به گزارش شبکه خبری هزاره سوم این هفته فیلم سینمایی جنجالی «نوح» (Noah) به کارگردانی دارن آرونوفسکی و با بازی راسل کرو در سینماهای آمریکا اکران شد؛ فیلمی که تصویرگر ماجرای معروف طوفان نوح است و در آن جمعیتی بی‌شمار از حیوانات سوار بر کشتی چوبی می‌شوند تا از آخرالزمانی پر آب نجات پیدا کنند. اما اکران یک فیلم سینمایی که بیانگر ماجرایی تاریخی است، چه ارتباطی با سرویس علمی دارد؟
زمانی‌که جمعیت حیوانی شدیدا دچار کاهش می‌شود، این خطر وجود دارد که حیوان به زادآوری در میان هم‌نژادها یا اصطلاحا «درون همسری» (Inbreeding) دچار شود. از آنجایی‌که طی طوفان نوح تمام موجودات زنده کره زمین به غیر مسافران کشتی نابود شدند، در اوایل ازدیاد جمعیت مجدد آنها، تنها امکان جفت‌گیری از میان خویشاوندان وجود داشت. ازدواج درون خویشاوندی باعث می‌شود احتمال انتقال دو ژن جهش یافته معیوب در فرزندانی که به دنیا می‌آیند افزایش یابد: یک ژن معیوب از سمت مادر و یک ژن معیوب از سمت پدر باعث می‌شود هیچ نسخه جایگزینی برای خلق ترکیب سالم وجود نداشته باشد.
سوالی که در اینجا مطرح می‌شود این است که خوش شانس‌ترین مسافر کشتی نوح کدام حیوان بوده است؟ حیوانی که با توجه به اجبار درون همسری پس از طوفان، از بیشترین اقبال برای سالم ماندن برخوردار بوده است؟ برای پاسخ به این سوال باید بدانیم که گونه‌های حیوانی از نظر تنوع ژنتیک تفاوت گسترده‌ای دارند. برای مثال، تنوع ژنتیک مگس میوه 10 برابر بیشتر از تنوع ژنتیک انسان است. تنوع ژنتیکی گونه‌های کرم‌های منفرد (نماتدها) 100 برابر بیشتر است. بنابراین بعید نیست که مسافر خوش اقبال ما یکی از همین گونه‌های مختلف کرم بوده باشد.
کشتی نوح
تنوع ژنتیکی یا سرعت زادآوری؟
برای آنکه بدانیم کدام حیوان از بهترین شانس برای در امان ماندن از مشکل درون همسری پس از بروز چنین کاهش جمعیتی شدیدی برخوردار بوده، سایت پاپ‌ساینس به سراغ برایان چارلزورث رفته است؛ زیست‌شناس فرگشتی دانشگاه ادینبورگ انگلستان که سمت سرپرست ویراستاران مجله زیست شناسی Biology Letters را بر عهده دارد.
در کمال تعجب، مهم‌ترین نکته‌ای که برای موفقیت جمعیت‌آوری باید به دنبال آن بود ژنتیک نیست؛ بلکه این مساله است که سرعت زادآوری گونه جانوری چقدر است. به گفته چارلزورث، زیست‌شناسان این دانش را بر اساس مطالعاتی به دست آورده‌اند که در خصوص شانس زنده ماندن حیواناتی که به جزایر دور افتاده پا می گذارند انجام شده است. به گفته چارلزورث، موفقیت این جانوران بر اساس توانایی آنها در سرعت تکثیر و زیاد شدن تعیین می‌شود؛ پیش از آنکه به دلیل تعداد اندک جمعیت‌شان یا ناتوانی فردی در زادآوری منقرض شوند.
در حقیقت زیست‌شناسان عقیده دارند تا زمانی‌که گونه‌ای با سرعت کافی زادآوری کند، حتی وقوع رخدادی مانند طوفان نوح باعث نمی‌شود تنوع طبیعی جانور چندان از بین برود. چارلزورث می‌گوید: «اگر جمعیت بی‌درنگ گسترش یابد، گلوگاه ایجاد شده در اثر وجود تنها دو قطعه از یک گونه جانوری چندان تنوع زیستی را از میان نمی‌برد. حتی در این صورت، چیزی در حدود یک چهارم تغییرپذیری که قبلا وجود داشته باقی می‌ماند.» محاسبات دقیق مربوط به این مساله در کتاب «ژنتیک گونه‌های مهاجر» آمده است؛ کتابی که چارلزورث در سال 1965 / 1344 آن را منتشر کرده است.
از طرف دیگر، گونه‌هایی که تعداد جمعیت آنها برای مدت زمانی طولانی پایین باقی می‌ماند، در معرض خطر درون همسری و انقراض قرار دارند. این حقیقت همان‌قدر که برای جانورانی مانند مگس‌ها و موش‌ها خوشایند است، برای جانورانی مانند فیل‌ها خبر ناگواری به شمار می‌رود.
علت آنکه فرزندآوری بیشتر در مقایسه با تنوع ژنتیکی ذاتی اهمیت بیشتری دارد این است که حتی حیواناتی با تنوع ژنتیکی پایین عموما از تغییرپذیری کافی برای تحمل محیط‌زیست جدید برخوردارند. چارلزورث توضیح می‌دهد که انسان‌ها حداقل از نظر ژنتیک تفاوت چندانی با یکدیگر ندارند. با این وجود، حداقل طی 10 هزار سال گذشته جمعیت‌های مختلف به گونه‌ای فرگشت یافته‌اند که بر اساس نیازهای خود، قابلیت هضم محصولات لبنی یا مقاومت در برابر عفونت مالاریا را داشته باشند. چارلزورث می‌گوید: «از نظر من مدرک واقعا متقاعد کننده‌ای وجود ندارد که بتوان گفت فلان موجود زنده تنوع ژنتیکی پایینی دارد و بنابراین محکوم به فناست. اگر چنین باشد، آینده تاریکی در انتظار بشریت خواهد بود.»
توانایی زیست شناسان در اختصاص عددی مشخص به تنوع زیستی گونه‌های مختلف مدیون فناوری‌های توالی‌یابی ژنتیکی است که تنها طی دهه گذشته حاصل شده است. یکی از پیامدهای جالب توجه دستیابی به چنین دانشی این است که با بررسی اینکه افراد مختلف یک گونه تا چه اندازه از نظر ژنتیکی تفاوت دارند، زیست‌شناسان قادرند مدارکی از کاهش ناگهانی اندازه جمعیت آنها در گذشته به دست آورند.
بنابراین، حادثه‌ای مانند طوفان نوح باید نشان خود را روی دی.ان.ای بیشتر موجودات گذاشته باشد و این بدان معنی است که با یافتن نشانه‌های آن میتوان تاریخ دقیق این واقعه را تعیین کرد. مطالعات دانشمندان تاکنون مشخص کرده که چنین تنگنایی، حداقل در گذشته نزدیک وجود نداشته و زمان وقوع طوفان نوح قطعا چیزی بیش از چند هزار سالی است که در کتب عهد عتیق به آن اشاره شده است.