جد مشترک چیست؟

جد مشترک چیست؟

هر گونه‌ی امروزی در طول زمان، تعدادی گونه‌ی اجدادی دارد. این گونه‌ها، دودمان دگرگشتی گونه‌‌ی امروزی را شکل می‌دهند. جد مشترک، گروهی اجدادی از موجودات است که در چندین دودمان دیده می‌شوند. برای مثل نوعی پستاندار اولیه، جد مشترک نهنگ‌ها، گربه‌ها، انسان‌ها و تمامی پستانداران امروزی است.

مفهوم جد مشترک

طبق نظریه‌ی دگرگشت (تکامل)، تمامی گونه‌ها، از جمله گونه‌های منقرض شده، از طریق مکانیسم‌های دگرگشتی، دگرگشت یافته‌اند؛ در واقع، تمامی گونه‌ها کم و بیش مرتبط هستند. بین تمامی موجودات برخی ویژگی‌ها مشترک است، بنابراین می‌توان نتیجه گرفت، یک یا چند جد جهانی مشترک بین موجودات وجود دارد. برخی از این ویژگی‌ها عبارت‌اند از:
– تمامی موجودات از یک یا چند سلول تشکیل شده‌اند و برای تکثیر وابسته به سلول‌(ها) هستند.
– اعمال حیاتی مانند، متابولیسم تولیدمثل و همئوستازی در تمامی جانواران مشهود است. این اعمال نتیجه‌ی فرآیندهای بیرون و درون‌سلولی هستند.
– پروتئین‌ها نقش اصلی را در این اعمال و فرایندها دارند. این پروتئین‌ها بر اساس توالی‌های DNA، درون سلول ایجاد می‌شوند. این ویژگی‌ها، ویژگی‌های بنیادین حیات روی زمین است.

انواع مختلف گونه‌ها به یکدیگر مرتبط‌اند و از اجدادی مشترک اشتقاق یافته‌اند. گونه‌هایی که جد مشترکی در گذشته‌ی نزدیک دارند، ارتباط بیشتر و نزدیک‌تری نیز با یکدیگر دادند. اما گونه‌هایی که جد مشترکی در گذشته‌های بسیار دور داشته‌اند، اکنون کمتر به هم مرتبط‌اند.

شواهد وجود اجداد مشترک

شواهد و مدارک متعددی وجود دارد که وجود جد مشترک بین انواع گونه‌ها را تایید می‌کنند. فسیل‌ها شواهدی فیزیکی را از گونه‌های گذشته فراهم می‌کنند. در برخی مواقع فسیل‌های به جا مانده از گونه‌های منقرض شده دارای ویژگی‌هایی هستند که می‌توانند حدفاصلی بین گونه‌های مختلف باشند. برای مثال، فسیل به جا مانده از آرکئوپترکیس در نظر بگیرید. این گونه ویژگی‌هایی متشکل از ویژگی‌های پرندگان و داینسورها داشته است که حاکی از وجود جد مشترک بین پرندگان و خزندگان است.

تشریح مقایسه‌ای علم مطالعه و مقایسه‌ی آناتومی موجودات مختلف است. وجود شباهت در ساختار استخوان‌ها، ارگان‌ها و دیگر بخش‌های بدن جانوران مختلف،می‌تواند نشان‌دهنده‌ی وجود جد مشترک بین آن‌ها باشد. جنین‌شناسی مقایسه‌ای، علم دیگری است که وجود جد مشترک را تایید می‌کند.
این علم به مقایسه‌ی مراحل و الگوهای مختلف تکوین جنین و رویان گونه‌های مختلف می‌پرازد. شواهد مولکولی و ژنتیکی نیز وجو جد مشترک بین گونه‌ها را ثابت میکنند. توالی‌یابی DNA و مقایسه‌ی ژنوم موجودات مختلف، اطلاعات مهمی را راجع به اجداد مشترک بین گونه‌های مختف به محققان می‌دهد.

