- ارسال ها
- 1,240
- لایک ها
- 2,256
- امتیاز
- 0
زیست‌شناسی فرگشتی (تکاملی) از آن دسته از موضوع‌هایی است كه با مشكل تصویر ذهنی جامعه روبه‌روست. برخی از آن احساس نگرانی می‌كنند و بنابراین با آن مخالف هستند. تعداد زیادی، حتی بسیاری از موافقان آن، زیست‌شناسی فرگشتی را بی‌ارتباط با محیط خارج از مراکز علمی می‌دانند. در برخی موارد، حتی فرگشت را چیزی مرتبط با مرگ و نابودی و بدبختی و گاهی مسئول آن می‌دانند؛ برای مثال مقاومت به دارو در پزشكی و مقاومت به حشره‌كش‌ها در كشاورزی.
مثال‌هایی برای زیست‌شناسی فرگشتی
بسیاری از مردم از كاربردهای زیست‌شناسی فرگشتی آگاهی ندارند. این كه جامعه پذیرش خوبی نسبت به زیست‌شناسی فرگشتی ندارد، ممكن است تا اندازۀ زیادی به این برداشت آنان مربوط باشد كه آن را با هر چیز دیگری بی‌ارتباط می‌دانند. با وجود این، فرگشت، به ویژه فرگشت خرد (Microevolution) نقشی اساسی در بهبودهایی در زندگی ما طی قرن بیستم داشته است و انتظار می‌رود در فناوری زیست‌پزشكی در قرن آینده نیز اهمیت ویژه‌ای داشته باشد. برای مثال:
• فرگشت در پس بسیاری از پیشرفت‌هایی قرار دارد كه در كشارزی داشته‌ایم (برای مثال، انتخاب مصنوعی نژادهایی از گیاهان و جانوران).
• برخی از اصل‌های فرگشت برای تولید بسیاری از بهترین واكسن‌ها به كار گرفته شده‌اند و مشكلاتی كه در به‌كارگیری برخی از این واكسن‌ها وجود دارد نیز به فرگشت بازمی‌گردد.
• پیشرفت‌های آتی در داروسازی و صنعت زیست‌فناوری در به‌كارگیری زیست‌شناسی فرگشتی نهفته است؛ هزینۀ زیادی به كار می‌رود تا فرگشت در لولۀ آزمایش رخ دهد یا به نحوی از آن جلوگیری شود.
• واکسن هدیه‌ای از فرگشت. واكسن فلج اطفال نمونۀ قدیمی اما بسیار خوبی است که توسط فرگشت محقق شده است.
• واكسنی كه در حال حاضر برای مصونیت در برابر فلج اطفال به صورت خوراكی در اختیار اطفال قرار می‌گیرد، ویروس زندۀ عامل این بیماری است.
• این ویروس زنده از لحاظ ژنتیكی ضعیف شده است. بنابراین دستگاه ایمنی بدن ما از عهده‌اش برمی‌آید. در نتیجه، ویروس ضعیف شده نمی‌تواند در بدن ما بیماری ایجاد كند ( به جز ۱ تا ۲ نفر در هر میلیون نفر كه واكسینه شده باشند).
• فرایند ضعیف‌سازی ویروس در واقع نوعی فرایند فرگشتی است. آلبرت سی‌بین (Albert sabin) برای تهیۀ واكسن فلج اطفال سوش‌های بیماری‌زا و بسیار خطرناک این ویروس را بیرون از بدن انسان (در سلول‌های كلیه میمون كه سلول میزبان این ویروس محسوب نمی‌شود) پرورش داد و این روند را تا اندازه‌ای ادامه داد تا ویروس‌هایی به دست آمدند كه به شرایط بیرون از بدن انسان سازش یافته و توانایی ایجاد بیماری در انسان را از دست داده بودند.
این روش تهیۀ واكسن هنوز هم برای تولید واكسن‌های زندۀ مختلف استفاده میشود. در اینجا فرگشت یاور خوبی بوده است چون به ما كمک کرده تا واكسن بسازیم. اما نقش فرگشت و زیست‌شناسی فرگشتی به همینجا ختم نمی‌شود. فرگشت می‌تواند برای ما دردسر نیز بیافریند.
• وقتی فردی ویروس ضعیف شده را می‌خورد، ویروس سلول‌های معده و روده او را آلوده می‌سازد و در آنجا تكثیر می شود.
• زاده‌های ویروسی، سلول‌های دیگر معده و روده را آلوده می‌كنند و زاده‌های دیگری را به وجود می‌آورند. این روند ادامه پیدا می‌كند و در نتیجه جمعیتی از ویروس‌ها در دستگاه گوارش به وجود می‌آید كه همچنان در حال رشد است.
• برخی از آن ویروس‌ها دچار جهش می‌شوند و برخی از آن جهش‌ها (یک یا دو جهش)، بیشتر توان بیماری‌زایی را به ویروس باز می‌گردانند .
