Takamol

‫تاریخچه نظریات تکاملی‬

‫زایش خودی به خودی( خلق الساعه)‬ ‫این نظریه را ارسطو مطرح کرد‪ .‬بنا بر این نظریه ماده‪ ،‬که به‬ ‫تنهایی فاقد حیات است‪ ،‬با انرژی روح که در ‪4‬عنصراولیّه(آب‪،‬‬ ‫باد‪،‬خاک‪،‬آتش)زنده می شود وشکل وسامان می یابد‪ .‬مثلًمگس از گوشت‬ ‫گندیده‪،‬کرم ازچوب درختان و نوزاد حشرات از لجن به وجود می‬ ‫آید‪.‬همچنین ارسطو به قابلیّت توارث صفات اکتسابی اعتقاد داشت و نیز‬ ‫گفته بود که برخی گونه ها از طریق آمیزش دو گونه متفاوت پدید آمده‬ ‫اند‪.‬‬

‫ویتالیسم‬

‫این نظریه تلفیقی از نظریه ی ارسطو و تعلیم مسیحیت است که‬ ‫بیان می کند ماده ذاتا ً توانایی بروز حیات را ندارد و ظهور حیات نیازمند‬ ‫آن است که روح از بیرون به کالبد مادّی رسوخ کند‪.‬‬

‫لمارکیسم‬

‫درسده ششم پیش ازمیلد لمارک‪،‬گیاه شناس فرانسوی نظریه‬ ‫لمارکیسم را بیان کرد‪.‬‬

‫خلصه نظریات لمارک‬

‫*تغییرشرایط محیطی‪ *.‬ایجاد نیازهای درونی جدید درموجودات زنده‪* .‬‬ ‫تلش موجودات برای برطرف کردن نیازهای خودبابرخورداری ازنیروی‬ ‫ذاتی‪*.‬به کار افتادن بعضی اندامها و از کارافتادن برخی دیگر‬ ‫براثراستفاده یا عدم استفاده از آنها‪*.‬پدیدار شدن صفات جدید در‬ ‫موجودا ت زنده‪* .‬موروثی شدن صفات اکتسابی‪*.‬تکامل تدریجی‬ ‫موجودات زنده‬ ‫این نظریه بسیار موفقیت آمیز بود اّما سرانجام معلوم شد که نظریه‬ ‫لمارک غلط است زیرا صفات اکتسابی راموروثی می پنداشت‪.‬این‬ ‫تغییرات ناشی ازاثرات محیط بر سلول های بدنی هستندنه بر ژنهای‬ ‫جاندارپس این صفات اکتسابی نیستند‪.‬پیش ازاو نیزاراسموس داروین‬ ‫نظریات مشابه بانظریات لمارک عنوان کرد‪.‬‬

‫کاتاستروفیسم‬

‫پس ازلمارک طبیعیدان فرانسوی‪ُ،‬ژرژکوویه‪ ،‬با مطالعه روی فسیلها به‬ ‫این نتیجه رسید که جانداران قدیمیتر ساختاربدنی ساده تری داشته اند‬ ‫وجانداران جدیدتردارای بدنی کاملترشدند و در ساختار بدنی جانداران‬ ‫صب‬ ‫قدیمی و جدید شباهتی وجود دارد‪.‬ا ّ‬ ‫ما از آنجا که وی پروتستانی متع ّ‬ ‫بود و طبق تعالیم مسیحیت عمرزمین شش هزارسال است نظریه ی‬ ‫کاتاستروفیسم را مطح کرد‪ .‬این نظریه بیان می کند که زمین دستخوش‬ ‫تغییرات ناگهانی عظیمی بوده که بارها رخ داده اند و هر یک موجودات‬ ‫زنده آن زمان رااز بین برده است وجانداران جدید که کاملتربودندبه جای‬ ‫آنها خلق شدند‪.‬پس ازمرگ کوویه فردی به نام چارلز لیل درکتاب اصول‬ ‫زمین شناسی خود نظریه کاتاستروفیسم را بی اساس خواند زیرا تغییرات‬ ‫زمین تدریجی روی داده و می دهد‪.‬‬

