نقش تغییرات ژنتیکی در تکامل سگ
۳۵ هزار سال گذشته دوره ای بوده که در تمامی ابعاد فرهنگ تحولات سریعی رخ داده و تسلط انسان بر طبیعت روز به روز افزایش یافته و با این حال جالب است که این همه نه با افزایش بلکه با کاهش حجم مغز همراه بوده است. اهلی سازی گیاهان و جانوران به عنوان منابع خوراک و پوشاک همچون ضربه گیری مهم در برابر تغییرات محیط عمل کرده است. شاید انسان با اختراع کشاورزی و سایر وسایل فرهنگی کاهش خطرات زندگی، خویش را نیز اهلی کرده باشد!!!
فرآیند تکامل، مدارک و شواهد درخور توجهی از خود به جای گذاشته است. داروین روند انشقاق گونه ها را با شواهدی از توزیع جغرافیایی و بقایای فسیلی آنها مطرح کرد. امروزه ما می توانیم همزمان با ادامه پیشرفت دانش زیست شناسی در زمینه های گوناگون، وقوع رخداد تکامل را با دلایل و شواهد بیشتری به اثبات برسانیم. بخشی از این مدارک شامل مشاهداتی از علم تشریح مقایسه ای، علم رده بندی ذخایر فسیلی، جنین شناسی مقایسه ای، جغرافیایی زیستی و زیست شناسی مولکولی است.
سال ها قبل از آنکه تاریخ بشری آغاز شود نیاکان انسان به شیوه ای ابتدایی اقدام به مجموعه ای از آزمایش های علمی کردند که منجر به اهلی شدن گرگ شد. در واقع انسان دو پا توانست همراه چهار پای خود را از طریق مهندسی ژنتیک ابتدایی اهلی کرده و از آن طریق انواع بسیار فانتزی سگ با اشکال مختلف به وجود آورد. دانشمندان تردیدی در مورد منشاء سگ های کنونی ندارند ولیکن اینکه این اهلی سازی در کجا و در چه وقت صورت گرفته همیشه مورد اختلا ف نظر اهل فن بوده است. فرضیه های ارائه شده در مورد چگونگی اهلی سازی، محل و زمان آن متنوع و متناقض بوده اند. بسته به اینکه چه کسی مورد سئوال قرار بگیرد گرگ ها به طور مستقل و یا در مکان مختلف تبدیل به سگ شده اند. این انتقال به زعم برخی در۱۵ هزار سال پیش و به نظر برخی دیگر در ۱۳۵ هزار سال پیش صورت گرفته است. نکته ای که معمولاً توجه چندانی به آن نشده این واقعیت است که چرا و چگونه سگ ها توانستند چنین ماهرانه با صاحب خود، انسان سازش یابند. پژوهشگران پس از مطالعه DNA صدها نوع سگ از اروپا، آسیا، آفریقا و آمریکای شمالی دریافته اند که تقریباً همۀ سگ های جهان در مجموعه ای از ژن ها شریک هستند.این پژوهشگران به این نتیجه رسیده اند که همه سگ های اهلی از ریشه گرگ های شرق آسیا در ۱۵ هزار سال قبل هستند.
این جانوران همراه با نخستین ساکنان قاره آمریکا از اروپا و آ سیا گذر کرده و با عبور از تنگه برینگ وارد آمریکا شدند.
