نادرا ما تغيرت بيئتنا بسرعة. علاوة على تغير المناخ ، فإننا نعرض أنفسنا لملوثات الهواء ، جزيئات ومستويات غير مسبوقة من الدهون والملح والسكر في طعامنا.
التغير البيئي هو أحد الأشياء التي يمكن أن تنتج طفرات كبيرة وخطيرة في الحمض النووي لدينا والتي يمكن أن تؤدي بسرعة إلى المرض ، مثل السرطان الناجم عن الإشعاع. لكن الحمض النووي لدينا يحتوي أيضا على العديد من الطفرات الخفية الصغيرة. في حين أنها لا تؤثر علينا في البداية بفضل صندوق من الحيل الجينية التي تستخدمها أجسادنا لحمايتنا ، فإن هذه الاختلافات "المشفرة" يمكن أن تتراكم على مدى أجيال عديدة ومن ثم تنطلق من التغيرات البيئية الكبيرة.
أظهرت الأبحاث الحديثة مدى أهمية هذه الاختلافات الخفية في التطور. هناك فرصة يمكن أن تكون وراء الخطر المتزايد مشاكل مثل مرض السكري والسرطان وأمراض القلب ، وحتى يمكن أن تنتج أمراض جديدة. لكن هذه الطفرات يمكن أن تكون أيضًا هدايا خفية من أسلافنا تمكننا من التكيف بسرعة أكبر مع المشكلات التي نواجهها ، من الظروف الطبية إلى تغير المناخ.
التغييرات في الدنا مع عملية الانتقاء الطبيعي هي التي تسمح للأنواع بالتطور. توفر بعض الاختلافات الوراثية ميزة انتقائية والأرجح أن الأفراد الذين يمتلكونها هم على قيد الحياة وينقلون جيناتهم ، وينتشرونها تدريجياً في جميع الأنواع. أي تغييرات تشكل عيبًا تقلل من بقاء الفرد أو فرصه الإنجابية ويقل احتمال انتقالها إلى الأجيال القادمة.
عازلة ضد التغيير
الاختلاف الجيني الخفي يعطينا بديلا ثالثا. بعض التغييرات في الحمض النووي لها تأثير ضئيل أو معدوم ، لا تعطي ميزة أو عيبًا ولكن تتراكم ببطء عبر الأجيال. هذه الاختلافات تخفي بطرق مختلفة. على سبيل المثال ، تستطيع الكائنات البسيطة الحد من تأثير التغيرات في البيئة على وظائفها البيولوجية باستخدام عملية تعرف باسم استقناء. هذا يعني أن التغييرات الطفيفة في الحمض النووي لا تسبب اختلافات واضحة.
في بعض الأحيان ، يتم تكرار الجينات في أجزاء مختلفة من الحمض النووي ، بحيث يكون هناك التكرار في النظام. يمكن بعد ذلك إخفاء أي تغييرات في جين واحد من قبل الآخرين.
في أشكال الحياة المعقدة ، لا تُرى العديد من الأشكال الجديدة لأن لدينا نسختين من معظم جيناتنا (واحد من الأم وواحد من الأب) ، و واحدة من الإصدارات هي المهيمنة على الآخر. الاختلافات الجينية الخفية هي متنحية (ليست مهيمنة) في هذه العلاقة ، وفي ظل الظروف العادية لا تظهر.
هناك أيضا بعض التغييرات الطفيفة جدا أن لا تسبب أي تغيير حقيقي إلى الكيمياء الحيوية للكائن الحي. ربما يقومون بتبديل مكون واحد من البروتين لشيء مشابه جدًا.
كل هذه الأشياء تعمل كحاجز مؤقت ضد التغيرات الجسدية ، مما يسمح بتراكم الاختلافات في الحمض النووي الذي يصبح مرئيًا فقط عندما يكون هناك تغيير كبير في البيئة. يعتقد العديد من الباحثين في مجال علم الوراثة التطورية أن هذا التباين الوراثي المشفر قد يجيب على مشكلة كيفية تمكن الأنواع من التكيف بسرعة مع التحديات الجديدة في الماضي. ال عصافير جزر غالاباغوس ساعد داروين في تطوير نظريته للتطور ، ومن المرجح أن يكون الخلق السريع لأنواع مختلفة من العصافير التي شاهدها مثالًا على التباين الخفي في العمل.
تجربة مضيئة: الأخضر الفلورسنت E. كولاي بكتيريا. KPWangkanont / شترستوك
ملاحظة هذا التغيير في الحيوانات أو في البرية أمر مستحيل ، بالنظر إلى النطاقات الزمنية متعددة الأجيال المعنية. لكن الباحثين في جامعة زيورخ مستخدم حديثا E. كولاي البكتيريا لإثبات أهمية هذا الاختلاف في التطور والتكيف مع بيئات جديدة.