فیلوژنی و درخت حیات

فیلوژنی مطالعه‌ی تاریخچه‌ی دگرگشتی و ارتباط بین موجودات مختلف است. نتایج این مطالعات و بررسی‌ها توسط درخت فیلوژنتیک نمایش داده می‌شود. درخت فیلوژنتیک روابط بین گونه‌ها و تاریخچه‌ی بین آن‌ها را نشان می‌دهد. شروع این درخت با یک جد مشترک در ریشه است که به شاخه‌های مختلفی تقسیم می‌شود. نقاطی که شاخه‌ها و انشعابات از آن‌جا ایجاد می‌شوند گره نام دارند. گره‌ها محل تشکیل گونه‌های جدید هستند. درخت‌های تکاملی یا فیلوژنتیک بر اساس داده‌های فسیلی، مورفولوژی، ژنتیک و جنین‌شناسی رسم می‌شوند. درخت حیات ارائه‌ای بصری از روابط دگرگشتی تمامی موجودات زمین است. درخت حیات، وابستگی و جد مشترک بین گونه‌ها و الگوی دگرگشتی آن‌ها در طول میلیاردها سال نمایش می‌دهد. در بنیادین‌ترین بخش این درخت، جد مشترک جهانی یا LUCA قرار دارد. تمامی موجودات جهان از لوکا منشعب شده‌اند.

در ادامه درخت حیات به سه قلمرو آرکی‌ها، باکتری‌ها و یوکاریوت‌ها تقسیم می‌شود. آرکی‌ها و باکتری‌ها میکروارگانیسم‌هایی تک سلولی هستند که اغلب با نام پروکاریوت نیز نامیده می‌شوند. یوکاریوت‌ها شامل جاندارانی با ساختار سلولی پیچیده‌تر هستند. با گسترده‌تر شدن درخت حیات، شاخهها و فرمانروهای مختلف شکل می‌گیرند. برای مثال یوکاریوت‌ها به فرمانروهایی نظیر جانوران، گیاهان، قارچ‌ها و پروتوزوآها تقسیم می‌شود. هر کدام از این فرمانروها شامل انواع جاندارن می‌شوند. در ادامه به ترتیب، شاخه‌ها، رده‌ها، راسته‌ها، خانواده‌ها، سرده‌ها و در نهایت گونه‌ها رسم می‌شوند.

مقایسه‌ی توالی ژنوم ارگانیسم‌ها

ژنومیکس مقایسه‌ای شاخه‌ای از تحقیقات زیستی است. در این تحقیقات، محققان از ابزارهای مختلفی برای مقایسه ژنوم گونه های مختلف استفاده می‌کنند. با مقایسه دقیق ویژگی‌های ارگانیسم های مختلف، محققان می توانند تفاوت‌ها و شباهت‌ها را مشخص کنند. ژنومیکس مقایسه‌ای با بررسی توالی ژنوم از گونه‌های مختلف، اطلاعاتی را در مورد دگرگشت ژنوم و اثر انتخاب طبیعی بر دگرگشت توالی DNA، ارائه می‌دهد.
از ژنومیکس مقایسه‌ای می‌توان برای مطالعه‌ی تغییرات دگرگشتی در میان موجودات استفاده کرد. به کمک ژنومیکس مقایسه‌ای می‌توان ژن‌هایی که در بین گونه ها حفظ شده‌اند و همچنین ژن هایی که به هر موجود زنده ویژگی‌های منحصر به فردی می‌دهد، را شناسایی کرد.
بررسی ژن FOXP2 در انسان و سایر گونه‌ها، از جمله استفاده‌‌های ژنومیکس مقایسه‌ای در مطالعات دگرگشتی است. این ژن در سخن‌وری و تکوین تکلم دخیل است. محققان با مقایسه‌ی ژن FOXP2 در انسان، شامپانزه‌ها و دیگر نخستی‌ها، در تلاش‌اند تا درک بهتری از دگرگشت سخن گفتن و تکلم داشته باشند. ژنومیکس مقایسه‌ای نشان داده‌است که ژن FOXP2 شدیداً در پستانداران حفظ شده‌است. البته در این خصوص، تفاوت‌هایی بین انسان و سایر گونه‌ها وجود دارد؛ برای مثال، در انسان دو زیرواحد آمینواسیدی پروتئین FOXP2 متفاوت است.
هر چند که ژنومیکس مقایسه‌ای علمی نوپاست ولی نتایج چشمگیری داشته‌است. در مارس 2000 مطالعه‌ای صورت گرفت و ژنوم مگس میوه و انسان را مقایسه کرد. این مطالعه نشان داد که حدود 60% از ژن‌ها در مگس میوه و انسان به صورت حفظ‌شده است. به بیان ساده‌تر، این دو گونه مجموعه‌ای بزرگ از ژن‌ها را به اشتراک می‌گذارند. محققان دریافته‌اند که دو سوم ژن‌های انسانی که در سرطان نقش دارند، همتایانی در مگس میوه دارند. همچنین، زمانی که دانشمندان ژن انسانی مرتبط با بیماری پارکینسون را در ژنوم مگس‌های میوه جاسازی کردند، این مگس‌ها علائمی مشابه به آنچه در انسان‌های مبتلا مشاهده می‌شد نشان دادند. از این پژوهش‌ها می‌توان نتیجه گرفت که این حشرات کوچک می‌توانند به عنوان مدل‌های جدیدی برای آزمایش درمان‌های بیماری‌های مورد نظر عمل کنند.