قدیمی ترین اثری که از سگ ها باقی مانده است یک استخوان فک مربوط به حدود ۱۴ هزار سال قبل است که در آلمان یافت شده است. ولیکن پژوهشگران سوئدی و چینی می گویند تحلیل های DNA به همراه یافته های باستان شناسی به نقطه شروعی در ۱۵ هزار سال قبل اشاره دارد. «جنیفر لئونارد» زیست شناس موزه ملی اسمیت سونین در واشینگتن و همکاران او بقایای سگی را مورد آزمایش قرار داده اند که متعلق به دوره ای پیش از رسیدن «کریستف کلمب» به آمریکا و طبعا قبل از امتزاج سگ اروپایی با هر نوع سگ بومی بوده است. آنها DNA میتوکندریایی این سگ را نمونه برداری کرده و مورد آزمایش قرار داده اند. اگر چنانچه این سگ کهن آمریکایی محصول فرآیند اهلی سازی محلی بوده باشد DNA آن می بایست مشابه DNA گرگ های آمریکایی باشد. ولیکن نتیجه آزمایش ها نشان داد که DNA میتوکندریایی این سگ مشابه سگ های اوراسیایی است. این آزمایش ها نشان داده که انتقال گرگ به سگ تماما در جایی در اوراسیا صورت گرفته است. این سگ ها بعد از اهلی شدن همراه با انسان ها از طریق شمال آسیا به آمریکا آمده اند. (امروزه فون پستانداران آمریکای جنوبی با حضور معدودی کیسه دار (اوپاسوم ها) و تعداد بیشتری ادنت های جفت دار که به سختی در جای دیگر یافت می شوند، ویژگی یافته است. به جز این دو گروه مابقی پستانداران از راسته هایی هستند که در جاهای دیگر دنیا نیز یافت می شوند. فون آمریکای جنوبی اساسا تحت تاثیر برج های انقراضی و مهاجرتی شکل گرفته است که در اواخر دوران سنوزوئیک از طریق باریکۀ پاناما بین آمریکای شمالی و جنوبی صورت پذیرفت.) علاوه بر این دانشمندان سوئدی و چینی نیز ژن های ۶۵۴ سگ را مورد بررسی قرار داده و متوجه شدند که در میان سگ های آسیای شرقی تنوع ژنتیکی بیشتری وجود دارد. آنها از این موضوع چنین نتیجه گرفتند که مردم این منطقه نخستین انسان هایی بودند که گرگ ها را اهلی کردند. این دانشمندان در مقاله ای که در تازه ترین شماره مجله ساینس به چاپ رسیده اعلام کردند که در اکثر مطالعات قبلی که بر پایه شمار اندکی شواهد باستان شناختی در خاورمیانه و واقعیت اهلی شدن چند حیوان دیگر در این منطقه استوار بوده، خاورمیانه به عنوان خاستگاه سگ ها در نظر گرفته می شد. مطالعه دیگر توسط «پیتر ساوولاینن» از انستیتو تکنولوژی استکهلم صورت گرفته است. نتیجه این مطالعه با نتایج به دست آمده از مطالعه قبلی هماهنگ است. این محقق که تنوع ژنتیکی انواع واریته های سگ را در آسیا مورد بررسی قرار داده به این نتیجه رسیده است که سگ های موجود در شرق آسیا دارای تنوع ژنتیکی بیشتری از سگ های سایر مناطق آسیا هستند. یک نتیجه دیگر این تحقیق آن است که سگ های موجود در آسیا مدتی طولانی تر در منطقه بوده و توانسته اند انشقاق یابند. از این رو احتمالا انتقال گرگ به سگ در شرق آسیا صورت پذیرفته است. «ساوولاینن» و همکاران او توانستند از طریق مقایسه DNA میتوکندری گرگ و سگ، زمان جدا شدن سگ از گرگ را تخمین بزنند. آنها از طریق برآورد فراوانی موتاسیون در DNA نمونه های خود توانستند به این نتیجه برسند که جدا شدن ژنتیکی سگ و گرگ حدودا ۱۵ هزار سال پیش آغاز شده است، هر چند که تنها سه خانواده از گرگ ها درگیر این فرآیند بوده اند. در صورتی که فرآیند انشقاق تنها به وسیله یک خانواده سگ صورت گرفته باشد زمان انشقاق به ۴۰ هزار سال قبل می رسد. بر پایه این کشف می توان چنین استدلال کرد که نخستین ساکنان قاره آمریکا که گمان می رود حدود ۱۲ تا ۱۴ هزار سال قبل با عبور از تنگه برینگ از آسیا به آمریکا رفتند، سگ های اهلی شده را نیز با خود به این منطقه آوردند. پژوهشگران معتقدند حضور سگ ها می تواند این موضوع را توضیح دهد که چرا مهاجرین اولیه قاره آمریکا نسبتاً به سرعت در نقاط مختلف این منطقه پراکنده شدند.
