سوشیانس تارنمای رسمی شروین وکیلی
شاهد وهابی
روز چهارشنبه نهم آذرماه، دومین نشست از دوره‌ی نظریه‌های تکاملی مؤسسه‌ی فرهنگی- پژوهشی خورشید راگا برگزار شد.
آموزگار دوره، آقای دکتر وکیلی، نشست دوم را با دو پرسش مرکزی مهم آغاز کردند. پرسش از تنوع و پیچیدگی. چگونه موجودی که در ابتدا ساده بوده‌است، به‌تدریج پیچیده‌تر می‌شود؟ و اینکه چرا درخت جانداران تا این حد متنوع و گونه‌گون است؟ جهت نزدیک‌شدن به پاسخ این دو پرسش، نیازمند تعریف معنامحوری هستیم که اتم حوزه‌ی فرگشت زیستی باشد؛ یعنی، تجزیه آن به اجزایی خردتر، محقق را از فضای فرگشت زیستی خارج سازد.
این کوانتوم معنایی، گونه (species) است. بدون تلاش در ارائه‌ی تعریفی دقیق از گونه، انواع تعاریف در این باب را می‌توان به چند رده تقسیم کرد که بر هر یک اشکالاتی وارد است.
نخست، تعاریف گونه بر مبنای شباهت ریختی، تا حد ریزه‌کاری‌های آناتومیک که جهت بهره‌برداری از چنین تعریفی، باید کل چرخه حیات جاندار را زیر نظر گرفت. به عنوان مثال، لارو و پوره یا نوچه (نمف)، قبل از بلوغ، دگردیسی را طی می‌کنند که باعث تغییر گونه‌اش نمی‌شود. اغلب حشرات در پیله، آنزیمی ترشح می‌کنند که به‌جز شبکه‌ی عصبی، سایر اجزای بدن را در خود حل می‌کند و عملاً ریخت جاندار از نو ساخته می‌شود. بنابراین صرف مشاهده‌ی شباهت‌ها و تفاوت‌ها در میان حالت بالغ گونه‌های مختلف کافی نیست.
دوم، تعریف از طریق مرز تولیدمثلی، دوتایی‌هایی که جفت بالقوه دارند و می‌توانند فرزند زایا تولید کنند. با این تعریف، گونه‌هایی که تغییر جنسیت را تجربه می‌کنند یا گونهای که زایا نباشد، مانند قاطر بلاتکلیف می‌مانند.
سوم از روی صفت‌های منحصر به گونه‌ی جاندار؛ بنابراین می‌توان گونه را خزانه‌ای ژنتیکی معرفی کرد که ریخت (دقیق آناتومیک) منحصربه‌فرد تولید کند. هر صفتی، به واسطه‌ی وجود یک پروتئین در موجود زنده به وجود می‌آید. در انسان، شمار این پروتئین‌ها حدود 100 هزار است که البته این پروتئین‌ها از روی پایه‌ای به تعداد بسیار کمتر؛ یعنی، حدود 30 هزار ژن پیاده می‌شوند.
از خاستگاه اکولوژی نیز می‌توان رده‌ای برای رده‌بندی تعاریف گونه بازشناسی کرد. محلی از زیستگاه را که گونه در آنجا زندگی کند، کنام گویند. کنام، مجموعه‌ی متغیرهای جاندار و بی‌جانی از محیط است که به گونه متصل است. گونه‌ی پیچیده‌تر به متغیرهای بیشتری از کنامش وابسته است. اینکه گونه‌هایی که دگردیسی قبل از بلوغ را تجربه می‌کنند، دو نقطه‌ی متفاوت از کنام را برای زندگی انتخاب می‌کنند، این تعریف را دچار مشکل می‌کند و چرایی دارد که در نشست بعدی توضیح داده خواهد شد
پس از رده‌بندی تعاریف گونه، به رده‌بندی روابط بین گونهای می‌پردازیم. بر مبنای منابع مورد استفاده‌ی گونه، رابطه‌های شکار/شکارچی، انگلی، همزیستی و رقابت، قابل شناسایی است. از میان این‌ها رابطه‌ی انگلی، برنده-بازنده است و رابطه‌های همزیستی و شکار/شکارچی برنده-برنده است و فقط رابطه‌ی رقابت است که می‌تواند بیش از یک شکل از اشکال بازی را داشته باشد.
