Маҷмааи ҳайратангез. Чунин чизе бояд чӣ гуна инкишоф ёбад? Ду олим гузориш медиҳад. Аз ҷониби Артур Чадвик (биолог ва геолог дар Донишгоҳи Ҷанубу Ғарбии Адвентист дар Техас) ва Леонард Бранд (биолог ва палеонтолог дар Донишгоҳи Лома Линда дар Калифорния)

Мо олимонем ва боварӣ дорем, ки ҳисоби офариниш дар Ҳастӣ бояд айнан гирифта шавад. Ин барои имони мо дар замони мо ҳамчун донишҷӯён ва аспирантҳо, балки дар ҳаёти касбии мо ҳамчун олимон душвориҳои зиёде ба миён овард. Баъзан ин мушкилот моро ба ҳайрат меовард, ошуфтааст ё танҳо намедонист, ки пораи муайяни иттилоотро чӣ гуна шарҳ диҳем. Мо аксар вақт ба зону истода, Каломи Худоро меомӯхтем, то боварӣ ҳосил кунем, ки мо дар самти дуруст ҳаракат карда истодаем. Хар дафъа моро водор ме-кард, ки фактхоеро, ки ба мо душворихо гузоштаанд, бодиккаттар омузем.

Яке аз мушкилоти махсус масъалаи макроэволютсия буд. Дар назарияи макроэволютсия гуфта мешавад, ки аввалин ҳуҷайраҳои зинда дар ҳама шаклҳои ҳаёт натиҷаи равандҳои беназорати табиӣ мебошанд, ки бе дахолати қувваи беруна (Худо) ба амал омадаанд. Ин назария ғалабаи худро дар асри 19 оғоз кард, вақте ки олимон дар бораи мураккабии ҳуҷайраҳои зинда ҳанӯз чизе намедонистанд. Бовар кардан осон буд, ки ҳуҷайра худ аз худ ба вуҷуд омадааст, вақте ки он аз як халтаи моеъ каме бештар аст.

ДНК ба бозӣ меояд

Вақте ки мо мураккабии бештар ва бештарро дар ҳуҷайра, аз ҷумла ДНК кашф кардем, олимони асри 20 ба ин бовар буданд, ки ин системаи аҷиби молекулаҳо, ки дар асоси тамоми ҳаёт ҷойгиранд, тасодуфан ба вуҷуд омадаанд. Дигар чӣ гуна метавон онро шарҳ дод? Дар ҳар сурат, онҳо идеяи Офаридгорро қабул карда наметавонистанд, зеро ҷаҳонбинии онҳо ба ин имкон имкон намедод. Ҳоло дар асри 21 се кашфи муҳим заминаеро, ки таълимот дар бораи пайдоиши эволютсионии ҳама шаклҳои ҳаёт ба назар мерасад, вайрон карданд.

Кашфи 1: Лоиҳаи геноми инсон

Ду фоиз. Дар соли 1990 Лоиҳаи геноми инсон ҳамчун як кӯшиши оммавӣ аз ҷониби шумораи зиёди олимон оғоз ёфт. Онҳо бояд тамоми пайдарпаии иттилоотии ДНК-и инсонро муайян мекарданд. Тааҷҷубоваронаи онҳо, олимон кашф карданд, ки танҳо як қисми ДНК (тақрибан 2 фоиз ё 20.000 ген) сафедаҳо (нақшаи сафедаҳои муайян) -ро рамзгузорӣ мекунад. Бо вуҷуди ин, маълум буд, ки дар ҳуҷайраҳои инсон қариб 100.000 XNUMX сафедаҳои гуногун тавлид мешаванд. Ин номутаносибӣ тавзеҳотро тақозо мекард ва тавзеҳ ҳайратовар буд: маълум шуд, ки он қисматҳои ДНК, ки пайдарпаии аминокислотаҳои сафедаро, ки экзон ном доранд, рамзгузорӣ мекунанд, метавонанд бо роҳҳои гуногун муттаҳид шаванд. Ин ба онҳо имкон дод, ки сафедаҳои гуногун тавлид кунанд. Ду фоизи ДНК-и мо барои тавлиди ҳама сафедаҳои зарурӣ кифоя буд.

