جزر داروين لا تزال تتطور: الإقحوانات العملاقة تعيد كتابة قواعد التطور

تُظهر نباتات غالاباغوس تطورًا متكررًا وظهورًا صِنفمؤكدا على مرونة التطور ودوره النشط اليوم.

لطالما كانت جزر غالاباغوس بمثابة مختبر حي للتطور، لكن قصتها لم تنته بعد. بعد ما يقرب من قرنين من الزمان من إعادة تشكيل عصافير داروين الشهيرة لفهمنا للحياة، يكشف بحث جديد أن التطور في هذه الجزر النائية لا يزال يتكشف بطرق غير متوقعة.

عندما وصل تشارلز داروين عام 1835 على متن السفينة إتش إم إس بيغل، قام بجمع الطيور التي درسها لاحقًا في إنجلترا. في البداية، اعتقد أن هذه الحيوانات تشمل العصافير، ونقار الخشب، والعصافير، وحتى حلمة واحدة. أدرك لاحقًا أنهم جميعًا كانوا مرتبطين ارتباطًا وثيقًا بالطيور، مع وجود اختلافات في مناقيرهم تعكس التكيف مع الأنظمة الغذائية المختلفة.

أصبح هذا مثالًا كلاسيكيًا للتطور الموازي، حيث تظهر سمات متشابهة أكثر من مرة ولكن عبر طرق وراثية مختلفة.

ساعدت ملاحظات داروين لهذه العصافير في دعم نظريته عن التطور عن طريق الانتقاء الطبيعي، موضحة كيف يمكن للأنواع أن تتغير بمرور الوقت استجابةً لبيئاتها.

يقول البروفيسور مايكل د. مارتن من جامعة كاليفورنيا: «بعد مرور أكثر من 150 عامًا على أبحاث داروين في جزر غالاباغوس التي غيرت فهمنا للحياة على الأرض، لا تزال هذه الجزر تكشف عن بيولوجيا جديدة». متحف الجامعة بالجامعة النرويجية للعلوم والتكنولوجيا (NTNU)..

الاكتشافات المستمرة في علوم غالاباغوس

مارتن هو جزء من فريق بحث عالمي يضم علماء من الحدائق النباتية الملكية في كيو؛ جامعة كاليفورنيا، ديفيس؛ جامعة كوبنهاغن؛ ومؤسسة تشارلز داروين في جزر غالاباغوس؛ وجامعة جورجيا، أثينا؛ جامعة كولومبيا البريطانية؛ والمؤسسات الأخرى. قاموا معًا بدراسة التطور في جنس نبات سكاليزيا، والذي يُطلق عليه غالبًا أقحوان غالاباغوس العملاقة. وقد نشرت النتائج التي توصلوا إليها مؤخرا في اتصالات الطبيعة.

تقول فانيسا بيكر من الحدائق النباتية الملكية في كيو، المؤلفة الرئيسية للدراسة: “تمامًا مثل عصافير داروين الشهيرة، تطورت هذه النباتات بسرعة بعد وصولها إلى جزر غالاباغوس من البر الرئيسي لأمريكا الجنوبية”.

ال سكاليزيا الجنس صغير نسبيًا، حيث ظهرت جميع الأنواع الموجودة خلال المليون سنة الماضية. على الرغم من هذه الفترة الزمنية القصيرة، فقد تكيفت مع مجموعة واسعة من بيئات الجزر، من غابات المرتفعات الرطبة إلى المناطق المنخفضة الجافة.

يقول مارتن: “يختلف مظهر الأنواع المختلفة بشكل كبير، من الشجيرات المنخفضة إلى الأشجار الطويلة. والأكثر لفتًا للنظر هي الأوراق، التي تتراوح من الكبيرة والكاملة إلى الصغيرة والمفصصة بعمق”.