في تجاربهم ، ابتكروا بيئة اصطناعية فيها للبكتيريا التي يمكن أن تنتج مضان أخضر ميزة على تلك التي تنتج الأصفر. أظهر الباحثون أن المستعمرات البكتيرية التي تحتوي على مستويات أعلى من التباين الخفي تمكنت من التحول بسرعة أكبر إلى اللون الأخضر الفلوري.
كان هذا تغييراً ضئيلاً وغير هام بالنسبة للبكتيريا ، لكنه دليل واضح جداً على المفهوم القائل بأن التباين الخفي يمكن أن يساعد الأنواع على التكيف بسرعة أكبر مع التغير البيئي. قد يكون هذا مهمًا للغاية في فهم أهمية التباين الخفي في الأنظمة الأكثر أهمية التي تؤثر على مقاومة الأمراض والقابلية للتأثر.
الباحثون في جامعة فورتسبورغ وقد أظهرت أن مستوى التباين الوراثي الخفي في النيسرية السحائية، وهي بكتيريا يمكن أن تسبب التهاب السحايا ، وتسهم في مدى ضرر المرض الناتج. هذا المستوى الأعلى من الاختلاف هو عامل فقط عندما تدخل البكتيريا إلى مجرى الدم ، ولكن ليس له تأثير في بيئتها الطبيعية في الحلق البشري.
قد يساعدنا فهم أفضل لكيفية تغير هذه البكتيريا عندما تكون في الدم على مكافحة أمراض مثل التهاب السحايا. سيكون لدينا فهم أفضل لكيفية حدوث الأعراض ، وبشكل حاسم ، يمكن أن تكون قادرة على معالجة أي مقاومة للمضادات الحيوية مخبأة بعيدا في الحمض النووي للبكتيريا.
إمكانات خفية
الحمض النووي الخاص بنا أيضا الموانئ مستويات عالية من التباين الخفي. تشكل احتمالية حدوث متغيرات جينية خفية مخفية بعيدًا في الحمض النووي لدينا فجأة لا تصبح غامضة جدًا بفضل التغييرات في البيئة.
على الرغم من أننا ما زلنا لا نفهم الآثار الدقيقة للتنوع الخفي ، إلا أن العديد من التغييرات في الحمض النووي ، الموروثة بصمت من أسلافنا ، قد تم ربطها بالفعل بزيادة خطر الإصابة بأمراض مثل الربو or سرطان. بالنسبة للأشخاص الذين يعانون من هذه التغييرات ، من المرجح أن يكون للتعرض لأبخرة عوادم السيارات تأثير.
ومع ذلك ، قد يكون هناك حلول وكذلك مشاكل مخبأة في الحمض النووي. مع ارتفاع درجات الحرارة في العالم نتيجة لتغير المناخ ، هل يمكن للتنوع الوراثي المشفر أن يمنحنا ولأنواع أخرى شريان حياة تمس الحاجة إليه؟ زيادة القدرة على التطور بسرعة والتكيف ، قد يكون كل ما يقف بين الأنواع التي تنجو من ظاهرة الاحتباس الحراري والانقراض.
نبذة عن الكاتب
مايكل جيه بورتر ، محاضر في علم الوراثة الجزيئية ، جامعة لانكشاير الوسطى
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.
كتب ذات صلة:
الجسم يحافظ على النتيجة: العقل والجسم في شفاء الصدمة
بقلم بيسيل فان دير كولك
يستكشف هذا الكتاب الروابط بين الصدمة والصحة البدنية والعقلية ، ويقدم رؤى واستراتيجيات للشفاء والتعافي.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
التنفس: العلم الجديد لفن ضائع
بواسطة جيمس نيستور
يستكشف هذا الكتاب علم وممارسة التنفس ، ويقدم رؤى وتقنيات لتحسين الصحة البدنية والعقلية.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
مفارقة النبات: الأخطار الخفية في الأطعمة "الصحية" التي تسبب المرض وزيادة الوزن
بواسطة ستيفن ر
يستكشف هذا الكتاب الروابط بين النظام الغذائي والصحة والمرض ، ويقدم رؤى واستراتيجيات لتحسين الصحة والعافية بشكل عام.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
قانون المناعة: النموذج الجديد للصحة الحقيقية ومكافحة الشيخوخة الجذرية
بواسطة جويل جرين
يقدم هذا الكتاب منظورًا جديدًا للصحة والمناعة ، بالاعتماد على مبادئ علم التخلق ويقدم رؤى واستراتيجيات لتحسين الصحة والشيخوخة.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
الدليل الكامل للصيام: اشفي جسدك بالصيام المتقطع ، والصيام المتناوب ، والممتد
بقلم الدكتور جيسون فونج وجيمي مور
يستكشف هذا الكتاب علم وممارسة الصيام ويقدم رؤى واستراتيجيات لتحسين الصحة والعافية بشكل عام.
