ژن‌های جدید از کجا می‌آیند؟
ماهی‌هایی که در آب‌های زیر صفر درجه زندگی می‌کنند، پروتئین‌هایی دارند که نقش ضدیخ را دارد. فرض کنید سه گونه متفاوت از ماهی‌های دارای ضدیخ داشته باشیم. دو حالت متفاوت را در نظر بگیریم:
هادی صمدی
ماهی‌هایی که در آب‌های زیر صفر درجه زندگی می‌کنند، پروتئین‌هایی دارند که نقش ضدیخ را دارد. فرض کنید سه گونه متفاوت از ماهی‌های دارای ضدیخ داشته باشیم. دو حالت متفاوت را در نظر بگیریم:
حالت نخست: اگر سه پروتئین ضدیخ یافت‌شده در بدن ماهی‌ها ساختارهای متفاوتی داشته باشند، در تبیین خاستگاه این سه پروتئین با یک دو‌راهی مواجه هستیم.
الف. ممکن است سه ژن متفاوت که ریشه در یک ژن مشترک نیایی داشته‌اند، به مرور زمان آن‌قدر تغییر کرده باشند که اکنون سه پروتئین ضدیخ متفاوت اما با کارکرد مشابه را تولید کنند.
ب. همچنین ممکن است با تکامل همگرا مواجه باشیم؛ به این معنا که به طور مستقل، سه ژن متفاوت با سه منشأ متفاوت با کارکردهایی مشابه تکامل یافته باشد (همان‌طور‌که پژواک‌یابی در دلفین‌ها و خفاش‌ها محصول تکامل همگراست).
از معماهایی که هر‌روزه متخصصان رده‌بندی با آن مواجه هستند، همین است که دریابند وقتی ژن‌ها، پروتئین‌ها و خصیصه‌هایی با کارکرد مشابه را در چند گونه رصد می‌کنیم، باید در جست‌وجوی ریشه‌های مشترکی برای آنها و به دنبال رصد‌کردن آن خصیصه در نیای مشترکی باشیم یا باید وارد تبیین‌های موسوم به تکامل همگرا شویم؟ زیست‌شناسان با این دسته از معضلات آشنا هستند.
حالت دوم: در حالت دوم، بر‌اساس مقاله جدیدی که در نشریه زیست‌شناسی مولکولی و تکامل منتشر شده، سه پروتئین ضدیخی که در بدن سه گونه یافت شده، به لحاظ ساختاری مشابه است. تاکنون در چنین مواردی خیلی سریع این‌گونه نتیجه می‌گرفتیم که این پروتئین حداقل از آخرین نیای مشترک سه گونه وجود داشته؛ زیرا احتمال اینکه به نحوی مستقل سه ژن مشابه، با کارکرد تقریبا یکسان، سه بار به نحوی مشابه و مستقل تکامل یافته باشد، بسیار پایین است. پژوهش جدید از این لحاظ عجیب است که نشان می‌دهد با اینکه ساختار ژن‌های تولیدکننده این پروتئین در سه گونه ماهی بسیار مشابه است، اما این شباهت برآمده از نیای مشترکی نیست و هرکدام جداگانه ایجاد شده‌اند. در اینجا این سؤال مطرح می‌شود که اگر این ژن‌های مشابه از نیای مشترکی به ارث نرسیده‌اند پس از کجا آمده‌اند؟ شاید ژن‌های جدید آن‌گونه که می‌پنداریم جدید نیستند. یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد ژن‌های جدید می‌توانند با استفاده مجدد از قطعات ژن‌های اجدادی غیرکارکردی تشکیل شوند. بخش‌های زیادی از ژنوم موجودات زنده غیرکارکردی است؛ به این معنا که به پروتئینی ترجمه نمی‌شود که آن پروتئین کارکرد خاصی داشته باشد و به همین دلیل گاهی به آن «دی‌ان‌ای آشغال» نیز گفته می‌شود که حالا مشخص است آشغال نامیدن آن نیز بی‌وجه است. بخش‌هایی نیز به شبه‌ژن موسوم است؛ ژن‌هایی که در گذشته‌های دور کارکردهایی داشته‌اند، اما با تغییرات در بدن موجود زنده دیگر نیازی به آن کارکرد نبوده است. این بخش‌های ژنوم می‌توانند نقش ماده خام را برای معرفی ژن‌های جدید بازی کنند. این پژوهش این معمای جدید را پیش‌روی پژوهشگران می‌گذارد: با سرد‌شدن محیط، ماهی‌ها نیاز به ضدیخ پیدا کرده‌اند. قبول، اما درون سیستم مولکولی بدن ماهی، آگاهی به اینکه در فلان بخش دی‌ان‌ای آشغال یا شبه‌ژن‌ها می‌توان ژنی که بتواند نقش ضدیخ را بازی کند از کجا حاصل شده است؟ چطور در هر سه ماهی سیستم به سراغ همان بخش خاص ژنوم رفته که در صورت به‌روزرسانی می‌توانسته ضدیخ تولید کند؟ پاسخ اجمالی آن است که احتمالا با افزایش استرس محیطی به بخش‌های زیادی از دی‌ان‌ای آشغال اجازه تکثیر داده می‌شود تا پروتئینی که نقش مفیدی برای خود می‌یابد، بخت انتخاب بیابد و سایرین حذف شوند. اما این راهکار پرهزینه است و شاید باید منتظر راهکاری اقتصادی‌تر بود.
منبع: برگرفته از تارنمای تکامل و فلسفه