• ویروس‌هایی كه بار دیگر توان بیماری‌زایی را به‌دست آورده‌اند، درون سلول‌های معده و روده بر ویروس‌های ضعیف شده برتری دارند و طی یک هفته یا اندكی بیشتر پس از خوردن ویروس، فرد به انبار ویروس‌های خطرناک و بیماری‌زا تبدیل میشود.
بنابراین، روند تضعیف ویروس در دستگاه گوارش برعكس میشود. این ویروس‌ها به فردی كه واكسن را دریافت كرده است آسیب نمی‌رسانند، زیرا هنگامی كه آنها درون معده و روده تكثیر می‌شوند، دستگاه ایمنی برای مقابله با آنها و جلوگیری از ورودشان به دستگاه عصبی مركزی آماده میشود.
• با وجود این، اگر در جمعیتی از افرادی كه به ویروس فلج اطفال ایمن نشده‌اند ، تنها یک نفر واكسینه شود، ویروس‌هایی كه در بدن آن فرد توان بیماری‌زایی خود را بازمی‌یابند، ممكن است افراد دیگر را آلوده كنند و در نتیجه باعث فراگیری بیماری در جمعیت شوند.
• خوشبختانه این مشكل، كه فرگشت آن را به وجود می‌آورد، راه حل ساده‌ای دارد. برای جلوگیری از چنین رویدادی، تلاش می‌كند جامعه را در یک زمان و به‌طور كامل واكسینه كنند.
• برای مثال، سازمان بهداشت جهانی (WHO) در یک روز ۹۰ میلیون نفر را در هندوستان، و در سه روز كل جامعۀ چین را علیه فلج اطفال واكسینه كرد.
• بنابراین، شناخت ما از فرگشت ویروس فلج اطفال به ما امكان داده است كه بدون ایجاد بیماری ناخواسته، از واكسن آن استفاده كنیم.
خطر فهم نادرست فرگشت
فرگشت مقاومت به دارو در باكتری‌ها یكی از ساده‌ترین نمونه‌های فرگشت است كه در طبیعت رخ می‌دهد و بسیار به پزشكی مرتبط است. به علاوه، نمونه‌ای از فرگشت در اندازۀ كوچک است كه می‌تواند پیامدهای گسترده‌ای داشته باشد. با وجود این، بسیاری از مردم درک درستی از آن ندارند و حتی در گزارش‌های رسانه‌هایی مانند بی‌بی‌سی نیز نادرست بیان میشود.
مقاومت به پادزیها (آنتی‌بیوتیک‌ها) یک پدیدۀ فرگشتی است:
• استفادۀ بیش از اندازه و نادرست از پادزیها باعث گزینش باكتری‌هایی میشود كه ژن مقاوم به پادزی دارند.
• با ادامه پیدا كردن استفاده از پادزیها ، تعداد باكتری‌های مقاوم به پادزی افزایش می‌یابد و به میزبان‌های دیگر منتقل میشود.
• در نهایت، باكتری‌های مقاوم به پادزی جایگزین جمعیت باكتری‌هایی می‌شوند که زمانی به پادزی حساسیت داشتند.
با وجود این، مفهوم مقاومت به پادزی به شكل نادرستی در ذهن عموم مردم جا افتاده است. اغلب افراد تصور می‌كنند، استفادۀ نادرست از پادزی، به افزایش تحمل فرد در برابر دارو می‌انجامد و در نتیجه پادزی در آن فرد موثر واقع نمی‌شود. در واقع، آنان تصور می‌كنند مصرف نادرست پادزی، باعث تغییرهایی در فرد (و نه در باكتری) میشود. اما مقاومت به پادزی یک فرایند فرگشتی است و استفادۀ نادرست از پادزیها تنها به فرد مصرف‌كننده آسیب نمی‌رساند، بلكه استفادۀ نادرست همسایۀ شما از پادزیها می‌تواند به شما نیز آسیب برساند و حتی باعث مرگ شما شود. حتی استفادۀ نادرست از پادزیها در یكی از كشورهای اروپایی می‌تواند سوش‌های مقاومی را برای یک كشور آمریكایی یا آسیایی به ارمغان آورد كه راهی نیز برای مقابله با آن وجود نداشته باشد. بنابراین، در اینجا استفادۀ درست یک نفر مطرح نیست بلكه باید برای استفادۀ درست همگان از پادزیها برنامه‌ریزی كرد.
