تغير تطوري كبير مرتبط بالعديد من الاختلافات الصغيرة

ركزت نسخة تشارلز داروين من التطور على التغيرات البطيئة والتدريجية التي تتطور تدريجياً فقط إلى اختلافات تفصل بين الأنواع. لكن هذا لا يستبعد احتمال حدوث تغييرات مفاجئة ودراماتيكية. والواقع أن بعض الاختلافات تجعل من الصعب فهم الشكل الذي قد تبدو عليه الدولة الانتقالية، مما يشير إلى أن اتخاذ خطوة كبيرة إلى الأمام قد يكون ضرورياً.

تبحث دراسة جديدة في تحول كبير: التحول من وضع البيض إلى الولادات الحية في مجموعة من أنواع القواقع ذات الصلة. ومن خلال تسلسل جينومات العديد من القواقع، حدد الباحثون التغيرات في الحمض النووي المرتبطة بوضع البيض. وتبين أن عددا كبيرا من الجينات يرتبط بهذا التغيير على الرغم من طبيعته المثيرة.

التخلي عن البيض

القواقع المعنية موجودة نوع يسمى ليتورين، والتي يتم توزيعها على نطاق واسع في جميع أنحاء شمال الأطلسي. العديد من هذه الأنواع تضع البيض، لكن عددًا منها قد عاد إلى الحياة. في هذه الأنواع، يعمل العضو الذي يغطي البيض بهلام غني بالبروتين في الأنواع الأخرى مثل الحاضنة، مما يسمح للبيض بالتطور حتى تتمكن القواقع الصغيرة من الخروج من قذائف والديها. يُعتقد أن هذا يمثل ميزة للحيوانات التي قد تضطر إلى وضع بيضها في بيئات غير مناسبة لبقائها على قيد الحياة.

تتشابه الأنواع التي تضع البيض إلى حد كبير مع والديها لدرجة أنه يُعتقد أحيانًا أنها مجرد اختلاف في الأنواع التي تضع البيض. يشير كل هذا إلى أن الولادة الحية تطورت مؤخرًا نسبيًا، مما يمنحنا فرصة جيدة لفهم التغيرات الجينية التي جعلت ذلك ممكنًا.

وهكذا، قام فريق دولي كبير من الباحثين بتسلسل الجينوم لأكثر من 100 حلزون فردي، أثناء وضع البيض أو عند الولادة. تم استخدام البيانات التي تم الحصول عليها لتحليل أشياء مثل درجة الارتباط بين الأنواع المختلفة والتغيرات الجينية المرتبطة بالولادة الحية.

تشير النتائج إلى أن هناك مجموعتين متميزتين من الأنواع التي تتكاثر من خلال الولادات الحية. أي أنه على الشجرة التطورية لهذه الأنواع من القواقع يوجد فرع مليء بالأنواع التي تضع البيض ويفصل بين مجموعتين تؤدي إلى ظهور القواقع الحية. بشكل عام، يعتبر هذا النمط مؤشرًا على أن المواليد الأحياء تطوروا مرتين، مرة واحدة لكل من المجموعتين.

لكن لا يبدو أن هذا هو الحال هنا، لأسباب سنناقشها.

الكثير من الاختلافات

بالإضافة إلى ذلك، بحث الباحثون عن مناطق الجينوم المرتبطة بالمواليد الأحياء. ووجدوا الكثير – 88 في المجموع. تم تحديد هذه المناطق الـ 88 في كلا المجموعتين من الأنواع الحية، وكانت تسلسلات الحمض النووي التي تحتوي عليها متشابهة جدًا. يشير هذا إلى أن هذه المناطق كان لها أصل واحد وتم الحفاظ عليها في هاتين السلالتين.

أحد الاحتمالات لتفسير ذلك هو أن مجموعة من الحيوانات المولودة حية عادت إلى وضع البيض في مرحلة ما من تطورها. وبدلاً من ذلك، كان من الممكن أن يسمح التهجين بين الطبقات والولادات الحية لهذه الاختلافات بالانتشار داخل مجتمع واضع للبيض، وفي نهاية المطاف إعادة تنشيط الولادات الحية عندما كانت أعداد كافية منها موجودة في مجتمع وضع البيض من الحيوانات الفردية، وبالتالي إنتاج سلالة متميزة من الولادات الحية.

تتمتع المناطق الـ 88 التي تم تحديدها كمصدر للمواليد الأحياء بتنوع جيني ضئيل للغاية، مما يشير إلى أن متغيرًا جينيًا محددًا في كل منطقة مفيد للغاية لدرجة أنه اجتاح السكان، مما أدى إلى إزاحة جميع الإصدارات الأخرى من الحمض النووي. ومع ذلك، فقد اكتشفوا اختلافات مميزة ونادرة خارج المجموعات التي تضع البيض، بما يكفي للسماح للباحثين بتقدير العمر الذي خضعت فيه هذه الأجزاء من الحمض النووي للانتقاء التطوري.

تختلف الإجابة اعتمادًا على أي من الأجزاء الـ 88 التي تنظر إليها، ولكنها تتراوح ما بين حوالي 10000 إلى 100000 سنة مضت. ويشير هذا النطاق إلى أن المناطق الجينية التي تمكن الولادات الحية قد تم بناؤها تدريجيا على مدى سنوات عديدة ــ تماما كما تشير النظرة التقليدية للتطور.

ويعترف الباحثون بأن بعض هذه المناطق على الأقل تطورت على الأرجح بعد أن كانت الولادات الحية هي القاعدة بالفعل، وببساطة حسنت كفاءة الحضانة الداخلية. ولا توجد طريقة لمعرفة عدد (أو أي) المتغيرات التي يجب أن تكون موجودة قبل إمكانية الولادات الحية. ومع ذلك، لدى الباحثين الآن قائمة طويلة من الجينات التي يجب عليهم النظر فيها لفهم الأمور بشكل أفضل.

العلوم، 2024. DOI: 10.1126/science.adi2982 (حول معرفات الهوية الرقمية).