دکتر شاهین زارع مبارکه در گفت‌وگو با ایسنا، در تعریف تبارزایی، اظهار کرد: تکامل موجودات زنده از دیدگاه سنتی، نحوه پیدایش موجودات زنده مختلف از انواع دیگر را مورد بحث قرار می‌دهد. مبحث تکامل در زیست‌شناسی در همه جنبه‌های زیست‌شناسی جایگاه مهمی پیدا کرده است و برخی جنبه‌های فلسفی و نظری را نیز شامل می‌شود.

وی ادامه داد: تبارزایی یا فیلوژنی به عنوان راهی جهت نشان دادن روابط تکاملی بین موجودات زنده بدون اعمال نظرهای شخصی و سلیقه‌ای ابداع شد.

این استاد دانشکده زیست‌شناسی دانشگاه تهران تصریح کرد: دانشمند آلمانی به نام «ویلی هنیگ» در سال ۱۹۵۰ میلادی اصول رده‌بندی تبارشناختی یا تبارشاخه‌شناسی (کلادیستیک) را به زبان آلمانی در کتابی منتشر کرد که در سال ۱۹۶۶ به انگلیسی ترجمه شد.

دکتر زارع ادامه داد: از آن پس، این علم محبوبیت زیادی در میان متخصصان تکامل موجودات زنده پیدا کرد، به‌طوری‌که بسیاری از جنبه‌های آن را پوشش می‌دهد و روش‌های تحلیلی تبارشناسی به روش معمول در بیان روابط خویشاوندی بین موجودات زنده تبدیل شده‌اند. این روابط به‌طور مرسوم به شکل درختواره نمایش داده می‌شوند.

وی توضیح داد: در تفسیر این درختواره‌ها هر دو موجودی که با یکدیگر قرابت بیشتری داشته باشند، در یک دوشاخه قرار می‌گیرند و گروه قبل از آن معرف نیای بلافصل مشترک این دو موجود است. 

زیست‌فناوری، حفاظت از گونه‌ها، حفاظت از بوم‌سازگان‌ها و اصلاح نژاد از کاربردهای تبارزایی است

مدیر قطب علمی تبارزایی موجودات زنده ایران، افزود: تبارزایی امروزه برای بررسی روابط خویشاوندی در همه گروه‌های موجودات زنده یعنی گیاهان، جانوران، باکتری‌ها، قارچ‌ها و جلبک‌ها به کار گرفته می‌شود. در برخی گروه‌های موجودات زنده انجام تحلیل‌های تبارزایشی با استفاده از نشانگرهای مولکولی شناخته شده، برای معرفی و شناسایی گونه‌های جدید ضروری است که به توسعه رهیافت رمزینه DNA برای شناسایی موجودات زنده منجر شده است.

دکتر زارع برخی کاربردهای مهم تبارزایی را در بحث‌های زیست‌فناوری(بیوتکنولوژی)، جغرافیای زیستی، حفاظت از گونه‌ها، حفاظت از بوم‌سازگان‌ها، گیاهان دارویی و اصلاح نژاد دانست و خاطرنشان کرد: بسیاری از مباحث مربوط به حفاظت از گونه‌ها با روش علمی متکی به بررسی تنوع ژنتیکی درون گونه‌ها و جمعیتهای آن‌هاست. غالباً تحلیل‌های چنین مباحثی از نوع تبارشناسی است.

وی افزود: به‌عنوان مثال اگر مایل به حفاظت از گونه‌ای با وسعت پراکندگی زیاد باشیم و منابع مالی برای حفاظت از تمام جمعیت‌ها محدود باشد، باید تأکید بر حفاظت از جمعیت‌هایی قرار گیرد که تنوع ژنتیکی بیشتری دارند. چنین جمعیت‌هایی شانس بقای بیشتری نسبت به جمعیت‌های با تنوع کم دارند یا مثلاً اگر گونه‌ای معرف یک تبار یا دودمان مهم در منطقه‌ای خاص یا دنیا باشد، باید در حفاظت هدفمند آن گونه تلاش زیادی شود.

