چرا فقط انسان‌ها چانه دارند؟ پاسخ تازه دانشمندان به معمای دیرینه تکاملی

چانه ویژگی‌ عجیبی است که از بین نخستی‌ها فقط در انسان یافت می‌شود و به همین دلیل، سال‌ها ذهن زیست‌شناسان را به خود مشغول کرده است. اکنون یک پژوهش تازه نشان می‌دهد این برجستگی آشنای صورت احتمالاً نه برای هدفی خاص، بلکه به‌عنوان پیامد ناخواسته تغییرات دیگر در روند تکامل به وجود آمده است.

دانشمندان مدت‌ها تصور می‌کردند هر تفاوت مهم میان گونه‌ها حتماً به‌دلیل مزیتی مشخص در انتخاب طبیعی ایجاد شده است. اما پژوهش جدید نشان می‌دهد تکامل همیشه آن‌قدر هدفمند نیست. به گفته نورین فون کرامون-تاوبادل از دانشگاه بوفالو، «مردم دوست دارند فکر کنند هر ویژگی هدف مشخصی دارد، اما تکامل اغلب بسیار پیچیده‌تر و نامنظم‌تر از این تصور است.»

چانه در ساده‌ترین تعریف، برجستگی استخوانی فک پایین است که جلوتر از دندان‌های جلویی قرار می‌گیرد. نکته جالب اینجاست که حتی نزدیک‌ترین خویشاوندان ما در میان میمون‌های بزرگ چنین ویژگی‌ای ندارند و همین موضوع باعث شده چانه یکی از نشانه‌های کلیدی برای تشخیص انسان خردمند باشد. با این حال، علت پیدایش آن همیشه نامشخص بوده است.

گروه پژوهشی به رهبری فون کرامون-تاوبادل حتی احتمال دیگری را هم بررسی کردند: اینکه چانه نتیجه «رانش ژنتیکی» باشد. رانش ژنتیکی به زبان ساده یعنی تغییراتی که فقط بر اثر شانس در جمعیت‌ها رخ می‌دهد، نه به‌دلیل مزیت خاص برای بقا یا تولیدمثل.

به گزارش نیوسایتیست، پژوهشگران برای بررسی فرضیه‌ی خود، ۵۳۲ جمجمه انسان و ۱۴ گونه و زیرگونه از میمون‌های امروزی را که در موزه‌ها نگهداری می‌شدند مطالعه کردند؛ از جمله شامپانزه‌ها، بونوبوها، گوریل‌ها، اورانگوتان‌ها و گیبون‌ها. آن‌ها ۴۶ فاصله دقیق میان نقاط مشخص آناتومیکی سر و فک را اندازه‌گیری کردند؛ ۹ مورد از این اندازه‌ها مربوط به ناحیه‌ای بود که در انسان چانه را تشکیل می‌دهد. سپس این داده‌ها روی درخت تکاملی گونه‌ها قرار گرفت.

در مرحله بعد، دانشمندان شکل احتمالی سر و فک آخرین نیای مشترک همه میمون‌ها را بازسازی کردند. بعد با استفاده از یک مدل ژنتیکی استاندارد بررسی کردند آیا تغییرات هر شاخه تکاملی بیشتر از حدی بوده که بتوان آن را فقط با شانس توضیح داد یا نه.

نتیجه جالب بود: سه ویژگی مرتبط با چانه احتمالاً تحت تأثیر مستقیم انتخاب طبیعی بوده‌اند، یعنی وجودشان برای بقا یا تولیدمثل مزیت داشته است. اما شش ویژگی دیگر به نظر می‌رسد یا تحت انتخاب قرار نگرفته‌اند یا فقط محصول جانبی تغییرات دیگر بوده‌اند.

دانشمندان توضیح می‌دهند که وقتی اجداد انسان شروع به راه‌رفتن روی دو پا کردند، پایه جمجمه آن‌ها خمیده‌تر شد و صورت به‌جای جلو آمدن، زیر جعبه مغز قرار گرفت. هم‌زمان با بزرگ‌تر شدن مغز و تغییر رژیم غذایی، نیاز به دندان‌های جلویی بزرگ و عضلات قدرتمند جویدن کاهش یافت. این تغییرات باعث کوچک‌تر شدن بخش پایینی صورت و فک شد. در نتیجه استخوان‌های فک بالا عقب رفتند و فک پایین جلوتر از دندان‌ها باقی ماند؛ فرایندی که در نهایت به شکل‌گیری چانه انجامید.

به بیان ساده، چانه احتمالاً نتیجه ترکیب چند تغییر بزرگ در بدن انسان است: راست‌قامت شدن، بزرگ‌تر شدن مغز و کوچک‌تر شدن دندان‌ها. این یافته نشان می‌دهد وقتی انتخاب طبیعی یک بخش از بدن را تغییر می‌دهد، بخش‌های دیگر هم ممکن است به‌صورت زنجیره‌ای دچار تغییر شوند.

در زیست‌شناسی تکاملی، چنین ویژگی‌هایی را «اسپندرل» می‌نامند؛ واژه‌ای که از معماری گرفته شده است. در معماری، اسپندرل به فضاهایی گفته می‌شود که به‌طور ناخواسته در نتیجه ساخت عناصر دیگر، مثل قوس‌ها، ایجاد می‌شوند. دانشمندان معتقدند ناف انسان و حتی بازوهای کوچک تیرانوسوروس رکس نیز ممکن است نمونه‌هایی از این نوع ویژگی‌های جانبی باشند.

پژوهش همچنین نشان می‌دهد جمجمه و فک انسان سیستمی کاملاً یکپارچه هستند. به گفته جیمز دی‌فریسکو از مؤسسه فرانسیس کریک، وقتی انتخاب طبیعی بخشی از این سیستم را تغییر می‌دهد، سایر بخش‌ها نیز ممکن است همراه آن تغییر کنند، حتی اگر هدف اصلی انتخاب نبوده باشند. او می‌گوید: «اینکه یک ویژگی مثل چانه به‌صورت مستقل دیده می‌شود، به این معنا نیست که واقعاً به‌عنوان واحدی جداگانه تکامل یافته است.»

نتایج پژوهش در ژورنال PLOS One منتشر شده است.