جهت رفع ابهام، لازم است یادآوری شود این روابط بر محور بقا و در سطح گونه ارزیابی می‌شوند. مثلاً رابطه‌ی شکار/شکارچی باعث تنظیم جمعیتی می‌شود؛ یعنی، شکارشدن، فیلتری است که فقط به قوی‌ترین افراد گونه اجازه‌ی حیات می‌دهد، به این صورت، منابع فقط مصروف بقای گونه می‌شود. رابطه‌ی اهلی‌کردن، نوعی همزیستی است. انتخاب طبیعی حاکم بر تکامل گونه‌ی اهلی‌شونده، خواست گونه‌ی اهلی‌کننده است که معمولاً از طریق نظارت روی جفت‌گیری (اصلاح نژاد) عمل می‌کند. شکارچی، گونه را قوی می‌کند؛ یعنی، آسیب‌پذیری گونه در برابر حفظ بقا را می‌کاهد، اما اهلی‌کردن، گونه را تضعیف می‌کند؛ یعنی، آسیب‌پذیری‌اش را می‌افزاید، اگرچه هر دو بر محور بقا ارزیابی می‌شوند و بنابراین هر دو برنده-برنده‌اند.
تا اینجا منظور از گونه روشن شد، حال اگر از جانداران مشابه، گونه‌هایی استقراء کنیم، تلاش به سازماندهی جانداران در سطح این گونه‌ها به ساختاری درختی می‌انجامد که منطق عرضی آن، تنوع و منطق طولی آن، پیچیدگی است. جایابی یک گونه در این درخت نسبت به سایر گونه‌ها یا نیاز به معرفی گونهای نو از طریق DNA که خود نوعی سنگواره‌ی اطلاعاتی است ممکن می‌گردد. درخت جانداران در جانوران، تنوع بیشتری دارد و از هر 10 گونه، 9 الی 8 گونه‌اش حشره است.
اما گونه‌ی اولیه که حیات، پیچیدگی را از آنجا آغاز کرده است، چه بوده است؟ از طریق تکنیک‌هایی نظیر ساعت مولکولی، میتوکندری حوا (یعنی دنبال‌کردن سیر تکامل از طریق توارث ژن‌های مادر به فرزند در میتوکندری‌اش) و … می‌دانیم که دست کم در سطح بیوشیمیایی، همه هم‌تبار هستیم و نخستین واحد تبادل انرژی شیمیایی، ATP بوده‌است، اما برای اطلاعات بیشتر باید به تاریخ طبیعی، Natural History، بپردازیم. زمین، بستر حیات، مسیری 5/4 میلیارد ساله را طی کرده تا ظرفیت اشکال پیچیده‌ی امروزین حیات را در خود بپرورد. این 5/4 میلیارد سال را به دوره‌ها، دوران‌ها و عصرهایی تقسیم‌بندی می‌کنیم. قبل از بیان مهم‌ترین رخدادها و زمان تقریبی وقوعشان، باید گفت رخداد مرکزی از رخدادهای حاشیه‌ای با توجه به اثر آن رخداد روی شکل کنونی حیات تفکیک می‌شود.
1.برخورد جرم آسمانی به نام Thea به زمین و جداشدن ماه با وزنی حدود 6/1 وزن کره‌ی زمین که باعث پیدایش حرکت وضعی زمین، شکل‌گیری قطب‌های کره زمین، خنک‌شدن زمین و در نهایت، چهار فصل شده است؛ حدود 4 میلیارد و 600 میلیون سال پیش.
2.خنک‌شدن زمین حدود 4 میلیارد سال پیش، کم‌کم باعث جداشدن سه فاز ماده (جامد و گاز و آب) از هم شد. آزمایش معروف میلر که به مشاهده‌ی تولید مولکول‌های همانندساز RNA (نخستین شکل حیات) در آزمایشگاه منجر شد، به روشن‌شدن اتفاقات این دوره کمک می‌کند. میلر با بخار آب، قوس الکتریکی (شبیهسازی صاعقه)، سولفید هیدروژن و متان شرایط جو آن دوره را شبیهسازی کرد. مشاهدات میلر حاکی از آن بود که بعد از حدود 2 هفته در این محیط آزمایشگاهی قند، اسیدهای آمینه و … به وجود آمدند. بنابراین سیستم تکاملی خیلی راحت به وجود آمده‌است، اما ناپایدار بود و به راحتی نابود می‌شده است. شواهدی نیز در دست است که حیات، چندینبار به وجود آمده، اما فقط یک‌بار باقی مانده‌است؛ به عبارت دیگر، حیات خیلی بدشانس بوده است! پرسشی که در اینجا مطرح می‌شود آن است که نقطه‌ی صفر حیات چیست؟ و البته بر اساس روش‌های مختلف آزمایشگاهی، نقطه‌های صفر آزمایشگاهی مختلفی برای حیات تولید شده‌اند.
3.دوره بعدی حدود 8/3 میلیارد سال پیش است و precamberian خوانده می‌شود و دوره‌ای است که در آن قطعاً سلول داریم. رخداد اصلی، نهادینهشدن تبادل‌گرایی ATP میان عناصر درون سلولی تمام سلول‌هاست.
