ظاهراً بیشتر مردم با مفهوم ژنتیک آشنایی دارند. مثلاً خیلی راحت می گوییم که بیماری فلان در خانواده بهمان، ژنتیکی است. پژوهش های زیادی هم انجام شده که نشان می دهد بیشتر افراد ژنتیک را از دریچه وراثت می شناسند. به همان اندازه که مردم از ژنتیک در قالب وراثت صفات از والدین به فرزندان اطلاع دارند، از ژنتیک در سطح مولکولی بی اطلاعند. در پژوهشی که در ایالات متحده انجام شد 74 درصد پرسش شوندگان مادر و دختر را به انواع خویشاوند درجه اول تشخیص دادند ولی تنها 26 درصد عبارت «ژنوم حاوی توالی کامل DNA یک گونه است» را درست تشخیص دادند! آگاهی نداشتن از چنین مفاهیمی در گذشته شاید چندان مشکلی ایجاد نمی کرد اما امروزه ضروری است که مردم اطلاعاتی در این زمینه داشته باشند. با شکل گیری پزشکی فردی در آینده نزدیک، اگر پزشک تان از شما بپرسید که ژنوم چیست، مطمئناً پاسخ با پلک زدن های پیاپی کمک چندانی نخواهد کرد!

 

در موراویا چه می گذشت؟
 

 

شاید کسانی که در مردود کرد گرگور مندل در امتحان ورودی دبیری برای سه سال پیاپی دست داشتند، شایسته ستایش باشند. شاید مندل بدون رد شدن در آن امتحانات کذابی هرگونه به سرش نمی زد که هشت سال را در حیاط صومعه سنت توماس در موراویا (جایی در جهوری چک کنونی) خودش را با سرو کله زدن با سویه های مختلف نخود سرگرم کند. اما نتیجه این هشت سال در نهایت خیلی ها را بهت زده کرد. اولین بار ارسطو (384-322 قبل از میلاد) از انتقال صفات ارثی توسط خون حرف زده بود. از نظر او خون پدر و مادر با هم ترکیب می شد و به خون فرزند تبدیل می شد که صفاتی از پدر و مادر در آن هست. از زمان ارسطو تا مندل، این عقیده تغییر چندانی نکرد. حتی امروزه هم مردم از خون به عنوان عاملی تعیین کننده در وراثت حرف می زنند. پس جای تعجبی ندارد که چرا یکی از بزرگ ترین گیاه شناسان اروپا (کارل ویلهلم فون نیگلی) وقتی نتایج مندل را دریافت کرد آن را فراموش کرد. مندل نتایج کارش را در دو سخنرانی در 1865 در انجمن علوم طبیعی برون ارائه کرد. در سال بعد هم نتایج خود را در Verhandlungen des naturforschenden Vereines in Brunn (مجله همان انجمن) منتشر کرد. نه آن سخنرانی ها و نه آن مقاله توجه کسی را جلب نکرد. مندل هم دیگر قید این کارها را زد، به کارهای مربوط به صومعه اش پرداخت و تا 26 سال پس از مرگش در سال 1884 هم هیچ کس به امیت کارش پی نبرد.

 

جعبه سیاه داروین
 

 

فرضیه ارسطو مشکل دیگری نیز داشت: ترکیب شدن خون ها با هم، مثل ترکیب کردن دو رنگ با هم، به حالتی حد واسط می انجامد. با ترکیب کردن رنگ سیاه و سفید رنگ طوسی حاصل می شود. برای کسی که می خواست عظمت حیات را در قالب مکانیسمی ساده- یعنی انتخاب طبیعی- توضیح دهد، چنین توضیحی مهلک بود. انتخاب طبیعی وابسته به وجود تنوع در میان جانوران مختلف است اما اگر فرزندان حد واسط صفات والدین خود را داشته باشند آنگاه تنوع کاهش می یابد و در این صورت در نهایت تنوعی وجود نخواهد داشت که انتخاب طبیعی آن را انتخاب کند. داروین برای پاسخ به این پرسش به جایی نرسید. شایعه ای وجود دارد که نسخه ای از مجله ای که کار مندل در آن منتشر شده بود پس از مرگ داروین در دفتر کار او پیدا شد که در آن صفحات مربوط به مقاله مندل همچنان به هم چسبیده بود. سرچشمه این شایعه نادرست شاید این حقیقت باشد که صفحات مربوط به کارهای مندل در کتاب Die Pflanzenـ mischlinge نوشته دابلیو.اُ. فو که که در کتابخانه داروین وجود داشت حقیقتاً هرگز باز نشده بود. البته با توجه به توصیف سطحی فو که از کار مندل بعید به نظر می رسد که خواندن این مطلب کمکی به داروین می کرد. اما اگر داروین مقاله مندل را خوانده بود شاید تاریخ زیست شناسی به گونه ای دیگررقم می خورد. البته خود داروین تا حد زیادی به کشف قوانین مندل نزدیک شده بود.

