معلومة

كيف تنشأ الأنواع الجديدة؟


السبب الوحيد لخلق أنواع جديدة وجدتها من الإنترنت هو العزلة الجغرافية. هل هناك أسباب أخرى؟


ورقة من مولر وآخرون. يقترح علامة جزيئية تسمى CBC ، وهي الاختلافات التي يمكن استخدامها لاستدعاء نوعين مختلفين ، حتى عندما تكون مرتبطة ارتباطًا وثيقًا: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1950759/

في هذه الدراسة ، نبحث عن مصنف جزيئي قد يشير إلى أن كائنين ينتميان إلى نوعين مختلفين. نحن مهتمون بفرضية المؤشر التي يسهل العمل عليها وتنتج أيضًا احتمالًا معينًا أن كائنين ينتميان إلى نوعين مختلفين. تم اقتراح تغييرات القاعدة التعويضية (CBCs) في منطقة الفاصل المنسوخة الداخلية 2 (ITS2) من سيسترون الرنا الريباسي النووي كمصنف.

بعض حدث الطفرة التي تخلق CBCs مختلفة بما فيه الكفاية في ذرية قابلة للحياة قادرة على مزيد من التكاثر ، أي البقاء على قيد الحياة من الانتقاء الطبيعي ، وبالتالي ، من شأنها أن تؤدي إلى الانتواع ، من خلال هذا الإجراء.


علماء الأحياء - ماذا يفعلون

يدرس علماء الأحياء الكائنات الحية وعلاقتها بالبيئة. يقومون بإجراء البحوث لاكتساب فهم أفضل لعمليات الحياة الأساسية وتطبيق هذا الفهم لتطوير منتجات أو عمليات جديدة. يمكن تقسيم البحث إلى فئتين: أساسي وتطبيقي. يتم إجراء البحث الأساسي دون أي هدف مقصود ، والهدف هو ببساطة توسيع المعرفة البشرية. البحث التطبيقي موجه نحو حل مشكلة معينة. يتخصص معظم علماء الأحياء في مجال واحد من علم الأحياء ، مثل علم الحيوان (دراسة الحيوانات) أو علم الأحياء الدقيقة (دراسة الكائنات المجهرية).

تعمل الأبحاث الأساسية في العلوم البيولوجية على تطوير معرفتنا بالكائنات الحية حتى نتمكن من تطوير حلول لمشاكل صحة الإنسان وتحسين البيئة الطبيعية. يعمل هؤلاء العلماء البيولوجيون في الغالب في مختبرات حكومية أو جامعية أو صناعية خاصة ، وغالبًا ما يستكشفون مجالات بحث جديدة. يتوسع الكثير في البحث المتخصص الذي بدأوه في الدراسات العليا.

يجب على العديد من علماء الأحياء المشاركين في الأبحاث الأساسية تقديم مقترحات المنح للحصول على تمويل لمشاريعهم. تساهم الكليات والجامعات والمؤسسات الخاصة والوكالات الحكومية الفيدرالية ، مثل المعاهد الوطنية للصحة والمؤسسة الوطنية للعلوم ، في دعم العلماء الذين تم تحديد مقترحات أبحاثهم على أنها مجدية من الناحية المالية ولديهم القدرة على تقديم أفكار جديدة أو العمليات.

يطبق علماء الأحياء الذين يعملون في البحث التطبيقي أو تطوير المنتجات المعرفة المكتسبة من خلال البحث الأساسي لتطوير عقاقير جديدة وعلاجات واختبارات التشخيص الطبي لزيادة غلة المحاصيل وتطوير أنواع وقود حيوي جديد. عادةً ما يتمتعون بحرية أقل من الباحثين الأساسيين في اختيار تركيز أبحاثهم ، ويقضون وقتًا أطول في العمل على علاجات قابلة للتسويق لتحقيق أهداف العمل لأصحاب العمل. غالبًا ما يعمل علماء الأحياء الذين يجرون الأبحاث التطبيقية وتطوير المنتجات في فرق ، ويتفاعلون مع المهندسين والعلماء من التخصصات الأخرى ومديري الأعمال والفنيين. قد يُطلب من أولئك الذين يعملون في الصناعة الخاصة وصف خططهم البحثية أو نتائجهم لغير العلماء الذين هم في وضع يسمح لهم بالاعتراض على أفكارهم أو الموافقة عليها. يجب على هؤلاء العلماء النظر في الآثار التجارية لعملهم. يعمل بعض علماء الأحياء أيضًا مع العملاء أو الموردين وإدارة الميزانيات.

يقوم العلماء عادة بإجراء البحوث في المختبرات باستخدام مجموعة متنوعة من المعدات الأخرى. البعض يجري تجارب تشمل حيوانات أو نباتات. هذا ينطبق بشكل خاص على علماء النبات وعلماء وظائف الأعضاء وعلماء الحيوان. يتم إجراء بعض الأبحاث البيولوجية أيضًا خارج المختبر. على سبيل المثال ، قد يقوم عالم النبات بإجراء بحث ميداني في الغابات الاستوائية المطيرة لمعرفة النباتات التي تنمو هناك ، أو قد يقوم عالم البيئة بدراسة كيفية تعافي منطقة الغابات بعد اندلاع حريق. يعمل بعض علماء الأحياء البحرية أيضًا في الهواء الطلق ، غالبًا على سفن الأبحاث التي يدرسون منها الأسماك أو العوالق أو الكائنات البحرية الأخرى.

حفزت التطورات السريعة في معرفة علم الوراثة والجزيئات العضوية النمو في مجال التكنولوجيا الحيوية ، مما أدى إلى تحويل الصناعات التي يعمل فيها علماء الأحياء. يمكن لعلماء الأحياء الآن التلاعب بالمواد الوراثية للحيوانات والنباتات ، في محاولة لجعل الكائنات الحية أكثر إنتاجية أو مقاومة للأمراض. أولئك الذين يعملون على جينوم مختلف (كروموسومات مع الجينات المرتبطة بها) يقوموا بعزل الجينات وتحديد وظيفتها. يستمر هذا العمل في الوصول إلى اكتشاف الجينات المرتبطة بأمراض معينة ومخاطر صحية موروثة ، مثل فقر الدم المنجلي. أدى التقدم في التكنولوجيا الحيوية إلى خلق فرص بحثية في جميع مجالات علم الأحياء تقريبًا ، مع تطبيقات تجارية في مجالات مثل الطب والزراعة والمعالجة البيئية.

يتخصص معظم علماء الأحياء في دراسة نوع معين من الكائنات الحية أو في نشاط معين ، على الرغم من أن التطورات الحديثة قد طمست بعض التصنيفات التقليدية.

يدرس علماء الأحياء المائية الكائنات الحية الدقيقة والنباتات والحيوانات التي تعيش في الماء. يدرس علماء الأحياء البحرية كائنات المياه المالحة ، ويدرس علماء البحار الكائنات الحية في المياه العذبة. يركز الكثير من عمل علم الأحياء البحرية على البيولوجيا الجزيئية ، ودراسة العمليات الكيميائية الحيوية التي تحدث داخل الخلايا الحية. يُطلق على علماء الأحياء البحرية أحيانًا اسم علماء المحيطات ، وهو مجال أوسع يشمل أيضًا دراسة الخصائص الفيزيائية للمحيطات وقاع المحيط.

يدرس علماء الكيمياء الحيوية التركيب الكيميائي للكائنات الحية. يحللون التركيبات الكيميائية المعقدة والتفاعلات التي تدخل في عملية التمثيل الغذائي والتكاثر والنمو. يقوم علماء الكيمياء الحيوية بمعظم أعمالهم في مجال التكنولوجيا الحيوية ، والتي تتضمن فهم كيمياء الحياة المعقدة.

يدرس علماء الفيزياء الحيوية كيفية ارتباط الفيزياء ، مثل الطاقة الكهربائية والميكانيكية ، بالخلايا والكائنات الحية. يقومون بإجراء البحوث في مجالات مثل علم الأعصاب أو المعلوماتية الحيوية (استخدام أجهزة الكمبيوتر لمعالجة المعلومات البيولوجية ، عادة على المستوى الجزيئي).

يبحث علماء الأحياء الدقيقة في نمو وخصائص الكائنات المجهرية مثل البكتيريا أو الطحالب أو الفطريات. يتخصص معظم علماء الأحياء الدقيقة في علم الأحياء الدقيقة البيئي أو الغذائي أو الزراعي أو الصناعي (دراسة الفيروسات) علم المناعة (دراسة الآليات التي تقاوم العدوى) أو المعلوماتية الحيوية. يستخدم العديد من علماء الأحياء المجهرية التكنولوجيا الحيوية لتعزيز المعرفة بتكاثر الخلايا والأمراض البشرية.

يدرس علماء الفسيولوجيا وظائف الحياة للنباتات والحيوانات ، سواء في الكائن الحي بأكمله أو على المستوى الخلوي أو الجزيئي ، في ظل ظروف طبيعية وغير طبيعية. غالبًا ما يتخصص علماء الفسيولوجيا في وظائف مثل النمو ، أو التكاثر ، أو البناء الضوئي ، أو التنفس ، أو الحركة ، أو في فسيولوجيا منطقة أو نظام معين من الكائن الحي.

علماء النبات يدرسون النباتات وبيئاتها. يدرس البعض جميع جوانب الحياة النباتية ، بما في ذلك الطحالب والفطريات والأشنات والطحالب والسراخس والصنوبريات والنباتات المزهرة والبعض الآخر متخصص في مجالات مثل تحديد وتصنيف النباتات ، وهيكل ووظيفة أجزاء النبات ، والكيمياء الحيوية للعمليات النباتية ، أسباب وعلاجات أمراض النبات ، وتفاعل النباتات مع الكائنات الحية الأخرى والبيئة ، والسجل الجيولوجي للنباتات.

يدرس علماء الحيوان وعلماء الأحياء البرية الحيوانات والحياة البرية - أصلها وسلوكها وأمراضها وعملياتها الحياتية. بعض التجارب على الحيوانات الحية في بيئة محكومة أو طبيعية ، بينما يقوم البعض الآخر بتشريح الحيوانات الميتة لدراسة بنيتها. قد يقوم علماء الحيوان وعلماء الأحياء البرية أيضًا بجمع وتحليل البيانات البيولوجية لتحديد الآثار البيئية للاستخدامات الحالية والمحتملة لمناطق الأرض والمياه. عادةً ما يتم تحديد علماء الحيوان من قبل مجموعة الحيوانات التي يدرسونها ، حيث يدرس علماء الحيوان الطيور ، على سبيل المثال ، يدرس علماء الحيوان الثدييات ، وعلماء الزواحف يدرسون الزواحف ، وعلماء الأسماك يدرسون الأسماك.

يبحث علماء البيئة في العلاقات بين الكائنات الحية وبين الكائنات الحية وبيئاتها. يفحصون آثار حجم السكان والملوثات وهطول الأمطار ودرجة الحرارة والارتفاع. باستخدام المعرفة بمختلف التخصصات العلمية ، قد يقوم علماء البيئة بجمع البيانات ودراستها وإعداد تقارير حول جودة الهواء والغذاء والتربة والماء.

بيئة العمل
يقضي معظم علماء الأحياء وقتهم في المختبرات لإجراء البحوث وفي المكاتب لكتابة النتائج ومواكبة أحدث الاكتشافات البحثية. يقوم بعض علماء الأحياء ، وخاصة علماء النبات وعلماء البيئة وعلماء الحيوان ، بإجراء دراسات ميدانية تتضمن نشاطًا بدنيًا شاقًا وظروف معيشية بدائية لفترات طويلة من الزمن. قد يعمل علماء الأحياء في هذا المجال في المناخات الدافئة أو الباردة ، في جميع أنواع الطقس. لا يتعرض علماء الأحياء عادة لظروف غير آمنة أو غير صحية. يجب على أولئك الذين يعملون مع الكائنات الحية الخطرة أو المواد السامة في المختبر اتباع إجراءات سلامة صارمة لتجنب التلوث.

يعتمد العديد من علماء الأحياء ، وخاصة أولئك الذين يعملون في الأوساط الأكاديمية ، على المنح المالية لدعم أبحاثهم. قد يتعرضون لضغوط للوفاء بالمواعيد النهائية وللتوافق مع المواصفات الصارمة لكتابة المنح عند إعداد المقترحات للبحث عن تمويل جديد أو ممتد.

يعمل علماء الأحياء عادة لساعات منتظمة. في حين أن 40 ساعة عمل في الأسبوع أمر شائع ، فإن بعض علماء الأحياء يعملون لساعات أطول. قد يُطلب من بعض الباحثين العمل لساعات فردية في المختبرات أو مواقع أخرى (خاصة أثناء تواجدهم في الميدان) ، اعتمادًا على طبيعة أبحاثهم.

التعليم والتدريب مطلوب
شهادة دكتوراه. عادة ما يكون ضروريًا للبحث المستقل ، لا سيما في الأوساط الأكاديمية ، وكذلك للترقية إلى المناصب الإدارية. درجة البكالوريوس أو الماجستير كافية لبعض الوظائف في البحث التطبيقي أو تطوير المنتجات أو الإدارة أو التفتيش ، كما قد تكون كافية للعمل كفني بحث أو مدرس. يلتحق العديد من الحاصلين على درجة البكالوريوس في علم الأحياء بمدارس الطب أو طب الأسنان أو الطب البيطري أو غيرها من كليات المهن الصحية ، أو يجدون وظائف كمدرسين للعلوم في المدرسة الثانوية.

بالإضافة إلى الدورات المطلوبة في الكيمياء وعلم الأحياء ، عادةً ما تدرس تخصصات العلوم البيولوجية الجامعية التخصصات المرتبطة بها مثل الرياضيات والفيزياء والهندسة وعلوم الكمبيوتر. تعتبر دورات الكمبيوتر مفيدة لنمذجة ومحاكاة العمليات البيولوجية ، وتشغيل بعض المعدات المختبرية ، وإجراء البحوث في مجال المعلوماتية الحيوية الناشئ. يجب على المهتمين بدراسة البيئة أيضًا أن يأخذوا دورات في الدراسات البيئية وأن يكونوا على دراية بالتشريعات واللوائح المعمول بها.

تقدم معظم الكليات والجامعات درجات البكالوريوس في العلوم البيولوجية ، ويقدم العديد منها درجات علمية متقدمة. غالبًا ما تركز برامج الشهادات المتقدمة على حقل فرعي ، مثل علم الأحياء الدقيقة أو علم النبات ، ولكن لا تقدم جميع الجامعات مناهج في جميع المجالات الفرعية. غالبًا ما تحتوي الجامعات الأكبر حجمًا على أقسام منفصلة متخصصة في مجالات مختلفة من العلوم البيولوجية. على سبيل المثال ، قد يغطي برنامج في علم النبات الهندسة الزراعية أو البستنة أو علم أمراض النبات. تشمل برامج الدرجات المتقدمة عادةً الفصول الدراسية والعمل الميداني ، والبحوث المختبرية ، وأطروحة أو أطروحة. تستغرق درجة الماجستير عمومًا عامين ، ودرجة الدكتوراه من 5 إلى 6 سنوات بدوام كامل.

علماء الأحياء مع دكتوراه. غالبًا ما يشغلون مناصب ما بعد الدكتوراه المؤقتة التي توفر خبرة بحثية متخصصة. قد توفر وظائف ما بعد الدكتوراه الفرصة لنشر نتائج البحوث. يعد السجل القوي للأبحاث المنشورة أمرًا ضروريًا للحصول على منصب دائم يقوم بإجراء البحوث الأساسية ، خاصة لأولئك الذين يسعون للحصول على منصب دائم في الكلية أو الجامعة.

المهارات الأخرى المطلوبة (مؤهلات أخرى)
يجب أن يكون علماء الأحياء قادرين على العمل بشكل مستقل أو كجزء من فريق وأن يكونوا قادرين على التواصل بوضوح ودقة ، شفهيًا وكتابيًا. أولئك الذين يعملون في الصناعة الخاصة ، وخاصة أولئك الذين يتطلعون إلى المناصب الإدارية أو الإدارية ، يجب أن يمتلكوا مهارات تجارية واتصالات قوية وأن يكونوا على دراية بالمسائل التنظيمية وأساليب التسويق والإدارة. يجب أن يتمتع أولئك الذين يجرون بحثًا ميدانيًا في المناطق النائية بقدرة على التحمل البدني. يجب أن يتحلى علماء الأحياء أيضًا بالصبر والانضباط الذاتي لإجراء مشروعات بحثية طويلة ومفصلة.