4.حدود 5/3 میلیارد سال پیش، پروکاریوت‌ها به وجود آمدند و چرخه‌های گلیکولیز تکامل یافتند که به معنی پیچیدهشدن مصرف انرژی است. نوری که در این دوره به زمین می‌تابد، برای جانداران کشنده است؛ یعنی، مصرف انرژی هنوز تا حد مصرف انرژی نورانی تکامل نیافته است و جذب انرژی صرفاً از طریق خوردن مواد آلی (و معدنی) و جذب انرژی شیمیایی ذخیره‌شده در آن‌ها ممکن است.
5.حدود 3 میلیارد سال پیش، ماه آنقدر به زمین نزدیک است که موج دریاها ارتفاعی در حد 300 متر دارند. نوری که به زمین می‌رسد، فرکانس بالایی دارد و یون‌ساز است؛ یعنی، باعث شکستهشدن مولکول‌ها می‌گردد. در این دوره، برای نخستینبار سلول‌های مصرف‌کننده‌ی نور (فتوسنتزکننده) نیز به وجود آمدند. امکان مصرف نور به عنوان منبع انرژی، مکانیسم‌های متفاوتی داشته است و یکی از آن‌ها کاهش شدت نور است. پیدایش سپری در مقابل این نور کشنده با تولید اکسیژن، ممکن گردیده است. اکسیژن اولیه از فضولات موجودات زنده‌ی این دوره محسوب می‌شود. سلول‌های تولیدکننده‌ی اکسیژن، چرخه‌ی بازخورد مثبتی به وجود آوردند که تولید اکسیژن و کاهش نور، می‌باشد. قبل از وجود اکسیژن، تنها سپر موجود، بخار آب بوده است.
6.5/2 میلیارد سال پیش، چرخه‌ی مصرف انرژی تا حد فوتوسنتز تکامل یافت. گروهی از سلول‌های اولیه آنقدر اکسیژن تولید کردند که غیر از دو نوع جاندار، همگی نابود شدند. یکی مصرف‌کننده‌های اکسیژن و دیگری آن‌هایی که در محیط‌های غیر قابل نفوذ اکسیژن زندگی می‌کردند. اکسیژن ماده‌ای بسیار فعال و اکسیدکننده است و از عوامل پیری شناخته می‌شود. این گروه که از محیط‌های قابل نفوذ اکسیژن گریختند از منظر بقا کاملاً جاویدان بوده و در واقع سنگواره‌هایی زنده هستند به نام آرکی‌ها.
7.حدود 85/1 میلیارد سال پیش، اولین پرسلولی‌ها را می‌بینیم که البته همگی یوکاریوت نیستند. چرا پرسلولی‌ها اینقدر دیر به وجود آمدند؟ زیرا که در ساختارهای پرسلولی اولیه، برخی باید با آب در تماس مستقیم باشند و غشاء سلولی به پیدایش پروتئینی نیاز دارد که بتواند فشار اسمزی را تنظیم کند. تحقیقات کنونی روی بسیاری از ابهامات اولیه رخدادهای این دوره به توافق رسیده‌اند و در حال حاضر پرسش اصلی بر سر چگونگی شکل‌گیری غشاء سلولی است.
8.یوکاریوت‌های اولیه 5/1 میلیارد سال پیش به وجود آمدند.
9.حدود 860 میلیون سال پیش تفکیک جنسیت رخ می‌دهد؛ یعنی، بخشی از سلول وراثتی متحرک می‌شود که به آن پدر می‌گویند و بخشی دیگر ثابت می‌شود که مادر خواهد بود.
10.از 850 میلیون تا 650 میلیون سال پیش، یک عصر یخبندان داریم که مکانیزم پیدایش آن، بازخورد مثبت است؛ یعنی، چرخه‌ی یخ زدن آب، سبکبودن یخ نسبت به آن، روی آب آمدن یخ و جذب کمتر نور خورشید به دلیل سفیدی یخ و سردتر شدن دمای کره‌ی زمین. خروج زمین از این حالت احتمالاً به دلیل انباشت گازهای گلخانه‌ای ناشی از آتشفشان‌هاست.
11.کل جانداران در این 500 میلیون سال اخیر به وجود آمده‌اند که اتفاق خاصی در آن نمی‌افتد و دوره‌ای تکنواست و فقط تکرار پیچیدهشدن است.
این نشست با پخش اسلایدهایی همراه بود که به فهم مطالب ارائه‌شده کمک می‌کرد. در پایان نشست، آقای دکتر وکیلی با طرح پرسشی دیگر به نشست پایان دادند: چرا حیات به سمت پیچیده‌تر شدن پیش می‌رود؟ چرا جهت زمانی تکامل پیچیدگی است و سادگی نیست؟