‫داروینیسم‬ ‫فردی به نام چارلز داروین‪ ،‬پس ازسفری ‪ 5‬ساله به اغلب‬ ‫نقاط نیمکره جنوبی نظریه گزینش طبیعی(داروینیسم) را مطرح کرد‪.‬او‬ ‫توجه کرد که تعداد اولد همواره بیش تر از والدین است و در نتیجه به‬ ‫علت کمبود فضا و امکانات مبارزه ای بین آن ها رخ می دهد‪.‬به علوه‬ ‫تلش موجودات در برخورد باشرایط دشوارمحیط نیزنوعی تنازع بقا تلقی‬ ‫می شود و در این درگیریها تنها گروهی ماندگار می شود که دارای‬ ‫تفاوتهای سودمنداند واین تفاوتها حاصل توارث سازشهایی می دانست که‬ ‫در واالدین او رخ داده است‪ .‬گزینش طبیعی همان موفقیت در زاد و ولد‬ ‫است و تفاوتهای مطلوب پس از چندین سال که توسط گزینش طبیعی‬ ‫تداوم یافته اند‪،‬دریک جمعیّت انباشته می شوند‪.‬افرادی که سازش‬ ‫بیشتری دارند ژن های خود را در بین زاده های بیشتری توزیع می کنند و‬ ‫این تغییرات تدریجی بوده و هست‪.‬تمام موجودات زنده ازطریق یک‬ ‫شکل اجدادی که در گذشته زندگی می کرده‪،‬به هم مرتبط می شوند‪.‬‬ ‫افراد تکامل نمی یابند‪.‬بلکه جمعیت تکامل می یابد‪.‬ما باید سازشهای یک‬ ‫جاندار را که از طریق تلش های خود کسب می کند با سازش های ذاتی‬ ‫که طی نسل های متوالی به عنوان نتیجه گزینش طبیعی ایجاد می‬ ‫شود‪.‬مجزا سازیم‪.‬یعنی صفات اکتسابی از طریق تجارب شخصی موروثی‬ ‫نیستند‪.‬ویژگیهای گزینش طبیعی محلی وزمانی هستند وسازشها گاهی‬ ‫بلاستفاده یامرگبار می شوند‪.‬مثل ً شب پره سفید تا قبل از آلودگی هوا‬ ‫استتار بیشتری داشته و اکنون که هوا آلوده است این شب پره بیش تر در‬ ‫معرض دید است‪.‬‬

‫شواهدی برای تکامل‬ ‫تشریح مقایسه ای‬

‫مقایسه اندام های مطالعه شده در گونه های مختلف‬ ‫ولی خویشاوند شباهت اساسی را نشان می دهد‪.‬این ساختار ها با اینکه‬ ‫عملکرد متفاوتی دارند ولی دارای یک ریشه ی ژنتیکی مشترک برای‬ ‫شباهتهای بین خودهستندکه ساختارهای هومولوگ(همساخت)نام دارد‪،‬‬ ‫مابرخی ساختارها دارای ریشه ژنتیکی‬ ‫مانند دست انسان و بال خفاش ‪.‬ا ّ‬ ‫یکسانی نیستند ولی بعلت نیاز عملکردهای مشابهی دارندمانند بال مگس‬ ‫وبال مرغ‪..‬همچنین ساختارهای تحلیل رفته ای نیزوجود داردکه به جا مانده‬ ‫و یا رشد نکرده اندوبدون استفاده اند ولی همین ساختارها درخویشاوندان‬ ‫نیایی عملکرد مهمی دارند‪ .‬مانند آپاندیس که در نخستیان غذاهای سفت را‬ ‫هضم می کرده ولی اکنون در انسانها کاربردی ندارد‪.‬‬

‫رده بندی‬ ‫گونه های خویشاوند بسیاری که بر اساس ویژگی های‬ ‫تشریحی و دیگر صفات رده بندی شده اند‪ ،‬زمینه ی وراثتی مشترکی‬ ‫دارند‪.‬‬