كيف تنشأ الأنواع الجديدة؟ - مادة الاحياء

كل فرد على قيد الحياة اليوم ، الأعلى والأدنى على حد سواء ، مشتق في سطر غير منقطع من الأشكال الأولى والأدنى.
- أوغست فريدريك لوبولد وايزمان ، عالم أحياء / عالم وراثة ألماني (1834-1914)

في هذا الدرس ، نود أن نسأل:

  • ما هو التطور البيولوجي؟
  • كيف ترتبط نظريات التطور الجزئي والتطور الكبير؟
  • ما هو النوع ، وما هي الطرق المختلفة التي يمكن من خلالها تعريفه؟
  • ما هي حدود كل تعريف؟
  • ما هي أهمية العزلة الإنجابية بالنسبة للأنواع ، وما الأشكال التي يمكن أن تتخذها؟
  • لماذا يجب أن يعزز الانتقاء الطبيعي العزلة الإنجابية؟
  • هل يمكن أن تتشكل الأنواع بطرق أخرى غير العزلة الجغرافية؟

التطور وأشكاله المتعددة

كلمة "تطور" لا تنطبق حصريًا على التطور البيولوجي. لقد تطور الكون ونظامنا الشمسي من انفجار المادة الذي بدأ كوننا المعروف. تطورت العناصر الكيميائية من مادة أبسط. تطورت الحياة من كائنات غير حية ، وكائنات معقدة من أشكال أبسط. اللغات والأديان والأنظمة السياسية كلها تتطور. ومن ثم ، فإن التطور هو موضوع مناسب لدورة حول التغيير العالمي.

الجوانب الأساسية للتطور هي "التغيير" ودور التاريخ ، في ذلك الأحداث الماضية لها تأثير على التغييرات التي تحدث لاحقًا. في التطور البيولوجي ، قد يعني هذا أن الكائنات الحية المعقدة تنشأ من أسلاف أبسط - على الرغم من أن تدرك أن هذا تبسيط مفرط غير مقبول في مناقشة أكثر تقدمًا للتطور.

تتطلب المناقشة الكاملة للتطور شرحًا تفصيليًا لعلم الوراثة ، لأن العلم أعطانا فهمًا جيدًا للأساس الجيني للتطور. كما يتطلب أيضًا إجراء تحقيق في الاختلافات التي تميز الأنواع ، والأجناس ، بل في الواقع شجرة الحياة بأكملها ، لأن هذه هي الظواهر التي تسعى نظرية التطور إلى تفسيرها.

سنبدأ بالأنماط الملحوظة من أوجه التشابه والاختلاف بين الأنواع ، لأن هذا ما عرفه داروين. لم يبدأ دمج الأساس الجيني للتطور في نظرية التطور إلا في ثلاثينيات وأربعينيات القرن العشرين. سنضيف علم الوراثة إلى فهمنا للتطور من خلال نشاط المناقشة.

تعريفات التطور البيولوجي

  • التعريف 1:
    التغييرات في التركيب الجيني للسكان مع مرور كل جيل
  • التعريف 2:
    التغيير التدريجي للكائنات الحية من شكل إلى آخر على مدار الوقت ، وأصل الأنواع والأنساب عن طريق نزول الأشكال الحية من أشكال الأجداد ، وتوليد التنوع

يتطلب التفسير الكامل للتطور أن نربط هذين المستويين. هل يمكن للتغيير التدريجي الصغير أن ينتج أنواعًا متميزة؟ كيف تحدث وكيف نقرر متى تكون الأنواع أنواعًا؟ نأمل أن ترى الروابط في نهاية هذه المحاضرات الثلاث.

اليوم سنناقش كيف تتشكل الأنواع. لكن للقيام بذلك ، نحتاج إلى تحديد ما نتحدث عنه.

ما هو النوع؟

  • مفهوم الأنواع المورفولوجية: تبدو أشجار البلوط مثل أشجار البلوط ، والنمور تشبه النمور. يشير علم الصرف إلى شكل وبنية الكائن الحي أو أي من أجزائه. يدعم مفهوم الأنواع المورفولوجية الرأي السائد بأن "أعضاء النوع هم أفراد يشبهون بعضهم البعض." كانت هذه المدرسة الفكرية هي الأساس لتصنيف Linneaus الأصلي ، والذي لا يزال مقبولًا على نطاق واسع وقابل للتطبيق اليوم.

قدمت مجمعات التقليد مزيدًا من الأدلة ضد هذا المفهوم ، حيث يمكن أن تبدو الكائنات الحية من نفس النوع مختلفة تمامًا ، اعتمادًا على مكان تربيتها أو مرحلة دورة حياتها (تنتج بعض الحشرات حضنة ربيعية تبدو مثل نبات مضيف واحد وحضنة صيفية تبدو مثل شخص آخر).

  • مفهوم الأنواع البيولوجية: ينص هذا المفهوم على أن "النوع هو مجموعة من الأفراد في الواقع أو المحتمل تهجينهم والذين يتم عزلهم تكاثريًا عن مجموعات أخرى مماثلة".

أكد هذا المفهوم أيضًا أن النوع هو وحدة تطورية. يشترك الأعضاء في الجينات مع أعضاء آخرين من جنسهم ، وليس مع أعضاء الأنواع الأخرى.

على الرغم من أن هذا التعريف جذاب بشكل واضح ، إلا أنه ينطوي على مشاكل. هل يمكنك اختباره على عينات المتحف أو البيانات الأحفورية؟ هل يمكن أن يفسر وجود الأنواع في خط النسب ، مثل النسب المعروف للخيول الأحفورية؟ من الواضح أنه لا.

في الواقع ، لا يمكن تطبيق هذا التعريف بسهولة ، أو على الإطلاق ، مع العديد من الكائنات الحية. ماذا لو كانت الأنواع لا تعيش في نفس المكان؟ ماذا عن الهجينة التي نعرف أنها تحدث في حدائق الحيوان؟ هذه المشاكل خطيرة بما يكفي لدرجة أن بعض علماء الأحياء جادلوا مؤخرًا بالعودة إلى مفهوم الأنواع المورفولوجية.

إذن ما هي أفضل طريقة لتحديد الأنواع؟

يشعر معظم العلماء أنه يجب الاحتفاظ بمفهوم الأنواع البيولوجية ، ولكن مع بعض المؤهلات. يمكن استخدامه فقط مع الأنواع الحية ، ولا يمكن تطبيقه دائمًا على الأنواع التي لا تعيش في نفس المكان. الاختبار الحقيقي ينطبق على الأنواع التي لديها القدرة على التزاوج.

الأهم من ذلك ، يساعدنا مفهوم الأنواع البيولوجية في التساؤل عن كيفية تشكل الأنواع ، لأنه يركز انتباهنا على السؤال عن كيفية حدوث العزلة الإنجابية. دعونا أولاً نفحص أنواع العزلة الإنجابية ، لأن هناك عددًا قليلاً منها.

أنواع العزلة التناسلية

يشير هذا إلى انقسام بسيط ومفيد ، بين آليات عزل ما قبل التزاوج أو ما قبل الزيجوت (أي تكوين ما قبل الزيجوت) ، وآليات عزل ما بعد التزاوج أو ما بعد الزيجوت. تذكر أن البيضة الملقحة هي الخلية المكونة من اتحاد اثنين من الأمشاج وهي أساس الفرد النامي.

آليات عزل Prezygotic

  1. العزلة البيئية: تحتل الأنواع موائل مختلفة. تداخل الأسد والنمر في الهند حتى قبل 150 عامًا ، لكن الأسد عاش في الأراضي العشبية المفتوحة والنمر في الغابة. وبالتالي ، لم يتم تهجين النوعين في الطبيعة (على الرغم من أنهما يحدثان في بعض الأحيان في حدائق الحيوان).
  2. العزلة الزمنية: تتكاثر الأنواع في أوقات مختلفة. في أمريكا الشمالية ، تختلف خمسة أنواع من الضفادع من جنس رنا في وقت ذروة نشاط التكاثر.
  3. العزلة السلوكية: تشارك الأنواع في طقوس التودد والتزاوج المتميزة (انظر الشكل 1).
  4. العزلة الميكانيكية: يتم منع التهجين عن طريق الانسداد الهيكلي أو الجزيئي لتشكيل الزيجوت.تشمل الآليات عدم قدرة الحيوانات المنوية على الارتباط بالبويضة في الحيوانات ، أو العضو التناسلي الأنثوي للنبات الذي يمنع الملقِّح الخاطئ من الهبوط.
  1. الثبات الهجين. يستمر تطور البيضة الملقحة بشكل غير طبيعي ويتم إحباط الهجين. (على سبيل المثال ، البويضة المهجنة التي تشكلت من تزاوج الخروف والماعز سوف تموت في وقت مبكر من التطور).
  2. العقم الهجين. الهجين صحي ولكنه عقيم. (البغل ، النسل الهجين للحمار والفرس ، عقيم لا يستطيع إنتاج أمشاج قابلة للحياة لأن الكروموسومات الموروثة من والديها لا تتزاوج وتتقاطع بشكل صحيح أثناء الانقسام الاختزالي (الانقسام الخلوي الذي يتم فيه تقليل مجموعتين من الكروموسومات للخلية الأم إلى مجموعة واحدة في المنتجات ، تسمى الأمشاج - أنظر للشكل).
  3. الهجين يتمتع بصحة جيدة وخصوبة ، ولكنه أقل لياقة ، أو يظهر العقم في الأجيال اللاحقة (كما شوهد في التهجينات المختبرية لذباب الفاكهة ، حيث يكون نسل الجيل الثاني المهجن ضعيفًا ولا يمكنه عادةً إنتاج نسل قابل للحياة).

** آليات ما بعد اللاقحة هي تلك التي تفشل فيها اللقاحات الهجينة أو تتطور بشكل غير طبيعي أو لا يمكنها التكاثر الذاتي وإنشاء مجموعات قابلة للحياة في الطبيعة. **

لذلك تظل الأنواع متميزة بسبب العزلة الإنجابية. لكن كيف تتشكل الأنواع في المقام الأول؟

رسم توضيحي مختصر للانقسام الاختزالي ، حيث تتكاثر الخلايا التناسلية لتشكل الأمشاج.

تكوين الأنواع

هذا السؤال بالغ الأهمية ، لأنه ما ينتج العديد من الأنواع من القليل ، وينتج عنه الأشجار التطورية ذات الصلة. الطريقة الأكثر شيوعًا لانقسام الأنواع ، خاصة في الأنواع الحيوانية (سنتحدث أكثر عن أصل الأنواع النباتية الجديدة لاحقًا) ، هي عندما يصبح السكان معزولين جغرافيًا إلى مجموعتين. يشار إلى هذا باسم الانتواع الخيفي (الجغرافي) (أنظر للشكل).

نموذج واحد من الأنواع التماثلية. مجموعة واحدة (أ) مجزأة بواسطة حاجز (ب) تؤدي العزلة الجغرافية إلى الاختلاف الجيني (ج) عند إزالة الحاجز ، تعود المجموعتان إلى الاتصال ببعضهما البعض ، وهناك اختيار لزيادة العزلة الإنجابية (د ) إذا كانت العزلة الإنجابية فعالة ، يكون الانتواع كاملاً (هـ).
  1. من المحتمل أن يكون للمناطق الجغرافية المختلفة ضغوط انتقائية مختلفة. من المرجح أن تختلف درجات الحرارة وهطول الأمطار والحيوانات المفترسة والمنافسون بين منطقتين تفصل بينهما 100 أو 1000 كيلومتر. وبالتالي ، بمرور الوقت ، سوف يتمايز المجتمعان.
  2. حتى لو لم تكن البيئات مختلفة تمامًا ، فقد يتمايز السكان لأن الطفرات والتوليفات الجينية المختلفة تحدث بالصدفة في كل منها. وبالتالي ، سيكون للاختيار مادة خام مختلفة للعمل عليها في كل مجموعة.

يعتمد التمايز أيضًا على قوة الضغوط الانتقائية. يمكن أن يتسبب الاختيار القوي في حدوث تغير سريع.

بالنظر إلى الوقت والاختيار ، يصبح السكان نوعين. قد ينتشرون ، في وقت لاحق ، في الاتصال مرة أخرى. ثم يمكننا أن نسأل ، هل هذان "نوعان بيولوجيان جيدان"؟

الاختبار الحقيقي لمفهوم الأنواع البيولوجية هو عندما يعود الاتصال بين مجموعتين من السكان ، على عتبة التحول إلى نوعين. قد يندمجون ببساطة. قد يكونون مختلفين لدرجة أنهم لا يتعرفون على بعضهم البعض كأنواع.

في كثير من الأحيان ، على الرغم من ذلك ، قد تتلامس الأنواع عندما لا تكون معزولة بالكامل عن التكاثر. في هذه الحالة ، يجب أن يعزز الانتقاء الطبيعي الحواجز الإنجابية. لماذا ا؟ لأن الأفراد الذين يهدرون جهودهم الإنجابية - الأمشاج - على الأفراد الذين سينتجون ذرية أقل شأنا هم أقل عرضة لنقل جيناتهم إلى الجيل التالي.

يجب أن يعزز الانتقاء الطبيعي العزلة الإنجابية. من المحتمل أن الأنواع المعزولة فقط بواسطة حواجز ما بعد اللاقحة سوف تطور لاحقًا حواجز ما قبل اللاقحة. لماذا يحدث ذلك؟

للمراجعة: الانتواع الخيفي (الجغرافي) هو التمايز بين السكان المعزولين جسديًا لدرجة أن لم شمل المجموعتين لا يحدث إذا تم إعادة الاتصال.

الانتواع كعملية تدريجية

إذا كان الانتواع عملية تدريجية ، فقد لا يتم فصل الأنواع بشكل كامل. يجب أن توجد سلسلة متصلة من الأنواع التي هي في طور الانقسام إلى نوعين ، إلى الأنواع التي تشكلت بالكامل. من المؤكد أننا نتوقع فقط أن يتصرف هذا الأخير "كأنواع جيدة".

ما زلنا لم نوضح بشكل كامل عملية الانتواع. في درسنا التالي ، سوف ندرس نظرية الانتقاء الطبيعي ، والتي تساعد في شرح كيف يتكيف السكان المحليون مع الظروف المحلية. من خلال التكيف مع الظروف المحلية وتراكم الاختلافات الجينية ، تبدأ الأجناس الجغرافية المعزولة في السير على الطريق لتصبح أنواعًا منفصلة وإنشاء زوج آخر من الفروع على شجرة الحياة.

لكن الآن أريد أن أشير إلى أن هناك نماذج بديلة لتكوين الأنواع ، وأخيرًا أريد أن أختم بربط مفهوم تكوين الأنواع بالهيكل الهرمي للحياة.

النماذج البديلة لتكوين الأنواع - التهجين وتعدد الصبغيات

حتى إذا كانت الهجينة غير قادرة على الخضوع للتكاثر الجنسي لأن كروموسوماتها لا تفرز بشكل صحيح في الانقسام الاختزالي ، فقد تتكاثر نباتيًا. قد يتضاعف إجمالي عدد الكروموسوم أيضًا من خلال الجمع بين مجموعات الكروموسوم لنوع واحد.

من بين 260.000 نوع معروف من النباتات ، ربما نشأ ما يصل إلى نصفها بهذه الطريقة. العديد من النباتات المهمة تجاريًا هي أمثلة على تعدد الصبغيات (مثل قمح الخبز والقطن والتبغ وقصب السكر والموز والبطاطس). تعدد الصبغيات هو مثال على انتواع متعايش تُعرَّف على أنها أنواع تنشأ في نفس النطاق الجغرافي المتداخل.

الخلاصة: تكوين الأنواع والتسلسل الهرمي للحياة

هناك طريقتان لبناء شجرة النشوء والتطور (أنظر للشكل). يمكننا استخدام سجل أحفوري "مثالي" لتتبع التسلسل من البداية إلى النهاية ، أو يمكننا استخدام أوجه التشابه والاختلاف بين الكائنات الحية لإعادة بناء التاريخ ، والعمل من نقطة النهاية إلى البداية.

في هذه الدورة ، لن نفكر في هاتين الطريقتين بالتفصيل. أقدمهم لإثبات فكرة أننا ، في النهاية ، نريد أن نفهم كيف أن التطور لا ينتج نوعين فقط من نوع واحد ولكن شجرة الحياة بأكملها. هذا يتطلب أن ننتقل من التطور الجزئي إلى التطور الكبير. بالنسبة إلى داروين وعلماء الأحياء التطوريين المعاصرين أيضًا ، الإجابة هي ببساطة الوقت. بالنظر إلى الوقت الكافي والانشقاقات المتتالية ، ستؤدي العمليات التي تنتج نوعين من نوع واحد إلى التنوع الكامل في الحياة.

في الواقع ، من الصعب للغاية استنتاج السجل التاريخي للتفرع. البيانات غير كاملة ، يناقش العلماء وتيرة التغيير ، وفي بعض الأحيان تبدو الأنواع المفصولة بالعديد من الخطوات المتفرعة أكثر تشابهًا مع بعضها البعض من تلك التي يفصلها فرع واحد أو عدد قليل من الفروع. تقدم البيولوجيا الجزيئية فرصًا جديدة ومثيرة لمعالجة هذه المشكلات ، من خلال النظر في أوجه التشابه والاختلاف في تسلسل الحمض النووي.

من هنا سنبتعد عن وجهة النظر التطورية الكبرى وننظر عن كثب في كيفية حدوث التغييرات الصغيرة وتراكمها من خلال عمليات الانتقاء الطبيعي والتغير الجيني.

