تکامل می‌تواند با سرعت بسیار بالایی اتفاق بیفتد

وقتی به تکامل فکر می‌کنیم، اغلب به تغییرات آهسته و تدریجی فکر می‌کنیم که طی میلیون‌ها سال رخ می‌دهد. اگرچه پژوهش جدیدی نشان می‌دهد این فرایند می‌تواند به سرعت اتفاق بیفتد و تغییرات عمده‌ای را در طول یک سال در پاسخ به تغییرات فصلی ایجاد کند. مقاله‌ای که این پژوهش را توصیف می‌کند، ۱۸ مارس در مجله ساینس منتشر شد و تکامل را در مگس‌های میوه طی حدود ۱۰ نسل بررسی کرده است. هر نسل مگس‌ها کمتر از ۱۲ روز طول می‌کشد.

به‌گفته‌ی ست رودمن، استادیار دانشکده علوم زیستی در دانشگاه ایالتی واشینگتن و یکی از نویسندگان مقاله، درحالی‌که مگس‌های میوه عمر بسیار کوتاهی دارند و فاصله بین نسل‌های آن‌ها کم است، تکامل در موجودات با عمر طولانی‌تر نیز می‌تواند سریع‌تر از پیش‌بینی‌های گذشته، اتفاق بیفتد. او در مصاحبه با وب‌سایت ARS گفت: «در طول چند دهه گذشته، درک فزاینده‌ای از این موضوع ایجاد شده است که تکامل می‌تواند با سرعت نسبتاً بالایی اتفاق بیفتد.»

پژوهشگران برای مطالعه جدید، هزار مگس میوه را در ۱۰ محوطه بیرونی رها کردند. هریک از فضاها به‌خوبی با توری‌هایی محصور شده بود و هریک درخت کوچکی داشت تا شبیه زیستگاه‌های موجود در طبیعت باشد. مگس‌ها به مدت چهار ماه در آن محوطه‌ها حضور داشتند و همه رژیم غذایی یکسانی داشتند.

پژوهشگران به‌طور دوره‌ای مگس‌ها را بررسی کردند تا متوجه شوند که ژن‌ها و ویژگی‌های حشرات چگونه درحال تغییر هستند. پژوهشگران ویژگی‌های مختلفی مانند موفقیت تولیدمثلی و مقاومت نسبت‌به گرما یا سرما را شناسایی کردند. آن‌ها برای اطمینان از این موضوع که ویژگی‌های تغییریافته ناشی از تغییرات ژنتیکی است، از هر محفظه ۲۵۰۰ تخم برداشتند و جمعیت‌های جدیدی برای سه نسل پرورش دادند تا پایدار بودن تغییرات مشاهده‌شده را بررسی کنند.

در هر نوبت بازرسی، تیم همچنین به‌طور تصادفی ۱۰۰ مگس میوه را از هر محوطه انتخاب کرد و کل ژنوم آن‌ها را توالی‌یابی کرد. ازآنجا که DNA تمام ۱۰۰ مگس میوه پیش از توالی‌یابی با هم مخلوط شده بود، تصویری از متوسط تغییرات ژنومی مگس‌ها به دست آمد. این روش ممکن است برخی از تفاوت‌هایی را که فراوانی آن‌ها کمتر است، شناسایی نکند.

در طول چهار ماه، پژوهشگران تغییر فراوانی برخی از واریانت‌ها را در ۶۰ درصد از ژنوم مگس‌ها مشاهده کردند که تغییر بسیار بزرگی است. البته، فقط بخش کوچکی از این‌ تغییرات، واریانت‌هایی را نشان می‌دهد که به علت تغییرات محیطی مورد انتخاب قرار گرفته‌اند. وقتی این واریانت‌ها انتخاب می‌شوند، فراوانی واریانت‌هایی که روی کروموزوم فاصله نزدیکی با آن‌ها دارند، نیز تغییر می‌کند.

پژوهشگران ‌توانستند نتیجه بگیرند که این تغییرات به‌جای اینکه حاصل رانش ژنتیکی باشند، تغییرات سازشی هستند، زیرا تغییرات مشاهده‌شده در جمعیت بیشتر محوطه‌ها رخ داده بود، نه اینکه فقط در یکی دو مورد ظاهر شده باشد. به‌گفته‌ی رودمن، سرعت تغییرات غیرمنتظره بود و نشان می‌داد مگس‌ها سریع‌تر از اندازه‌گیری‌های گذشته تکامل پیدا می‌کنند و با محیط خود سازگار می‌شوند.

رودمن خاطرنشان کرد، اگرچه مگس‌های میوه عمر کوتاهی دارند و به سرعت تولیدمثل می‌کنند، در گونه‌های دیگر نیز تکامل و سازگاری ممکن است سریع‌تر از تصور گذشته اتفاق بیفتد. او افزود، اگرچه مطالعه تکامل در موجوداتی که بیش از چند روز زندگی می‌کنند، بسیار دشوارتر است، تکامل می‌تواند با سرعت بسیار بالایی اتفاق بیفتد.