ماهیهایی که در آبهای زیرصفردرجه زندگی میکنند دارای پروتئینهایی هستند که نقش ضدیخ را دارد. فرض کنید سه گونهی متفاوت از ماهیهای دارای ضدیخ داشته باشیم. دو حالت متفاوت را در نظر بگیریم.
حالت نخست:
اگر سه پروتئین ضدیخ یافتشده در بدن ماهیها ساختارهای متفاوتی داشته باشند در تبیین خاستگاه این سه پروتئین با یک دو راهی مواجه هستیم.
الف. ممکن است که سه ژن متفاوت، که ریشه در یک ژن مشترک نیایی داشتهاند، به مرور زمان آنقدر تغییر کرده باشند که اکنون سه پروتئین ضدیخ متفاوت اما با کارکرد مشابه را تولید کنند.
ب. همچنین ممکن است با تکامل همگرا مواجه باشیم به این معنا که بهطور مستقل، سه ژن متفاوت با سه منشاء متفاوت با کارکردهایی مشابه تکامل یافته باشد. (همانطور که پژواکیابی در دولفینها و خفاشها محصول تکامل همگراست.)
از معماهایی که هر روزه متخصصان ردهبندی با آن مواجهاند همین است که دریابند آیا وقتی ژنها، پروتئینها، و خصیصههایی با کارکرد مشابه را در چند گونه رصد میکنیم باید در جستجوی ریشههای مشترکی برای آنها، و به دنبال رصد کردن آن خصیصه در نیای مشترکی باشیم، یا باید وارد تبیینهای موسوم به تکامل همگرا شویم. زیستشناسان با این دسته از معضلات آشنا هستند.
حالت دوم:
اما آنچه به تازگی در نشریهی زیستشناسی مولکولی و تکامل منتشر شده و به تغییر نگرش مهمی میانجامد به حالت دوم مربوط میشود. در حالت دوم سه پروتئین ضدیخی که در بدن سه گونه یافت شده به لحاظ ساختاری مشابه است. تا کنون در چنین مواردی خیلی سریع اینگونه نتیجه میگرفتیم که این پروتئین حداقل از آخرین نیای مشترک سه گونه وجود داشته زیرا احتمال اینکه به نحوی مستقل سه ژن مشابه، با کارکرد تقریباً یکسان، سه بار به نحوی مشابه و مستقل تکامل یافته باشد بسیار پایین است. (رخداد این پدیده به سان آن است که به نحوی مستقل، سه بار رادیوهای مشابه و بدون آگاهی مختراعان از اختراع یکدیگر، اختراع شده باشند.)
پژوهش جدید از این لحاظ عجیب است که نشان میدهد با اینکه ساختار ژنهای تولیدکنندهی این پروتئین در سه گونهی ماهی بسیار مشابه است اما این شباهت برآمده از نیای مشترکی نیست و هر کدام جداگانه ایجاد شدهاند. (به سان آنکه سه رادیوی مشابه بیابیم و متوجه شویم سه مخترع هیچ اطلاعی از کار یکدیگر نداشتهاند و به نحوی مجزا رادیوها را اختراع کردهاند!)
مسأله دقیقاً چیست؟
این ژنهای مشابه، اگر از نیای مشترکی به ارث نرسیدهاند پس از کجا آمدهاند؟ چطور میتوان پدیدهای تا این حد عجیب را تبیین کرد؟ هرچند در مقاله تبیینی برای آن عرضه شده، اما حتی اگر تبیین مورداشاره در آینده نقد شده و کنار نهاده شود، باز هم صرف آگاهی از خود این پدیده معضل بزرگی را پیشِ روی روششناسی تکامل و سیستماتیک قرار میدهد زیرا دیگر نمیتوان مانند گذشته با صرف ردیابی شباهتهای ژنتیکی برای دو خصیصه، برآمدن آنها از یک نیای مشترک را نتیجه گرفت.
اما تبیین عرضهشده چیست؟
شاید ژنهای جدید آنگونه که میپنداریم جدید نیستند. یافتههای این پژوهش نشان میدهد که ژنهای جدید میتوانند با استفادهی مجدد از قطعات ژنهای اجدادیِ غیرکارکردی تشکیل شوند. (به عبارتی مانند آن میماند که هر سه مخترع رادیو به سراغ برخی متون کهنتر رفته باشند و رمز و راز ساخت رادیو را آموخته باشند و با توجه به امکانات و نیازهای موجود در عمل آن را پیاده کنند.)
بخشهای زیادی از ژنوم موجودات زنده غیرکارکردی است به این معنا که به پروتئینی ترجمه نمیشود که آن پروتئین کارکرد خاصی داشته باشد (و به همین دلیل گاهی به آن «دی.ان.ای آشغال» نیز گفته میشود که حالا مشخص است آشغال نامیدن آن نیز بیوجه است). بخشهایی نیز به شبهژن موسوم است: ژنهایی که در گذشتههای دور کارکردهایی داشتهاند اما با تغییرات در بدن موجود زنده دیگر نیازی به آن کارکرد نبوده است. این بخشهای ژنوم میتوانند نقش مادهی خام برای معرفی ژنهای جدید را بازی کنند. (این بخشها نقش آن متون قدیمی را برای سه مخترع فرضی ما بازی میکنند.)
این پژوهش این معمای جدید را پیش روی پژوهشگران میگذارد: با سرد شدن محیط ماهیها نیاز به ضدیخ پیدا کردهاند. قبول. اما درون سیستم مولکولی بدن ماهی، آگاهی به اینکه در فلان بخش دی.ان.ای آشغال یا شبهژنها ژنی وجود دارد که بتواند نقش ضدیخ را بازی کند از کجا حاصل شده است؟! چطور در هر سه ماهی سیستم به سراغ همان بخش خاص ژنوم رفته که در صورت بهروزرسانی میتوانسته ضدیخ تولید کند؟! پاسخ اجمالی آن است که احتمالاً با افزایش استرس محیطی به بخشهای زیادی از دی.ان.ای آشغال اجازهی تکثیر داده میشود تا پروتئینی که نقش مفیدی برای خود مییابد بخت انتخاب بیابد و سایرین حذف شوند. اما این راهکار پرهزینه است و شاید باید منتظر راهکاری اقتصادیتر بود.