ملخص

تعريف الأنواع قابل للنقاش. يلتزم معظم العلماء إما بمفهوم الأنواع المورفولوجية (تبدو أعضاء الأنواع متشابهة ويمكن تمييزها عن الأنواع الأخرى من خلال مظهرها) ، أو بمفهوم الأنواع البيولوجية (النوع عبارة عن مجموعة من الأفراد الفعليين أو المحتمل تهجينهم والذين تم عزلهم تكاثريًا من مجموعات أخرى مماثلة). كلا التعريفين لهما نقاط ضعف.

تكون آليات العزل الإنجابية إما ما قبل اللواقح أو ما بعد اللواقح. تضمن هذه الآليات بقاء الأنواع متميزة في الطبيعة.

يمكن أن يحدث تكوين الأنواع إما من خلال الانتواع الخيفي (الجغرافي) أو من خلال الأنواع التماثلية.

يمكننا بناء أشجار نسجية تظهر الارتباط التطوري بين الكائنات الحية ، على الرغم من أن بناء مثل هذه الأشجار لا يزال علمًا غير كامل.


التطور: مراقبة حدوث الأنواع | ملاحظات

رأينا أن أصغر الاختلافات يمكن أن تؤدي إلى اختلافات كبيرة عندما نظرنا إلى التنوع الواسع في الكلاب. لكن على الرغم من اختلافاتهم ، لا تزال جميع سلالات الكلاب من نفس الأنواع مثل بعضها البعض وأسلافهم. كيف تنقسم الأنواع؟ ما الذي يسبب الانتواع؟ وما الدليل الذي لدينا على أن هذا النوع قد حدث؟

غالبًا ما يتراجع منتقدو التطور إلى القول المأثور بأنه لم ير أحد قط نوعًا واحدًا ينقسم إلى قسمين. في حين أن هذا من الواضح أنه رجل قش ، لأن حدوث معظم الأنواع يستغرق وقتًا أطول بكثير من عمرنا ، إلا أنه ليس صحيحًا أيضًا. نحن لديك نرى الأنواع تنقسم ، وما زلنا نرى الأنواع تتباعد كل يوم.

على سبيل المثال ، كان هناك نوعان جديدان من جنس لحية الماعز الأمريكية (أو الجنس الملقح تراغوبوجون) التي ظهرت إلى الوجود في القرن الماضي. في أوائل القرن العشرين ، ظهرت ثلاثة أنواع من هذه الأزهار البرية - نبات السالسيفي الغربي (T. dubius) ، والمرج salsify (T. pratensis) ونبات المحار (T. بوريفوليوس) - تم تقديمها إلى الولايات المتحدة من أوروبا. مع توسع أعدادها ، تفاعلت الأنواع ، وغالبًا ما أنتجت أنواعًا هجينة معقمة. ولكن بحلول الخمسينيات من القرن الماضي ، أدرك العلماء وجود نوعين مختلفين من زراعة لحية الماعز. بينما بدوا وكأنهم هجينة ، لم يكونوا عقيمين. كانوا قادرين تمامًا على التكاثر بنوعهم الخاص ولكن ليس مع أي من الأنواع الثلاثة الأصلية - التعريف الكلاسيكي للأنواع الجديدة.

كيف حدث هذا؟ اتضح أن النباتات الأبوية ارتكبت أخطاء عندما خلقت الأمشاج (تشبه الحيوانات المنوية والبويضات). بدلاً من صنع الأمشاج بنسخة واحدة فقط من كل كروموسوم ، قاموا بإنشاء أمشاج تحتوي على نسختين أو أكثر ، وهي حالة تسمى تعدد الصبغيات. اثنين من الأمشاج متعددة الصيغ الصبغية من أنواع مختلفة ، كل منها يحتوي على ضعف المعلومات الجينية التي كان من المفترض أن يكون لديها ، ودمجت ، وخلقت رباعي الصبغيات: مخلوق يحتوي على 4 مجموعات من الكروموسومات. بسبب الاختلاف في عدد الكروموسومات ، لم يستطع رباعي النواة أن يتزاوج مع أي من النوعين الأم ، لكن لم يتم منعه من التكاثر مع الحوادث الزميلة.

تم توثيق هذه العملية ، المعروفة باسم الأنواع المختلطة ، عدة مرات في مصانع مختلفة. لكن النباتات ليست هي الوحيدة التي تختص من خلال التهجين: Heliconius الفراشات أيضًا انقسمت بطريقة مماثلة.

لا يتطلب الأمر كتلة من الطفرات المتراكمة عبر الأجيال لتكوين نوع مختلف - كل ما يتطلبه الأمر هو حدث ما يعزل بشكل تناسلي مجموعة من الأفراد عن مجموعة أخرى. يمكن أن يحدث هذا بسرعة كبيرة ، في مثل هذه الحالات من تعدد الصبغيات. يمكن أن تكون طفرة واحدة كافية. أو يمكن أن يحدث بوتيرة أبطأ بكثير. هذا هو الانتواع المعروف عن التطور - التغيرات التدريجية بمرور الوقت التي تفصل بين الأنواع.

ولكن لمجرد أننا لا نستطيع رؤية جميع أحداث الأنواع من البداية إلى النهاية لا يعني أننا لا نستطيع ذلك ارى تقسيم الأنواع. إذا كانت نظرية التطور صحيحة ، فإننا نتوقع أن نجد أنواعًا في مراحل مختلفة من الانفصال في جميع أنحاء العالم. سيكون هناك أنواع بدأت للتو في الانقسام ، تظهر العزلة الإنجابية ، وتلك التي قد لا تزال تبدو وكأنها نوع واحد ولكنها لم تتزاوج منذ آلاف السنين. في الواقع ، هذا هو بالضبط ما نجده.

يرقة التفاح تطير ، راغوليتيس بومونيلا هو مثال رئيسي للأنواع التي بدأت للتو في التباعد. موطن هذه الذباب هو الولايات المتحدة ، وحتى اكتشاف الأمريكتين من قبل الأوروبيين ، كان يتغذى فقط على الزعرور. ولكن مع وصول أشخاص جدد ، جاء مصدر جديد محتمل للغذاء إلى موطنه: التفاح. في البداية ، تجاهل الذباب الحلوى اللذيذة. لكن مع مرور الوقت ، أدركت بعض الذباب أن بإمكانها أكل التفاح أيضًا ، وبدأت في تبديل الأشجار. في حين أن هذا وحده لا يفسر سبب تكاثر الذباب ، إلا أن هناك غرابة غريبة في بيولوجيتها: تتزاوج ذبابة التفاح على الشجرة التي ولدت عليها. عندما قفز عدد قليل من الذباب على الأشجار ، انفصلوا عن بقية أنواعهم ، على الرغم من أنهم كانوا على بعد أمتار قليلة. عندما ألقى علماء الوراثة نظرة فاحصة في أواخر القرن العشرين ، وجدوا أن النوعين - النوع الذي يتغذى على التفاح وتلك التي تتغذى على الزعرور - لهما ترددات أليل مختلفة. في الواقع ، مباشرة تحت أنوفنا ، راغوليتيس بومونيلا بدأت رحلة الانتواع الطويلة.

كما نتوقع ، فإن الحيوانات الأخرى تتقدم كثيرًا في هذه العملية - على الرغم من أننا لا ندرك ذلك دائمًا حتى ننظر إلى جيناتها.

Orcas (Orcinus orca) ، والمعروفة باسم الحيتان القاتلة ، تبدو جميعها متشابهة إلى حد ما. إنها دلافين كبيرة ذات بقع سوداء وبيضاء تصطاد في مجموعات وتؤدي حيلًا رائعة في Sea World. ولكن لعدة عقود حتى الآن ، اعتقد علماء الثدييات البحرية أن هناك المزيد من القصة. كشفت الدراسات السلوكية أن مجموعات مختلفة من حيتان الأوركا لها سمات سلوكية مختلفة. يتغذون على حيوانات مختلفة ، ويتصرفون بشكل مختلف ، بل ويتحدثون بشكل مختلف. ولكن بدون طريقة لمتابعة الحيتان تحت الماء لمعرفة من يتزاوجون معه ، لم يستطع العلماء التأكد مما إذا كانت ثقافات الحيتان المختلفة مجرد مراوغات تنتقل من جيل إلى جيل أو تلميح إلى أكثر من ذلك بكثير.

الآن ، قام علماء الوراثة بما لم يستطع الباحثون السلوكيون القيام به. نظروا في كيفية تكاثر الحيتان. عندما نظروا إلى جينوم الميتوكوندريا بأكمله من 139 حوتًا مختلفًا في جميع أنحاء العالم ، وجدوا اختلافات كبيرة. تشير هذه البيانات إلى وجود ثلاثة أنواع مختلفة على الأقل من الحيتان القاتلة. أشار التحليل الوراثي إلى أن الأنواع المختلفة من orca قد تم فصلها لمدة 150.000 إلى 700.000 سنة.

لماذا انقسمت الأوركا؟ الحقيقة هي أننا لا نعرف. ربما كان أحد الآثار الجانبية لتعديلات البحث عن مصادر الفرائس المختلفة ، أو ربما كان هناك نوع من العوائق المادية بين المجموعات التي اختفت منذ ذلك الحين. كل ما نعرفه هو أنه بينما كنا مشغولين برسم جدران الكهوف ، تسبب شيء ما في انقسام مجموعات من الأوركا ، وخلق أنواع متعددة.

هناك العديد من الأسباب المختلفة لتباعد الأنواع. الأسهل والأكثر وضوحًا هو نوع من الحاجز المادي - ظاهرة تسمى الانتواع الوباطي. إذا نظرت إلى أنواع الأسماك في خليج المكسيك وقبالة ساحل كاليفورنيا ، ستجد أن هناك الكثير من أوجه التشابه بينها. في الواقع ، تبدو بعض الأنواع متطابقة تقريبًا. نظر العلماء في جيناتهم ، والأنواع الموجودة على جانبي هذا الجسر البري الرفيع ترتبط ارتباطًا وثيقًا ببعضها البعض أكثر من ارتباطها بالأنواع الأخرى ، حتى الأنواع الموجودة في منطقتها. ما حدث هو أنه منذ زمن بعيد ، انفصلت قارات أمريكا الشمالية والجنوبية ، وارتبطت المحيطات. عندما اندمجت كتلتي اليابسة ، تم عزل مجموعات الأنواع على كلا الجانبين. بمرور الوقت ، تباعدت هذه الأسماك بما يكفي لتكون أنواعًا منفصلة.

يمكن أن تنقسم الأنواع بدون حدود واضحة أيضًا. عندما تتباعد الأنواع مثل ذباب يرقة التفاح - بدون حاجز مادي كامل - يطلق عليه الأنواع المتعاطفة. يمكن أن يحدث الانتواع الودي لجميع أنواع الأسباب. كل ما يتطلبه الأمر هو شيء يجعل مجموعة ما تمارس الجنس مع مجموعة أخرى أقل.

لنوع واحد من صائد الذباب Monarch (Monarcha castaneiventris) ، كان كل شيء عن المظهر. تعيش هذه الحشرات الصغيرة في جزر سليمان ، شرق بابوا غينيا الجديدة. في مرحلة ما ، طورت مجموعة صغيرة منهم طفرة حمض أميني واحدة في الجين لبروتين يسمى الميلانين ، والذي يملي نمط لون الطائر. بعض صائد الذباب أسود ، والبعض الآخر ذو بطون بلون الكستناء. على الرغم من أن المجموعتين قادرتان تمامًا على إنتاج نسل قابل للحياة ، إلا أنهما لا يختلطان في البرية. وجد الباحثون أن الطيور ترى المجموعة الأخرى بالفعل كأنواع مختلفة. الذكور ، الذين هم مناطقيين بشدة ، لا يتفاعلون عندما يدخل ذكر ذو لون مختلف إلى أرضهم. مثل ذباب يرقة التفاح ، لم يعد صائدو الذباب يتزاوجون ، وبالتالي اتخذوا الخطوة الأولى نحو أن يصبحوا نوعين مختلفين.

قد تبدو هذه تغييرات طفيفة ، لكن تذكر ، كما تعلمنا مع الكلاب ، يمكن أن تضيف تغييرات طفيفة. نظرًا لأنهم لا يتزاوجون ، فإن هذه المجموعات المختلفة ستراكم المزيد من الاختلافات بمرور الوقت. كما يفعلون ، سيبدؤون في الظهور بشكل أقل تماثلًا. ستكون الحيوانات الناتجة مثل الأنواع التي نراها بوضوح اليوم. ربما يتكيف البعض مع أسلوب حياة مختلف تمامًا عن الأنواع الشقيقة - فقد تتباعد حيتان الأوركا ، على سبيل المثال ، بشكل كبير لأن التغييرات الصغيرة تسمح لهم بأن يكونوا أكثر ملاءمة لأنواع فرائسهم الفريدة. قد يظل الآخرون متشابهين إلى حد ما ، حتى يصعب التمييز بينهم ، مثل الأنواع المختلفة من السناجب اليوم.

النقطة المهمة هي أن جميع أنواع المخلوقات ، من أصغر الحشرات إلى أكبر الثدييات ، تخضع لأنواع جديدة في الوقت الحالي. لقد شاهدنا الأنواع تنقسم ، وما زلنا نراها تتباعد. الانتواع يحدث في كل مكان حولنا. لم يحدث التطور في الماضي فقط بل إنه يحدث الآن ، وسيستمر لفترة طويلة بعد أن نتوقف عن البحث عنه.


3. الظهور كعملية بيولوجية

(أ) الخزانات غير البشرية

أكثر من ثلثي أنواع الفيروسات البشرية حيوانية المصدر ، أي أنها قادرة على إصابة مضيفات الفقاريات بخلاف الانسان العاقل (تجاهل نواقل اللافقاريات) [25 ، 26]. تعد الثدييات الأخرى أهم الأصناف المضيفة غير البشرية ، حيث يتم تحديد القوارض والحافريات بشكل شائع كمضيف بديل ، تليها الرئيسيات والحيوانات آكلة اللحوم والخفافيش. من المعروف أيضًا أن أقلية من الفيروسات حيوانية المصدر (أقل من 20 ٪) تصيب الطيور ، وقد تم الإبلاغ عن القليل جدًا من الفقاريات بخلاف الثدييات أو الطيور.

الفيروسات المتبقية ، على حد علمنا ، تصيب البشر بشكل طبيعي فقط (يشار إليها أحيانًا باسم & # x02018specialist & # x02019 مسببات الأمراض البشرية [27]). قد يكون بعضها (مثل التهاب الكبد B) قد تطور بشكل مشترك مع البشر على مدى فترات زمنية طويلة جدًا [28] والبعض الآخر (مثل HIV-1) له أصول أكثر حداثة [29]. يُعتقد أن بعض كلا النوعين نشأ في أنواع أخرى من الثدييات أو الطيور [30] ، بما في ذلك: HIV-1 (مشتق من فيروس نقص المناعة القرد الموجود في الشمبانزي) HIV-2 (mangabeys) فيروس المتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة (SARS حدوة الحصان) الخفافيش) التهاب الكبد B ، فيروس T-lymphotropic البشري (HTLV) -1 و -2 ، حمى الضنك والحمى الصفراء (جميع الرئيسيات) فيروس كورونا البشري OC43 والحصبة والنكاف والجدري (جميع الماشية) والإنفلونزا A (الطيور البرية). ومع ذلك ، لا نعرف أصل غالبية الفيروسات البشرية المتخصصة ، وهي فجوة في المعرفة أدت إلى دعوات لمبادرة & # x02018origins & # x02019 [30].

(ب) الهرم الممرض

يُعد هرم العوامل الممرضة إطارًا مفاهيميًا مفيدًا للتفكير في ظهور فيروسات جديدة وهو [30 ، 31] (الشكل 3). للهرم أربعة مستويات.

الهرم الممرض (مقتبس من [30]). يمثل كل مستوى درجة مختلفة من التفاعل بين مسببات الأمراض والبشر ، بدءًا من التعرض مرورًا بانتشار الوباء. بعض مسببات الأمراض قادرة على التقدم من مستوى إلى المستوى التالي (الأسهم) والبعض الآخر يمنعهم من القيام بذلك عن طريق الحواجز البيولوجية أو البيئية (القضبان) & # x02014 انظر النص الرئيسي.

يمثل المستوى 1 تعرض البشر لمُمْرِض جديد هنا ، وهو الفيروس. من المرجح أن يكون مصدر الفيروسات محل الاهتمام هو ثدييات أو طيور أخرى (انظر أعلاه) و & # x02018 التعرض & # x02019 يشير إلى أي مسار يمكن أن تنتقل من خلاله عدوى فيروسية معينة ، سواء عن طريق ملامسة الدم أو اللعاب أو البراز أو تلوث الغذاء والماء أو عن طريق ناقلات المفصليات. يتم تحديد معدل هذا التعرض من خلال مزيج من التوزيع والإيكولوجيا للمضيف غير البشري والأنشطة البشرية. من المحتمل أن يحدث التعرض للفيروسات غير البشرية بشكل شائع: عملية يشار إليها بـ & # x02018chatter & # x02019 [32].