حفاظت از سوسن چلچراغ، اُرکیده‌ها و یا بوم‌سازگان‌هایی نظیر حرا از کاربردهای تبارزایی گیاهی در کشور

این استاد دانشکده زیست‌شناسی دانشگاه تهران ادامه داد: در ایران هم سازمان حفاظت محیط زیست و منابع طبیعی تلاش و هزینه زیادی برای حفاظت از گونه‌ها یا بوم‌سازگان‌های در معرض خطر انقراض انجام می‌دهند. مثال بارز در این‌باره، حفاظت هدفمند از گونه سوسن چلچراغ، اعضای تیره ثعلبیان (یا اُرکیده‌ها) یا بوم‌سازگان‌هایی نظیر «حرا» است که البته گاهی مبتنی بر روش‌های علمی یا تبارزایی نیست و با استفاده از شاخص‌های کلی شناخته شده در تنوع زیستی و بوم‌شناسی انجام می‌شود. حفاظت از یوزپلنگ آسیایی و پلنگ ایرانی نیز می‌توانست از همین الگوی علمی تبارزایی تبعیت کند که البته به‌علت کم بودن تعداد این گونه در ایران، نیازی به این کار نیست و کل جمعیت‌ها باید حفاظت شوند.

اطلاعاتی که می‌توان از تنوع ژنتیکی جمعیت‌های یوزپلنگ آسیایی و پلنگ ایرانی کسب کرد

دکتر زارع با بیان این‌که مطالعات تبارزایی می‌توانست اطلاعات خوبی در زمینه تنوع ژنتیکی جمعیت‌ها و الگوی مهاجرت این دو گونه مهم جانوری فراهم کند، خاطرنشان کرد: در بسیاری از دانشگاه‌ها و موسسات پژوهشی ایران مطالعات مربوط به تنوع ژنتیکی گونه‌های منتخب موجودات زنده با اهداف مختلف انجام می‌شود که متأسفانه توسط سازمان حفاظت محیط زیست ردیابی و استفاده نمی‌شوند. اینجا در واقع یک فاصله میان سازمان مسئول حفاظت و منبع تولیدکننده اطلاعات وجود دارد که مسئولان باید نسبت به رفع آن و استفاده بهینه از اطلاعات اقدام کنند.

وی با بیان این‌که یکی از مهم‌ترین کاربردهای این علم در بحث‌های حفاظت محیط زیستی است، گفت: مورد دیگر بحث‌های مربوط به بررسی زمان و مکان خاستگاه بوم‌سازگان‌ها و تحلیل ترکیب گونه‌ای و جمعیتی آن‌هاست.

مدیر قطب علمی تبارزایی موجودات زنده ایران، تصریح کرد: ترکیب گونه‌ای بوم‌سازگان‌ها به یکباره ایجاد نشده، بلکه معمولاً نتیجه یک روند خاص تکاملی و سازش محیطی تدریجی است. در بوم‌سازگان‌ها موجودات گروه‌های مختلف با هم برهمکنش دارند و به‌عبارتی با هم سازگار شده‌اند. خیلی مواقع فرآیند تکاملی در موجودات زنده وابسته به هم، مثلاً گیاه و میکروب همزیست آن، با هم قابل انطباق است و با دانستن یکی می‌توان روابط گروه دیگر را نیز پیش‌بینی کرد. 

دکتر زارع افزود: کاربرد دیگر تبارزایی پیش‌بینی تأثیر تغییرات اقلیمی بر ترکیب جوامع موجودات زنده است. چنانچه تاریخچه تکاملی یک گروه از موجودات زنده با روش‌های تبارزایی مشخص شود، این امکان وجود دارد که با استفاده از روش «ساعت مولکولی» زمان تکامل گروه و یا وقایع تکاملی خاص را تخمین زد.

وی خاطرنشان کرد: این رهیافت ابزاری برای پیش‌بینی شکل جوامع موجودات زنده با تغییر شرایط اقلیمی فراهم می‌کند. در شرایط حاضر که کره زمین با تغییرات اقلیمی شدید مواجه است، می‌توان شرایط مشابه دوران پیشین زمین‌شناسی معادل شرایط فعلی را بازسازی کرد و تخمین زد چه گروهی از موجودات زنده در آینده شکل‌دهنده یا عناصر غالب بوم‌سازگان‌ها هستند.

این استاد دانشکده زیست‌شناسی دانشگاه تهران ادامه داد: مورد دیگر کاربرد تبارشناسی در امر اصلاح نژاد و انتقال ژن‌های مفید در افزایش محصول است. در بسیاری از کشورها امروزه دیدگاه‌های اخلاق زیستی در ارتباط با مهندسی ژنتیک و انتقال ژن‌ها مطرح است، به‌طوری‌که برخی محدودیت‌ها در تولید، ارائه و مصرف چنین فرآورده‌ها و محصولاتی اعمال می‌شود.