طی فرآیند اهلی سازی انسان یکسری تغییرات کودک ریخت را در سگ پدید آورده که شبیه تغییرات کودک ریخت (Pedomorphic) در طول تکامل خود انسان است. بعضی از این تغییرات آناتومیک هستند. برای مثال سگ های نژاد پکنیز با آن آرواره های تحلیل رفته طوری اصلاح شده اند که شبیه کودکان باشند. تکثیر انتخابی در تغییر رفتار نیز به کار رفته است. عمل شکارگری گرگ ها مجموعه ای از رفتارهای متمایز است، تعقیب بی سر و صدا، دویدن به دنبال طعمه، گاز گرفتن برای گرفتن و گاز گرفتن برای کشتن ، که با رسیدن گرگ به سن بلوغ به حد کمال می رسند. پرورش دهندگان سگ طوری انتخاب کرده اند که بعضی از این رفتارها از بین بروند. سگ های گوسفندچران مانند سگ های نژاد کولی طوری پرورش یافته اند که دنبال گوسفندها بدوند اما آنها را گاز نگیرند و نکشند.
در عوض سگ های نگهبان گله، از جمله نژاد کوموندور، اختصاصاً طوری انتخاب شده اند که با هر نوع رفتار شکارگری نسبت به گوسفندان مقابله کنند. بنابراین رفتارهای سگ در دوران بلوغ تحت کنترل ژنتیک بوده و به راحتی می توان در جهت آن انتخاب کرد. حجم مغز سگ ها تقریباً دو سوم گرگی هم جثه خودشان است. فرآیند اهلی شدن به کاهش حجم مغز می انجامد. جثه نیز در بیشتر نژادهای سگ، کوچک شده است. در اهلی شدن فرض بر آن است که مسئولیت تامین غذا و پناهگاه سگ به عهده انسان است و به همین خاطر ضرورت حفظ مغزی بزرگتر در سگ کاهش می یابد. اما همان طور که رابرت مارتین (R.Martin) نیز اشاره کرده است، حجم مغز انسان نیز نسبت به ۳۵ هزار سال گذشته کاهش یافته است.
حجم مغز نخستین انسان های مدرن حدود ۱۴۵۰ گرم بود در حالی که این رقم برای انسان معاصر به طور متوسط نزدیک به ۱۳۰۰ گرم است. کریستوفر راف (C.Ruff) و همکارانش دریافته اند که این کاهش در وزن مغز در ارتباط با کاهشی موازی در وزن بدن بوده است. تنها در تقریبا صد سال اخیر بوده که وزن بدن افزایش یافته است.
پرتوهای تازه در فرایند اهلی شدن سگ
رایان و کورین بایکو (R.&C.Boyko)، انسان شناسان دانشگاه کالیفرنیا در دیویس، سگ های روستایی در بالاو پایین آفریقا را برای خون گیری و جمع آوری داده های ژنتیکی ارزشمندی انتخاب کردند که پرتو تازه ای به فرایند اهلی شدن سگ می اندازد. فرصت درآمیختن عشق و علم هنگامی به دست آمد که برادر رایان، آدام بایکو زیست شناس دانشگاه کورنل داشت با استادش کارلوس بوستامان (C.Bustamante) دربارۀ ژنتیک سگ بحث می کرد. دکتر بوستامان که تازه از سفر ونزوئلابازگشته بود، به این نکته اشاره کرد که سگ های خیابانی آنجا چقدر کوچک جثه اند. این دو پژوهشگر می خواستند بدانند آیا این سگ ها دارای ژنی هستند که به تازگی کشف شده و سگ ها را از گرگ کوچک تر می کند؟ همان ژنی که در تمام نژادهای کوچک سگ یافته می شود. دکتر بوستامان گفت می توان با جمع آوری سگ های خیابانی از اینجا و آنجای آمریکای جنوبی، این ایده را آزمود. دکتر بایکو که می دانست برادرش برنامه ریخته که برای ماه عسل به آفریقا برود اما پول کافی برای این مسافرت طولانی را ندارد، پیشنهاد کرد که این بررسی به جای آمریکا در آفریقا انجام شود.