كاربردهای نوین زیست‌شناسی فرگشتی
راه‌های بی‌شمار دیگری وجود دارد تا زیست‌شناسی فرگشتی را برای برآورده كردن نیازهایمان به كار گیریم. از آن جمله:
• ۱. افزایش طول عمر داروها و مواد شیمیایی
• ۲. برساختن درخت‌های فرگشتی
• ۳. ردیابی میكروب‌های آسیب‌رسان
• ۴. تولید صنعتی مواد بیوشیمیایی و مواد دیگر
۱. مقاومت به داروها و مواد شیمیایی در میكروب‌ها، گیاهان و جانوران. در نیم دوم قرن بیستم، كارخانه‌ها در تهیه‌ی تركیب‌هایی برای نابودی ویروس‌ها، باكتری‌ها، حشره‌هایی كه محصول كشاورزی را می‌خورند و علف‌های هرزی كه در كشتزار می‌رویند، موفقیت‌های چشمگیری داشته‌اند. حتی تعداد زیادی داروی شیمی‌درمانی داریم كه برای نابودی سلول‌های سرطانی به كار می‌روند. با وجود این، تلاش‌های ما برای نابودی این جانداران باعث شده است مقاومت علیه مواد شیمیایی كه برای نابودی آن‌هابه كار می‌گیریم، در آنها فرگشت یابد. برای مثال:
• سوش‌هایی از ویروس ایدز با ۱۵ جهش مقاومت به دارو جداسازی شده است و تازه‌ترین داروها نیز در حال ناكارآمد شدن هستند.
• برخی سوش‌های باكتری‌ها به همه‌ی پادزی‌های موجود مقاوم شده‌اند.
• برای سل مقاوم به چند دارو، جراحی تنها راه درمان است، زیرا پادزیها پاسخ خوبی ندارند و فقط ۵۰ درصد بیماران آلوده زنده می‌مانند.
• شیمی‌درمانی برای سرطان اغلب ناكارآمد است، زیرا سلول‌های مقاوم به دارو طی دورۀ درمان به وجود می‌آیند.
• مقاومت به حشره‌كش‌ها و مقاومت به علف‌كش‌ها آن اندازه فراگیر شده است كه انگیزه برای ساختن حشره‌كش‌ها و علف‌كش‌های جدید ضعیف شده یا حتی به طور كامل وجود ندارد.
زیست‌شناسی فرگشتی راه‌هایی به ما پیشنهاد می‌كند تا عمر مفید داروها و مواد شیمیایی را افزایش دهیم. مقدار ماده‌ی شیمیایی كه به كار می‌رود، چه تركیبی از مواد شیمیایی استفاده میشود و زمانی كه آنها به كار گرفته می‌شوند، پرسش‌های مهمی هستند كه از نظر پیشگیری یا آهسته كردن روند فرگشت مقاومت، باید ارزیابی شوند. برخی شركت‌ها تركیب‌هایی را می‌فروشند كه به دلیل ماندگاری فراورده‌شان بهرۀ مالی دارند و آنها هزینۀ كافی برای زیست‌شناسان فرگشتی در نظر گرفته‌اند تا دستور استفادۀ دارو را خردمندانه‌تر تهیه كنند. در موارد دیگر، فشارهای اقتصادی و احساسی سیاست‌هایی را تحمیل می‌كنند كه روند فرگشت مقاومت را سرعت می‌بخشند (برای مثال، تقاضای بیمار پزشک را وامی‌دارد پادزی تجویز كند؛ پزشک توجه كافی ندارد و پادزیها در غذای جانوران وجود دارد.)
۲. درخت‌های فرگشتی. اصل نظریه فرگشت این است كه همه جانداران از راه نیاكان مشترک به هم مرتبط می‌شوند. امروزه زیست‌شناسی مولكولی این دیدگاه را در سطحی بیش از آن‌چه كه تا ۵۰ سال پیش تصور می‌شد تقویت كرده است. البته، در مقیاس زمانی كوچک نیز این حقیقت را می‌بینیم: هر چیز زنده‌ای از چیز دیگری پدید می‌آید كه هم زنده است و هم به آن شباهت دارد.
یكی از پیشرفت‌های مهم در زیست‌شناسی فرگشتی طی دو دهۀ اخیر روشی برای برآورد كردن الگوی نیاكانی میان جاندران است. این روش كه فیلوژنتیک (Phylogenetic) نام گرفته است، به ما امكان داده تاریخ جانداران را به نحو دقیق‌تری دنبال و آن را در قالب نمودارهای درخت‌مانند بازسازی كنیم. در این روش از داده‌های مولكولی استفاده میشود تا نیاكان مشترک جانداران را تا زمانی كه می‌خواهیم، برای مثال، بین باكتری‌ها و میتوكندری‌های سلول‌هایمان، دنبال بكنیم. این روش، علاوه بر افزایش درک ما از تاریخ فرگشتی زندگی، كاربردهای مفید زیادی به خصوص در پیگیری بیماری‌های عفونی پیدا كرده است.
۳. ردیابی میكروب‌های آسیب رسان. در یک مطالعۀ همه‌گیرشناختی بیماری‌های عفونی، دانستن این كه فردی چگونه یا در كجا به عامل آن بیماری آلوده شده است، اهمیت زیادی دارد. این اطلاعات شاید مهم‌ترین دانستنی پایه‌ای باشند كه برای پیشگیری از گسترش بیشتر بیماری به ما كمک می‌كنند. بیش از یک دهه است كه همه‌گیرشناسان(epidemiologist) از توالی DNA ویروس‌ها برای تهیۀ درخت‌های فیلوژنتیک استفاده می‌كنند تا منبع عفونت را ردیابی كنند. برخی از نمونه‌های فعالیت آنان بسیار جالب است.