‫ذخایر فسیلی‬

‫توالی اشکال فسیلی بادیگرشواهدشناخته شده مرتبط‬ ‫باانشعابات اصلی نیایی دردرخت زندگی هماهنگ است‪.‬مثلًقدیمی ترین‬

‫فسیل های شناخته شده پرکاریوت ها هستند‪.‬بعد از آنها در مهره داران‬ ‫به ترتیب ماهی ها‪ ،‬دوزیستان‪،‬خزندگان‪،‬پستانداران و سرانجام پرندگان‬ ‫پدیدار می شوند که با تاریخچه نسل مهره داران که ازشواهد‬ ‫دیگردردسترس اند هماهنگ است‪ .‬داروین به علت کمبود فسیلهای گذرا‬ ‫برای تکمیل شواهدخودبا مشکلتی برخوردار بود‪.‬فسیلهای گذرا که حیات‬ ‫کنونی را با موجودات نیایی مرتبط می سازندبسیارکمیاب اند ودیرین‬ ‫شناسان درتکاپوی بعضی اتصالت کلیدی گمشده از فسیلهای گذرا هستند‪.‬‬

‫جنین شناسی مقایسه ای‬ ‫تمامی مهره داران دردوران جنینی‪ ،‬به یکدیگر شباهت‬ ‫زیادی دارندکه نشان دهنده وجود نیای مشترک است ‪.‬مهره داران از‬ ‫ماهیها تکامل یافته اند و جنین مشابه به ماهی ها دارند‪.‬‬

‫جغرافیای زیستی‬

‫جغرافیای زیستی توزیع جغرافیایی موجودات گذشته‬ ‫وکنونی زمین است‪.‬داروین مشاهده کرد که گونه های ساکن‬ ‫جزایراقیانوسی به گونه های متعلق به نزدیکترین خشکی اصلی‪،‬با محیطی‬ ‫متفاوت‪ ،‬شباهت دارندولی به گونه های ساکن دیگرجزایرکره زمین با‬ ‫محیطی مشابه شباهت ندارند‪.‬یعنی ساکنین خشکی اصلی به جزیره‬ ‫مهاجرت کرده اند و به تدریج با آن محیط سازش پیدا کرده اند‪.‬اگر تکامل‬ ‫از توزیع جغرافیایی حمایت نمی کرد امروزه گونه ها فقط در مکانهای‬ ‫قابل حیات زندگی می کردند‪.‬‬

‫زیست شناسی ملکولی‬ ‫آثاری از تغییرات تکاملی موجودات اولیّه و بدیل آن ها به‬ ‫موجودات امروزی را می توان در‬ ‫‪ DNA‬سلولها بررسی کرد‪.‬زیرا هرتغییرتکاملی انواع جدیدی از‬ ‫ژن راجایگزین قبلی می کند‪ .‬آللهای جدیدازطریق جهش ازآللهای قدیمی‬ ‫به وجود می آیندوبه کمک گزینش بارزیّت می یابند بدین ترتیب یکسری‬ ‫تغییرات تکاملی به دنبال گرد آمدن پیوسته ی تغییرات ژنتیکی ظهور‬ ‫خواهدکرد‪.‬‬

‫تکامل جمعیت ها‬

‫تکامل درجمعیّتها رخ می دهد نه درافراد‪.‬هرجمعیّت دارای یک خزانه‬ ‫ی ژنی است که کل مواد ژنتیکی تمامی افراد رادرخودجای می‬ ‫دهد‪.‬بسامدآللی فراوانی یک آلل به ویژه ازجایگاه ژنی معینی دریک جمعیّت‬ ‫است‪.‬اگربسامدآللی ازنسلی به نسل دیگر ثابت بماند‪،‬جمعیت دستخوش‬ ‫تغییرات تکاملی نمی شود‪(.‬به تعادل ژنتیکی دست می یابد‪ ).‬وتغییردر بسامد‬ ‫آللی موجب تکامل می شوداگر ‪ p‬تعداد آلل ‪ A‬باشد و ‪ q‬تعداد آلل ‪ a‬باشد در‬ ‫نتیجه با به دست داشتن بسامد هر یک می توان بسامد دیگری را حساب‬ ‫‪P=1-q‬‬ ‫‪q=1-p‬‬ ‫کرد‪.‬‬ ‫بسامد ژنوتیپ هوموزیگوت بدین صورت به دست می آید‪:‬‬ ‫‪(AA)=p2 (aa)=q2‬‬