نزدیک‌ترین جد مشترک جهانی LUCA

LUCA (Last Universal Common Ancestor) یا نزدیک‌ترین جد مشترک جهانی، ارگانیسمی فرضی است که جد مشترک تمامی  موجودات روی زمین فرض می‌شود. لوکا بیانگر بخشی از دگرگشت است که درخت حیات به سه قلمرو یا شاخه‌ی آرکی‌ها، باکتری‌ها و یوکاریوت‌ها تقسیم میشود. ویژگی‌ها و مشخصه‌های لوکا هنوز به طور دقیق مشخص نیست اما پژوهش‌های صورت گرفته برخی ویژگی‌های ممکن برای لوکا را مشخص کرده‌اند.

مطالعات صورت گرفته بر پایه‌ی ژنومیکس مقایسه‌ایی، فیلوژنتیک، آنالیزهای بیوشیمیایی محققان را در شناخت بهتر لوکا یاری می‌رسانند. مطالعات و بررسی‌های ژنومی حاکی از وجود مولکول‌های ویژه‌ و ژن‌هایی هستند که در انواع جانداران مشترک هستند. ژن‌هایی که در رونویسی و سنتز پروتئین‌ها(ترجمه) نقش دارند، از جمله این ژن‌ها هستند. ژن‌هایی مانند ژن‌های کدکننده‌ی RNA ریبوزومی، به شدت حفظ شده هستند و در ژنوم تمام موجودات زنده یافت می‌شوند. می‌توان نتیجه گرفت که لوکا نوعی ماشین سنتز پروتئینی ابتدایی و امکان ساخت و سنتز پروتئین را داشته‌است.
بررسی‌ مسیرهای متابولیکی جانوران مختلف، به دانشمندان در شناسایی برخی ویژگی‌های لوکا کمک می‌کند. برای مثال لوکا احتمالا متکی بر مسیرهای متابولیکی ساده‌ای بوده‌است که منجر به سنتز مولکول‌های ضروری مانند ATP، در عدم حضور اکسیژن می‌شوند.

جد مشترک پستانداران

تمامی پستانداران امروزی، از پلاتی‌پوس گرفته تا نهنگ، از نسل جد مشترکی هستند که میلیون ‌ها سال پیش می‌زیسته‌است. ابتدایی‌ترین پستانداران مورگانوکودنتیدها (morganucodontids) بودند. این حیوانات کوچک حدود 210 میلیون سال پیش، در سایه‌ی دایناسورها زندگی می‌کردند. آن‌ها یکی از چندین دودمان مختلف پستانداران بودند که در آن زمان ظهور کردند. همه پستانداران امروزی، از جمله ما، از همان دودمانی هستند که موفق به بقا شده‌اند. در طول 145 میلیون سال دگرگشت، به دلیل حضور و سلطه‌ی دایناسور‌ها، این حیوانات اجدادی، اندازه‌ای نزدیک به یک گربه داشتند. پس از تصویری طراحی شده از مورگانوکوتیدها انقراض دایناسورها در حدود 65 سال قبل، پستانداران فرصت بزرگی برای دگرگشت‌ به‌دست آوردند. داده‌های فسیلی، انفجاری بزرگ در تنوع پستانداران را، پس از انقراض دایناسورها نشان می‌دهند.