در سال ۱۹۹۴ زنی ادعا كرد كه معشوقش (یک پزشک) برای انتقام‌جویی به او خون آلوده به ویروس ایدز (HIV) تزریق كرده است. بنابر ادعای آن زن، پزشک متهم بارها به او ویتامین B تزریق كرده و در یكی از تزریق‌ها از مقداری خون آلوده استفاده كرده بود. هیچ شاهد و مدركی در این باره وجود نداشت و پزشک نیز ادعا می كرد كه آن زن با افراد دیگری ارتباط داشته و از این راه آلوده شده است. در اینجا، درخت‌های فیلوژنی به كمک قاضی آمدند و ثابت كردند كه فرگشت، در عرصه قضاوت نیز می‌تواند راهگشا باشد.
• ویروس ایدز به سرعت دچار جهش میشود، حتی در بدن یک فرد.
• اگر ویروس ایدز از بدن فردی به بدن فرد دیگری منتقل شود، تفاوت‌هایی بین ویروس فرد دهنده و فرد گیرنده وجود دارد.
• همینطور كه ویروس از فردی به فرد دیگر منتقل میشود، بیشتر تغییر می‌كند و طی زمان متفاوت‌تر میشود.
• بنابراین توالی ماده ژنتیک ویروس ایدز در دو فردی كه از دو منبع متفاوت به این ویروس آلوده شده‌اند، بسیار متفاوت است.
• بنابراین، اگر سخن زن حقیقت داشته باشد، ویروس بدن او با ویروس بدن فردی كه خون آلوده از او به زن تزریق شده است، شباهت زیادی خواهد داشت.
بررسی پروندۀ پزشكی زن نشان داد، در آوریل ۱۹۹۴ كه او برای اهدای خون مراجعه كرده، به ویروس آلوده نبوده است. بنابر ادعای او، در اوت همان سال به او خون آلوده تزریق شده و او چند ماه بعد، ادعای خود را تسلیم دادگاه كرده است. مساله‌ای كه پرونده را پیچیده كرد این بود كه پزشک متهم خود به ویروس آلوده نبود. اما بررسی‌ها نشان دادند كه در مطب آن پزشک از دو بیمار، یكی آلوده به ویروس ایدز و دیگری آلوده به ویروس هپاتیت C نمونۀ خون تهیه شده بود. بررسی فیلوژنی ویروس‌های به دست آمده از آن زن و فرد آلوده به HIV، ادعای زن را ثابت كرد. پزشک به قتل درجه دوم و در نتیجه ۵۰ سال زندان محكوم شد.
تولید صنعتی مواد بیوشیمیایی و مواد دیگر. فرگشت جهت‌دار، یعنی فرگشتی كه به صورت ساختگی (مصنوعی) به راه افتاده است، بخش از زبان تخصصی در فناوری‌زیستی شده است:
• آنزیم‌ها و دیگر پروتئین‌هایی كه به طور ساختگی فرگشت یافته‌اند، به‌زودی بخشی از فناوری پزشكی می‌شوند و حتی در خانه‌داری به كمک ما می‌آیند.
• داروهایی با اساس پروتئینی خواهیم داشت كه برخلاف پروتئین‌های درون بدنمان، به آهستگی تخریب می‌شوند و بنابراین، لازم نیست مقدار زیادی از آنها دریافت كنیم.
• آنزیم‌ها طوری فرگشت پیدا می‌كنند كه در پودرهای شست و شو بهتر كار كنند.
• مولكول‌هایی به وجود خواهند آمد كه با هاگ عامل‌های بیماری‌زایی مانند عامل سیاه‌زخم و دیگر عامل‌های خطرناک پیوند شوند.
آری، دانشمندان با بهره‌گیری از آن چه كه داروین به ما آموخت فرگشت را در دستان خود گرفته‌اند و مولكول‌هایی می‌‌آفرینند كه ویژگی‌های مورد نیاز ما را بروز می‌دهند و حتی مولكول‌هایی ساخته‌اند كه تا ده سال پیش وجود آنها ناممكن به نظر می‌رسید.
نتیجه
گام‌هایی كه زیست‌شناسی فرگشتی در جهت بهبود زندگی انسان برداشته، برای مردم عادی روشن نیست. مردم باید بدانند كه در قرن جدید زیست‌شناسی فرگشتی كاربردهایی در پزشكی، كشاورزی، فناوری‌زیستی و حتی حقوق و خانه‌داری دارد. به علاوه، آنان باید بدانند آگاهی پایه از اصل‌های فرگشت برای مبارزۀ كارآمد با عامل‌های بیماری‌زا ضروری است.
