادف بود با گرمایش سریع زمین و شکوفایی در عرصه تنوع پستانداران.

دکتر جونز می گوید: "ابرشجره پستانداران راه تازه ای برای نمایش دادن کلیه گونه های پستانداران روی کره است، که نقطه آغاز آن یک جد واحد است. رابطه گونه ها را می توان از مشخصه های ساختارشناسی (مورفولوژی) و سلسله بندی ژنتیکی استنباط کرد."

"اگر می خواستیم از صفر شروع کنیم باید داده های ملکولی و ساختارشناسی 4000 گونه مختلف را جمع آوری می کردیم."

"اما در عوض از اطلاعات منتشر شده از سوی صدها پژوهشگر از سراسر جهان استفاده کردیم. ما از تکنیک تازه ای به نام ابرشجره سازی استفاده کردیم که امکان می دهد همه اطلاعات موجود را برداشته، مجددا کدگذاری و تحلیل کنیم طوری که انگار همه بخشی از یک مجموعه داده ها هستند."

گونه زایى و تنوع زیستى

گفت وگو با ادوارد ویلسون

ترجمه: کاوه فیض اللهى

ادوارد ویلسون، مسئول افتخارى بخش حشره شناسى موزه جانورشناسى مقایسه اى و نیز استاد پژوهشى ممتاز دانشگاه هاروارد، پرچمدار جنبش تنوع زیستى و حفاظت در سطح بین المللى است و تاکنون جوایز پرشمارى از جمله مدال طلاى صندوق  جهانى طبیعت را در سال ۱۹۹۰ به خاطر تلاش هاى حفاظتى اش دریافت کرده  است.وى عضو هیات مدیره بنیاد حفاظت از طبیعت، حفاظت بین الملل و موزه تاریخ طبیعى آمریکا است. دو عنوان از کتاب هاى وى جایزه پولیتزر برده اند. آخرین کتاب وى «آینده حیات» (۲۰۰۲) نام دارد. گفت وگوى زیر از طرف سایت اینترنتى www.actionbioscience.org با وى صورت گرفته است.

 • گونه زیستى چگونه تعریف مى شود؟

مفهوم گونه زیستى (biological species) مفهومى کلاسیک است اما در مورد گونه هایى به کار مى رود که به طریق جنسى تولیدمثل مى کنند و به این ترتیب تعریف مى شود: گونه یک جمعیت یا مجموعه اى از جمعیت هاى افراد است که آزادانه با یکدیگر تولیدمثل مى کنند. به عبارت دیگر گونه از نظر ژنتیکى عنصرى کم و بیش مجزا است که مستقل از دیگران تکامل مى یابد.

• این به معناى یک خزانه ژنى بسته است. آیا این مفهومى عام است؟

نه،  عام نیست. از این مفهوم مى توان در مورد اکثریت قریب به اتفاق جانوران و بسیارى از گیاهان گلدار استفاده کرد. شاید در انواع بسیارى از جانداران میکروسکوپى نیز کاربرد داشته باشد. اما جانداران بسیار دیگرى، به ویژه در میان گیاهان و جانداران میکروسکوپى، هستند که این مفهوم را نمى توان در مورد آنها به کار برد یا در بهترین حالت با دشوارى مى توان به کار برد. بدیهى است اگر تولیدمثل جنسى نباشد،  این مفهوم نیز به کار نمى رود. در مورد گونه هاى غیرجنسى، مى توان آنها را بر مبناى تفاوت هاى ژنتیکى،  به شکلى دلبخواهى رده بندى کرد. براى مثال معیارى که در مورد باکترى ها به کار مى رود آن است که هرگاه دو سویه باکترى در ۳۰ درصد از DNAشان تفاوت نشان دهند،  مى توان آنها را گونه  هاى جداگانه اى در نظر گرفت. البته این عدد قراردادى است، اما در عین حال به طرز قابل قبولى عملى و قابل استفاده است.