يمثل المستوى 2 مجموعة فرعية من الفيروسات القادرة على إصابة البشر & # x02014 ، أي التغلب على & # x02018 حاجز الأنواع & # x02019. من المحتمل أن يعكس هذا كلاً من البيولوجيا الجزيئية للفيروس (على سبيل المثال ، هل هو قادر على الدخول والتكاثر في الخلايا البشرية؟ & # x02014 See & # x000a73ه) وفسيولوجيا الإنسان المعرض (خاصة الكفاءة المناعية).

يمثل المستوى 3 مجموعة فرعية من الفيروسات التي لا يمكن أن تصيب البشر فحسب ، بل يمكن أيضًا أن تنتقل من إنسان إلى آخر (بأي طريقة ، بما في ذلك عن طريق نواقل المفصليات). مرة أخرى ، سيعكس هذا بشكل أساسي تفاعل المضيف & # x02013 الممرض ، خاصةً ما إذا كان من الممكن للفيروس الوصول إلى الأنسجة التي يمكنه من خلالها الخروج من المضيف ، مثل الجهاز التنفسي العلوي أو الأمعاء السفلية أو الجهاز البولي التناسلي أو الجلد أو (لبعض حالات الانتقال طرق) الدم.

يمثل المستوى 4 مجموعة فرعية من الفيروسات التي تنتقل بشكل كافٍ بين البشر لإحداث فاشيات كبيرة و / أو أن تصبح مستوطنة في التجمعات البشرية دون الحاجة إلى مستودع غير بشري. هذا يعادل الحالة الوبائية ص0 & # x0003e 1 [33] ، أي حالة أساسية واحدة تُنشئ ، في المتوسط ​​، أكثر من حالة ثانوية واحدة. هذه وظيفة لكل من قابلية انتقال الفيروس (مدى عدوى مضيف مصاب ، ومدة هذه العدوى) وخصائص البشر (كيف تؤثر الديموغرافيا والسلوك البشري على فرص الانتقال).

من المراجعات السابقة للأدبيات [25 ، 26 ، 34] ، من الممكن وضع أعداد تقريبية لأنواع الفيروسات في كل مستوى من مستويات الهرم. نعلم أن هناك أكثر من 200 فيروس على الأقل في المستوى 2 (انظر & # x000a72أ). ليس لدينا تقدير جيد للتنوع الإجمالي لأنواع فيروسات الثدييات والطيور ، ومع ذلك ، يمكننا الحصول على مؤشر غير مباشر لحجم الحاجز بين المستوى 1 والمستوى 2. وقد تم الإبلاغ عنه في مكان آخر (R. Critchlow 2010 ، شخصي الاتصالات) من أنواع الفيروسات المعروفة بإصابتها للحيوانات الأليفة (الماشية والحيوانات المصاحبة) & # x02014 التي يُفترض أن البشر يتعرضون لها بشكل روتيني & # x02014 تقريبًا ثلثهم قادرون أيضًا على إصابة البشر. يوجد حاجز الأنواع: ولكن من الواضح أنه متسرب للغاية. استنادًا إلى بيانات من [25] ، يمكن أيضًا أن ينتقل ما يقرب من 50 في المائة من الفيروسات التي يمكن أن تصيب البشر عن طريق البشر (المستوى 3) ، وحوالي 50 في المائة منها قابلة للانتقال بشكل كافٍ بحيث ص0 قد يتجاوز واحد (المستوى 4). يجب أن تكون أقلية كبيرة من فيروسات (الثدييات أو الطيور) قادرة على الانتشار على نطاق واسع بين البشر (أو أن تصبح كذلك بسرعة [35]) تتفق مع التجربة: هناك عدة أمثلة خلال المائة عام الماضية وحدها (HIV-1 ، السارس ، بالإضافة إلى متغيرات الأنفلونزا أ) والعديد من الأنواع الأخرى في آلاف السنين القليلة الماضية (مثل الحصبة والنكاف والحصبة الألمانية والجدري). من الجدير بالذكر أن & # x02018 شكل & # x02019 لهرم العوامل الممرضة للفيروسات يختلف تمامًا عن الأنواع الأخرى من العوامل الممرضة (البكتيريا ، الفطريات ، البروتوزوا أو الديدان الطفيلية) ، والتي يمكن لأجزاء أصغر بكثير منها الانتشار على نطاق واسع في التجمعات البشرية ( بيانات من [25]). التفسير الأكثر وضوحًا لذلك هو التطور السريع للفيروسات (خاصة فيروسات الحمض النووي الريبي) ، مما يسمح لها بالتكيف مع مضيف (بشري) جديد بسرعة أكبر بكثير من الأنواع الأخرى من مسببات الأمراض.

(ج) دوافع الظهور

أدرجت عدة مراجعات [10،26،36] ما يسمى & # x02018drivers & # x02019 لظهور فيروسات جديدة أو مسببات الأمراض الأخرى. تشكل هذه مجموعة متنوعة من العوامل البيئية والبيولوجية ، والعديد منها & # x02014s مثل & # x02018 Urbanization & # x02019 أو & # x02018 استخدام الأرض & # x02019 & # x02014 تبدو معقولة بشكل حدسي ولكنها واسعة جدًا بحيث لا تتعلق بالأسباب الميكانيكية للظهور. علاوة على ذلك ، فإن تحديد الدوافع عادة ما يكون تمرينًا ذاتيًا: هناك عدد قليل جدًا من الاختبارات الرسمية لفكرة أن محركًا معينًا مرتبط بظهور مسببات الأمراض أو مجموعة مسببات الأمراض. في كثير من الحالات ، قد يكون هذا تمرينًا صعبًا: فالكثير من الدوافع لها تأثيرات غير مباشرة فقط على الظهور (مثل تغير المناخ ، الذي يرتبط غالبًا بتوزيعات متغيرة لناقلات الأمراض) وغالبًا ما يكون لحدث طوارئ أسباب متعددة (الأمثلة الجيدة هي الظهور. لفيروس نيباه أو فيروس سارس).

من الصعب اختبار الأفكار الأخرى حول دوافع الظهور بشكل رسمي. أحد هذه الأسباب هو أننا نعيش حاليًا في & # x02018perfect عاصفة & # x02019 حيث تعمل العديد من الدوافع المحتملة لأحداث الطوارئ (مثل النمو السكاني ، والتوسع الحضري ، والسفر والتجارة العالمية ، وتكثيف الإنتاج الحيواني) في تناسق (L. King 2005 ، اتصال شخصي). يمكن قياس الاتجاهات التصاعدية في العديد من الدوافع ، ولكن ليس من الواضح تمامًا أن تواتر ظهور الأحداث آخذ في الازدياد: اقترحت إحدى الدراسات الحديثة أنها زادت خلال العقد الأول من وباء فيروس نقص المناعة البشرية / الإيدز ، ولكنها انخفضت بعد ذلك [9].

هناك طريقة مختلفة قليلاً في التفكير حول دوافع الظهور وهي رسم تشابه بين مسببات الأمراض الناشئة والأعشاب الضارة (A. Dobson 2002 ، الاتصال الشخصي). الفكرة هنا هي أن هناك تنوعًا كافيًا من مسببات الأمراض المتاحة & # x02014 كل مع علم الأحياء وعلم الأوبئة الخاص بهم & # x02014that أي من المرجح أن يؤدي التغيير في البيئة البشرية (ولكن بشكل خاص في الطريقة التي يتفاعل بها البشر مع الحيوانات الأخرى ، الداجنة أو البرية) إلى تفضيل أحد العوامل الممرضة أو الأخرى ، والتي تستجيب بغزو الموطن الذي يمكن الوصول إليه حديثًا. قد تعني هذه الفكرة أن مسببات الأمراض الناشئة تمتلك خصائص مختلفة في تاريخ الحياة لمسببات الأمراض المستوطنة الراسخة وطويلة الأمد. كما لوحظ سابقًا ، فإن أكثر الاختلافات اللافتة للنظر التي تم تحديدها حتى الآن هو أن غالبية مسببات الأمراض الناشئة حديثًا هي فيروسات وليست بكتيريا أو فطريات أو أواليات أو ديدان معوية.

(د) تقفز الأنواع

بالنسبة للفيروسات ، فإن إحدى الخطوات الرئيسية في عملية الظهور هي القفز بين نوع مضيف واحد والبشر [37]. (بالنسبة للأنواع الأخرى من العوامل الممرضة ، قد تكون هناك مصادر أخرى للتعرض البشري ، ولا سيما المصادر البيئية أو الجلد المتعايش عادةً أو نبات الأمعاء). تم فحص العديد من العوامل من حيث علاقتها بقدرة العامل الممرض على القفز إلى نوع مضيف جديد ، بما في ذلك الارتباط التصنيفي للعوائل والتداخل الجغرافي ونطاق العائل.

تقدم دراستان حديثتان توضيحات جيدة لأدوار ارتباط المضيف والقرب الجغرافي. ستريكر وآخرون. [38] وجدت ارتباطات بين درجة انتقال فيروسات الخفافيش عبر الأنواع وكلاهما من التداخل الجغرافي بين مجموعات الخفافيش في جميع أنحاء الولايات المتحدة والعلاقة الوراثية لأنواع الخفافيش المعنية. اكتشف Davies & # x00026 Pedersen [39] أن أنواع الرئيسيات تميل إلى مشاركة المزيد من أنواع الطفيليات إذا كان كلاهما أكثر ارتباطًا وكان لهما توزيعات متعاطفة.

يرتبط نطاق العائل الواسع أيضًا باحتمالية ظهور أو عودة ظهور العامل الممرض في التجمعات البشرية [26]. دراسة حالة توضيحية هي الاعتلال الدماغي الإسفنجي البقري (جنون البقر). بعد ظهور مرض جنون البقر في الثمانينيات ، وقبل اكتشاف أنه يصيب البشر (مثل vCJD) ، سرعان ما أصبح واضحًا أنه يمكن أن يصيب مجموعة واسعة من العوائل ، بما في ذلك الحيوانات آكلة اللحوم. كان هذا في تناقض واضح مع مرض البريون الأكثر شيوعًا ، سكرابي ، والذي كان يقتصر بشكل طبيعي على الأغنام والماعز. بعد فوات الأوان ، ربما أدت هذه الملاحظة إلى إثارة مخاوف الصحة العامة بشأن مرض جنون البقر في وقت أبكر مما كانت عليه.

يعد نطاق المضيف سمة شديدة التباين بين الفيروسات: فبعضها ، مثل داء الكلب ، يمكن أن يصيب مجموعة واسعة جدًا من الثدييات ، والبعض الآخر ، مثل النكاف ، يتخصص في نوع واحد (البشر). علاوة على ذلك ، بالنسبة لمسببات الأمراض بشكل عام ، يبدو أن مجموعة العوائل قابلة للتغير من الناحية التطورية ، حتى الأنواع ذات الصلة الوثيقة بها نطاقات عوائل مختلفة تمامًا [27]. من الواضح أن الأساس البيولوجي لنطاق العائل له صلة بفهم ظهور العوامل الممرضة.

(هـ) استخدام مستقبلات الخلية ونطاق المضيف

أحد المحددات البيولوجية المحتملة لقدرة الفيروس على القفز بين الأنواع هو ما إذا كان يستخدم مستقبلًا خلويًا محفوظًا بدرجة عالية عبر مضيفات مختلفة (الثدييات) أم لا. لذلك ، توقعنا أن الفيروسات التي تستخدم مستقبلات محفوظة يجب أن يكون لها نطاق عائل واسع.

لاختبار هذه الفكرة ، أجرينا أولاً مراجعة شاملة للأدبيات التي راجعها النظراء وحددنا 88 نوعًا من الفيروسات البشرية التي تم تحديد مستقبل خلية واحد على الأقل لها. على الرغم من أن هذا يمثل 40 في المائة فقط من الأنواع ذات الأهمية ، فقد تم تمثيل 21 (من 23) عائلة لذلك تحتوي هذه المجموعة على مقطع عرضي جيد للتنوع التصنيفي ذي الصلة. من بين هذه الأنواع البالغ عددها 88 نوعًا ، هناك 22 نوعًا تستخدم مستقبلات غير بروتينية (مثل كبريتات الهيبارين) ، ومن البقية ، لم يتم إدخال اثنين من البروتينات في قاعدة بيانات UniProt [40] (مما يجعل من المستحيل تحديد ما إذا كان البروتين & # x02018 محفوظًا & # x02019 or not & # x02014 انظر أدناه للحصول على التفاصيل) ، وترك 64 نوعًا من 16 عائلة.

على أساس دراسة منشورة سابقًا حول نطاقات مضيف الفيروسات [26] ، منحنا هذه الفيروسات إما & # x02018narrow & # x02019 نطاق مضيف (إذا كان المضيف الوحيد غير البشري المعروف بإصابته هو الرئيسيات الأخرى) أو & # x02018broad & # x02019 نطاق المضيف (إذا كان معروفًا أنها تصيب أيضًا أنواعًا أخرى من الثدييات أو الطيور). باستخدام قاعدة بيانات UniProt ، حددنا ما إذا كان بروتين مستقبل الخلية & # x02018 محفوظًا & # x02019 عن طريق تحديد تماثل تسلسل الأحماض الأمينية بين البشر والفئران. (بالنسبة لمجموعة البروتينات الفرعية حيث كانت بيانات تسلسل الأحماض الأمينية متاحة أيضًا للأبقار أو الخنازير أو الكلاب ، وجدنا أنماطًا متشابهة جدًا).

تظهر النتيجة في الشكل 4. الميزة الأكثر لفتًا للانتباه في الحبكة هي أنه لا توجد أمثلة على فيروسات بشرية ذات نطاقات مضيفة واسعة لا تستخدم مستقبلات الخلايا المحفوظة بشكل كبير (أي أكثر من 90 ٪ من تماثل تسلسل الأحماض الأمينية). تتطلب التحليلات الإحصائية تصحيح الارتباط الجيني: من المرجح أن تستخدم الفيروسات في نفس العائلة مستقبل الخلية نفسها وأكثر احتمالًا أن يكون لها نطاق مضيف ضيق أو واسع. يمكن السماح بهذا بشكل فظ (ولكن متحفظ) من خلال اختبار الارتباط بين نطاق المضيف وتماثل المستقبلات على مستوى الأسرة ، وليس الأنواع. هذا يعطي نتيجة ذات دلالة إحصائية (, ص = 0.015).

عدد أنواع الفيروسات ذات النطاق العريض (الأشرطة الزرقاء) أو الضيقة (الأشرطة الحمراء) كدالة للتماثل المئوي لمستقبل الخلية المستخدم (انظر النص الرئيسي).

نستنتج أن استخدام مستقبلات محفوظة يعد شرطًا ضروريًا ولكنه غير كافٍ للفيروس ليكون له نطاق مضيف واسع يشمل أوامر مختلفة من الثدييات. ويترتب على ذلك أن جزءًا مفيدًا من المعرفة حول فيروس جديد للثدييات ، مما يساعد على التنبؤ بما إذا كان يمثل خطرًا على البشر أم لا ، هو تحديد مستقبل الخلية الذي يستخدمه. ومع ذلك ، قد لا يكون هذا عمليًا دائمًا: في الوقت الحالي ، لا نعرف مستقبل الخلية الذي يستخدمه أكثر من نصف الفيروسات التي تصيب البشر ، وهذا الجزء أصغر بكثير بالنسبة لتلك التي تصيب الثدييات الأخرى.


كيف تنشأ الأنواع الجديدة؟ - مادة الاحياء

بدء "التركيب الحديث": ثيودوسيوس Dobzhansky

وضع رونالد فيشر وزملاؤه مفهوم داروين عن الانتقاء الطبيعي على أساس جديد من علم الوراثة. لقد تركوا مشروعًا كبيرًا بنفس القدر مفتوحًا لعلماء الأحياء اللاحقين: لشرح لغة الجينات ، وما هي الأنواع وكيف نشأت. لم تبدأ الإجابة في الظهور إلا في ثلاثينيات القرن الماضي ، ويرجع الفضل في ذلك إلى حد كبير إلى عمل عالم الوراثة السوفيتي المولد المسمى ثيودوسيوس دوبزانسكي (إلى اليمين).

Dobzhansky ، الذي هاجر إلى الولايات المتحدة في عام 1928 ، عمل في "غرفة الطيران" لتوماس هانت مورغان ، حيث تمت دراسة الطفرات عن كثب لأول مرة. كما أولى اهتمامًا دقيقًا لعمل علماء الوراثة السكانية مثل سيوال رايت ، الذين كانوا يوضحون كيف يؤثر حجم السكان على المعدل الذي يمكن أن تنتشر به الطفرة. كان Dobzhansky مهتمًا باكتشاف الجينات التي تحدد الاختلافات بين مجموعات الأنواع.

مجموعات متغيرة وراثيا
في ذلك الوقت ، افترض معظم علماء الأحياء أن جميع أعضاء أي نوع معين لديهم جينات متطابقة عمليًا. لكن هذه كانت افتراضات نشأت في المختبر. بدأ Dobzhansky في تحليل جينات ذباب الفاكهة البري ، وسافر من كندا إلى المكسيك لاصطياد أعضاء من هذا النوع. ذبابة الفاكهة الزائفة. وجد أن مجموعات مختلفة من D. pseudoobscura لم يكن لديه مجموعات متطابقة من الجينات. كل مجموعة من ذباب الفاكهة قام بدراستها كانت تحمل علامات مميزة في كروموسوماتها التي ميزتها عن المجموعات الأخرى.