درباره نویسنده
جیم جی. بال (Jim J. Bull) استاد زیست‌شناسی مولكولی در دانشگاه تگزاس است. او دربارۀ ارتباط ژنتیک و فرگشت با بیماری‌ها مطالعه می‌كند و برای درک چگونگی فرگشت ویروس‌ها در حضور مهاركننده‌ها و اینكه چگونه می‌توان آنها را برای تولید واكسن تغییر داد، آزمایش‌هایی انجام می‌دهد. به علاوه، او روی این موضوع كار می‌كند كه آیا از ویروس‌هایی كه به باكتری‌ها حمله می‌كنند (فاژها) می‌توان برای درمان عفونت‌های باكتریایی استفاده كرد.
مثال‌هایی برای زیست‌شناسی فرگشتی
بسیاری از مردم از كاربردهای زیست‌شناسی فرگشتی آگاهی ندارند. این كه جامعه پذیرش خوبی نسبت به زیست‌شناسی فرگشتی ندارد، ممكن است تا اندازۀ زیادی به این برداشت آنان مربوط باشد كه آن را با هر چیز دیگری بی‌ارتباط می‌دانند. با وجود این، فرگشت، به ویژه فرگشت خرد (Microevolution) نقشی اساسی در بهبودهایی در زندگی ما طی قرن بیستم داشته است و انتظار می‌رود در فناوری زیست‌پزشكی در قرن آینده نیز اهمیت ویژه‌ای داشته باشد. برای مثال:
• فرگشت در پس بسیاری از پیشرفت‌هایی قرار دارد كه در كشارزی داشته‌ایم (برای مثال، انتخاب مصنوعی نژادهایی از گیاهان و جانوران).
• برخی از اصل‌های فرگشت برای تولید بسیاری از بهترین واكسن‌ها به كار گرفته شده‌اند و مشكلاتی كه در به‌كارگیری برخی از این واكسن‌ها وجود دارد نیز به فرگشت بازمی‌گردد.
• پیشرفت‌های آتی در داروسازی و صنعت زیست‌فناوری در به‌كارگیری زیست‌شناسی فرگشتی نهفته است؛ هزینۀ زیادی به كار می‌رود تا فرگشت در لولۀ آزمایش رخ دهد یا به نحوی از آن جلوگیری شود.
• واکسن هدیه‌ای از فرگشت. واكسن فلج اطفال نمونۀ قدیمی اما بسیار خوبی است که توسط فرگشت محقق شده است.
• واكسنی كه در حال حاضر برای مصونیت در برابر فلج اطفال به صورت خوراكی در اختیار اطفال قرار می‌گیرد، ویروس زندۀ عامل این بیماری است.
• این ویروس زنده از لحاظ ژنتیكی ضعیف شده است. بنابراین دستگاه ایمنی بدن ما از عهده‌اش برمی‌آید. در نتیجه، ویروس ضعیف شده نمی‌تواند در بدن ما بیماری ایجاد كند ( به جز ۱ تا ۲ نفر در هر میلیون نفر كه واكسینه شده باشند).
• فرایند ضعیف‌سازی ویروس در واقع نوعی فرایند فرگشتی است. آلبرت سی‌بین (Albert sabin) برای تهیۀ واكسن فلج اطفال سوش‌های بیماری‌زا و بسیار خطرناک این ویروس را بیرون از بدن انسان (در سلول‌های كلیه میمون كه سلول میزبان این ویروس محسوب نمی‌شود) پرورش داد و این روند را تا اندازه‌ای ادامه داد تا ویروس‌هایی به دست آمدند كه به شرایط بیرون از بدن انسان سازش یافته و توانایی ایجاد بیماری در انسان را از دست داده بودند.
این روش تهیۀ واكسن هنوز هم برای تولید واكسن‌های زندۀ مختلف استفاده میشود. در اینجا فرگشت یاور خوبی بوده است چون به ما كمک کرده تا واكسن بسازیم. اما نقش فرگشت و زیست‌شناسی فرگشتی به همینجا ختم نمی‌شود. فرگشت می‌تواند برای ما دردسر نیز بیافریند.
• وقتی فردی ویروس ضعیف شده را می‌خورد، ویروس سلول‌های معده و روده او را آلوده می‌سازد و در آنجا تكثیر می شود.
• زاده‌های ویروسی، سلول‌های دیگر معده و روده را آلوده می‌كنند و زاده‌های دیگری را به وجود می‌آورند. این روند ادامه پیدا می‌كند و در نتیجه جمعیتی از ویروس‌ها در دستگاه گوارش به وجود می‌آید كه همچنان در حال رشد است.
• برخی از آن ویروس‌ها دچار جهش می‌شوند و برخی از آن جهش‌ها (یک یا دو جهش)، بیشتر توان بیماری‌زایی را به ویروس باز می‌گردانند .
• ویروس‌هایی كه بار دیگر توان بیماری‌زایی را به‌دست آورده‌اند، درون سلول‌های معده و روده بر ویروس‌های ضعیف شده برتری دارند و طی یک هفته یا اندكی بیشتر پس از خوردن ویروس، فرد به انبار ویروس‌های خطرناک و بیماری‌زا تبدیل میشود.