‫بسامدژنوتیپ هیتروزیگوت(‪)Aa‬بافرمول ‪ 2pq‬به دست می‬ ‫آید‪.‬وبسامدآللی جمعیت بدین صورت به دست می آید واگربسامدآللی یک ‪2pq+p2+q2‬‬ ‫جمعیّت با یک برابر باشد آن جمعیت در تعادل ژنتیکی قرار دارد‪.‬‬ ‫مثال دریک جمعیّت ‪ 100‬نفره‪ 64 ،‬نفرهوموزیگوت(‪ )aa‬هستند‪ .‬بسامد‬ ‫آللی این جمعیّت را حساب کنید‪.‬‬ ‫جمعیّتی در تعادل ژنتیکی قرار می گیرد که جفتگیری‬ ‫در آن تصادفی باشد‪،‬هیچ جهشی رخ ندهد‪،‬اندازه جمعیّت‬ ‫بزرگ باشد‪،‬مهاجرتی رخ ندهد و هیچگونه گزینش طبیعی‬ ‫انجام نشود‪.‬‬

‫عوامل تکامل خرد‬

‫جفتگیری غیر تصادفی‬ ‫‪ .1‬جفت گیری بین خودی‪:‬جفت گیری افرادی از جمعیّت که دارای‬ ‫شباهت های ژنتیکی هستند و خویشاوندی نزدیکتری با هم دارند و جفت‬ ‫خود را به صورت تصادفی برنمی گزینند‪.‬‬ ‫‪ .2‬جفت گیری جور‪ :‬افراد جفت خود را به دلیل فنوتیپ ویژه برمی‬ ‫گزینند‪.‬‬

‫وقوع جهش‬

‫جهش یعنی تغییردرتوالی نوکلئوتیدها درساختمان ‪ .DNA‬جهش رویدادی‬ ‫شیمیایی است که بدون توجه به تاثیر بالفعل مثبت یا منفی‬ ‫برای جاندار رخ میدهد‪.‬تغییرپذیری ماده ژنتیکی یکی از خواصی‬ ‫بود که دانشمندان همواره برای ماده ژنتیک فرض می‌کردند‪.‬‬ ‫جهش پدیده‌ای تصادفی است یعنی تغییر در تمام نوکلئوتیدهای‬ ‫ژنوم ‪ ،‬کم و بیش یکسان است‪ .‬بر اثر انتخاب طبیعی جهش‬ ‫یاخته‌های زیانبار کمتر تولید مثل می‌کنند یا اصل تولیدمثل‬ ‫نمی‌کنند‪.‬جهش یافته‌هایی با جهش سودمند بیشترتولیدمثل‬ ‫می‌کنندودرنسل های بعد فراوانتر می‌شوند جهش یاخته‌هامهمترین ابزارژنتیک‬ ‫بوده‌اند‪.‬میزان جهش درپروکاریوتهاویوکاریوتهایک نوکلئوتیددر هر نوکلئوتید‬ ‫درهرچرخه سلولی است‪.‬برای موجودات زنده‌ای که ازراه جنسی تولیدمثل‬ ‫می‌کنندتنها جهشهایی که در سلولهای جنسی رخ داده‌اند به نسلهای بعد منتقل‬ ‫می‌شوند‪.‬جهش درسلول غیر جنسی فقط دردودمان همان سلول در فرد جهش‬ ‫یافته تاثیر می‌گذارد‪ .‬انواع جهش عبارتند ازجهش خودبخودی‪،‬جهش‬ ‫القایی‪،‬جهشهای بزرگ‪ ،‬جهش‌های کوچک‪،‬جهش نقطه‌ای‪ ،‬جهش حذف و‬ ‫اضافه‪،‬جهش‌های تنظیمی ‪.‬جهش در اثر پرتوها صورت می گیرد‪.‬‬