Ҳамин тавр, бояд сатҳи дигари назорат вуҷуд дошта бошад, ки муайян кард, ки кадом экзонҳо бояд бо кадом тартиб барои сохтани сафедаи мушаххас ҷамъ карда шаванд. Он гоҳ бояд сатҳи дигари назорате вуҷуд дошт, ки равандро назорат мекард ва ғайра. Ин системаи идоракунии бисёрсатҳи ДНК хеле мураккабтар аз он буд, ки касе қаблан тасаввур мекард.

98 фоиз. Аммо 98 фоизи дигари ДНК барои чӣ масъул буд? Биологҳои эволютсионӣ кайҳо қарор дода буданд, ки ҳама қисмҳои ДНК, ки мустақиман барои сафедаҳо рамзгузорӣ нашудаанд, "ДНК-и партов" мебошанд. Онҳо фаҳмонданд, ки ин ДНК-и кодношуда тавассути мутатсияҳои тасодуфӣ барои эҷоди генҳои нав тағйир меёбад. Вақте ки онҳо функсионалӣ мешаванд, онҳо геноми фаъоли организмро васеъ мекунанд. Ба хамин тарик, бо мурури замон як амфибия метавонад ба хазанда, хазанда ба ширхур ва ширхур ба одам табдил ёбад. Дарвоқеъ, ин «ДНК-и партов» зуд ба далели пурқувват барои эволютсия дар байни биологҳо табдил ёфт.

Аммо мушкилот аллакай наздик мешуданд. Ташаббуси нави аз ҷониби ҳукумат маблағгузоришаванда бо номи лоиҳаи ENCODE оғоз ёфт. Вай бояд фаҳмид, ки 98 фоизи ДНК, ки барои сафедаҳо рамзгузорӣ намекунад, чӣ кор мекунад. Дар моҳи сентябри соли 2012 лоиҳа як қатор мақолаҳоро оид ба натиҷаҳои кор нашр кард.¹ Гурӯҳи корӣ эълон кард: Ҳадди ақал 80 дарсади ДНК-и инсон, ки "партов" эълон шуда буд, дар ҳақиқат вазифаҳоро иҷро мекунанд. Он на танҳо функсионалӣ, балки хеле муҳим аст!

Қисми зиёди ин 98 дарсади ДНК мустақиман барои сафедаҳо рамзгузорӣ намекунад, аммо он системаи истеҳсоли сафедаҳоро назорат мекунад; он як қисми назорати бисёрфунксионалии системаи генетикӣ мебошад. Эволюционистҳо ба зудӣ ин гузоришро рад карданд, гарчанде ки беш аз 400 нафар биологҳои молекулярии пешқадами ҷаҳон дар лоиҳа саҳм гузоштаанд. Аммо натиҷаҳо ба таҳқиқоти минбаъдаи илмӣ тоб оварданд ва ҳоло ба таври васеъ қабул карда мешаванд.

Генҳои сафедадор - 2 фоизи ДНК² - ба ҳайвоноти тамоми ҳайвонот хеле монанданд. Мо 70 фоизи генҳои сафедаи худро (70 дарсади 2 фоиз) бо кирми аккос, 92 фоиз бо муш ва то 96 фоиз бо шимпанзе мубодила мекунем. Қисми боқимондаи ДНК (98 фоиз) он чизест, ки одамро аз кирми аккос, муш ё шимпанзе фарқ мекунад. Ин зарбаи калон ба назарияи эволютсия буд. Аммо креационистҳо инро кайҳо пешгӯӣ карда буданд, зеро онҳо фаҳмиданд, ки конструктор ба ҳуҷайраҳои партовҳо бор намекунад.