دکتر زارع گفت: به‌عنوان مثال در اتحادیه اروپا، محصولات حاصل از موجودات اصلاح شده ژنتیکی (GMO)، باید برچسب داشته باشند، تا مردم با آگاهی نسبت به مصرف آن تصمیم بگیرند. این روش‌ها گاهی به تولید ابرمحصولاتی زیستی منجر می‌شود که در رقابت با موجودات همگروه خود برتری دارند و موجب حذف آنها در محیط می‌شوند.

وی تصریح کرد: به این ترتیب در مدت کوتاهی این موجودات تراریخته در محیط غالب شده و بوم‌سازگان را به سمت کاهش تنوع و به اصطلاح به سمت سیستم تک‌محصولی سوق می‌دهند. با توجه به این‌که انتقال ژنها بین جمعیت‌ها و حتی گونه‌های خویشاوند فرآیندی است که به فراوانی در طبیعت انجام می‌شود و پدیده زیستی رایجی است، توصیه می‌شود اصلاح نژاد از راه تبادل ژن‌ها بین موجودات خویشاوند، مانند آنچه در طبیعت به‌طور عادی رخ می‌دهد، انجام شود. بنابراین، تبارزایی مبنای علمی خوبی را در این فرآیند و دیدگاه تامین می‌کند، به‌طوری‌که ملاحظات اخلاق زیستی را نیز مدنظر قرار می‌دهد و نگرانی در ارتباط با زیست‌فناوری و مهندسی ژنتیک را به حداقل می‌رساند.

مدیر قطب علمی تبارزایی موجودات زنده ایران با بیان این‌که در دیدگاه سنتیتر بررسی خویشاوندی موجودات زنده، پیش از دوره استفاده از منابع وراثتی تعیین‌کننده خویشاوندی به‌ویژه DNA، مقایسه موجودات زنده بر اساس ویژگی‌های ریخت‌شناختی(مورفولوژیک)، تشریحی(آناتومی)، شیمیایی و حتی فام‌تنی(کروموزومی) استوار بود، گفت: به این ترتیب هر چقدر شباهت دو موجود زنده بر اساس این شواهد بیشتر بود، آن دو خویشاوندتر در نظر گرفته می‌شدند. گاهی نیز زیست‌شناسان ارزش و وزن بیشتری به یک ویژگی خاص می‌دادند و وجود آن ویژگی را معیاری برای قرابت بیشتر در نظر می‌گرفتند.

دکتر زارع افزود: بعدها روش‌های آماری نظیر خوشه‌بندی متخصصان علم رده‌بندی یا آرایه‌شناسان(تاکسونومیست‌ها) را به سمت تحلیل‌های بی‌طرفانه‌تر و غیرسلیقه‌ای سوق داد. اما این روش‌های آماری، شباهت را معیاری برای خویشاوندی قرار می‌دادند، بدون در نظر گرفتن این واقعیت که یک ویژگی مشابه در دو موجود زنده می‌تواند به‌صورت مستقل و بدون نیاز به قرابت ایجاد شود که به آن به اصطلاح همگرایی یا جورگرایی می‌گویند.

وی خاطرنشان کرد: با افزایش مدارک اثبات‌کننده جورگرایی در تکامل موجودات زنده، نقطه ضعف اصلی روش‌های تحلیلی چندمتغیره از قبیل خوشه‌بندی آشکارتر شد.

اصول رده‌بندی تبارشناختی پیشنهاد «ویلی هنیگ»، دانشمند آلمانی بود

این استاد دانشکده زیست‌شناسی دانشگاه تهران گفت: در سال ۱۹۵۰ میلادی ویلی هنیگ، دانشمند آلمانی که متخصص رده‌بندی مگس‌ها بود، اصول رده‌بندی تبارشناختی را پیشنهاد کرد که مبنایی برای ابداع روش‌های تحلیلی تکاملی نظیر بیشینه صرفه‌جویی و تغییر واژه‌شناسی تکاملی در زیست‌شناسی شد. اصول پیشنهادی او امروزه الفبای علم تکامل و تبارزایی هستند.

