وقتی این سوال که گونه چیست مطرح می‌شود، به گفته Rebecca Ackermann انسان‌شناس، باید هر آنچه که در دوران دبیرستان فراگرفته‌اید را فراموش کنید!
- ربکا آکرمن، دانشگاه کیپ تاون
تعریفی که به عنوان مفهوم گونه زیستی شناخته می‌شود، در تکست بوک‌های کلاسیک به این صورت است: گروهی از ارگانیسم‌ها که می‌توانند با یکدیگر آمیزش و فرزندان زایا ایجاد کنند. طبق این قانون، سگ‌های اهلی همگی یک گونه هستند اما الاغ و اسب نه.
آکرمن، استاد دانشگاه کیپ تاون آفریقای جنوبی، معتقد به تعریف متفاوتی از گونه است که بستگی به آمیزش موفقیت آمیز ندارد: گروهی از ارگانیسم‌ها که دارای ترکیبی از خصوصیات آناتومیکی، رفتاری و ژنتیکی هستند که آن‌ها را از سایر گروه‌ها متمایز می‌کند. به گفته او، بسیاری از بیولوژیست‌های تکاملی اغلب از به کار بردن واژه گونه اجتناب می‌نمایند.
علت این موضوع آن است که درخت تکاملی بسیار پیچیده است و بسیاری از ارگانیسم‌هایی که در شاخه‌های در حال انشعاب قرار دارند، هنوز دارای توانایی آمیزش هستند. تعداد هیبریدهایی که می‌توانند تشکیل شوند، فراوان هستند. به عنوان مثال، سگ‌سانان، خوک‌ها و موش‌ها می‌توانند هیبرید تشکیل دهند.
این موضوع اجداد ما را نیز دربرمی‌گیرد. شواهد ژنتیکی نشان می‌دهد که Homo sapienهای باستانی در حدود ۴۰۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰ سال پیش، به دفعات زیادی با Neanderthalها و Denisovan ها آمیزش کردند. همچنین طبق فسیل‌ها Neanderthal ها و Denisovan ها با یکدیگر و Denisovan ها با دودمانی که احتمالا نزدیک به Homo erectus های اولیه است، آمیزش کرده‌اند.
به گفته آکرمن در مطالعاتی که اخیرا روی DNA های باستانی صورت گرفته است، تقریبا هر بار، توالی متفاوتی شناسایی شده است. آمیزش گونه‌ها با یکدیگر احتمالا یک پدیده شایع در طی تکامل انسان بوده است، اما امروزه درک این موضوع به این علت که گونه ما تنها Homo باقی‌مانده است، دشوار می‌باشد. برای اینکه بهتر بتوانیم به گذشته خود پی ببریم، انسان‌شناسانی مانند آکرمن شروع به تحقیق در مورد جانورانی کرده‌اند که برخلاف تعاریف کلاسیک گونه با یکدیگر آمیزش داشته‌اند.
یک مشکل بزرگ در رابطه با مفهوم گونه بیولوژیکی وجود دارد: این مفهوم نمی‌تواند در مورد گونه‌هایی که به صورت غیرجنسی تولیدمثل می‌کنند، به کار گرفته شود. لزوم آمیزش طبق این تعریف، دیرینه‌شناسان را نیز در بررسی جانوران منقرض شده با مشکل مواجه می‌کند؛ چون آنان نمی‌توانند با نگاه کردن به دو فسیل مشابه امکان تولیدمثل این دو با یکدیگر را حدس بزنند. خارج کردن ارگانیسم‌های منقرض‌شده و انواع دارای تولید مثل غیرجنسی از تعریف به این معناست که مفهوم گونه بیولوژیکی برای اکثریت موجودات زنده که تا به حال وجود داشته اند قابل استفاده نیست.
با این حال این تعریف به مدت زیادی غالب بوده است؛ چون با تصویر شایع از تکامل که شبیه یک درخت شاخه‌دار است و در آن یک گونه اجدادی به دودمان‌های متمایزی تقسیم می شود، منطبق است. این یک ایده قدیمی است و به جای آن ما باید بدانیم که با منشعب شدن نسل ها از یکدیگر، ژن‌ها هنوز مبادله می‌شوند. این در حالی است که ما آن‌ها را به عنوان گونه‌های متفاوتی می‌شناسیم.
مقاله مرتبط: این استخوان باستانی متعلق به فرزند دو گونه انسان منقرض شده است
آمیزش دو گونه متفاوت در ۱۰ درصد گونه‌های جانوری و ۲۵ درصد پریمات‌ها شناخته شده است. به عنوان مثال اجداد مشترک میمون‌های بابون و گلادا در حدود ۴ میلیون سال پیش زندگی می‌کردند، اما آمیزش بین این دو گونه هنوز هم رخ می‌دهد.