Ин мисли цехи механики нагз ташкил карда шудааст, ки дар он садхо ва хазорхо чевонхоро дар девор пайдо кардан мумкин аст. Дар ҳар як ҷевон асбобҳо ё қисмҳо мавҷуданд, ки барои сохтани ҳама чизҳои ин устохона лозиманд. Дар як ҷевон шумо пармаҳои андозаи муайянро хоҳед ёфт, дар ҷевони дигар шумо болт, шустушӯй ё чормағзро хоҳед ёфт. Ҳар як ҷавф дорои чизи махсус, вале барои сохтани маҳсулот муҳим аст. На ҳама маҳсулот истифодаи ҳама ҷевонҳоро талаб мекунанд.

Ин ҷевонҳо генҳои рамзгузори сафедаҳоро намояндагӣ мекунанд.Онҳо муҳим ва ҳатто муҳиманд, аммо онҳо бидуни механик ва нақшаи нақша чизе тавлид карда наметавонанд. Механизатор накшаро кабул карда, кисмхои гуногунро чустучу карда, дастгоххои заруриро ба кор меандозад ва махорати дар давоми солхо гункардаашро истифода бурда, махсулоти дилхох мебарорад. Бе механик ва накшакашй цех ягон чиз истехсол карда наметавонист. Механик ва нақша ба ДНК-и назоратӣ, ки аксарияти геномро ташкил медиҳад, мувофиқат мекунанд. Эволютсия наметавонад барои фаҳмонад, ки ин системаи генетикӣ чӣ гуна ба вуҷуд омадааст. Аммо дар ҳамин ҷо мушкилот бо назарияи эволютсия оғоз мешавад; то ҳол идома дорад.

Кашфи 2: Эпигенетика

То чанд сол пеш, дар биология як догма буд, ки генҳо ҳама чизро идора мекунанд ва генҳо муайян мекунанд, ки шумо кӣ ҳастед ва чӣ шуда метавонед. Дар ҳамин ҳол, он тағйир ёфт. Ба наслҳои тамоми донишҷӯёни илм таълим дода шудааст, ки меросе, ки тавассути ДНК (инчунин бо номи Ламаркизм маълум аст) рух намедиҳад, комилан бемаънӣ аст: Масалан, жирафҳо наметавонанд гарданҳои дарозро калон кунанд, зеро аҷдодони онҳо баргҳои овезон баландтар меҷустанд, ки дарахтон дароз мешаванд. Аммо ду даҳсола пеш, олимон фаҳмиданд, ки сатҳи назорат вуҷуд дорад, ки қисмҳои ДНК-ро бидуни тағир додани иттилоот дар худи ДНК фаъол ва хомӯш мекунад.

Ин тағйироти эпигенетикӣ, ки аз ДНК берун меоянд, ба анатомия, функсия ва ҳатто рафтори ҳайвон таъсир мерасонанд.³ Дар соли 2014 олимоне, ки мушҳоро истифода мебурданд, ба таври боварибахш нишон доданд, ки муше, ки нафрат аз бӯи мушаххас ва форамро омӯхтааст (ҳайвонҳо, агар онҳо бӯи бӯйро ҳис кунанд, зарбаи электрикӣ мегирифтанд) ин нафратро ба наслҳои худ то се-чор насл мегузаронанд. мерос гирифта метавонист. Сарлавҳае, ки муҳаррирон ба шарҳи худ дар маҷаллаи илмии Nature дода буданд, он чизеро ҷамъбаст мекунад, ки ҳар як хонандаи Китоби Муқаддас фавран ба хотир меояд: «Эпигенетика: Гуноҳҳои Падарон».⁴
Дар мисоли муш ва дигар эффектҳои эпигенетикӣ, мерос бо ягон мутатсия ё дигар тағйирот дар ДНК ҳеҷ иртиботе надорад. Тағироти кимиёвии эпигенетикӣ то даме ки лозим аст, ба насл интиқол дода мешаванд ва метавонанд дар наслҳои оянда баргардонида шаванд. Масалан, ѓизои модар, рафтор ё сатњи фишори модар метавонад дар давраи њомиладорї бе ягон мутатсияи ДНК ба кўдак таъсир расонад ва баъдан ин таѓйирот метавонад ба наслњои баъдї гузарад.