بنابراین، روند تضعیف ویروس در دستگاه گوارش برعكس میشود. این ویروس‌ها به فردی كه واكسن را دریافت كرده است آسیب نمی‌رسانند، زیرا هنگامی كه آنها درون معده و روده تكثیر می‌شوند، دستگاه ایمنی برای مقابله با آنها و جلوگیری از ورودشان به دستگاه عصبی مركزی آماده میشود.
• با وجود این، اگر در جمعیتی از افرادی كه به ویروس فلج اطفال ایمن نشده‌اند ، تنها یک نفر واكسینه شود، ویروس‌هایی كه در بدن آن فرد توان بیماری‌زایی خود را بازمی‌یابند، ممكن است افراد دیگر را آلوده كنند و در نتیجه باعث فراگیری بیماری در جمعیت شوند.
• خوشبختانه این مشكل، كه فرگشت آن را به وجود می‌آورد، راه حل ساده‌ای دارد. برای جلوگیری از چنین رویدادی، تلاش می‌كند جامعه را در یک زمان و به‌طور كامل واكسینه كنند.
• برای مثال، سازمان بهداشت جهانی (WHO) در یک روز ۹۰ میلیون نفر را در هندوستان، و در سه روز كل جامعۀ چین را علیه فلج اطفال واكسینه كرد.
• بنابراین، شناخت ما از فرگشت ویروس فلج اطفال به ما امكان داده است كه بدون ایجاد بیماری ناخواسته، از واكسن آن استفاده كنیم.
خطر فهم نادرست فرگشت
فرگشت مقاومت به دارو در باكتری‌ها یكی از ساده‌ترین نمونه‌های فرگشت است كه در طبیعت رخ می‌دهد و بسیار به پزشكی مرتبط است. به علاوه، نمونه‌ای از فرگشت در اندازۀ كوچک است كه می‌تواند پیامدهای گسترده‌ای داشته باشد. با وجود این، بسیاری از مردم درک درستی از آن ندارند و حتی در گزارش‌های رسانه‌هایی مانند بی‌بی‌سی نیز نادرست بیان میشود.
مقاومت به پادزیها (آنتی‌بیوتیک‌ها) یک پدیدۀ فرگشتی است:
• استفادۀ بیش از اندازه و نادرست از پادزیها باعث گزینش باكتری‌هایی میشود كه ژن مقاوم به پادزی دارند.
• با ادامه پیدا كردن استفاده از پادزیها ، تعداد باكتری‌های مقاوم به پادزی افزایش می‌یابد و به میزبان‌های دیگر منتقل میشود.
• در نهایت، باكتری‌های مقاوم به پادزی جایگزین جمعیت باكتری‌هایی می‌شوند که زمانی به پادزی حساسیت داشتند.
با وجود این، مفهوم مقاومت به پادزی به شكل نادرستی در ذهن عموم مردم جا افتاده است. اغلب افراد تصور می‌كنند، استفادۀ نادرست از پادزی، به افزایش تحمل فرد در برابر دارو می‌انجامد و در نتیجه پادزی در آن فرد موثر واقع نمی‌شود. در واقع، آنان تصور می‌كنند مصرف نادرست پادزی، باعث تغییرهایی در فرد (و نه در باكتری) میشود. اما مقاومت به پادزی یک فرایند فرگشتی است و استفادۀ نادرست از پادزیها تنها به فرد مصرف‌كننده آسیب نمی‌رساند، بلكه استفادۀ نادرست همسایۀ شما از پادزیها می‌تواند به شما نیز آسیب برساند و حتی باعث مرگ شما شود. حتی استفادۀ نادرست از پادزیها در یكی از كشورهای اروپایی می‌تواند سوش‌های مقاومی را برای یک كشور آمریكایی یا آسیایی به ارمغان آورد كه راهی نیز برای مقابله با آن وجود نداشته باشد. بنابراین، در اینجا استفادۀ درست یک نفر مطرح نیست بلكه باید برای استفادۀ درست همگان از پادزیها برنامه‌ریزی كرد.
كاربردهای نوین زیست‌شناسی فرگشتی
راه‌های بی‌شمار دیگری وجود دارد تا زیست‌شناسی فرگشتی را برای برآورده كردن نیازهایمان به كار گیریم. از آن جمله:
• ۱. افزایش طول عمر داروها و مواد شیمیایی
• ۲. برساختن درخت‌های فرگشتی
• ۳. ردیابی میكروب‌های آسیب‌رسان
• ۴. تولید صنعتی مواد بیوشیمیایی و مواد دیگر
۱. مقاومت به داروها و مواد شیمیایی در میكروب‌ها، گیاهان و جانوران. در نیم دوم قرن بیستم، كارخانه‌ها در تهیه‌ی تركیب‌هایی برای نابودی ویروس‌ها، باكتری‌ها، حشره‌هایی كه محصول كشاورزی را می‌خورند و علف‌های هرزی كه در كشتزار می‌رویند، موفقیت‌های چشمگیری داشته‌اند. حتی تعداد زیادی داروی شیمی‌درمانی داریم كه برای نابودی سلول‌های سرطانی به كار می‌روند. با وجود این، تلاش‌های ما برای نابودی این جانداران باعث شده است مقاومت علیه مواد شیمیایی كه برای نابودی آن‌هابه كار می‌گیریم، در آنها فرگشت یابد. برای مثال:
• سوش‌هایی از ویروس ایدز با ۱۵ جهش مقاومت به دارو جداسازی شده است و تازه‌ترین داروها نیز در حال ناكارآمد شدن هستند.