ساعد Dobzhansky في اكتشاف أن مجموعات ذبابة الفاكهة المختلفة لها ترددات مختلفة لنسختين مختلفتين من نفس الكروموسوم A قد يكونان أكثر تكرارا في مجموعة واحدة بينما الكروموسوم A 'أكثر تواترا في السكان المجاورين.

إذا لم تكن هناك مجموعة معيارية من الجينات تميز الأنواع ، فما الذي يجعل الأنواع متميزة عن بعضها البعض؟ الجواب ، كما أدرك Dobzhansky بشكل صحيح ، هو الجنس. النوع هو ببساطة مجموعة من الحيوانات أو النباتات التي تتكاثر بشكل أساسي فيما بينها. من غير المحتمل أن يتزاوج حيوانان ينتميان إلى نوعين مختلفين ، وحتى إذا حدث ذلك ، فنادراً ما ينتجان هجائن قابلة للحياة. أجرى Dobzhansky تجارب على ذباب الفاكهة أظهرت أن عدم التوافق هذا ناتج عن جينات معينة يحملها نوع واحد تصطدم بجينات من نوع آخر.

صنع نوع جديد
في عام 1937 ، نشر Dobzhansky هذه النتائج في كتاب تاريخي ، علم الوراثة وأصل الأنواع. في ذلك ، رسم شرحًا لكيفية ظهور الأنواع فعليًا. تظهر الطفرات بشكل طبيعي في كل وقت. بعض الطفرات تكون ضارة في ظروف معينة ، لكن العدد المفاجئ ليس له تأثير بطريقة أو بأخرى. تظهر هذه التغييرات المحايدة في مجموعات سكانية مختلفة وتستمر ، مما يخلق تباينًا أكبر بكثير مما كان يتخيله أي شخص سابقًا.

هذا التباين بمثابة مادة خام لصنع أنواع جديدة. إذا كان يجب أن يتكاثر أفراد مجموعة من الذباب فيما بينهم أكثر من تزاوجهم مع الأعضاء الآخرين في النوع ، فإن ملفهم الجيني سيتباعد. ستظهر طفرات جديدة في السكان المعزولين ، وقد يساعدهم الانتقاء الطبيعي على الانتشار حتى يحملهم كل الذباب. ولكن نظرًا لأن هذه الذباب المعزول كانت تتكاثر فقط ضمن عشائرها ، فإن الطفرات لا يمكن أن تنتشر إلى بقية الأنواع. سوف تصبح مجموعة الذباب المعزولة أكثر تميزًا وراثيًا. قد يتضح أن بعض جيناتهم الجديدة غير متوافقة مع جينات الذباب من خارج سكانها.

جادل Dobzhansky أنه إذا استمرت هذه العزلة لفترة كافية ، فقد يفقد الذباب القدرة على التزاوج تمامًا. قد يصبحون ببساطة غير قادرين على التزاوج مع الذباب الآخر بنجاح ، أو قد يصبح نسلهم الهجين عقيمًا. إذا خرج الذباب الآن من عزلتهم ، فيمكنهم العيش جنبًا إلى جنب مع الحشرات الأخرى ولكنهم لا يزالون يواصلون التزاوج فيما بينهم فقط. سيولد نوع جديد.

التوليف الحديث
جذبت قدرة Dobzhansky على الجمع بين علم الوراثة والتاريخ الطبيعي العديد من علماء الأحياء الآخرين للانضمام إليه في الجهود المبذولة لإيجاد تفسير موحد لكيفية حدوث التطور. جمع عملهم المشترك ، والمعروف باسم "التركيب الحديث" ، علم الوراثة وعلم الحفريات وعلم النظاميات والعديد من العلوم الأخرى في تفسير واحد قوي للتطور ، موضحًا كيف يمكن للطفرات والانتقاء الطبيعي أن ينتج تغيرًا تطوريًا واسع النطاق. من المؤكد أن التوليف الحديث لم ينهِ دراسة التطور ، لكنه أصبح أساسًا للبحث في المستقبل.


كيف تطور البشر ليصبحوا عنيفين بشكل صادم ومتعاونين للغاية

هل البشر بطبيعتهم خير أم شر؟ لقد انقسمت الآراء حول السؤال منذ أن بدأ الناس يتفلسفون. يقول البعض ، مثل أتباع جان جاك روسو ، إننا كائنات مسالمة بطبيعتها يفسدها المجتمع. ينحاز الآخرون إلى توماس هوبز ويرون أننا كائنات عنيفة بطبيعتها يحضرها المجتمع. كلا المنظورين له معنى. ومع ذلك ، فإن القول بأننا على حد سواء & # 8220 سلمي طبيعي & # 8221 و & # 8220 عنيف بشكل طبيعي & # 8221 يبدو متناقضًا. هذا هو التناقض في قلب كتابي الجديد.

يتم حل المفارقة إذا أدركنا أن الطبيعة البشرية مجرد وهم. كان الوهم ، في الأساطير الكلاسيكية ، مخلوقًا له جسد ماعز ورأس أسد. لم يكن شيئًا واحدًا ولا ذاكًا: كان كلاهما. أنا أزعم أنه فيما يتعلق بالعدوان ، فإن الإنسان هو عنزة وأسد. لدينا نزعة منخفضة للعدوان المندفع ، وميل كبير للعدوان مع سبق الإصرار. هذا الحل يجعل كل من روسو وهوبز على حق جزئيًا ، لكنه يثير سؤالًا أعمق: لماذا تطور مثل هذا المزيج غير العادي من الفضيلة والعنف؟

لم يتم سرد قصة كيف أصبح جنسنا البشري يمتلك هذا المزيج الفريد من قبل ، ويقدم منظورًا ثريًا وجديدًا لتطور ميولنا السلوكية والأخلاقية. كما أنه يعالج السؤال المذهل ولكن المُهمل بشكل مدهش حول كيف ولماذا ، الانسان العاقل، إلى حيز الوجود على الإطلاق.

منذ الستينيات ، تقاربت الجهود لفهم بيولوجيا العدوان على فكرة مهمة. العدوان - يعني السلوك المقصود منه التسبب في ضرر جسدي أو عقلي - ينقسم إلى نوعين رئيسيين ، متميزين جدًا في & hellip

اشترك للحصول على وصول رقمي غير محدود

اشترك الآن للوصول غير المحدود

التطبيق + الويب

  • وصول غير محدود إلى الويب
  • تطبيق نيو ساينتست
  • تتوفر مقاطع فيديو لأكثر من 200 محادثة علمية بالإضافة إلى الكلمات المتقاطعة الأسبوعية حصريًا للمشتركين
  • وصول حصري إلى الأحداث الخاصة بالمشتركين فقط بما في ذلك حدث تغير المناخ في الأول من يوليو
  • عام من التغطية البيئية التي لا مثيل لها ، حصريًا مع نيو ساينتست وبرنامج الأمم المتحدة للبيئة

طباعة + تطبيق + ويب

  • وصول غير محدود إلى الويب
  • طبعة مطبوعة أسبوعية
  • تطبيق نيو ساينتست
  • تتوفر مقاطع فيديو لأكثر من 200 محادثة علمية بالإضافة إلى الكلمات المتقاطعة الأسبوعية حصريًا للمشتركين
  • وصول حصري إلى الأحداث الخاصة بالمشتركين فقط بما في ذلك حدث تغير المناخ في الأول من يوليو
  • عام من التغطية البيئية التي لا مثيل لها ، حصريًا مع نيو ساينتست وبرنامج الأمم المتحدة للبيئة

المشتركين الحاليين ، يرجى تسجيل الدخول بعنوان بريدك الإلكتروني لربط الوصول إلى حسابك.


1.2.2 مستويات تنظيم الكائنات الحية

الكائنات الحية منظمة للغاية وهيكلية ، وفقًا لتسلسل هرمي يمكن فحصه على مقياس من الصغير إلى الكبير. ال ذرة هي أصغر وحدة أساسية وأكثرها جوهرية في المادة. يتكون من نواة محاطة بالإلكترونات. الذرات تشكل الجزيئات. أ مركب هي بنية كيميائية تتكون من ذرتين على الأقل مرتبطة ببعضها البعض بواسطة رابطة كيميائية واحدة أو أكثر. العديد من الجزيئات المهمة بيولوجيا الجزيئات الكبيرة، جزيئات كبيرة تتشكل عادة من وحدات متكررة. مثال على الجزيء الكبير هو الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) (طاولة 1.1) ، والذي يحتوي على تعليمات لبنية وعمل جميع الكائنات الحية.

الجدول 1.1 المستويات البيولوجية لتنظيم الكائنات الحية من الصغيرة إلى الكبيرة. من عضية واحدة إلى المحيط الحيوي بأكمله ، تعد الكائنات الحية أجزاء من التسلسل الهرمي عالي التنظيم. (Credit & # 8220macromolecules & # 8221: & # 8220Geoff Hutchison & # 8221 / Flickr credit "organelles": & # 8220Przemyslawtarka95 & # 8243 / Wikimedia Commons Credit "cells": & # 8220Steve Begin & # 8221 / Flickr Credit "tissues": & # 8220 # 8243 / ويكيميديا ​​كومنز الائتمان "أعضاء": الرسم التشريحي ليوناردو دافنشي الائتمان "الكائنات الحية": & # 8220dmitry.kaglik & # 8221 / فليكر الائتمان "النظم البيئية": & # 8220USFWS & # 8211 منطقة المحيط الهادئ & # 8221 / فليكر الائتمان "المحيط الحيوي ": GSFC / NASA Goddard.)

الجزيئات الكبيرة & # 8211 على سبيل المثال: الحلزون المزدوج للحمض النووي
العضيات & # 8211 مثال: البلاستيدات الخضراء في الخلايا النباتية
الخلايا & # 8211 مثال: خلايا الدم الحمراء البشرية
مناديل & # 8211 مثال: بصيلات الشعر في جلد الثدييات
أجهزة وأجهزة الأعضاء & # 8211 مثال: & # 8220 الأجهزة الرئيسية والأوعية الدموية والجهاز البولي التناسلي للمرأة & # 8221
الكائنات الحية والسكان والمجتمعات & # 8211 مثال: أشجار الصنوبر في مجتمع الغابة
النظم البيئية & # 8211 مثال: النظام البيئي للشعاب المرجانية
المحيط الحيوي & # 8211 مجموع جميع النظم البيئية على الأرض

تحتوي بعض الخلايا على هياكل صغيرة موجودة داخل الخلايا محاطة بأغشية تسمى هذه العضيات. جميع الكائنات الحية مصنوعة من خلايا زنزانة نفسها هي أصغر وحدة أساسية في التركيب والوظيفة في الكائنات الحية. تتكون بعض الكائنات الحية من خلية واحدة والبعض الآخر متعدد الخلايا.

في الكائنات الحية الأكبر ، تتحد الخلايا لتكوين مناديل، وهي مجموعات من الخلايا المتشابهة تؤدي وظائف متشابهة أو ذات صلة. أجهزة هي مجموعات من الأنسجة مجمعة معًا تؤدي وظيفة مشتركة. ان نظام الجهاز هو مستوى أعلى من التنظيم يتكون من أعضاء مرتبطة وظيفيًا. للثدييات العديد من أجهزة الجسم ، بما في ذلك الجهاز الدوري والجهاز الهضمي. الكائنات الحية هي كيانات فردية حية. على سبيل المثال ، كل شجرة في الغابة هي كائن حي. تتكون بعض الكائنات الحية من خلية واحدة.

يُطلق على جميع أفراد الأنواع التي تعيش في منطقة معينة بشكل جماعي اسم أ تعداد السكان. على سبيل المثال ، قد تحتوي الغابة على العديد من أشجار الصنوبر. تمثل كل أشجار الصنوبر هذه سكان أشجار الصنوبر في هذه الغابة. قد تعيش مجموعات سكانية مختلفة في نفس المنطقة المحددة. على سبيل المثال ، تشتمل الغابة التي تحتوي على أشجار الصنوبر على مجموعات من النباتات المزهرة وكذلك الحشرات والمجموعات الميكروبية. أ تواصل اجتماعي هو مجموع السكان الذين يسكنون منطقة معينة. على سبيل المثال ، تشكل جميع الأشجار والزهور والحشرات والمجموعات السكانية الأخرى في الغابة مجتمع الغابة. الغابة نفسها هي نظام بيئي. ان النظام البيئي يتكون من جميع الكائنات الحية في منطقة معينة مع الأجزاء اللاأحيائية وغير الحية لتلك البيئة مثل النيتروجين في التربة أو مياه الأمطار. على أعلى مستوى من التنظيم (الجدول 1.1)، ال المحيط الحيوي هي مجموعة من جميع النظم البيئية ، وتمثل مناطق الحياة على الأرض. وهي تشمل الأرض والماء والجو.

أي من العبارات التالية غير صحيح؟

  • توجد الأنسجة داخل الأعضاء الموجودة داخل أنظمة الأعضاء.
  • توجد المجتمعات داخل السكان التي توجد داخل النظم البيئية.
  • توجد العضيات داخل الخلايا الموجودة داخل الأنسجة.
  • توجد المجتمعات داخل النظم البيئية الموجودة في المحيط الحيوي.

الأنواع والأنواع والتطور

يعارض الخلقيون فكرة أن الأنواع يمكن أن تتطور إلى ما لا نهاية ويتهمون علماء الأحياء التطورية بالفشل في تحديد مصطلحاتهم بشكل صحيح. في هذا المقال ، أريد أن أتتبع بإيجاز تاريخ فكرة الأنواع وأظهر أنها في الواقع من فضائل البيولوجيا التي تحاول جعل شروطها تتبع الدليل بدلاً من تعريفها جميعًا مقدمًا. إن الفكرة القائلة بأن الأنواع كان يُعتقد عمومًا أنها ثابتة قبل داروين هي فكرة خاطئة ببساطة - اعتقد العديد من مفكري الخلق في الفترة الكلاسيكية حتى القرن التاسع عشر أن الأنواع يمكن أن تتغير. في الواقع ، كان من المستحيل اقتراح قضية التطور حتى يتم الادعاء بأن الأنواع قد تم إصلاحها ، وبمجرد اقتراح ذلك ، كان التطور أيضًا. كان هناك غموض طويل الأمد بشأن "الأنواع" الحية يعود إلى العصر الكلاسيكي وينبع من الملاحظة الجيدة. علاوة على ذلك ، لا يوجد شيء في التقاليد الكتابية أو اللاهوتية يتطلب أن تكون الأنواع ثابتة ، فقط تلك الأنواع موجودة ، وهو ما لم ينكره أنصار التطور ولا الخلقيون التقليديون.

نظرًا لارتفاع عدد "مفاهيم" الأنواع في الأدبيات ، فقد حاولت أيضًا وضعها في سياقها وإدراجها في قائمة للرجوع إليها بسهولة (انظر هذه الصفحة). بهذه الطريقة ، عندما تتم الإشارة إلى "مفهوم" في النص ، يمكن مقارنته بمفاهيم المرشح الأخرى. من الواضح بالنسبة لي ، على أي حال ، أن هناك العديد من مفاهيم الأنواع ، وأن علماء الأحياء يستخدمون المفهوم الذي يناسب الكائنات التي يدرسونها. أعتقد أن هذا على أنه "أطعمة شهية مفاهيمية" - عندما يحتاج العلماء إلى مفهوم الأنواع ليناسب الكائنات الحية التي تتم دراستها ، فإنهم عادةً ما يقومون بتجميع "شطيرة النادي" المخصصة من الأفكار السابقة. هذه ليست ممارسة سيئة - إذا كان العلم يتعلق بالتعلم واستخدام الكلمات للتعبير عن هذا التعلم ، فعلينا أن نتوقع أنهم سيفعلون ذلك ، وفي الحقيقة هم يجب.

لفهم مفهوم الأنواع ، يجب أن نفهم كيف تطورت الفكرة في تاريخ البحث البيولوجي. نقطة واحدة يجب أن تؤخذ في الاعتبار دائمًا: لم يصبح الناس أذكياء فجأة عند نشر كتاب أصل الأنواع ، ولم يكونوا مراقبين سيئين قبل ذلك التاريخ. وتذكر نقطة ذات صلة: الالتزام الديني ليس له علاقة تذكر بأنواع الاستنتاجات التي توصل إليها المؤرخون الطبيعيون وعلماء الأحياء قبل داروين ، ويبدو أن في العلم، لا يزال الأمر كذلك الآن.

تطور مفهوم الأنواع

ثم قال الله ، لتنبت الأرض نباتا: غرسًا يبزر بذرا ، وأشجارا في الأرض تثمر ببذورها ، على اختلاف أنواعها. وكان الأمر كذلك. وأنتجت الأرض نباتا: نباتات تحمل بذورًا حسب نوعها ، وأشجارًا تثمر فيها بذورًا حسب أنواعها. ورأى الله ذلك أنه حسن. ...

وقال الله: ليكن الماء يعج بالحيوان ، ولتطير الطيور فوق الأرض عبر جلد السماء. فخلق الله كائنات البحر العظيمة ، وكل شيء حي ومتحرك يعج به الماء على حسب أنواعه ، وكل طائر مجنح حسب نوعه. ورأى الله ذلك أنه حسن. ...