Эпигенетика мушкилоти ҷиддии эволютсияро ифода мекунад Эволютсия талаб мекунад, ки ҳама гуна иттилооти нави генетикӣ тавассути тағироти тасодуфӣ ба вуҷуд ояд. Аммо бе офаридгор, раванди генетикӣ наметавонад пешакӣ донад, ки ҳайвон ба чӣ ниёз дорад. Аммо эпигенетика ба муҳити зист имкон медиҳад, ки тағиротро оғоз кунад, ки бидуни саҳми интихоби табиӣ муфиданд. Кадом механизмҳо ва тарҳрезии назорат дар паси чунин як системаи мураккабе ҳастанд, ки метавонанд шаклҳои рафторро бидуни тағир додани генҳо ба таври доимӣ интиқол диҳанд? Инро бо назарияи эволютсия дар шакли чандинасраи он шарҳ додан душвор аст. Аммо барои эволютсия боз мушкилоти бештаре буданд.

Кашфи 3: Генҳои ятим

Истилоҳи "гени ятим" ба як минтақаи (ген) рамзгузори сафеда дар мавҷудоти зинда ишора мекунад, ки дар дигар шаклҳои зиндагии ба ҳам наздик ва шояд ҳатто дар дигар намудҳо мавҷуд нест. Ба ибораи дигар, ягон «генҳои аҷдодӣ»-и шабеҳе вуҷуд надорад, ки гени ятим аз онҳо пайдо шуда бошад. Он танҳо дар он ҷост ва вазифаеро иҷро мекунад, ки ба ин мавҷудоти зинда хос аст, масалан истеҳсоли асал дар занбӯри асал.⁵ Чунин ба назар мерасад, ки махлуқи дорои ин ген тарҳрезӣ шудааст, зеро он махлуқи мушаххас ба он ниёз дорад. Генҳои ятим дар ҳама шаклҳои ҳаёт мавҷуданд ва барои ҳар касе, ки мехоҳанд пайдоиши шаклҳои ҳаётро тавассути раванди эволютсия шарҳ диҳанд, як монеаи муҳим ва ҳатто марговар мебошанд.

Тадқиқот барои муайян кардани шумораи умумии генҳои ятим идома дорад. Дар айни замон тахмин карда мешавад, ки аз 10 то 30 фоизи тамоми генҳои маълум иштирок доранд, аммо эҳтимоли зиёд шудани шумораи онҳо. Танҳо одамон зиёда аз 1000 генҳои ятим доранд. Ақаллан баъзе аз ин генҳо хеле муҳиманд; яке аз онҳо барои мағзи калон, ки одамон доранд, масъул аст.⁶

Як тавзеҳоте, ки ба ин кашф мувофиқат мекунад, ин аст, ки генҳо дар ибтидо ҷузъи офариниш буданд ва мавҷудияти онҳо дар гурӯҳҳои алоҳидаи организмҳо аз тарҳи аслии онҳо ба вуҷуд омадааст. Шояд баъзе аз ин генҳои ятим генҳо бошанд, ки пас аз пайдоиши гуноҳ (эпигенетика) тавассути тағир додани шароити муҳити зист фаъол шудаанд. Дар ҳар сурат, онҳо ба назарияи эволютсия як даъвати ҳассос мебошанд.