‫ترمیم جهش‬ ‫مجموع روندهای سلولی بکار رفته درمرمت تغییرات واردشده به ماده‬ ‫ژنتیک راترمیم می‌گویند‪ .‬جهش های زیادی روزانه رخ می‌دهند امااغلب‬ ‫این جهشهاپایدارنیستند زیراترمیم می‌شوند‪ .‬یقینا بدون دستگاه ترمیم‬ ‫طول عمرسلول‌های موجودات خیلی کمترمی‌بود‪.‬تعدادزیادی پروتئین‬ ‫درپروکاریوتها و یوکاریوتها درترمیم فعالیت دانددرمعمولترین روندترمیم‬

‫نوکلئوتید تغییر یافته از یک رشته ‪ DNA‬حذف و از رشته مقابل به عنوام‬ ‫الگوی برای بازسازی منطقه حذف شده استفاده می‌شود‪.‬‬

‫رانش ژنتیکی‬ ‫تغییرات تکاملی تصادفی را رانش ژنتیکی می گویند‪.‬‬

‫انواع رانش ژنتیکی‬ ‫‪.1‬اثرتنگنا‪:‬به دلیل نوسانات محیطی جمعیّت کاهش ناگهانی پیدامی‬

‫کند‪.‬جمعیّت کوچک باقی مانده نیز به راحتی تحت تاثیر قرار می‬ ‫گیرند‪(.‬تکامل می یابند)‪.‬‬ ‫‪.2‬اثربنیانگذار‪:‬وقتی تنهایک فرد یا شمار اندکی از افراد یک جمعیّت‬ ‫بزرگ مهاجرت کنند و یک کلنی جدیدتشکیل دهند آلل کمی باخود حمل می‬ ‫کنند و درنتیجه به راحتی تحت تاثیر قرار می گیرند‪.‬‬

‫شارش ژنی‬

‫شارش فیزیکی آللهایاشارش ژنی معمول ً میزان گوناگونی ژنتیکی را‬ ‫در داخل جمعیّت افزایش می دهد‪ .‬شارش ژنی مهاجرت افراد به داخل یا‬ ‫خارج جمعیّت است‪.‬هرگاه شارش ژنی بین دو جمعیّت دایمی باشد‪ ،‬با‬ ‫گذشت زمان این دو جمعیّت شباهت هایی پیدا می کنند‪.‬‬

‫گزینش طبیعی‬

‫گروهی ازافرادیک جمعیّت ازطریق سازشهای برتربا محیط‪،‬توان‬ ‫ماندگاری و زادآوری بیشتری رادارا می شوندوباگذشت زمان نسبت‬ ‫آللهای برتردرجمعیّت بالمی رود وآللهای بدتر حذف می شوند‪.‬‬

‫انواع گزینش طبیعی‬ ‫‪.1‬گزینش استوارکننده‬

‫درمحیطی پایدارگزینش برضدفنوتیپ‬ ‫افراطی عمل می کند و باعث یک نواختی بیشترجمعیّت می شود‪.‬‬ ‫‪.2‬گزینش جهت دار تغییرات محیطی به یکی از فنوتیپهای افراطی‬ ‫برتری می بخشدوباعث تغییرجهت پراکندگی طبیعی می شود‪3.‬گزینش‬ ‫تغییرات محیطی هر دو فنوتیپ افراطی را برتری‬ ‫متلشی کننده‬ ‫می بخشد و موجب ایجاد شکاف می شود‪.‬‬

‫گزینش جنسی‬ ‫گزینش جنسی(ترجیح دادن جفتی به جفت دیگرکه ایفاگرنقش مهمتری‬ ‫ازگزینش طبیعی است‪.‬ترجیح دادن برخی نرها توسط ماده ها سبب‬ ‫گزینش این نرها می شود‪.‬‬

‫گونه و گونه زایی‬ ‫گونه‬

‫یک گونه شامل گروههایی از جمعیّت هاست که اعضای آن قابلیت‬ ‫آمیزش با یکدیگر را برای تولید زاده های بارور در طبیعت دارا هستند و‬ ‫چنین افرادی با افراد گونه های دیگر آمیزش نمی کنند‪.‬‬ ‫هر گونه دارای یک خزانه ژنی مجزا از سایر گونه ها دارد‪.‬‬