• آیا زیرگونه (subspecies) را نیز مى توان به وضوح گونه(species) تعریف کرد؟

نه تا آن حد. به لحاظ نظرى زیرگونه یک نژاد جغرافیایى است. یک گونه ممکن است به چندین نژاد جغرافیایى تقسیم شود که در یک سرى صفات شاخص نظیر رنگ، طول بال یا عادت تولیدمثلى با یکدیگر تفاوتى پیوسته دارند. در مجموع زیرگونه با مشکلات بسیارى همراه است که آن را نسبت به گونه ترازى بسیار سلیقه اى تر مى سازد. یکى از این مشکلات آن است که صفات معمولاً مستقل از یکدیگر تغییر مى کنند. براى مثال یک گونه پروانه را در اروپاى شرقى در نظر بگیرید. ممکن است دریابید از نظر جثه جمعیت ها از شمال به جنوب رفته رفته بزرگتر مى شوند اما از نظر رنگ از شرق به غرب تیره تر مى شوند. بررسى دقیق تر ممکن است نشان دهد که آنها از جنوب شرقى به جنوب غربى روى بالشان خال هاى بیشترى دارند. در این وضعیت چه باید کرد؟ آیا باید یک یا دو صفت را برگزید و زیرگونه ها را بر اساس آن تعریف کرد؟ یا باید در ترکیب صفات بسیار کوشید و به این ترتیب آشفته بازارى از زیرگونه هاى بسیار ساخت؟ احتمالاً دشوارترین جنبه کاربرد مفهوم زیرگونه همین ناسازگارى صفات است. با این حال هنوز از زیرگونه استفاده مى شود و به ویژه در مورد نژادهاى جغرافیایى هنوز تا حدى معتبر است.

• در مورد گونه زمانى یا نیاکانى چطور؟

گونه زمانى (chromo species) صرفاً یک ضرورت علمى است زیرا باید میان جمعیت هایى که امروز زندگى مى کنند و جمعیت هایى که نیاى آنها هستند تمایز قائل شد. این جمعیت هاى نیاکانى از آنجا که در گذشته دور زندگى مى کردند با جمعیت هاى کنونى تفاوت بسیارى دارند. براى مثال ما به گونه Homo sapiens تعلق داریم _ و تقریباً به طور قطع مى دانیم که مستقیماً از گونه دیگرى به نام Homo erectus نسب گرفته ایم _ و بسیار ابهام آور و به طور شهودى نادرست خواهد بود که سعى کنیم آنها را با هم در یک گونه قرار دهیم. اگرچه Homo sapiens طى مراحلى از Homo erectus تکامل یافته است، نمى توان مفهوم زیستى  گونه را به وضوح در این مورد به کار برد. با این حال مى خواهیم بین آنها تمایزى، هرچند قراردادى، ایجاد کنیم.

• منشاء تنوع زیستى چیست؟

پیش از هر چیز چرخه آشکارى است که گونه ها طى آن به منطقه جدیدى رفته و تنوع مى یابند. هنگامى که یک جزیره یا مجمع الجزایر تشکیل مى شود یا براى مثال منطقه اى در اثر یخچال یا سایر رویدادهاى بزرگ فیزیکى تنوع زیستى اولیه اش را از دست مى دهد، سیل گونه هاى مهاجر به سوى آن سرازیر مى شود. سپس با یکدیگر وارد تعامل شده و جامعه اى مى سازند که آن را یک اکوسیستم مى نامیم. چنانچه این منطقه جدید دست نخورده بماند، آنگاه طبق معمول این موارد، پرده اى از تکامل سریع با سازش گونه هاى جدید به این محیط به نمایش درمى آید. اگر وسعت منطقه کافى باشد و در آن بخش هاى مجزاى جغرافیایى که جمعیت هایى را بدون تماس با یکدیگر در خود جاى مى دهند به قدر کافى وجود داشته باشد، آنگاه پیدایش سریع گونه ها نیز به دنبال آن خواهد آمد. مثال کلاسیک آن هاوایى است. شواهد نشان مى دهند که این مجمع الجزایر به اشغال تعداد اندکى از گونه ها درآمد و آنها در مدت زمانى نسبتاً کوتاه به گونه هاى بسیار تکامل و تنوع یافتند. منظورم در زمان کوتاه، قرن ها یا هزاران سال است که در مقایسه با تکاملى که در بسیارى از نقاط دیگر جهان مى بینیم کوتاه است.فرآیند تنوع یابى سرانجام به سطحى مى رسد که در آن فون (مجموعه جانوران منطقه _ م) و فلور (مجموعه گیاهان منطقه _ م) پایدار شده و به ثبات مى رسند. در این هنگام هم سازگارى (coadaptation) رخ مى دهد یعنى وضعیتى که در آن گونه ها به هم وابسته اند، چنانکه یک گونه در تغذیه از گونه دیگر تخصص مى یابد. در این مقطع گونه زایى (speciation) کند مى شود. شبیه رشد یک جاندار است که در ابتدا با تجمع اجزاى جدیدى که با یکدیگر تعامل دارند سریع است و سرانجام به سطحى از بلوغ مى رسد که مى توان آن را براى مدت زمانى بلند حفظ کرد. مجموعه دیگرى از اصول تنوع زیستى با مقادیر یا آنچه مقادیر نهایى را تعیین مى کند سروکار دارند. براى مثال مى دانیم که جنگل هاى بارانى گرمسیرى نسبت به توندرا یا جنگل هاى مخروط داران نیمکره شمالى،  در واحد سطح گونه هاى بسیار بیشترى دارند. تعداد گونه ها در یک سطح مشخص، براى مثال در یک یا صد کیلومترمربع، با نزدیک شدن به خط استوا پیوسته افزایش مى یابد. تعداد گونه ها از جزایر کوچک به جزایر بزرگ نیز همان طور که در جزایر کارائیب دیده مى شود، افزایش مى یابد.