 

کاشفین از راه می رسند
 

 

در سال 1900 گیاه شناس و ژنتیک دان هلندی هوگو دو وری، کارال اریک کارنز آلمانی وگیاه شناس اتریشی اریک چرماک فون سی سنگ مستقلاً نتایج مندل را دوباره کشف کردند. هر سه بعداً مدعی شدند که از کار مندل در زمان کشف آن باخبر نبودند. با این وجود ادعا مشخص شد که دو وری و کارنز از پیش، از کار مندل اطلاع داشتند. در انگلستان ویلیام بتسون از پیشگامان تفسیر وراثت از دیدگاه مندلی شد. در آن زمان پیروان داروین تصور می کردند که اساس تکامل بر آمیزش صفات استوار است ولی کارمندل با صفت غیرآمیزشی سرو کار دارد. در نتیجه کار مندل بی ارتباط با تکامل داروینی قلمداد شد.

 

مورگان و مگس هایش
 

 

توماس هانت مورگان آدم عجیبی بود، علاوه بر اینکه بیشتر عمرش را با «مگس سرکه» گذرانده بود، وقتی اولین مگس سرکه جهش یافته اش را دید تا سر حد مرگ خوشحال شد! او از سال 1908 کارش را روی مگس های سرکه آغاز کرد و تقریباً مشابه مندل آنها را با هم آمیزش می داد و نتیجه این آمیزش ها را بررسی می کرد. با توجه به الگوی وراثت صفات در بین مگس های سرکه جهش یافته و وحشی (یعنی آنهایی که حالت طبیعی آن صفت را دارند) نتیجه گرفت که این ژن ها (اصطلاحی که ویلهلم یوهانسن هلندی در 1909 ابداع کرد) به وسیله ساختارهایی فیزیکی به هم مرتبطند. او همراه استارت ونت، بریجز و مولر آزمایشگاه مگس های سرکه را به محل اکتشافات وراثت تبدیل کرد. برخلاف مندل که با کارهایش به سردی برخورد شد مورگان دقیقاً در نقطه مقابل قرار گرفت: در سال 1924 مدال داروین را دریافت کرد، در سال 1933 جایزه نوبل را به خاطر «کشف مکانیسم وراثت در مگس سرکه» دریافت کرد، در سال 1939 مدال کاپلی انجمن سلطنتی علوم را کسب کرد؛ ریاست آکادمی ملی علوم آمریکا (1927 تا 1931)، بنیاد آمریکایی توسعه علم (1930) و ششمین کنگره بین المللی ژنتیک (1933) را به اینها اضافه کنید.

 

بزن بریم 1953!
 

 