التكيفات ورقة والأسرار الوراثية

يُعتقد أن الأوراق المفصصة، والتي غالبًا ما تكون ذات حواف معقدة وخشنة، تساعد هذه النباتات على التغلب على الحرارة والجفاف عن طريق الحد من فقدان الماء وتحسين إطلاق الحرارة. وحتى الآن لم يعرف العلماء كيف تطورت هذه الصفة على المستوى الجيني.

من خلال تسلسل الجينومات الكاملة لجميع أنواع سكاليزيا المعروفة، وجد الفريق أن الأوراق المفصصة تطورت عدة مرات، وتظهر بشكل مستقل في فروع مختلفة من شجرة العائلة.

قد تكون بعض المجموعات السكانية بالفعل على مسارات تطورية منفصلة. كثير سكاليزيا يمكن أن تمثل المجموعات سلالات فريدة لم يتم تصنيفها رسميًا بعد على أنها أنواع متميزة.

التطور الموازي والمسارات الوراثية

يقول بيكر: “الأمر الأكثر إثارة للدهشة هو أنه في كل مرة تتطور هذه السمة، فإنها تفعل ذلك من خلال جينات مختلفة – على الرغم من أن جميعها تنتمي إلى نفس النظام البيولوجي الذي يتحكم في تطور الأوراق”.

“يوفر هذا مثالا واضحا على التطور الموازي: وصول الطبيعة إلى نفس الحل عدة مرات، ولكن من خلال مسارات وراثية مختلفة. بدلا من أن يتم التحكم فيه بواسطة “جين رئيسي” واحد، يبدو أن التطور يعتمد على شبكة كاملة من الجينات المتفاعلة، ويعدل المكونات المختلفة لإنتاج نتائج مماثلة. “

تطور السمات المتكررة والأنواع المستمرة

تقدم هذه النتائج نظرة جديدة حول كيفية تطور السمات المعقدة بشكل متكرر في الطبيعة.

وتظهر الدراسة أيضًا أن التطور في هذه النباتات لا يزال يحدث حتى اليوم.

“تظهر المجموعات السكانية داخل نفس النوع اختلافات جينية كبيرة وقد تم عزلها عن بعضها البعض لفترات طويلة. وهذا يعني أن الأنواع الجديدة قد تكون في طور التشكل. العديد منها سكاليزيا يقول مارتن: “قد تمثل المجموعات السكانية سلالات تطورية متميزة لم يتم وصفها رسميًا بعد”.

آثار الحفظ والتطور في العمل

يقترح الباحثون أنه ينبغي التعامل مع كل مجموعة معزولة كوحدة حماية خاصة بها، الأمر الذي يمكن أن يغير كيفية حماية النظام البيئي في غالاباغوس في المستقبل. ويقدم عملهم أيضًا عرضًا تفصيليًا لكيفية تفرع نوع واحد بسرعة إلى العديد من الأشكال المتميزة.

يقول بيكر: “تسلط النتائج التي توصلنا إليها الضوء على مرونة التطور وإبداعه”.

وتشير إلى أن داروين جمع أيضًا العديد من العينات النباتية خلال فترة وجوده في جزر غالاباغوس. تم تحديد ثمانية وسبعين منها لاحقًا على أنها أنواع جديدة تمامًا، بما في ذلك أربعة أنواع من سكاليزيا.

المرجع: “الأساس الجينومي لتنوع الأوراق التكيفية في أزهار البابونج العملاقة في غالاباغوس” بقلم فانيسا سي بيكر، سيو لي، خوسيه سيركا، بول باتلي، محسن فلاهاتي أنباران، أميت شارما، باتريشيا جاراميلو دياز، ماريو فرنانديز مازويكوس، جازمين راموس مادريجال، سارة إل إف مارتن، لويزا سانتوس باي، جيتي بيترسن، أولي سيبيرج، بابلو فارجاس، راسموس نيلسن، إم توماس بي جيلبرت، جونزالو ريفاس توريس، جيمس ليبينز ماك، لورين إتش ريسبيرج، لين آر نيلسن، نيليما سينها ومايكل دي مارتن، 16 أبريل، اتصالات الطبيعة.
دوى: 10.1038/s41467-026-71865-3

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.