• چه عواملى موجب این افزایش گونه ها مى شوند؟

ظاهراً سه عامل وجود دارد که عبارتند از انرژى، پایدارى و مساحت. هرچه انرژى بیشترى دراختیار جامعه تکامل یابنده گونه ها باشد، گونه هاى بیشترى پدید مى آیند. در استوا انرژى به اوج مى رسد. هرچه منطقه پایدارتر باشد،  چنان که در نواحى داراى شرایط اقلیمى ثابت دیده مى شود، گونه هاى بیشترى تجمع مى کنند زیرا براى سازش و هماهنگى با یکدیگر زمان بیشترى دراختیار دارند. هرچه مساحت بیشتر باشد، جمعیت بزرگتر و متنوع تر است. براى مثال آمریکاى جنوبى نسبت به جزایر هند غربى گونه هاى بیشترى دارد. این سه نیروى محرک در مجموع بخش عمده تغییرات گونه ها در جهان را موجب مى شوند.

• رایج ترین نوع گونه زایى کدام است؟

اگر همان طور که بررسى هاى ما نشان مى دهد، گونه زایى همجا (sympatric) به این گستردگى در حشرات که متنوع ترین جانداران روى زمین هستند، رخ مى دهد،  باید رایج ترین نوع گونه زایى باشد. بررسى پدیده گونه زایى همجا نسبت به گونه زایى ناهمجا (allopatric) که به آسانى و به وضوح مشاهده مى شود، دشوارتر است اما مى تواند بسیار رایج باشد، کسى چه مى داند. منظور از همجا، جانداران مشابهى در مجاورت یکدیگر است که به دلیل تفاوت هاى رفتارى، حتى با آنکه به لحاظ نظرى مى توانند، اما با هم تولیدمثل نمى کنند. منظور از ناهمجا، جانداران مشابهى است که گرچه به لحاظ نظرى مى توانند اما با هم تولیدمثل نمى کنند زیرا به طور جغرافیایى از هم جدا شده اند.

• این مکانیسم ها با چه سرعتى مى توانند گونه هاى جدید تولید کنند؟

فورى، به واقع در چند نسل. پیش از همه در گیاهان مکانیسمى به نام پلى پلوئیدى هست که در یک مرحله مى تواند سویه اى ایجاد کند که قادر نیست با گونه مادرى که از آن ریشه گرفته تولیدمثل کند. در واقع آن را گونه زایى فورى مى نامند. گونه زایى همجا نیز گاهى فقط چند مرحله تا تولید گونه جدید در مدت زمانى کوتاه طول مى کشد. براى مثال در بعضى انواع مگس سرکه،  ممکن است یک سویه ترجیح دهد روى گیاه دیگرى تولیدمثل کند و این مى تواند در چند جهش رخ دهد. یا ناسازگارى ممکن است میان دوسویه اى وجود داشته باشد که تفاوتشان یک ژن یا تعداد بسیار اندکى از ژن ها است. این وضعیت ممکن است در مدت زمانى کوتاه در اثر جهش یا نو ترکیبى (recombination) ژن هاى موجود رخ دهد. به این ترتیب پیدایش گونه هاى جدید ظرف چند سال به لحاظ نظرى امکان پذیر است و احتمالاً تشکیل بعضى گونه ها با همین سرعت انجام مى شود اما مشاهده آنها در طبیعت دشوار است. مطمئن نیستیم که گونه زایى بسیار سریع واقعاً چقدر در طبیعت متداول است.