در سال 1953 یکی از مهم ترین وقایع زیست شناسی رخ داد. جیمز واتسون، فرانسیس کریک و موریس ویلکینز فهمیدند که فاکتورهای مندل یا همان ژن های خودمان از دی ان ای ساخته شده اند. این کشف در واقع دنیای زیست شناسی را از حالت آنالوگ وارد عصر دیجیتال کرد! حالا دیگر می دانستیم که ژن ها چیزی نیستند مگر توالی تکراری از چهار باز آلی آدنین، تایمین، سیتوزین و گوانین. حالا می شد این توالی چند ژن را به کامپیوتر داد و دید که چقدر به هم مرتبطند. باقی پیشرفت ها عمده در حوزه ژنتیک از سال 1953 تا حالا اتفاق افتاده اند، پیشرفت هایی که هر کدام کتاب های خاص خود و حتی ماهنامه های خاص خود را دارند والبته چندین نوع ژنتیک هم به وجود آمده است:
- ژنتیک کلاسیک: در اینجا که اساس همه حوزه های دیگر ژنتیک است به چگونگی وراثت صفات مختلف (بارز، مغلوب، حد واسط و چند ژنی) در موجودات زنده می پردازد. این شاخه از ژنتیک از زمان مندل آغاز شده و هدف اصلیش در حال حاضر کشف ژن های صفات مورد مطالعه است.
- سیتوژنتیک: مطالعه میکروسکوپی ساختار کروموزم ها، اولین سیتوژنتیک دانان کروموزم ها را زیر میکروسکوپ های خود مشاهده کردند و به چگونگی رفتار این کروموزوم ها در حین تقسیم سلولی پی بردند.
- ژنتیک میکروبی: در ابتدای شکوفایی ژنتیک کسی سراغ باکتری ها نمی رفت، چرا که بسیار زیر بودند و این طور تصور می شد که به دلیل نداشتن تولید مثل جنسی، فاقد تنوع صفاتند. بعدها متوجه شدند که این پیش فرض اساساً غلط است. از آن زمان به بعد حواس ژنتیک دانان به شدت متوجه باکتری ها شد، به این خاطر که هم مطالعه شان آسان است و هم اینکه خیلی خیلی سریع تر از حیوانات و گیاهان رشد می کنند و فرزند به دنیا می آورند. ویروس ها هم برای مطالعه ژنتیکی بسیار مناسبند. اولین ویروس هایی که برای این کار انتخاب شدند از انواعی بودند که به باکتری ها حمله می کنند (باکتروفاژها).
- ژنتیک مولکولی: مطالعه ساختار دی ان ای، فعالیتش در سلول و نقشش در تشکیل موجودات زنده همان ژنتیک مولکولی است.
- ژنومیک: بعد از ممکن شدن توالی یابی کل ژنوم موجودات، این حوزه از ژنتیک به وجود آمد که همین حالا هم مهم ترین شاخه آن است. حالا به راحتی می شود ساختار، کارکرد و نحوه تکامل دو ژنوم را از دو گونه مختلف زیستی با هم مقایسه کرد.
- ژنتیک جمعیت: مطالعه ژن ها در جمعیت های جانوری، گیاهی یا میکروبی به ما کمک می کند تا تاریخچه مهاجرت، نزدیکی تکاملی و مکانیسم های مختلف سازش با محیط را مطالعه کنیم. ژنتیک جمعیت بر اساس تحلیل فراوانی نسخه های مختلف ژن ها (آلل ها) در جمعیت های زیستی استوار است. ژنتیک جمعیت به پژوهشگران کمک کرده تا بفهمند انسان ها کی از آفریقا خارج شدند و به نواحی دیگر جهان هجوم بردند یا آنکه ادعای چینی ها در مورد اینکه گونه انسان در چین جداگانه از سایر جهان تکامل یافته درست است یا نه! (به نظر شما ادعای چینی ها درست است؟)
- ژنتیک رفتاری: این حوزه از ژنتیک به رابطه ژن با رفتار در موجودات زنده می پردازد. در بعضی موارد این رابطه یک به یک است ولی در بسیاری از مواقع نیز رابطه ژن ها و رفتار پیچیده تر از این حرف هاست. البته برای اکثر افراد درک این واقعیت سخت است که ژن ها، ما را از لحاظ رفتاری کنترل می کنند. بیشتر این کژفهمی از این تصور اشتباه پیش می آید که «ذهن انسان مانند لوحی سپید است که روی آن می شود هرچیزی نوشت». این تصور چنان جاافتاده است که در اکثر موارد برای رفتارهای فرد شرایط بیرونی را مقصر می دانیم. ولی وقتی اثبات شده که رفتاری چون «فروکردن بیسکوییت در چای داغ» تا حد بسیار زیادی ژنتیکی است آیا باز هم حق داریم ذهن خود را لوح سپید بدانیم؟!
- ژنتیک انسان: این حوزه به رابطه ژن ها با بیماری ها و ناهنجاری های مختلفی که در انسان رخ می دهد می پردازد. بخش دیگری از این حوزه نیز به مشاوره ژنتیکی می پردازد.

 

پایان داستان: ژنتیک و داروین
 

 

جدایی اصول مندل و تکامل داروینی در آخر زیاد به درازا نکشید. حوالی سال 1930 سه زیست شناس که ریاضیات هم بلد بودند (آر. ای. فیشر و جی. بی. اس. هالدین از انگلستان و سیوال رایت از آمریکا) نشان دادند که چگونه می تواند داروینیسم و مندلیسم را در هم آمیخت. تغییر فراوانی ژن ها از نسلی به نسل دیگر در نهایت به تکامل موجودات می انجامد و در واقع انتخاب طبیعی و مکانیسم های دیگر انتخاب طبیعی (مثل انتخاب جنسی و انتخاب خنثی مولکولی) تنها ژن ها را به رسمیت می شناسد و آنها را مورد تغییر قرار می دهد. در نهایت رؤیای داروین به حقیقت پیوست و تبیینی قابل قبول در مورد چگونگی انتقال صفات از والدین به فرزندان به دست آمد. حالا ساده ترین صورت بیان تکامل داروینی تنها با کمک ژن ها ممکن است: ژن ها برای تولید نسخه های بیشتر از خود، بدن هایی می سازند و رقابت این بدن هاست که در نهایت چنین اشکال پیچیده ای از حیات مانند انسان را می آفریند.