دکتر زارع ادامه داد: بعدها روش‌های تحلیلی دیگری توسط سایر پژوهشگران ارائه شد، اما اغلب اصول پیشنهادی علم تبارشاخه‌شناسی(کلادیستیک) در تفسیر درختان تکاملی به ترتیبی که هنیگ ارائه کرده بود، حفظ شدند.

وی تصریح کرد: در ایران، علم تبارشناسی، نسبتاً جدید است و از حدود سال ۱۳۷۰ ه.ش. به بعد در تألیفات، ترجمه‌ها و مقالات زیست‌شناسان ایرانی مورد توجه قرار گرفته است. این روزها زیست‌شناسان ایرانی مقالات و کتابهای متعددی در این رابطه یا با استفاده از چنین تحلیل‌هایی منتشر می‌کنند.

تأسیس قطب علمی تبارزایی موجودات زنده ایران در سال ۱۳۹۰

مدیر قطب علمی تبارزایی موجودات زنده ایران توضیح داد: قطب تبارزایی موجودات زنده نیز در سال ۱۳۹۰ با محوریت دانشکده زیست‌شناسی دانشگاه تهران تأسیس شد و مجوز وزارت علوم، تحقیقات و فناوری را به‌عنوان قطب معتبر علمی بدست آورد. اکنون بیش از ۱۰ سال از فعالیت این مجموعه می‌گذرد. در حال حاضر حدود ۱۰ نفر از استادان دانشکده زیست‌شناسی دانشگاه تهران و شماری از زیست‌شناسان دیگر کشور به‌عنوان متخصصان تبارزایی جانوران، گیاهان، باکتری‌ها، آرکی‌ها، جلبک‌ها و قارچ‌ها با این قطب همکاری دارند. همچنین اعضای این قطب همکاری بین‌المللی وسیعی با دانشگاه‌ها و مراکز بین‌المللی معتبر خارج از ایران دارند که در قالب پروژه‌ها، مقالات و کتب مشترک منتشر می‌شوند.

دکتر زارع با بیان این‌که امروزه اغلب دانشکده‌های زیست‌شناسی، کشاورزی و منابع طبیعی و مراکز مرتبط با زیست‌فناوری، گیاهان دارویی و حفاظت محیط زیست از تحلیل‌های تبارزایی برای اهداف مختلف استفاده می‌کنند، گفت: به‌طوری‌که آشنایی با این روش‌ها در زیست‌شناسی ضروری است. در ایران متخصصان ماهر و سرشناس در سطح جهانی داریم که متخصص گروهی خاص از موجودات زنده هستند. گیاه‌شناسان، میکروب‌شناسان و جانورشناسان علاوه‌بر شناخت عمومی اعضای گروه مورد مطالعه، معمولاً روی یک گروه خاص بطور ویژه تمرکز دارند.

وی خاطرنشان کرد: چنین متخصصانی لاجرم روش‌های تبارزایی را برای تعیین جایگاه آرایه‌ها و تعیین روابط خویشاوندی در میان اعضای گروه مورد مطالعه به‌کار می‌گیرند. بنابراین، مثال‌های فراوانی در همه گروه‌های موجودات زنده ایران وجود دارد که مطالعات تبارزایی متعددی روی آنها انجام شده است.

هدف از علم تبارزایی توجه به حفاظت از موجودات زنده در طبیعت یا حفاظت از منابع ژنتیکی است

این استاد دانشکده زیست‌شناسی دانشگاه تهران تصریح کرد: خوشبختانه دانشمندان و پژوهشگران علوم زیستی ایران اغلب نه تنها با این روش‌ها آشنا شده‌اند، بلکه آنها را به‌طور گسترده‌ای به‌کار می‌گیرند. یکی از نتایج فعالیت قطب تبارزایی، پرورش دانشجویان آشنا به اصول و جزئیات تبارزایی در مقاطع تحصیلات تکمیلی است. این افراد به نوبه خود، چه به‌عنوان معلم و چه به‌عنوان پژوهشگر، موجب توسعه این علم و کاربرد آن و به‌ویژه جلب توجه جامعه به اهمیت حفاظت از موجودات زنده در طبیعت یا به‌عبارت دیگر حفاظت از منابع ژنتیکی می‌شوند. 