وقال الله: ((لتنتج الأرض ذواتًا حية كجنسها: بهائم ، ذبح الأرض ، وحوشًا كجنسها)). وكان الأمر كذلك. لقد خلق الله الحيوانات البرية بأنواعها ، والماشية بأنواعها ، وجميع الكائنات التي تسير على الأرض حسب نوعها. ورأى الله ذلك أنه حسن.

تكوين 1 ، الآيات 11-2 ، 20-1 ، 24-5 ، النسخة الدولية الجديدة

طالما كان الناس يزرعون النباتات ويربون الماشية ، فإنهم يدركون أن أحد الكائنات الحية يلد كائنًا آخر يشبهه تمامًا. أي أنهم يعرفون أن الكائنات الحية تأتي في أنواع. هذا لا يقتصر على الكتاب المقدس بالطبع. عرف أرسطو ذلك. وكذلك فعل ثيوفراستوس ، تلميذه ، الذي يُطلق عليه أحيانًا والد علم النبات. إنها ليست ، كما يقولون ، جراحة صاروخية.

لذلك ، بالنظر إلى النطاق الزمني القصير نسبيًا للملاحظة البشرية ، فقد اتضح أن الناس يميلون إلى الاعتقاد بأن الأنواع والأنواع الحية كانت مستقرة وقد فعلوا ذلك. لكنهم لم يعتقدوا أن الأنواع كانت كذلك غير قادر للتغيير لفترة طويلة جدًا ، ليس حتى كتب جون راي ، عالم النبات الإنجليزي اللامع من القرن السابع عشر الذي جمع أول نباتات كاملة (من كامبريدجشير ، ثم من إنجلترا) في عمل مؤثر:

كان هذا أول تسجيل بيولوجي تعريف "الأنواع" ، على الرغم من أن المصطلح المنطقي قد استخدم في السياقات البيولوجية لفترة طويلة قبل ذلك. لكن وجهة نظره لم تكن تقليدية. بعد اقتراح أرسطو بأن أنواعًا جديدة تشكلت عن طريق التهجين في ثقوب المياه في إفريقيا ، وافق القديس أوغسطين ، من بين آخرين (بما في ذلك أحد مترجمي إنجيل الملك جيمس) ، لحسن الحظ أن الأنواع الجديدة يمكن أن تتكون من الأنواع القديمة. لاحظ لينيوس نفسه ، الذي يُنظر إليه أحيانًا على أنه منشئ تثبيت الأنواع ، التهجين بين نوعين من النباتات في حديقته الخاصة ، وفي وقت متأخر من حياته راجع وجهة نظره بأن الأنواع كانت على أنها "الكائن اللامتناهي" الذي خلقها لأول مرة. بالتأكيد لم يكن هناك تقليد في الأوساط اللاهوتية المسيحية عن هذا النوع كان أن تكون ثابتة قبل ذلك الحين.

خلال العصور الوسطى ، كان يتم إنجاز القليل من التاريخ الطبيعي - أو علم الأحياء كما نسميه الآن. لكن كان هناك استثناء: كان الإمبراطور الروماني المقدس فريدريك الثاني من هوهنشتاوفن (1194-1250) صقورًا متحمسًا ، وكتب ، حرفياً ، الكتاب المتعلق به ، واكتشف أن أرسطو كان أحيانًا ساذجًا بعض الشيء ، والأسوأ من ذلك أنه فشل في ذلك. ناقش الصقور والصقور وصيد الطيور. كان لدى فريدريك الموارد والوقت لإجراء دراسة مناسبة ، ووجد أن أنواع الطيور لم تكن أشياء بسيطة على الإطلاق. استقر على التهجين كمعيار. اتبع ألبرت العظيم ، الذي كان بإمكانه الوصول إلى كل من كتابات فريدريك الصقارين ، هذه الفكرة. لكن كلاهما لا يزال يأخذ على محمل الجد الفكرة القديمة للتوليد التلقائي للأنواع من الأنواع الأخرى للتحقيق فيها. أرسل فريدريك مبعوثين إلى السويد بحثًا عن أدلة تؤيد أو تعارض فكرة أن أوزة البرنقيل نشأت من الديدان (وهذا ما حصل على اسمه). لم يجد أي دليل وخلص إلى أن الفكرة كانت قائمة على الجهل. أجرى ألبرت تجارب تربية وتمكن من إظهار أن الإوز وضع البيض بالطريقة المعتادة.

لذلك يجب علينا أولاً أن نتخلى عن فكرة أن الناس قبل داروين كانوا يعتقدون أن الأنواع ثابتة بالضرورة. البعض لم يفعل الكثير. علاوة على ذلك ، بمجرد أن ظهرت فكرة تثبيت الأنواع ، تم تحديها. جعل لينيوس الفكرة شائعة في Systema Naturae ، والتي كانت الطبعة الأولى منها في عام 1735. في عام 1745 ، جادل الفيزيائي بيير موبيرتوس في كتابه الفيزيائي فينوس أن الأنواع تطورت بالفعل ، وأنهم فعلوا ذلك من خلال نسخة خام من الانتقاء الطبيعي ، والتي ورثت تم نقل الخصائص بنسبة 3: 1 من خلال كل من الأم والأب. في حين أن هذا لم يؤثر على الكثير من الناس في ذلك الوقت ، إلا أنه يشير إلى أن الإصلاح لم يكن عالميًا بين العلماء حتى عندما كانت لا تزال فكرة جديدة.

لماذا نميل إلى الاعتقاد بأن كل من قبل الداروينيين كانوا إصلاحيين؟ يرجع هذا جزئيًا إلى أن داروين قد تم استخدامه كنقطة تحول في علم الأحياء الحديث ، والذي كان بالطبع كذلك ، وحاول البعض ، من بينهم رائد التطور إرنست ماير ، أن يجعله المصدر النهائي لكل ما هو صحيح في العصر الحديث. مادة الاحياء. علاوة على ذلك ، نعتقد أن المعتقد الديني قبل داروين يجب أن يكون قد أجبر الناس على أن يكونوا إصلاحيين. لكن العديد من المسيحيين الأرثوذكس تمسّكوا بتحويل الأنواع ، وفي بعض الحالات التي تم فيها إنكار ذلك ، مثل عالم التشريح العظيم بارون كوفييه ، لم يكن ذلك لأسباب دينية ولكن بسبب نقص الأدلة (على الرغم من أن كوفييه تمكن من تقديم الدليل على ذلك. لم تكن النباتات والحيوانات ثابتة عبر الزمن ، حتى في أوروبا).

كما أنه ليس صحيحًا أن الاعتقاد في الخلق في حد ذاته فرض موقفًا محددًا للنوع. بصرف النظر عن الربوبية ، التي تصور الله على أنه الخالق الذي ترك العالم فعليًا ليخضع للقوانين التي وضعها ، اعتقد العديد من المسيحيين أن عمل الخلق لا يزال جاريًا. والمسيحيون الذين كانوا مؤرخين طبيعيين ، سواء كانوا علماء نباتات أو علماء حيوانات ، غالبًا ما يصفون الأنواع جيدًا إلى حد ما.

هناك أسطورة أخرى - مفادها أنه قبل أن يعتقد علماء الطبيعة الداروينية أن الأنواع قد تم تعريفها من خلال مورفولوجيتها أو "جوهرها". لكن علماء التصنيف استخدموا علم التشكل كطريقة لتحديد الأنواع ، وليس كسبب لها ، وحتى لينيوس كان يعلم أن "نظامه الطبيعي" ، كما أصبح يُطلق عليه ، كان اتفاقية مفيدة ، وليس نظامًا طبيعيًا على الإطلاق . جادل علماء التصنيف حول كيف لتحديد الأنواع ، ولكن في جميع الحالات تقريبًا كان هذا يتعلق بعدد وأنواع الشخصيات التي يمكن الاعتماد عليها. في أوائل القرن التاسع عشر ، لم تكن هناك "مشكلة في الأنواع" ، بل كانت هناك فقط "مسألة الأنواع" ، والتي أطلق عليها عالم جيولوجي ثانوي يُدعى تشارلز ليل "لغز الألغاز هذا" - لماذا كانت هناك أنواع؟ لم يكن هذا السؤال هو ، وهو مسيحي أرثوذكسي ، يعتقد أنه يمكن الإجابة عليه من الكتاب المقدس. ولم يعتقد ذلك أيضًا تلميذه داروين.

وبالمثل أسيء فهم وجهة نظر داروين عن الأنواع ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أنه لم يعتبر حقًا أن تعريف النوع هو السؤال الأساسي. مثل العديد من علماء التصنيف المحترفين (كتب داروين أول وأحد أفضل أوصاف البرنقيل) ، وجد الخلاف المستمر حول ما إذا كان هذا التنوع أو كان نوعًا منفصلاً أو نفس الشيء مصدر إزعاج للقيام بهذا العمل. استشهد بتسلية ساخرة أحد خبراء التصنيف ، فيليبس ، الذي صرح "أخيرًا اكتشفت التعريف الحقيقي الوحيد -" أي شكل له اسم محدد "!" وفي عام 1842 ، كانت هناك مجموعة من المعايير التي تُشتق منها جميع قواعد التصنيف الحديثة - كان داروين عضوًا في اللجنة - والتي وضعت رسميًا قاعدة لينيوس التي تنص على أن الأنواع يجب أن يكون لها ذات الحدين (اسم الجنس والأنواع) ، وذلك فقط يمكن للمهنيين تسمية الأنواع (لمنع المتحمسين لمراقبة الطيور من تسمية كل ريش مختلف كنوع). كتب في الأصل:

بناءً على هذا التعليق وغيره ، يبدو أنه يقول إن نوعًا ما ليس شيئًا حقيقيًا ، ولكنه كان فقط ما نحن عليه مسمى شيء للراحة. لكن في أعماله بشكل عام ، يتعامل مع الأنواع على أنها أشياء حقيقية ، معزولة في الغالب (ولكن ليس دائمًا) بسبب العقم ، مع تكيفات بيئية مختلفة. كانت وجهة نظره ، ولا تزال نقطة شائكة اليوم ، أن الفرق بين النوع و a تشكيلة داخل الأنواع كان غامضًا. هذا ، بالطبع ، يرجع إلى حقيقة أن الأنواع ، مثل الكثبان الرملية والأنهار والغيوم ، ليس لها حدود صلبة وحادة بينها بسبب التطور.

حول الوقت الذي تم فيه قبول التطور عالميًا من قبل علماء الطبيعة (الذين يطلق عليهم الآن علماء الأحياء) ، ولكن قبل تسوية الداروينية الجديدة لتخليق علم الوراثة والتطور ، كتب EB Poulton ورقة بحثية في عام 1903 بعنوان "ما هو النوع؟" حيث تناول ما أصبح الآن "مشكلة" الأنواع. وضع هذا جدول الأعمال للقرن المقبل. من كونها تحديدًا مفيدًا للأنواع التي قد تختلف ، في أواخر العصور الوسطى وما بعدها ، إلى مشكلة تحديد من حصل على تسمية الأنواع وكيف سيتم تمييزها ، أصبحت الأنواع الآن "وحدات" التطور ، و علم الأحياء بشكل عام. وتبع ذلك انفجار حقيقي في محاولات تحديد الأنواع. بحلول نهاية القرن العشرين ، كان هناك حوالي 22 مفهومًا متميزًا تم تحديدها بواسطة RL Mayden ، واعتمادًا على كيفية تقسيم المرء لهم ، تمت إضافة بعض المفاهيم الأخرى القليلة. حسب إحصائي ، هناك حوالي 26 مفهومًا (انظر الشريط الجانبي ، ص 42 - 3).

حسنًا ، ليست المفاهيم بالضبط. هناك واحد فقط مفهوم، والتي نطلق عليها كلمة "أنواع". هناك 26 أو نحو ذلك المفاهيمأو التعريفات التي نحددها بطرق أخرى. هذه النقطة الفلسفية الانتقائية قليلاً مهمة. نحن نتجادل حول أفضل طريقة لتعريف المفهوم. وهذا يعتمد على البيانات العلمية والنظرية وعوامل أخرى (بعضها سياسي ضمن المجتمع العلمي). قد ننكر أن هذا المفهوم حتى لديها تعريف مفيد ، أو قد نعتقد أنه تم تضليلنا باستخدام كلمة واحدة والبحث عن عدد من المفاهيم المختلفة التي تخدم أغراض العلم والمعرفة. أذكر هذا لأن أحد الادعاءات المتكررة التي قدمها مناهضون للتطور هي أنه إذا لم نتمكن من تعريف مصطلحاتنا ، فلا يمكننا إظهار أن الأنواع تتطور. يعود هذا الكاذب إلى لويس أغاسيز ، الجيولوجي وعالم الحفريات الشهير ، الذي قدم أمريكا بمفرده إلى علم الأحياء. كتب أغاسيز:

غالبًا ما يدعي الخلقيون أنهم غير مهتمين بمستوى الأنواع. في البداية ، تطلبت نظرية الخلق تثبيت الأنواع. في عشرينيات القرن الماضي ، عندما ساوى جورج ماكريدي برايس "الأنواع" بـ "الأنواع" التوراتية ، أُجبر على السماح للسفينة بحمل "كل نوع" ، ورفع المستوى أعلى. حتى هذا لم يكن أصليًا. في أواخر القرن الثامن عشر ، اقترح بوفون ، سلف كوفييه ، أن هناك "مخزونًا أولًا" نشأ منه جميع أفراد هذا النوع ، بحيث تطورت جميع القطط من حيوان أصلي ، تم تعديله حسب الجغرافيا والمناخ ، على سبيل المثال. لذا فإن الخلقيين أنفسهم لديهم "مشكلة غموض" لا تقل عن مشكلة البيولوجيا التطورية. الحياة غامضة. من المؤكد أن "النوع" الخلقي ، أو "البارامين" ، إذ يشوهون العبرية بـ "النوع المخلوق" ، مرن للغاية. بالنظر إلى هذه المرونة ، فإن الدافع وراء الاستدلال الذي تم إجراؤه بشكل طبيعي خلال القرنين السابع عشر والثامن عشر محيط لا تتطور تقوض. إذا لم تكن الأنواع دقيقة في التكاثر ، فلماذا نعتقد أن حساب سفر التكوين كافٍ لمنع التطور؟ الجواب بالطبع هو أن الحرفية الكتابية ليست الدافع الأساسي هنا لمعارضة التطور.

مفاهيم العزلة الإنجابية
بدأت في عام 1935 ، عندما نشر عالم وراثة صغير لذبابة الفاكهة يُدعى ثيودوسيوس دوبزانسكي ورقة بعنوان "نقد لمفهوم الأنواع في علم الأحياء" في مجلة فلسفية. لا يعني ذلك أنه لم تكن هناك تطورات بعد داروين. اقترح العديد من الأشخاص أن الأنواع هي "خطوط جينية نقية" أو "أنواع برية" لا تختلف كثيرًا. تسبب علم الوراثة المندلية في الكثير من الجدل حول الأنواع. ادعى Dobzhansky أن النوع هو:

تركز الكثير من التركيز على الأنواع بعد ذلك على آليات العزل الإنجابية ، أو RIMs باختصار. كانت وجهة نظر ماير هي أن الأنواع تتشكل عندما يكون جزء من الأنواع معزولًا جغرافيًا عن النطاق الرئيسي ويتطور بطريقته الخاصة بحيث عندما تتلامس مرة أخرى ، تتطور RIMs ، كما كانت ، عن طريق الصدفة ، ولم يعد الاثنان. تهجين بنجاح.الانتقاء ضد الأنواع الهجينة ، التي ، إذا جاز التعبير ، ليست أسماكًا ولا طيورًا في التكيفات البيئية ، ثم تقوي العزلة (وهي عملية تسمى "إعادة فرض الاختيار"). نسخة ماير عن أصل الأنواع ، التي نُشرت في عام 1942 وتكررت على مدار الستين عامًا التالية (نجا ماير حتى 100 عامًا ، متجاوزًا العديد من خصومه ، وبالتالي حصل على الكلمة الأخيرة) ، تسمى خيفي نظرية الانتواع. تعني Allopatry أن مجموعتين أو نوعين أو مجموعات من الكائنات الحية تعيش في مناطق مختلفة (allo- = أخرى ، باتريا = الوطن). النوع البديل من الانتواع ، والذي هو في الواقع وجهة نظر داروين ، يسمى متواطن (سيم- = معًا) الانتواع ، وهو أمر مثير للجدل للغاية بين المتخصصين ، مع اعتقاد البعض أنه يحدث ، خاصة بين ذباب الفاكهة والأسماك المتاخمة للبحيرة ، حيث تمت دراسته ، ويعتقد آخرون أنه لم يحدث ذلك ، ويستمر الجدل. إنه يتطلب أن تتطور RIMs في مكانها ، إذا جاز التعبير ، ويعتقد الرافضون أن هذا من غير المرجح أن يحدث. إذا حدث الانتواع الودي ، فلا يمكن أن يكون هناك سوى سبب واحد - الانتقاء الطبيعي. يظهر العمل النظري الأخير أنه من الممكن إذا كانت الظروف مناسبة. ما لا نعرفه على وجه اليقين حتى الآن هو عدد المرات التي تسود فيها الظروف نكون حق.