Шарҳи беҳтар

Назарияи эволютсия иддаъо мекунад, ки шаклҳои нави организмҳо, аз қабили моҳӣ, хазандагон ва ширхӯрон бидуни офаридгор ба вуҷуд омадаанд. Ҳоло ин назарияро механизмҳои мукаммали биологияи молекулавӣ, ки дар ним асри охир кашф шудаанд, ба таври ҷиддӣ рӯбарӯ мекунанд. Назарияи эволютсия ҳамчунон нигоҳ дошта мешавад, зеро он аз ӯҳдадории фалсафӣ ба натурализм ба таври сунъӣ ғизо мегирад. Ин чунин мешуморад, ки ҳаёт эҷодкунанда надорад. Бо вуҷуди ин, бо се кашфи пешниҳодшуда - эпигенетика, натиҷаҳои лоиҳаи ENCODE ва генҳои ятим - бояд бипурсад, ки оё ин "ғизои сунъӣ" барои назарияи макроэволютсионӣ метавонад дар муддати тӯлонӣ нигоҳ дошта шавад. Барои бисёриҳо натурализм ва макроэволютсия ягона шарҳи қобили қабули ҳаёт боқӣ мемонанд, аммо ин ӯҳдадорӣ бештар ба фалсафа асос меёбад, на далелҳои мувофиқ. Мо умедворем, ки тарафдорони эволютсия мутмаин хоҳанд шуд, ки алтернативаи беҳтар ва қобили ҳаёт вуҷуд дорад, ки на танҳо дар илм арзиши фаҳмондадиҳӣ дорад, балки ба онҳое, ки онро қабул мекунанд, ҳаёти ҷовидонаро ваъда медиҳад.

1. РАМЗИ КАРДАН. 1 мақола ҳамзамон дар маҷаллаҳои гуногуни илмӣ чоп шудаанд, аз ҷумла ҳашт мақола ва гузоришҳо дар 489. Натур 6 (2013 сентябри 45): 113-XNUMX. Ҳамчунин нигаред ба Н. Кэри, ДНК-и номатлуб: саёҳат тавассути материяи торикии геном (Нью-Йорк: Columbia University Press, 2015).
2. Ҷ. Коэн, "Тафовутҳои нисбӣ: афсонаи 1%", дар илм 316 (29 июни 2007): 1836.
3. BG Dias ва KJ Ressler, "Таҷрибаи бӯи волидайн ба рафтор ва сохтори асабӣ дар наслҳои минбаъда таъсир мерасонад" дар: Табиии Нейлосли 17 (2014): 89-96. Ниг. Д. Нобл, "Физиология асосҳои биологияи эволютсиониро таҳрик медиҳад", дар: Эксперименталӣ Физиология 98 (2014): 1235-1243. Дои: 10.1113/expphysiol.2012.071134.
4. В. Хьюз, «Эпигенетика: Гуноҳҳои падарон» дар: табиат 507 (6 марти 2014): 22-24.
5. BR Herb, F. Wolschin, KD Hansen, MJ Aryee, B. Langmead, R. Irizarry, GV Amdam ва AP Feinberg, "Гузариши баръакси байни давлатҳои эпигенетикӣ дар зергурӯҳҳои рафтори асал" Табиии Нейлосли, № 10 (2012): 1371-1373. Бингар, ки WC Jasper, TA Linksvayer, J. Atallah, D. Friedman, JC Chin and BR Johnson, "Тағйироти васеъмиқёси пайдарпаии рамзгузорӣ дар асоси эволютсияи навовариҳои пасошӯравӣ дар занбӯри асал асос ёфтааст" дар: Биология ва эволютсияи молекулавӣ 32, № 2 (2015): 334-346.
6. M. Florio, M. Albert, E. Taverna, T. Namba, H. Brandl, E. Lewitus ва WB Huttner, "Гене хоси инсон ARHGAP11B тақвияти авлоди базалӣ ва васеъшавии неокортексро мусоидат мекунад" дар: илм 347, № 6229 (2015): 1465-1470.

Тарҷума аз ҷониби дастаи таҳририяи Adventist Review

Версияи аслии англисӣg