•در سال ،۱۹۹۶ شما و دکتر دانیل سیمبرلاف (Simberloff .D) براى تعیین حداقل اندازه بحرانى اکوسیستم ها آزمایشى انجام دادید. به چه نتایجى دست یافتید؟

مى خواستیم ببینیم گونه ها با چه سرعتى به یک جزیره خالى هجوم مى آورند و آیا مساحت یا فاصله در این کار نقشى دارند یا خیر. در این آزمایش  ما سیستم فوق را با انتخاب جزیرک هاى حرا در دماغه فلوریدا و سپس تخلیه آنها از تمام جاندارانشان جز درختان، مینیاتورى و در واقع مدل سازى کردیم. سپس به مشاهده بازگشت حشرات نشستیم. در این آزمایش نتایج زیر به دست آمد:

۱- موجودات کوچک از جمله حشرات و عنکبوتان خیلى سریع بازمى گردند.

۲- روند پر شدن جزیره از گونه ها تا جایى ادامه مى یابد که تقریباً به تعداد گونه هایى که قبلاً داشت، برسد.

۳- هرچه منطقه براى گونه هاى مهاجر تازه وارد دورتر باشد، رسیدن به تعادل در آن منطقه بیشتر طول بکشد.

۴- گرچه تعداد گونه ها به سطح اولیه بازمى گردد اما ترکیب جامعه جدید با آنچه بود متفاوت است.

این با دریافت نظرى ما از روگشت (turnover) گونه ها، یعنى انقراض و به دنبال آن ورود گونه هاى مهاجر (و در بلندمدت، گونه زایى) سازگار است.

•آیا آستانه اى وجود دارد که زیر آن جمعیت ها در خطر حتمى انقراض قرار گیرند؟

بله. اندازه جمعیت براى بقا بسیار حیاتى است. به طور کلى هرگاه اندازه جمعیت از ۱۰۰ فرد کمتر شود، آنگاه افسردگى هم آمیزى (inbreeding depression) رخ مى دهد. و چنانچه در جمعیت ها ژن هاى زیان آور و مرگبار وجود داشته باشد، مثل ژن مسبب فیبروز کیستى در انسان، آنگاه میزان وقوع این صفت ژنتیکى افزایش مى یابد که به مرگ یا نازایى مى انجامد. در جمعیت هاى بزرگ احتمال آنکه یک ژن مرگبار بروز کند بسیار کم است. زیست شناسان حفاظت براى سلامتى ژنتیکى جمعیت ها قاعده ۵۰ تا ۵۰۰ را ملاک قرار مى دهند. همان طور که در کتاب «تنوع حیات» در سال ۱۹۹۲ نیز توضیح داده ام جمعیتى متشکل از حدود ۵۰ فرد تنها در کوتاه مدت کافى است و براى زنده و سالم نگهداشتن گونه تا آینده دور ۵۰۰ فرد لازم است.