هناك فئة أخرى غير متنازع عليها من عمليات الانتواع - عادة ما تتضمن التهجين ، تلك الفكرة القديمة لأرسطو. في النباتات على وجه الخصوص ، ولكن أيضًا في الحيوانات والفطريات والبكتيريا وما إلى ذلك ، في بعض الأحيان يمكن أن تتضاعف المكملات الجينية بأكملها أو تتضاعف ثلاث مرات أو أكثر ، مما يؤدي إلى حالة تعرف باسم تعدد الصبغيات. عندما يحدث هذا ، في بعض الأحيان لا تصطف الكروموسومات والجينات بسبب اختلاف الهياكل الجينية للوالدين ، ولكن مضاعفة الجينوم الإضافية ، يليها انقسام الخلية ، يمكن أن تعطي الخلية مجموعة زوجية من الكروموسومات ، مما يسمح لها بفعالية وجدت نوعًا جديدًا في جيل واحد أو بضعة أجيال. عندما يتزاوج نوعان ، فإن هذا يسمح للكائن الناتج أن يكون لديه مجموعة متطابقة من الكروموسومات. تشير التقديرات إلى أن جميع السراخس تقريبًا ، على سبيل المثال ، لديها حالة تعدد الصبغيات في أسلافها ، وتشكل ما يصل إلى 7 ٪ من أنواع السرخس الفعلية بهذه الطريقة. وقد شوهد أيضًا في النباتات المزهرة والشعاب المرجانية والجنادب والحشرات الأخرى والزواحف. حتى أنه تم الافتراض أن فرع الثدييات بأكمله لشجرة التطور قد بدأ مع هذا النوع من الأحداث. إذن ، بمعنى ما ، كان لينيوس وأرسطو على حق ... نوعًا ما. حتى مندل اعتقد أن هذا قد يكون السبب وراء تطور الأنواع الجديدة ، وهو ما أفاد بحثه في الأشكال الهجينة ، على الرغم من أنه درس التهجين داخل الأنواع وليس بينها.

مفاهيم تطورية
لذا فإن مفاهيم RISC لديها الكثير من الفسحة للتفسير. لكنها ليست المفاهيم الوحيدة الموجودة على السبورة. نوع واحد من الحمل يذهب بالاسم مفاهيم الأنواع التطورية، وهو أيضًا تسمية خاطئة (لأن جميع الأنواع قد تطورت). وفقًا لوجهة النظر هذه ، لا يهم كثيرًا ما إذا كان هناك نوعان محتملان قيد الدراسة معزولين بشكل تكاثر. حتى لو كان هناك تدفق جيني بينهما على أساس منتظم ، فإن المهم هو ما إذا كانت تظل متميزة تطوريًا أم لا. يحتوي تعريف Dobzhansky على تلميح لهذا ، لكن الصيغة الأصلية ترجع إلى عالم الحفريات ، جورج جايلورد سيمبسون. عرّفها سيمبسون بهذه الطريقة في عام 1961 ، على الرغم من وجود تعريف سابق وأكثر تقنيًا من عشر سنوات قبل:

ما يهم هنا هو أنه بغض النظر عما يحدث من حيث التبادل الجيني ، تظل المجموعات السكانية متميزة ، ولها أشكالها وتكيفاتها ومصيرها. يعتبر مصطلح "النسب" المستخدم هنا مهمًا بشكل خاص ، حيث ركز على تفكير علماء الأحياء بشكل أكبر في المصطلحات التطورية ، وأدى إلى ظهور فئة أخرى من المفاهيم - مفاهيم الأنواع السلالة.

تم توسيع المفاهيم التطورية منذ سيمبسون لتشمل الكائنات الحية اللاجنسية (التي لا تشكل ، بالمعنى الدقيق للكلمة ، مجموعات ، لأن هذا المصطلح يشمل بينتربية). النقطة المهمة هي أن هناك سلالة واحدة بمرور الوقت. في المقابل ، تتضمن مفاهيم RISC "أفقًا" زمنيًا واحدًا ، مما يعني أن النوع هو شيء في وقت ومكان معينين لا يتهجين مع مجموعات سكانية أخرى ، وهم أيضًا يستبعدون بالضرورة الكائنات الحية اللاجنسية.

مفاهيم النشوء والتطور
هناك مجموعة من مفاهيم الأنواع التي تندرج تحت الاسم المشترك مفاهيم الأنواع النشوء والتطور. إن السلالة هي ، بطبيعة الحال ، تاريخ تطوري ، وجاء الاقتراح الأولي لمفهوم النشوء والتطور من ويلي هينيغ ، عالم الحشرات من ألمانيا الشرقية والذي مع ذلك تمكن من التأثير على عدد كبير من علماء الأحياء خلال ذروة الحرب الباردة. تُعرف منهجية وفلسفة التصنيف عند هينيغ اليوم باسم "علم الكيانات".

لم يشرع هينيج في ابتكار مفهوم جديد للأنواع. لقد افترض إلى حد كبير شيئًا مثل مزيج من تعريفات ماير وسيمبسون. كان الاختلاف هو أنه ركز على عنصر النسب ، ودمجه مع حساب واضح ورسمي لتكوين المجموعات منطقيًا. في كتابه النظاميات النشوء والتطور ، المترجم إلى اللغة الإنجليزية في عام 1966 ، قام بتضمين رسم تخطيطي حول الانتواع (أعيد رسمه أعلاه في الشكل 1) ، ومتى يجب تسمية نوع جديد.

هناك العديد من السلالات في هذا الرسم التخطيطي. تجاهل المصطلحات التقنية (كان Hennig مصطلحًا رائعًا لصياغة الأسماء الكلاسيكية) ، يمكنك أن ترى أن كل كائن حي هو جزء من الأنساب النسب. هذه ، عند تجميعها معًا ، تشكل a محيط النسب. من الواضح أن ما يجعل سلالة الأنواع هو حقيقة أن الشبكة المتشابكة الكلية لسلالات الأنساب لم تنقسم بعد (كما هو الحال في الرسم البياني الأيمن الذي يحمل علامة "علاقات النشوء والتطور"). عندما تنقرض ، كما يقول هينيغ ، فإن النوع القديم ينقرض ويظهر نوعان جديدان (كما هو الحال في الدوائر المنفصلة في الأعلى).

تسبب هذا الحكم في الكثير من القلق. يبدو أنه يقول أن هذا النوع لديها تنقرض عندما تظهر أنواع جديدة ، ولكن بالطبع يمكن أن يتطور نوع جديد دون تعديل النوع القديم كثيرًا ، على كل حال. كان مؤتمر هينيغ ، كما هو معروف ، أكثر أهمية تسمية الأنواع من تعريف طبيعتها البيولوجية. عندما يظهر نوع جديد ، يشير الاسم القديم إلى جزء فقط من نسله ، وبالنسبة إلى Hennig ، هذا يعني أنه لم يعد يتم تسمية مجموعة "طبيعية". إنها تشبه إلى حدٍ ما تسمية موسيقى الروك "بلوز" لأنها من سلالة البلوز. ما قاله هينيغ يعني أن ما لا يزال "بلوز" يجب أن يحصل على اسم جديد حتى يتمكن علماء الموسيقى من التحدث دون غموض (لذلك قد يطلق عليه "البلوز التقليدي").

تأتي مفاهيم الأنواع الوراثية في ثلاث نكهات واسعة. أحدهما هو مفهوم هينيجيان "النقي" الموصوف أعلاه. لكن منهجية هينيغ اعتمدت أيضًا على تقسيم الكائنات الحية من خلال السمات المشتركة ، وهو سؤال تشخيصي. لذا فإن مفهومًا آخر للتطور ، والذي أسميه التصور الذاتي (بعد أحد المصطلحات التقنية لهينيج والذي يعني "الأشكال المشتقة") ، يعرّف الأنواع على أنها العقدة النهائية على شجرة النشوء والتطور ، والتي تقوم على مقارنة العديد من الميزات. إذا لم ينتج عن التحليل أي مجموعة أصغر ، فإن الكائنات الحية في هذه المجموعة تشكل نوعًا. هذا له تأثير جانبي يتمثل في زيادة عدد الأنواع على مفهوم RISC الأقدم - بما يصل إلى خمسة أضعاف - ولهذا السبب لم يتم قبوله من قبل العديد من خبراء التصنيف. من ناحية أخرى ، إذا كان نوعًا ما حقًا يكون مجرد شبكة متشابكة غير مقسمة لعلاقات الأنساب ، هذا ما يتعين علينا التعامل معه. يميل مفهوم التشوه الذاتي إلى ترك القضايا التاريخية حول ما إذا كانت شجرة النشوء والتطور تمثل تمثيلًا تاريخيًا جيدًا من جانب واحد. "الأنواع" هنا تشخيصية.

المفهوم الآخر الذي أسميه مفهوم تصنيف النشوء والتطور. وفقًا لوجهة النظر هذه ، النوع هو مجرد نوع آخر من الأصناف في شجرة النشوء والتطور - نوع يحدث أحادي وغير مقسمة. أحادي في هذه الحالة يعني ببساطة أنه لا يتم استبعاد أي سليل من الأنواع الأصلية ، بحيث إذا كان نوعًا واحدًا فعلت انقسموا إلى قسمين ، كان من الممكن أن يكون نوعًا من قبل ، لكنه الآن نوعان ، وهو أمر واضح جدًا. ومع ذلك ، فإن هذا الرأي يسمح "للاحتفاظ" بالاسم القديم من قبل أحد الأحفاد.

تصورات علم الوراثة هي بطريقة طفيلية على المفاهيم البيولوجية مثل RISC. من أجل معرفة أن كائنين من الكائنات الحية في نفس النوع ، يتعين على المرء القضاء على سمات فرعية مثل ، على سبيل المثال ، ريش مختلفة أو جزيئات أو جينات جهاز المناعة. خلاف ذلك يمكن للمرء تقسيم الكائنات الحية وصولا إلى الأفراد مع طفرات جديدة أو اختلافات طفيفة. هناك من يفعل ذلك ، أيضًا ، ممن ينوون إزالة "الأنواع" من مفردات العمل لعلماء الأحياء واستبدالها بـ "المجموعة التطورية" أو "التصنيف الأقل شمولًا" وقد نشير إليهم بشكل جماعي باسم "المستبعدون للأنواع".

المفاهيم البيئية
في عشرينيات القرن الماضي ، اقترح عالم نبات سويدي يُدعى جوت توريسون أن هناك أنواعًا مختلفة من "الأنواع" ، كان أحدها استجابة للبيئة المحلية. على الرغم من أنه ليس مندليان ، حيث بدا أن توريسون يعتقد أن البيئة قد غيرت الجينات بشكل مباشر ، إلا أن جيناته البيئة تم إحياء المفهوم من وقت لآخر. اقترح مؤلفون مختلفون ، بمن فيهم ماير ، أن ما يجعل نوعًا ما هو احتلال "مكانة" بيئية ، وفي عام 1976 اقترح عالم النبات الأمريكي لي فان فالين أن النوع كان سلالة "احتلت منطقة تكيفية" بشكل مختلف عن الأنواع الأخرى. جمع "اقتراح" فان فالين (لم يسمه تعريفًا) بين حساب Mayr's RICS وحساب Simpson التطوري ، لأن فكرة "المنطقة التكيفية" هي فكرة Simpson أيضًا.

حالة فان فالين كانت مثال مجمع الأرو الأبيض الأمريكي ، Quercus، والتي سوف تتكاثر بحرية إلى حد ما ، ومع ذلك تظل مستقرة من الناحية المظهرية. وقال إن هذا يرجع إلى التكيف مع الاحتياجات البيئية الخاصة. تم العثور على حالات مماثلة في أماكن أخرى على سبيل المثال ، تتزاوج شجرة الكينا الأسترالية مع أقارب بعيدًا ، ولكنها غالبًا ما تكون عقيمة مع الأقارب الأقرب.

الفكرة التي يدعمها هذا المفهوم هي "المشهد التكيفي" الشهير. الأنواع ، بغض النظر عن تدفق الجينات بين مجموعات الأنواع الأخرى ، تحتل "ذروة" في هذا المشهد (انظر ، على سبيل المثال ، وجهة النظر التي تبناها ريتشارد دوكينز في كتابه تسلق جبل غير محتمل [نيويورك: دبليو دبليو نورتون ، 1996]) حيث تفترض استعارة المشهد التكيفي هذا ضمنيًا. تتشكل الكائنات البيئية عندما "ينكسر" المشهد التكيفي ، لاستخدام مصطلح من الفيلسوف كيم ستيرلني. يشير العمل الأخير على الانتواع إلى أن هذا عامل في معظم الحالات ، على الرغم من أن له دورًا مختلفًا في الانتواع التماثلي عن الانتواع المتماثل أو متعدد الصيغ الصبغية.

حقيبة حمل من التصورات
كما هو الحال مع أي تصنيف ، هناك بعض الأشياء التي لا تتناسب بدقة مع هذا المخطط. تمزج العديد من المفاهيم الحالية وتتطابق مع جوانب هذه المفاهيم ، لذلك يمكن وصف وصف معين بأنه ، على سبيل المثال ، حساب انعزالي ، تطوري ، وراثي. ولكن هناك أيضًا مفاهيم للأنواع تقدم مقترحات إيجابية ، على سبيل المثال ، للأنواع اللاجنسية. في وقت من الأوقات كان هناك شك في وجود مثل هذه الأشياء ، أو أنها نادرة ، ولكن بصرف النظر عن الأنواع البكتيرية (التي ليس لها في بعض الأحيان "جنس" ولكن يمكنها تبادل الجينات في ظروف مختلفة) ، هناك عدد متزايد معروف من "التوالد العذري" الأنواع (في الحيوانات - يطلق عليها في النباتات "apomictics") التي لا تحتاج إلى تخصيب بويضاتها أو بذورها. تكون الكائنات الحية التي تنحدر من كائنات جنسية لا جنسية في بعض الأحيان ، مثل سحالي whiptail الشهيرة في جنوب الولايات المتحدة الأمريكية وشمال المكسيك (جنس Cnemidophora). في كثير من الحالات تتشكل هذه عن طريق التهجين بين الأنواع ذات الصلة الوثيقة ، في الحيوانات والنباتات. تشكل الفيروسات أيضًا "أنواعًا" تسمى "أشباه الأنواع" ، عادةً بدون عبور المواد الجينية.

يُطلق على مفهوم آخر للأنواع أحيانًا اسم "التقاليد" ، أو بشكل أقل دقة ولكنه أكثر شيوعًا "الاسمية للأنواع". تحظى هذه النظرة بشعبية كبيرة بين أولئك الذين تنبثق أفكارهم عن التطور من عمل عالم الوراثة JBS Haldane في أوائل القرن العشرين. إنه في الأساس الادعاء بأن الأنواع هي مجرد أسماء ، تم اختيارها للراحة ، بحيث يمكن للمتخصصين التحدث مع بعضهم البعض. ومع ذلك ، إذا كانت الأنواع مجرد خيال مناسب ، فكيف يعرف المتخصصون أن مصطلحاتهم تشير إلى نفس الأشياء؟

وأخيرًا ، دعونا نفكر في مشاكل تحديد الأنواع في الحفريات. لا يتم تسجيل جميع المعلومات حول الكائن الحي في الحفرية. لدينا بيانات حول الأجزاء الصلبة ، وفي حالات نادرة ، انطباعات الجلد أو الريش ، لكننا لا نعطي علم الوراثة ، أو السلوك ، أو الألوان ، أو النطاقات ، أو تفضيلات التزاوج. وغالبًا ما تكون هذه علامات على كونها أحد أنواع RISC ، أو تُستخدم لتشخيص الأنواع التطورية. قد تكون "الحفريات القديمة" ، كما يطلق عليها أحيانًا ، أقل اعتباطية من الأنواع التقليدية ، لكنها لا ترسم بالضرورة على الأنواع "البيولوجية".

ضع في اعتبارك الجدل الدائر في التطور البشري حول ما إذا كان الانسان العاقل تركت أفريقيا بأكملها ، كما كانت ، أو ما إذا كانت من أقدم الأحياء القديمة ، الانسان المنتصبتزاوج مع H سابينس عقب ذلك مباشرة. يشير العمل الأخير الذي قام به آلان تمبلتون إلى حدوث ثلاث هجرات رئيسية من إفريقيا ، كل منها ترك بصمة وراثية على السكان المعاصرين. لذا ، هي H المنتصب و ح العاقل نوع واحد أم نوعان؟ قد نكون قادرين على حل ذلك من خلال نوع العمل الذي يقوم به تمبلتون ، لكننا قد لا نفعل ذلك أيضًا.