جد مشترک انسان‌ریخت‌ها و شامپانزه‌ها

انسان و میمون هر دو جزو نخستی‌ها یا پریمات‌ها هستند؛ اما انسان‌ از نسل میمون‌ یا هیچ نخستی دیگری که امروزه
زندگی می‌کند نیست. در واقع، انسان‌ها جدی مشترک با شامپانزه ها دارند. این جد مشترک بین 6 تا 8 میلیون سال پیش، بر روی زمین زندگی می‌کرده است.
انسان‌ها و شامپانزه‌ها از یک جد مشترک، به دو شیوه‌ی متفاوت دگرگشت یافتند. مسئله‌ی جد مشترک بین انسان‌ها و شامپانزه‌ها همواره مورد توجه بوده است. داده‌های فسیلی و مطالعات ژنتیکی در پیشبرد تحقیقات راجع‌به این جد مشترک، بسیار موثر بوده‌اند. بر اساس داده‌های فسیلی، این جد مشترک احتمالا، هومونیدی مطعلق به رده‌ی نخستی‌ها یا پریمات‌ها بوده‌است. به کمک فسیل‌های آردیپیتکوس رامیدوس و ساهلانتروپوس تچادنسيس، می‌توانیم درک بهتری از آناتومی و سازگاری‌های این هومونید اولیه داشته باشیم.
این جد مشترک احتمالا هم با زندگی بر روی درخت و هم با زندگی بر روی زمین سازگار بوده‌است. راه رفتن بر روی دوپا، مرحله‌ی مهمی در دگرگشت انسان است. جد مشترک ما و شامپانزه‌ها احتمالا، ویژگی‌هایی مناسب برای راه رفتن بر روی دوپا داشته‌است. راه رفتن بر روی دوپا و ایستاده راه رفتن نیازمند تغییراتی بر روی آناتومی لگن، ستون فقرات پاها است.

مغز این جد مشترک از مغز انسان امروزی کوچک‌تر، ولی پیچیدگی و اندازه‌ی مغز او از هومونیدهای پیشین بیشتر بوده‌است. اطلاعات زیادی راجع‌به زندگی اجتماعی این گونه نداریم، ولی احتمالا افراد این گونه، همانند شامپانزه‌ها، در گروه‌هایی کوچک اجتماعی می‌زیستند. دندان‌های فسیل شده‌ی این هومونید نشان می‌دهد، رژیم غذایی او شامل میوه‌ها، برگ‌ها، دانه‌ها، حشرات و شاید مهره‌داران کوچک بوده‌است.
مطالعات و داده‌های ژنتیکی نیز نقش بزرگی در شناسایی جد مشترک ما با شامپانزه‌ها داشته‌اند. مقایسه‌ی ژنوم انسان و شامپانزه، وجود شباهت ژنتیکی بسیار زیاد را بین این دو گونه نشان می‌دهد. انسان‌ها و شامپانزه‌ها حدود 98% اشتراک در DNAهای خود دارند. این اشتراکات نشان‌دهنده‌ی رابطه‌ی دگرگشتی نزدیک، بین این دو گونه است.

نویسنده: مبینا جاویدی

منابع:

1. https://www.nationalgeographic.com/science/article/rise-
   mammals#:~:text=The%20earliest%20known%20mammals%20were,the%20o
   ne%20line%20that%20survived
2. https://www.khanacademy.org/science/ms-
   biology/x0c5bb03129646fd6:evolution/x0c5bb03129646fd6:evolution-and-
   common-ancestry/a/common-ancestry-and-evolutionary-
   trees#:~:text=A%20common%20ancestor%20is%20an,and%20all%20other
   %20modern%20mammals
3. https://www.genome.gov/11006946/comparative-genomics
4. White, T. D., Suwa, G., Asfaw, B., & Beyene, Y. (2009). Ardipithecus ramidus
   and the Paleobiology of Early Hominids. Science, 326(5949), 64-86.
5. Brunet, M., Guy, F., Pilbeam, D., Lieberman, D. E., Likius, A., Mackaye, H. T.,
   … & Vignaud, P. (2005). New material of the earliest hominid from the
   Upper Miocene of Chad. Nature, 434(7034), 752-755.