•اگر گونه زایى مى تواند به سرعت رخ دهد چرا باید نگران انقراض گونه ها باشیم؟

به لحاظ نظرى مى تواند سریع رخ دهد اما محصول گونه زایى سریع به نسبت از تفاوت میان گونه ها خواهد کاست. براى مثال اگر دو گونه ماهى تنها در یک یا چند ژن از ده ها هزار ژنى که دارند با هم تفاوت داشته باشند، به احتمال زیاد تفاوت بسیار ناچیزى با یکدیگر خواهند داشت. این را با دو گونه اى مقایسه  کنید که یک میلیون سال پیش از هم واگراییده و از نظر ژنتیکى در بسیارى از ژن ها و صفات خویش مستقل از یکدیگر تکامل یافته اند. چنانچه یکى از این دو گونه محو شود ما خیلى بیشتر ضرر خواهیم کرد تا آنکه یکى از دو گونه اى را از دست بدهیم که تنها تفاوت ناچیزى با هم دارند. به هر حال تفاوت میان گونه ها چه ناچیز باشد و چه آشکار هم اکنون در نتیجه فعالیت هاى انسان، با سرعتى که در بعضى جاها تا هزار برابر نرخ پیدایش آنها است ناپدید مى شوند. با این شتاب، مى توانیم در طول عمر یک انسان به آسانى نیمى از گونه هاى جهان را نابود کنیم. بسیارى از این گونه ها طى هزاران یا میلیون ها سال شکل گرفته اند. گونه هاى کاملاً متمایزى که مى توان آنها را در شواهد سنگواره اى ردیابى کرد، تا پیش از پیدایش انسان، تقریباً با آهنگ حدود یکى از هر یک میلیون  گونه در سال ظاهر مى شوند. سریع ترین فرایندهاى گونه زایى نیز نمى توانند گونه هاى از دست رفته را از نو جانشین و رقم فوق را حتى دو برابر کنند.

•با توجه به اینکه انقراض در مقیاس جهانى رخ مى دهد، کدام مناطق از نظر حفاظتى باید در اولویت باشند؟

البته نقاط داغ (hot spots) نظیر جنگل هاى گرمسیرى. نقاط داغ زیستگاه هایى هستند که بیش از همه در خطرند و داراى بیشترین تعداد گونه هایى هستند که هیچ جاى دیگرى جز آنجا یافته نمى شوند. این مناطق عبارتند از جنگل هاى هاوایى و ماداگاسکار و بوته زارهاى غنى جنوب غربى استرالیا و آفریقاى جنوبى. طبیعت استوایى، نظیر آمازون و کنگو، آخرین جنگل هاى مرزى را در خود جاى مى دهد که مى توانند کلان فون (megafauna) یعنى پرندگان و پستانداران بزرگ را نگه دارند. حفاظت از این مناطق امرى حیاتى است. حوزه دیگر، سیستم هاى آب شیرین جهان است که عموماً فراموش مى شوند. این مناطق درخور توجه ویژه هستند زیرا در همه جا در نتیجه عواملى مانند آلودگى یا زهکشى به شدیدترین وجه مورد حمله و تعرض قرار گرفته اند. تراکم گونه هاى در خطر انقراض در واحد سطح در این سیستم ها از هر اکوسیستمى در جهان بیشتر است. همتاى آنها در اقیانوس آبسنگ هاى مرجانى است که درصد بالایى از آن اکنون نابود یا به شدت تخریب مى شود. آنها نیز در واحد سطح درصد بالایى از گونه هاى در خطر انقراض را در خود جاى مى دهند.

•در کتاب اخیرتان «آینده حیات» پنبه این افسانه را مى زنید که سیاست هاى زیست محیطى با رشد اقتصادى ناسازگار است. ممکن است کمى درباره اش توضیح دهید؟

منابع زنده جهان- اکوسیستم ها و گونه هایشان- هنوز عمدتاً ناشناخته هستند و از نظر منافعى که ممکن است براى انسان داشته باشند مثل تصفیه آب یا داروهاى جدید بسیار کم بررسى شده اند.بعضى بوم شناسان و اقتصاددانان برآورد کرده اند که ارزش کل این اکوسیستم هاى طبیعى، یعنى مبلغ مجموع خدماتى که به بشریت مى رسانند چیزى نزدیک به ۳۰ میلیون میلیون دلار است. این از مجموع تولید ناخالص ملى تمام کشورهاى جهان سر هم بیشتر است. و با این حال مجانى است!حفاظت و استفاده کامل تر از آنها به شیوه اى بدون مزاحمت و تحمیل از نظر اقتصادى براى ما ارزشمند است. نابودکردن آنها به منزله راندن بشریت به سوى دنیایى مصنوعى است که در آن ناچاریم خودمان شخصاً سیستم هاى آبى را مدیریت کنیم، غذایمان را تامین کنیم و به جاى آنکه براى تنظیم ترکیب جو به جانداران نیرومند متکى باشیم، خودمان با ابزارهاى مصنوعى هر روز این کار را انجام دهیم. آیا مى خواهیم زمین را به معناى دقیق کلمه به یک سفینه فضایى تبدیل کنیم که دائم نیاز به تعمیر و مراقبت دارد؟