• برخی سوش‌های باكتری‌ها به همه‌ی پادزی‌های موجود مقاوم شده‌اند.
• برای سل مقاوم به چند دارو، جراحی تنها راه درمان است، زیرا پادزیها پاسخ خوبی ندارند و فقط ۵۰ درصد بیماران آلوده زنده می‌مانند.
• شیمی‌درمانی برای سرطان اغلب ناكارآمد است، زیرا سلول‌های مقاوم به دارو طی دورۀ درمان به وجود می‌آیند.
• مقاومت به حشره‌كش‌ها و مقاومت به علف‌كش‌ها آن اندازه فراگیر شده است كه انگیزه برای ساختن حشره‌كش‌ها و علف‌كش‌های جدید ضعیف شده یا حتی به طور كامل وجود ندارد.
زیست‌شناسی فرگشتی راه‌هایی به ما پیشنهاد می‌كند تا عمر مفید داروها و مواد شیمیایی را افزایش دهیم. مقدار ماده‌ی شیمیایی كه به كار می‌رود، چه تركیبی از مواد شیمیایی استفاده میشود و زمانی كه آنها به كار گرفته می‌شوند، پرسش‌های مهمی هستند كه از نظر پیشگیری یا آهسته كردن روند فرگشت مقاومت، باید ارزیابی شوند. برخی شركت‌ها تركیب‌هایی را می‌فروشند كه به دلیل ماندگاری فراورده‌شان بهرۀ مالی دارند و آنها هزینۀ كافی برای زیست‌شناسان فرگشتی در نظر گرفته‌اند تا دستور استفادۀ دارو را خردمندانه‌تر تهیه كنند. در موارد دیگر، فشارهای اقتصادی و احساسی سیاست‌هایی را تحمیل می‌كنند كه روند فرگشت مقاومت را سرعت می‌بخشند (برای مثال، تقاضای بیمار پزشک را وامی‌دارد پادزی تجویز كند؛ پزشک توجه كافی ندارد و پادزیها در غذای جانوران وجود دارد.)
۲. درخت‌های فرگشتی. اصل نظریه فرگشت این است كه همه جانداران از راه نیاكان مشترک به هم مرتبط می‌شوند. امروزه زیست‌شناسی مولكولی این دیدگاه را در سطحی بیش از آن‌چه كه تا ۵۰ سال پیش تصور می‌شد تقویت كرده است. البته، در مقیاس زمانی كوچک نیز این حقیقت را می‌بینیم: هر چیز زنده‌ای از چیز دیگری پدید می‌آید كه هم زنده است و هم به آن شباهت دارد.
یكی از پیشرفت‌های مهم در زیست‌شناسی فرگشتی طی دو دهۀ اخیر روشی برای برآورد كردن الگوی نیاكانی میان جاندران است. این روش كه فیلوژنتیک (Phylogenetic) نام گرفته است، به ما امكان داده تاریخ جانداران را به نحو دقیق‌تری دنبال و آن را در قالب نمودارهای درخت‌مانند بازسازی كنیم. در این روش از داده‌های مولكولی استفاده میشود تا نیاكان مشترک جانداران را تا زمانی كه می‌خواهیم، برای مثال، بین باكتری‌ها و میتوكندری‌های سلول‌هایمان، دنبال بكنیم. این روش، علاوه بر افزایش درک ما از تاریخ فرگشتی زندگی، كاربردهای مفید زیادی به خصوص در پیگیری بیماری‌های عفونی پیدا كرده است.
۳. ردیابی میكروب‌های آسیب رسان. در یک مطالعۀ همه‌گیرشناختی بیماری‌های عفونی، دانستن این كه فردی چگونه یا در كجا به عامل آن بیماری آلوده شده است، اهمیت زیادی دارد. این اطلاعات شاید مهم‌ترین دانستنی پایه‌ای باشند كه برای پیشگیری از گسترش بیشتر بیماری به ما كمک می‌كنند. بیش از یک دهه است كه همه‌گیرشناسان(epidemiologist) از توالی DNA ویروس‌ها برای تهیۀ درخت‌های فیلوژنتیک استفاده می‌كنند تا منبع عفونت را ردیابی كنند. برخی از نمونه‌های فعالیت آنان بسیار جالب است.