معرفة الأنواع
الآن تواجه المفاهيم "البيولوجية" والتطورية والتطور مشكلة تشغيلية لعلماء الأحياء - إلا في حالات نادرة جدًا ، يكاد يكون من المستحيل إعطاء معايير التعاريف لتحديد الأنواع وترسيمها. كانت هناك حالات تم فيها تحديد شكلين على أنهما نفس النوع لأنه تمت ملاحظة تزاوجهما ، ولكن لا توجد الموارد أو الوقت لإجراء تجارب التزاوج المتنوع للتوضيح في كل حالة. في الواقع ، العديد من الأنواع "البيولوجية" والتطورية ، مثل النمور والأسود ، التي تم عزلها لملايين السنين ، علبة تتكاثر في ظروف اصطناعية ، وذريتهم تكون خصبة ، لذلك قد لا تساعد اختبارات التزاوج على أي حال. في القرن الثامن عشر ، أثبت بوفون أن بعض الأنواع يمكن أن تتزاوج من حين لآخر (وهذا هو السبب في أنه كان يعتقد أن هناك أول مخزون لمجموعات من الحيوانات). لذا فإن التعريفات ، أو المفاهيم كما أفضل ، لا تساعد كثيرًا. وبقدر ما تذهب المفاهيم التطورية ، ليس لدينا ببساطة وصول مباشر إلى الأدلة التي نحتاجها في حالة الأنواع المنقرضة وحتى الموجودة. قد يكون صحيحًا أن الأنواع لها مصائر مميزة ، لكننا غالبًا لا نعرف.

من المهم فصل قضايا أي نوع نكون من القضايا المتعلقة بكيفية وجود الأنواع معروف أو المحددة، لأنه بينما تشير البيولوجيا التطورية وعلم الوراثة إلى بعض العمليات التي تتطور من خلالها الأنواع ، فإن الاختبارات التي نستخدمها لمعرفة ما إذا كان هناك كائنان من نفس النوع أم لا قد تكون في الواقع عرضية تمامًا لأسبابهما يجرى محيط. يتم استخدام العديد من الاختبارات ، معظمها الاختبارات الجينية والجزيئية هذه الأيام. اقتراح حديث يسمى تشفير الحمض النووي الشريطي يستخدم جينًا معينًا على العضيات الخلوية يعرف باسم الميتوكوندريا بسرعة لتحديد الأنواع للحفظ ولأغراض أخرى ، ولكن لا أحد يعتقد أن الجين ، COX1 ، الأسباب انتواع. في الواقع ، في الحالات التي تمت فيها دراسة "جينات التكاثر" ، فهي جينات نووية وليست جينات ميتوكوندريا (وعلى أي حال من غير المحتمل أن تسبب نفس الجينات انتواعًا في كل المجموعات). عندما يهاجم الخلقيون علم الأحياء التطوري لعدم قدرتهم على تعريف مصطلح "الأنواع" ، فهي تخلط بين تحديد وتشخيص الأنواع ومعنى مصطلح "الأنواع". من حين لآخر ، يفعل بعض العلماء نفس الشيء.

لنفترض أننا نأخذ مثالاً غير بيولوجي - "الجبل". إذا لم نتمكن من تقديم تعريف عالمي لهذا المصطلح ، فهذا لا يعني عدم وجود جبال ، أو حتى أننا لا نستطيع معرفة ما إذا كنا ننظر إلى جبل. وتشرح النظرية الجيولوجية للصفائح التكتونية سبب وجود الجبال حتى عندما يكون المصطلح غير قابل للتحديد. التعريفات مخصصة للفلسفة ، لكن يمكن للعلم الاستغناء عنها إذا احتاج إلى ذلك. الأنواع هي ظاهرة في علم الأحياء التي تشرحها النظرية ، وليست مفاهيم بدائية يجب توضيحها بدقة. قد يكون ذلك ، كما يقترح البعض ، يجب أن نستبدل المصطلح بمجموعة من المصطلحات الأخرى ، مثل "المجموعة التطورية" ، "الوحدة التصنيفية الأقل شمولاً" ، وما إلى ذلك. ستكون بعض "الأنواع" عبارة عن مجموعات تطورية وأصناف أقل شمولاً. البعض قد لا. لا تزال هيئة المحلفين خارجة عن قيمة هذه الأفكار.

اقترح عالم الأحياء التطوري ماسيمو بيغليوتشي والفيلسوف جوناثان كابلان أن مصطلح "الأنواع" هو في الواقع ما يسميه الفلاسفة "مسند تشابه الأسرة". هذا عندما يكون مثالًا لنوع عام يشار إليه بكلمة (المثال الفلسفي الكلاسيكي هو "لعبة") له العديد من المعايير ، وطالما أن معظمها مستوفٍ بمثال معين ، فهو جزء من هذا النوع . إذا استمر التطور كما ينبغي أن نتوقع من النظرية الحديثة ، فسيتم تفسير هذا الكم الهائل والخلط في مفاهيم الأنواع بسهولة - التطور هو عملية تدريجية على المقاييس الجينية والسلوكية (لكنها يمكن أن تكون مفاجئة على المستويات الجيولوجية والبيئية) ، وهكذا سنقوم بذلك. رؤية الأنواع في جميع أنواع مراحل الانتواع والانقراض وتوافق التهجين وما إلى ذلك. على حساب الخلقي ، بالطبع ، لا يوجد مثل هذا التفسير وشيكًا. إذا تم إصلاح "الأنواع" ، يجب أن نرى فقط التعبير عن التنوع المخلوق (وبالطبع لا يمكن لهذا التنوع أن يمر عبر الفلك ، لكن دعونا نفترض أن نظرية الخلق منفصلة عن حرفية الطوفان) ، وهذا يجب أن يكون محددًا و محدود. وبدلاً من ذلك ، نرى الأنواع في مجموعات متنوعة وغير واضحة التحديد. إن تحمل كلمة بسيطة - "نوع" - ثقيل للغاية. العلم لا يحتاج إليه - طالما أن الطرق التي تستخدم بها الكلمات من قبل كل تخصص ستعمل على وصف ما يتم ملاحظته.


التطور السريع يغير الأنواع في الوقت الحقيقي

كطالب دراسات عليا في أواخر السبعينيات ، انطلق ديفيد ريزنيك في مهمة متواضعة لاختبار جزء أساسي من نظرية التطور. أراد ريزنيك أن يفحص مفهوم تشارلز داروين للصراع من أجل الوجود - على وجه التحديد ، كيف تشكل التفاعلات بين المفترس والفريسة تطور الأنواع الجديدة. متحمس وطموح ، كان ينوي القيام بذلك في البرية. يقول ريزنيك ، عالم الأحياء التطورية بجامعة كاليفورنيا ، ريفرسايد: "أردت أن أشاهد التطور يحدث".

لذلك في عام 1978 ، سافر إلى ترينيداد بحثًا عن أسماك الغابي. مسلحًا بخريطة طبوغرافية تم تتبعها على قطعة من ورق دفتر الملاحظات ، توجه إلى النطاق الشمالي الوعرة للجزيرة الكاريبية.عمل تحت مظلة من الأشجار الاستوائية وسط الطيور التي تصرخ ، والفراشات متعددة الألوان والبواء ، وجمع 1600 سمكة جوبي ، وهي نوع من الأسماك الملونة غزيرة الإنتاج لدرجة أن الإناث يمكن أن تلد عشرات الأطفال كل ثلاثة إلى أربعة أسابيع. كان Reznick فضوليًا لمعرفة ما إذا كانت الحيوانات المفترسة يمكن أن تؤثر على التكيف الجيني في أسماك الجوبي خلال فترة زمنية قصيرة.

لم تكن تعتبر تجربة واعدة. قبل قرن من الزمان ، افترض داروين أن التطور يستغرق من عشرات إلى مئات الآلاف من الأجيال لإنتاج أنواع جديدة - مسار بطيء جدًا لدرجة أنه غير مرئي بشكل أساسي. ظلت هذه النظرية سائدة عندما بدأ ريزنيك دراسته الجامعية في عام 1974. درس العلماء التطور في تجارب معملية مضبوطة ، لكن مشاهدته يحدث في بيئة طبيعية في حياة الإنسان كانت تعتبر غير محتملة في أحسن الأحوال ، وعلى الأرجح مستحيلة.

يقول ريزنيك: "كنت أعلق مسيرتي المهنية على فكرة أنه يمكنك تغيير البيئة ورؤية الأشياء تتطور بشكل كبير في الوقت المناسب للحصول على منصب". "اعتقد الناس أن رسالتي كانت لطيفة ، لكنهم شكوا في أنني سأعيش طويلاً بما يكفي لرؤية النتائج."

عاد رزنيك بشجاعة في عام 1981 إلى التيارات السريعة في ترينيداد لاختبار نظريته. لقد زرع أسماك الجوبي من موقع حيث كان عليهم أن يصدوا أسماك السيشليد ، وهي سمكة عدوانية واسعة الفم ، إلى موقع جديد لا يوجد فيه حيوانات مفترسة ولا أسماك جوبي أخرى. قدم Reznick أيضًا البلطي إلى مواقع أسماك الجوبي التي لا تحتوي على حيوانات مفترسة.

وجد أنه في غضون أربع سنوات - ستة إلى ثمانية أجيال فقط - قام ذكور أسماك الجوبي بتغيير أنماط تكاثرها بشكل كبير. كانت تلك المزروعة من موقع شديد الافتراس إلى مجرى بدون حيوانات مفترسة أكبر حجماً ، ونضجت لاحقًا وتكاثرت بشكل أبطأ. حيث أدخل ريزنيك الحيوانات المفترسة ، تكيفت أسماك الجوبي بالنضوج في سن مبكرة. أصبح البقاء على قيد الحياة سباقًا لإنجاب المزيد من الأطفال.

يقول ريزنيك: "إن خطر الموت يغير الطرق التي تخصص بها الكائنات الحية الموارد للبقاء على قيد الحياة".

دفعت نتائج دراسته الممولة اتحاديًا إلى ما يسميه إحدى أكثر اللحظات التي يفتخر بها في العلوم: قصة National Enquirer بعنوان "العم سام يهدر 97000 دولار لمعرفة كم يبلغ عمر أسماك الجوبي عندما تموت". في الواقع ، رزنيك يضحك ، "لقد تعلمت الكثير أكثر من ذلك." غيّر عمله مع أسماك الجوبي تفكيره حول السرعة التي يمكن أن تتطور بها الأنواع. وساعدت في إطلاق نقلة نوعية في تفكير العلماء حول التطور.

في العقود التي انقضت منذ أول رحلة قام بها ريزنيك إلى ترينيداد ، أظهرت دراسات أخرى توجهًا سريعًا نحو التكيف أصبح العلماء يطلقون عليه اسم "التطور السريع". الباحثون الذين افترضوا ذات مرة أن التطور يتطلب آلاف السنين يوثقون تكيف الأنواع في مجرد عقود ، أو حتى أطر زمنية أقصر. أصبح البعوض الذي استعمر مترو أنفاق لندن في عام 1863 مختلفًا الآن لدرجة أنه لم يعد بإمكانه التزاوج مع أقاربهم الموجودين فوق الأرض. احتاج سمك السلمون من طراز شينوك من ألاسكا إلى كاليفورنيا إلى جيل بشري فقط ليصبح أصغر وأقصر عمراً بعد زيادة الصيد التجاري في عشرينيات القرن الماضي. يحدث التكيف مباشرة تحت أنوفنا ، في حياتنا.

في الآونة الأخيرة ، اكتشف عالم الأحياء التطوري يويل ستيوارت أن سحالي أنول الخضراء على الجزر في بحيرة إنديان ريفر لاغون بفلوريدا تحتاج إلى 20 جيلًا فقط للتكيف مع غزو أنول البني. بدفع الغزاة إلى المجاثم العالية ، أصبحت الأنولات الخضراء أفضل في التشبث بالفروع من خلال تطوير مساند أقدام أكبر بمقاييس أكثر - في غضون 15 عامًا فقط. يقول ستيوارت ، الذي يعمل حاليًا في جامعة تكساس في أوستن ، إنه دليل أكثر على "التغيير التطوري على مقاييس زمنية يمكن ملاحظتها".

قد تكون العديد من التكيفات غير العادية التي تحدث من حولنا بسببنا. نظرًا لأن النشاط البشري يعطل أنماط المناخ ويعدل الموائل ، يبدو أن التطور السريع يمثل استراتيجية شائعة للبقاء على قيد الحياة.

يعد تأثير درجات الحرارة المرتفعة على البوم الأسمر أحد الأمثلة الموثقة الأولى للتكيف مع تغير المناخ في السكان البرية. وجد عالم الطيور الفنلندي باتريك كاريل وآخرون في دراسة أجريت عام 2011 أن تلوين البوم قد تحول استجابة لفصول الشتاء الدافئة في فنلندا.

تأتي البومة السمراء بلونين ، رمادي باهت وبني محمر. حتى وقت قريب ، فضل الانتقاء الطبيعي الظل الباهت ، مما أعطى البوم فرصة أفضل للبقاء على قيد الحياة في المناظر الطبيعية الثلجية. عندما أصبح الشتاء أكثر اعتدالًا ، لاحظ كاريل زيادة مطردة في نسبة البوم البني المحمر.

يقول ريزنيك: "حتى التغييرات الطفيفة تشكل كيفية تطور الكائنات الحية".

الأنواع تتطور بسرعات لم يكن داروين ليتخيلها. ولكن لا يمكن لجميع الأنواع التكيف بسرعة كافية لتجنب الأذى. عندما يصل نوع غير محلي إلى نظام بيئي ، غالبًا ما تكون الأنواع المحلية غير مؤهلة للدفاع ضد الغازي الأجنبي. يقول ريزنيك إن أشجار الرماد في أمريكا الشمالية ، على سبيل المثال ، كانت تفتقر إلى "التكيفات التطورية" للحماية من حفار الرماد الزمردي عندما وصل من آسيا. ونتيجة لذلك ، فإن عشرات الملايين من أشجار الرماد في جميع أنحاء القارة مهددة من قبل الخنفساء الخضراء ، والتي يُعتقد أنها انتقلت إلى الولايات المتحدة في صناديق خشبية أو منصات نقالة.

يتمتع علماء الأحياء التطورية اليوم بالقدرة التحليلية لتتبع تكيف الأنواع كما لم يحدث من قبل. يسمح التقدم في علم الأحياء الجزيئي لهم بتحديد الجينات ذاتها التي تساعد الأفراد على الابتعاد عن أسلافهم أثناء تكيفهم مع الظروف الجديدة. على سبيل المثال ، حدد فريق من العلماء في كلية الطب بجامعة هارفارد وبرينستون أن BMP4 هو الجين الرئيسي الذي ينحت مناقير عصافير غالاباغوس التي أعطت داروين أول تلميحاته لنظرية التطور.

يقول ريزنيك: "لم نعد مجبرين على استنتاج التطور من آثار أقدامه التاريخية في سجل الحفريات أو من مجموعات العث المتربة".

يواصل ريزنيك وفريقه زرع أسماك الجوبي في تيارات ترينيداد الاستوائية. إلى جانب الأدوات الجديدة الأخرى للبيولوجيا التطورية ، مثل تحليل الحمض النووي ، يستخدمون تقنية طورها Reznick لتمييز أسماك الجوبي الفردية حتى يتمكنوا من استعادتها بسهولة أكبر لاحقًا. تسمح طريقة الوسم هذه لفريقه بإعادة بناء نسب أسماك الجوبي الفردية وقياس نجاحها في التكاثر. يجيب البحث على أسئلة حول كيفية تشكيل تفاعلات المفترس والفريسة للأنواع المتطورة ، لكنه أثار أيضًا أسئلة جديدة: إذا كانت القوى البيئية قادرة على تغيير أسماك الجوبي ، فهل تستطيع أسماك الجوبي نفسها أيضًا تغيير نظمها البيئية؟ مفتونًا ، حوّل ريزنيك انتباهه إلى كيفية تفاعل العمليات البيئية والتطورية.

الآن لا يراقب أسماك الجوبي فحسب ، بل يراقب أيضًا مفترسيها ليرى كيف يغير التفاعل النظام البيئي. يريد فريقه معرفة كيفية تكيف أسماك الجوبي مع الحيوانات المفترسة وكذلك كيفية تطور الحيوانات المفترسة استجابةً لأسماك الجوبي - علاقات السبب والنتيجة البيئية.

يقول ريزنيك: "ما بالكاد يفكر فيه أي شخص هو أن الحيوانات والنباتات التي تُركت وراءها ربما تكون قد تطورت وتختلف عما كانت عليه قبل القضاء على الحيوانات المفترسة". يثير هذا أسئلة أساسية حول الاستعادة البيئية والأنواع الغازية والانتقاء الطبيعي وما الذي يتغير أيضًا عندما يبقى الأصلح على قيد الحياة.

إن توثيق التطور السريع للأنواع في البيئات الطبيعية يحول "لغز الألغاز" لداروين إلى مغامرة علمية في الوقت الفعلي. وبينما نجح ريزنيك في مشاهدة التطور يحدث ، بدأ يعتقد أن حساباته السابقة قللت من سرعة تكيف الأنواع في الطبيعة. يقول ريزنيك: "الأمر المثير هو أنه من الممكن الآن دمج التطور في تفكيرنا حول كيفية تغير العالم".

ظهرت هذه القصة في الأصل مطبوعة باسم & quot ؛ التطور السريع يغير الأنواع في الوقت الحقيقي. & quot