رایان و کورین بایکو ۲۲۳ نمونه خون سگ روستایی از مصر، اوگاندا و نامیبیا جمع آوری کردند. مساله ژن کوچک کننده هنوز حل نشده است، اما آنطور که در مقاله ای در شماره اخیر ژورنال آکادمی ملی علوم ایالات متحده گزارش شده، نمونه های آنها در یافته ای درباره محل پیدایش سگ از طریق اهلی کردن گرگ تردید ایجاد کرده است. بر اساس پژوهشی که در سال ۲۰۰۲ هم روی سگ های روستایی و هم روی سگ های پرورشی انجام شده، تصور می شود این مکان شرق آسیا باشد. اما بیشتر سگ های روستایی در آن پژوهش متعلق به شرق آسیا بودند که همین ممکن است نتیجه را به یک سو متمایل کرده باشد. معلوم شد سگ های روستایی آفریقایی نیز به اندازه سگ های روستایی شرق آسیا تنوع ژنتیکی دارند. این باعث تعجب است زیرا محل پیدایش یک گونه معمولادر عین حال منبع بیشترین تنوع ژنتیکی نیز هست. بایکوها و دکتر بوستامان فکر نمی کنند که سگ در آفریقا اهلی شده است، هم اکنون غیر از گرگ اتیوپی هیچ گرگی در آفریقا وجود ندارد. اما می گویند ممکن است منشاء آن شرق آسیا نباشد. به نظر آنها صرفا با بررسی سگ های روستایی و کنار گذاشتن نژادهای اروپایی که عمدتا این اواخر به وجود آمده اند، بهتر می توان این مساله را حل کرد. آنها اکنون دارند از سگ های روستایی سرتاسر جهان نمونه می گیرند، رایان و کورین بایکو در حال حاضر دارند در گینه نو سگ می گیرند- به این امید که نه تنها جا یا جاهایی که سگ ها برای نخستین بار اهلی شدند را ردیابی کنند بلکه در عین حال نشان دهند که پس از آن سگ ها همراه صاحب شان چه مسیرهایی را به نقاط مختلف جهان در پیش گرفتند. نبود هیچ نوع شیب تند تنوع ژنتیکی میان سگ های روستایی شرق آسیا و آفریقا ممکن است به این معنا باشد که سگ پس از آنکه اهلی شد خیلی سریع از نقطه پیدایش خود به نقاط دیگر انتشار یافت. دکتر بایکو می گوید تبیین دیگر آن است که آنها در نقطه ای در حد فاصل میان این دو منطقه منشاء گرفته اند، جایی مثل کوه های قفقاز.
رابرت وین (R.Wayne)، زیست شناس دانشگاه کالیفرنیا در لس آنجلس می گوید که این گزارش جدید، فرضیه تکامل سگ در شرق آسیا را به هم می ریزد. اما سگ در آفریقای زیر صحرا که هیچ گرگی ندارد هم نمی تواند تکامل یافته باشد و «بنابراین باید در جای دیگری و شاید در خاورمیانه تکامل یافته باشد.» به عقیده دکتر وین برای حل مساله مکان پیدایش سگ علاوه بر نمونه برداری از سگ های روستایی باید از گرگ های سرتاسر جهان هم نمونه برداری شود. یک تراشه اسکن کننده ژنوم، مشابه آنهایی که برای ژنوم انسان ساخته شده، برای سگ ها نیز ساخته شده است. دکتر وین که با دکتر بایکو و همکارانش کار می کند از این تراشه برای اسکن کردن ژنوم گرگ استفاده کرده است. آنها اکنون دارند روی مقاله ای کار می کنند که می تواند پایانی بر سرگردانی های کنونی در مورد مکان پیدایش نخستین سگ ها باشد.