راز گونه‌زایی در جانوران
نیای همه‌ی مهره‌داران حدود ۷۰۰ میلیون سال پیش شکل گرفت که موجودی دارای تقارن بود و بالاوپایین و عقب‌وجلوی آن مشخص بود. این موجود که آخرین نیای مشترک همه‌ی مهره‌داران (ماهی‌ها، دوزیستان، خزندگان، پرندگان، و پستانداران) است “دوسوئی” نامیده می‌شود و انشعاب‌های بعدی آن “دوسوئیان”.
به این ترتيب اگر اشتراک‌های ژنتیکی مهره‌داران امروز را پیدا کنیم در واقع مشغول رصد کردن برخی از ژن‌های آن آخرین نیا هستیم. اما تعداد گونه‌های اسلاف آن آخرین نیا بسیار بالا است و شامل همه‌ی مهره‌داران امروزی می‌شود. کار عملی‌تر آن است که تعدادی از آنها را که بسیار متفاوت هستند انتخاب کنیم و شباهت‌های ژنتیکی‌شان را بسنجیم.
در پژوهشی همین کار را کردند و ۲۰ گونه را که شامل انسان‌ها، کوسه‌ها، مگس‌ها، صدپاها، و اختاپوس‌ها بود بررسی کردند که نتایج آن دیروز در نشریه‌ی نیچر منتشر شد. طی این مطالعه هفت‌هزار گروه ژنی مشترک را رصد کردند که احتمالاً در آن نیای مشترک وجود داشته است. فرض بر این بود که این دسته از ژن‌های نیاکانی آن‌قدر نقش مهمی در حیات دارند که تغییر در آنها به مرگ خواهد انجامید. اما در کمال تعجب شاهد آن بودند که نیمی از آنها در جانوران مختلف تغییر کاربری داده و مثلاً در ساخت مغز و سایر اعضاء بدن نقش جدیدی را به عهده گرفته بودند.
طرح مسأله:
پرسش مهم این است: اگر آن ژن‌هایِ تغییرکاربری‌داده‌شده، آن‌قدر که گفتیم نقش مهمی در حیات جانور بازی می‌کنند، پس چرا تغییر کاربری، که نقش اولیه را از ژن می‌گیرد، به مرگ جانور نیانجامیده است؟
راه حل:
به دلیل آنکه از طریق فرایند «کپی-پیست» ابتدا نسخه‌هایی دیگری از آن ژن کپی شده و سپس در محل دیگری از ژنوم قرار داده می‌شود (پیست می‌شود). اما این کار با خطا همراه است. به عبارتی آنچه کپی می‌شود همراه با خطا کپی شده و سپس در محل دیگری از ژنوم، نسخه‌ای که اندکی متفاوت با نسخه‌ی اصلی است، پیست می‌شود. به این ترتیب نسخه‌ی اصلی که نقش حیاتی مهمی داشت حفظ می‌شود و پروتئین یا پروتئین‌های تولید شده از نسخه‌ی کپی شده کارکردهای متفاوتی پیدا می‌کنند. (در پست‌های قبلی در این مورد توضیحاتی داده شد که با توجه به مفید بودن اینگونه خطاها آیا کماکان مجاز هستیم محصول این فرایند را «خطا» بنامیم؟! بدون انجام این خطاها «تنوع»، که لازمه‌ی انتخاب طبیعی‌ست، بوجود نمی‌آمد.)
تمثیلی برای روشن شدن مطلب
یک کتاب آشپزی بسیار قدیمی را در نظر بگیرید. این کتاب دستورالعمل چند غذای پایه را دارد. در گذشته‌های دور کتاب در نقاط مختلف زمین منتشر شده است. در هر جا بخش اصلی حفظ می‌شود اما دستورالعمل‌های جدیدی، که البته عموماً صرفاً تغییر کوچکی در بخشی از آن دستورالعمل‌های پایه‌اند، به عنوان فصول جدید به کتاب «اضافه» می‌شوند (و نه اینکه جایگزین دستوالعمل‌های پایه شوند). بنابراین به مرور کتاب حجیم‌تر می‌شود. در ضیافتی، همزمان کلیه‌ی دستورالعمل‌های هر یک از کتاب‌ها یکجا تهیه می‌شوند و بر روی هزاران میز قرار می‌گیرند. مجموعه غذاهای موجود بر روی یک میز، همتای بخش‌های مختلف بدن یک جانور است. و از آنجا که در کتاب‌های مختلف دستورالعمل‌های مختلفی وجود داشته است غذاهای روی هیچ دو میزی کاملاً شبیه نیستند و البته شباهت‌هایی نیز دارند؛ درست همانند گونه‌های مختلف مهره‌داران که به رغم شباهت هر کدام منحصر به فرد هستند.
تغییرات تکاملی بیضه
از زمان داروین تا اواخر قرن بیستم عموم اطلاعات ما از تاریخ تکاملی برآمده از اطلاعات فسیل‌شناسی بوده است. بافت‌های نرم، از جمله بافت‌های دستگاه تناسلی، فسیلی به جا نمی‌گذارند. اما روش‌های ژنتیکی، از جمله روش جدید به کار رفته در این پژوهش، روزنه‌ای به گذشته‌های بسیار دور می‌گشایند حتی برای مشاهده‌ی تغییرات ایجادشده در بافت‌های نرمی که فسیلی ندارند. در این پژوهش، بر روی تغیییراتی که در هشت بافت، از جمله در بیضه‌ها انجام شده، متمرکز شده‌اند. از آنجا که هر تغییرِ ناموفقی در سلول‌های جنسی به انقطاع نسل می‌انجامد، بنابراین ردگیری تغییرات موفق بر روی بیضه‌ها می‌تواند برخی نقاط عطف تکاملی را در گونه‌زایی‌ها آشکار کند.
اهمیت پژوهش: تبیینی جدید برای گونه‌زایی
این پژوهش نشان می‌دهد که حتی ژن‌هایی که کارکردهای حیاتی دارند، و بنابراین طی میلیون‌ها سال محافظه‌کارانه حفظ شده‌اند، نیز به سادگی می‌توانند علاوه بر حفظ کارکرد حیاتی خود کارکردهای جدیدی را کسب کنند و به گونه‌زایی بیانجامند.
همانند گذشته، دیگر گونه‌زایی پدیده‌ای معماگونه نیست.