در سال ۱۹۹۴ زنی ادعا كرد كه معشوقش (یک پزشک) برای انتقام‌جویی به او خون آلوده به ویروس ایدز (HIV) تزریق كرده است. بنابر ادعای آن زن، پزشک متهم بارها به او ویتامین B تزریق كرده و در یكی از تزریق‌ها از مقداری خون آلوده استفاده كرده بود. هیچ شاهد و مدركی در این باره وجود نداشت و پزشک نیز ادعا می كرد كه آن زن با افراد دیگری ارتباط داشته و از این راه آلوده شده است. در اینجا، درخت‌های فیلوژنی به كمک قاضی آمدند و ثابت كردند كه فرگشت، در عرصه قضاوت نیز می‌تواند راهگشا باشد.
• ویروس ایدز به سرعت دچار جهش میشود، حتی در بدن یک فرد.
• اگر ویروس ایدز از بدن فردی به بدن فرد دیگری منتقل شود، تفاوت‌هایی بین ویروس فرد دهنده و فرد گیرنده وجود دارد.
• همینطور كه ویروس از فردی به فرد دیگر منتقل میشود، بیشتر تغییر می‌كند و طی زمان متفاوت‌تر میشود.
• بنابراین توالی ماده ژنتیک ویروس ایدز در دو فردی كه از دو منبع متفاوت به این ویروس آلوده شده‌اند، بسیار متفاوت است.
• بنابراین، اگر سخن زن حقیقت داشته باشد، ویروس بدن او با ویروس بدن فردی كه خون آلوده از او به زن تزریق شده است، شباهت زیادی خواهد داشت.
بررسی پروندۀ پزشكی زن نشان داد، در آوریل ۱۹۹۴ كه او برای اهدای خون مراجعه كرده، به ویروس آلوده نبوده است. بنابر ادعای او، در اوت همان سال به او خون آلوده تزریق شده و او چند ماه بعد، ادعای خود را تسلیم دادگاه كرده است. مساله‌ای كه پرونده را پیچیده كرد این بود كه پزشک متهم خود به ویروس آلوده نبود. اما بررسی‌ها نشان دادند كه در مطب آن پزشک از دو بیمار، یكی آلوده به ویروس ایدز و دیگری آلوده به ویروس هپاتیت C نمونۀ خون تهیه شده بود. بررسی فیلوژنی ویروس‌های به دست آمده از آن زن و فرد آلوده به HIV، ادعای زن را ثابت كرد. پزشک به قتل درجه دوم و در نتیجه ۵۰ سال زندان محكوم شد.
تولید صنعتی مواد بیوشیمیایی و مواد دیگر. فرگشت جهت‌دار، یعنی فرگشتی كه به صورت ساختگی (مصنوعی) به راه افتاده است، بخش از زبان تخصصی در فناوری‌زیستی شده است:
• آنزیم‌ها و دیگر پروتئین‌هایی كه به طور ساختگی فرگشت یافته‌اند، به‌زودی بخشی از فناوری پزشكی می‌شوند و حتی در خانه‌داری به كمک ما می‌آیند.
• داروهایی با اساس پروتئینی خواهیم داشت كه برخلاف پروتئین‌های درون بدنمان، به آهستگی تخریب می‌شوند و بنابراین، لازم نیست مقدار زیادی از آنها دریافت كنیم.
• آنزیم‌ها طوری فرگشت پیدا می‌كنند كه در پودرهای شست و شو بهتر كار كنند.
• مولكول‌هایی به وجود خواهند آمد كه با هاگ عامل‌های بیماری‌زایی مانند عامل سیاه‌زخم و دیگر عامل‌های خطرناک پیوند شوند.
آری، دانشمندان با بهره‌گیری از آن چه كه داروین به ما آموخت فرگشت را در دستان خود گرفته‌اند و مولكول‌هایی می‌‌آفرینند كه ویژگی‌های مورد نیاز ما را بروز می‌دهند و حتی مولكول‌هایی ساخته‌اند كه تا ده سال پیش وجود آنها ناممكن به نظر می‌رسید.
نتیجه
گام‌هایی كه زیست‌شناسی فرگشتی در جهت بهبود زندگی انسان برداشته، برای مردم عادی روشن نیست. مردم باید بدانند كه در قرن جدید زیست‌شناسی فرگشتی كاربردهایی در پزشكی، كشاورزی، فناوری‌زیستی و حتی حقوق و خانه‌داری دارد. به علاوه، آنان باید بدانند آگاهی پایه از اصل‌های فرگشت برای مبارزۀ كارآمد با عامل‌های بیماری‌زا ضروری است.
درباره نویسنده
جیم جی. بال (Jim J. Bull) استاد زیست‌شناسی مولكولی در دانشگاه تگزاس است. او دربارۀ ارتباط ژنتیک و فرگشت با بیماری‌ها مطالعه می‌كند و برای درک چگونگی فرگشت ویروس‌ها در حضور مهاركننده‌ها و اینكه چگونه می‌توان آنها را برای تولید واكسن تغییر داد، آزمایش‌هایی انجام می‌دهد. به علاوه، او روی این موضوع كار می‌كند كه آیا از ویروس‌هایی كه به باكتری‌ها حمله می‌كنند (فاژها) می‌توان برای درمان عفونت‌های باكتریایی استفاده كرد.