‫جدا افتادگی تولید مثلی‬

‫اکثرگونه هادارای مکانیسمهای متعددی هستندکه شانس‬ ‫برخوردافراد دوگونه مختلف را از بین می برند‪ .‬درحالیکه بیشتراین‬ ‫جداافتادگیها پیش ازلقاح رخ می دهند و ازلقاح جلوگیری می کنند (پیش‬ ‫تخمی)‪.‬و تعدادی دیگر پس از لقاح عمل می کنند و قدرت حیات و یا‬ ‫باروری دورگه را کاهش می دهند(پس تخمی)‬ ‫مکانیسم‬ ‫موانع پیش تخمی‬ ‫جدا افتادگی زمانی‬ ‫جدا افتادگی رفتاری‬ ‫جدا افتادگی مکانیکی‬ ‫جدا افتادگی گامتی‬

‫موانع پس تخمی‬ ‫مرگ دورگه(هیبرید)‬ ‫ناباروری دورگه(هیبرید)‬ ‫انقراض دورگه(هیبرید)‬

‫عملکرد‬ ‫از لقاح جلوگیری می کنند‪.‬‬ ‫گونه های مشابه در زمانهای مختلف‬ ‫جفتگیری می کنند‪.‬‬ ‫گونه های مشابه رفتارهای جفت یابی‬ ‫متفاوتی دارند‪.‬‬ ‫گونه های مشابه ساختارهای تولیدمثلی‬ ‫متفاوتی دارند‪.‬‬ ‫گامتهای گونه های مشابه از نظر شیمیایی‬ ‫ناسازگارند‪.‬‬ ‫قدرت حیات و یا باروری دورگه را‬ ‫کاهش می دهد‪.‬‬ ‫دورگه بین گونه ای در مراحل اولیه جنینی‬ ‫از بین می رود‪.‬‬ ‫دورگه به سن بلوغ می رسد ولی نمی‬ ‫تواندتولیدمثل موفقی‬ ‫داشته باشد‪.‬‬ ‫زاده های هیبرید بین گونه ای از لحاظ‬ ‫قابلیت تولید مثل موفق نیستند‪.‬‬

‫لغت نامه‬ ‫آلل‪ :‬انواع جایگزین اطلعات ژنتیکی در یک جایگاه ژنی خاص یا به عبارت دیگر دو‬ ‫شکل مختلف یک ژن را آلل گویند‬ ‫جمعیّت‪:‬گروهی از افراد که توانایی زادآوری دارند و متعلّق به گونه ی ویژه ای‬ ‫هستند و در مناطق جغرافیایی مشترکی سهیم اند‪.‬‬ ‫ژنوتیپ (‪ :)Genotype‬ژنوتیپ یک فرد مجموعه آلل‌هایی است که ساختار ژنتیکی او‬ ‫را مجموعا در تمام جایگاههای ژنی بطور معمولتر در یک جایگاه ژنی تشکیل می‌دهند‪.‬‬ ‫فنوتیپ (‪ :)Phenotype‬فنوتیپ بروز قابل مشاهده یک ژنوتیپ به عنوان صفتی‬ ‫ظاهری ‪ ،‬بالینی با بیوشیمیایی یا مولکولی است‪.‬‬ ‫هوموزیگوت‪ :‬وقتی فردی یک جفت آلل یکسان داشته باشد‪ ،‬گفته می‌شود که او‬ ‫هموزیگوس (هموزیگوت) است‪.‬‬ ‫هتروزیگوت‪:‬وقتی فردی یک جفت آلل متفاوت داشته باشد‪ ،‬گفته می‌شود که‬ ‫هتروزیگوس (هتروزیگوت) است‪.‬‬

‫منابع‬ ‫‪ ،‬تألیف دکتر هنگامه علی بیک‪ ،‬انتشارات‬ ‫فیروزه‪،‬تهران‪1383،‬‬ ‫(‬

‫) ‪WWW.Roshd.ir‬‬