دکتر زارع ادامه داد: شناسایی گونه‌های موجودات زنده گام اول در رده‌بندی و موضوع آرایه‌شناسی آلفا است. سطوح بالاتر و شناسایی ماهیت واقعی گونه و تعیین جایگاه آن نیازمند یک دیدگاه جامع‌نگرانه‌تر است که می‌تواند تا حد زیادی در قالب درخت‌های تبارزایی نمایش داده شود. بنابراین چنانچه تبارزایی گروهی از موجودات زنده مطالعه شود، بسیاری از واقعیت‌های دیگر علاوه‌ بر نام گونه و سایر رتبه‌های رده‌بندی، در ارتباط با کاربردهای آن نیز روشن می‌شود. پس حجم اطلاعاتی که می‌توان از مطالعات تبارزایی به دست آورد، به‌طور قابل توجهی بالاست.

ویژگی‌های ظاهری یا ریخت‌شناسی گیاهان و جانوران در تبارزایی کاربرد فراوانی دارد

وی در پاسخ به این‌که تا چه حد ویژگی‌های ظاهری یا ریخت‌شناسی گیاهان و جانوران در تبارزایی کاربرد دارد؟ گفت: بسیار زیاد. به‌ویژه در موجودات زنده درشت جثه یا غیرمیکروسکوپی، استفاده از ویژگی‌های ظاهری گام اول در شناسایی است. بدون این شناسایی اولیه و دقیق بر اساس ویژگی‌های ریخت‌شناسی، اشتباه در نامگذاری گونه‌ها پیش می‌آید که می‌تواند موجب برآورد غلط از گروه مورد مطالعه شود.

مدیر قطب علمی تبارزایی موجودات زنده ایران، افزود: از طرف دیگر، چنانچه تحلیل تبارزایشی بر اساس بررسی روشی مولکولی یا مبتنی بر DNA به ارائه یک درخت تکاملی منجر شود، می‌توان با ردیابی صفات ریخت‌شناسی یا حتی ویژگی شیمیایی خاص یا هر صفت دیگری، روند تغییرات آن صفت را در طول تکامل گروه بررسی کرد. گاهی یک صفت جورگرایی بالا یا برگشت تکاملی دارد که تمام این موارد را می‌توان در درخت تبارزایی بررسی کرد و نشان داد.

زیست‌شناسی تا حد زیادی متکی به رده‌بندی موجودات زنده است

دکتر زارع خاطرنشان کرد: زیست‌شناسی تا حد زیادی متکی به رده‌بندی موجودات زنده است. همزمان با توسعه این علم و روش‌های آن در عصر حاضر، ظرفیت‌های زیادی برای زیست‌شناسی ایجاد شده است. برخی مجامع علمی و دانشمندان، عصر حاضر را دوره شکوفایی زیست‌شناسی می‌دانند، به‌طوری‌که بسیاری از علوم دیگر نظیر ریاضی، شیمی و فیزیک نیز به کمک این توسعه چشمگیر آمده‌اند و در جهان با ایجاد نرم‌افزارها، کیت‌ها و ابزارهای مطالعه‌ای، تجارتی در مقیاس بسیار بزرگ در حال شکل‌گیری است و هم‌اکنون شرکت‌های بزرگی در حال استفاده یا پیشبرد بخش‌های زیست‌شناسی و زیست‌فناوری هستند.

وی ادامه داد: موجودات زنده مختلف با توانایی‌های متعدد، گاهی شگرف و گاهی شناخته نشده اساس این توسعه هستند. چه بسا بسیاری از آنها قبل از این‌که مورد شناسایی قرار بگیرند یا توانایی فوق‌العاده احتمالی آنها شناخته شود، به‌علت فعالیت‌های مخرب بشری حذف شوند.

این استاد دانشکده زیست‌شناسی دانشگاه تهران یادآور شد: بدین ترتیب با دست خودمان و اغلب ناآگاهانه، به روش‌های مختلف خودمان و نسل‌های بعدی را از این ذخایر بسیار با ارزش محروم می‌کنیم. حفاظت از گونه‌های موجودات زنده و مطالعه تبارزایشی آنها یکی از وظایف مهم سازمان‌های آموزشی، پژوهشی و اجرایی کشور است. روند فعلی در این زمینه در کشور ما متأسفانه امیدبخش نیست و باید یک تغییر بنیادی در تفکر مردم، نگرش مسئولان و پژوهشگران کشور ایجاد شود و عزمی راسخ با هدف حفاظت از گونه‌ها و محیط زیست طبیعی آنها شکل گیرد.

انتهای پیام