مایکل آرنولد، زیست‌شناس تکاملی دانشگاه جورجیا، با تشخیص وجود آمیزش بین دو گونه در میان پریمات‌ها، حدود یک دهه پیش کتابی نوشت و احتمال وجود هیبریدها در تکامل انسان را بررسی کرد. این موضوع با واکنش شدید برخی از انسان‌شناسان همراه بود. آنان عقیده داشتند که Homo sapien ها در آمیزش‌های بین گونه‌ای شرکت نداشتند. تا اینکه چندین ماه بعد، توالی‌یابی ژنوم نئاندرتال‌ها خلاف این عقیده را نشان داد. آرنولد در این مورد می‌گوید:
من تمام تلاشم را کردم که به خود مغرور نشوم، چون به یاد آوردم که در طول زندگی علمی خود اشتباهات فراوانی را مرتکب شده ام.
- جمجمه بابون‌های هیبرید (سمت راست) با انواع خالص (سمت چپ)، در اندازه، شکل و خصوصیاتی مانند تعداد دندان‌ها متفاوت است.
ما از بابون‌ها چه یاد گرفتیم؟
بررسی DNA آمیزش میان گونه‌های باستانی انسان را تایید می کند، اما این همه ماجرا نیست. مثلا ما نمی‌دانیم که هیبریدها در جوامع و محیط‌های مختلف موفق به بقا می‌شدند یا نه. به گفته Jenny Tung، انسان‌شناس دانشگاه Duke، ما هرگز قادر به مشاهده ارتباط گونه‌های انسان باستانی و دودمان خودمان در زمان حال نخواهیم بود، اما می‌توانیم این کار را در مورد پریمات‌ها انجام دهیم.
Tung در کنیا مشغول مطالعه بابون‌ها است. جمعیت آن‌ها دهه‌ها است که مورد بررسی است. با اینکه بیشتر جمعیت بابون‌های زرد هستند، محققان در دهه ۱۹۸۰ دریافتند که بابون‌های زیتونی هم گاها دیده می‌شوند. این دو دودمان حدود ۱.۴ میلیون سال قبل از هم جدا شدند، اما علیرغم تفاوت‌‌های فیزیکی و ژنتیکی میان گونه‌ها، هبیرید‌های ثبت شده در بابون‌ها زایا و زیستا می‌باشند. در نتیجه این سوال مطرح شد: چگونه این دو گونه والد از یکدیگر جدا می‌مانند، در حالیکه می‌توانند آزادانه با یکدیگر آمیزش داشته باشند؟
برای درک این فرایند Tung و همکارانش در حال انجام آزمایش‌های شناسایی اجداد هستند. آن‌ها نمونه‌های مدفوع بابون‌ها را جمع آوری، DNA شان را استخراج، و نتایج را با مشاهدات رفتاری مقایسه می‌کنند. در مطالعه‌ای که تیم اخیرا انجام داد، ۲۲ بابون تست شده، دارای ۱۲ تا ۷۲ درصد پیشینه زیتونی بودند. این موضوع حتی در مورد آن‌هایی که کاملا زرد بودند نیز صادق بود. امضای ژنتیکی غالب زیتونی نشان داد که گونه‌ها صدها تا هزاران نسل آمیزش داشته‌اند.
آنالیز بیشتر و بررسی بابون‌های موجود در نواحی دورتر نشان داد که هیبریدها تنها در ناحیه‌ای باریک و بین مناطق مخصوص بابون‌های زرد و بابون‌های زیتونی قرار گرفته‌اند. به عقیده Tung احتمالا خصوصیات هیبریدی تنها در این منطقه مفید هستند و در سایر مناطق به نفع گونه نمی‌باشند. به عنوان مثال، رنگ تیره‌تر بابون‌های زیتونی که ممکن است در برخی هیبریدها وجود داشته باشد، احتمالا باعث گرم شدن بیش از حد آن‌ها در منطقه مخصوص بابون‌های زرد که داغ‌تر و خشک‌تر است می‌شود. این محیط در مقابل محل زندگی بابون‌های زیتونی که جنگل‌های کوهساتنی است، قرار دارد. پس می‌توان نتیجه گرفت که تشکیل هیبرید میان گونه‌های انسانی احتمالا در برخی از جوامع و محیط‌ها مفید بوده است، اما در بقیه نه.
چگونه یک هیبرید را پیدا کنیم؟
آکرمن نیز روی بابون‌ها تحقیق می‌کند، اما آن‌هایی که رویشان کار می‌کرد، مرده اند. به عنوان یک متخصص آناتومی اسکلتی، وی در اوایل دهه ۲۰۰۰، هنگامی که در حال مطالعه روی استخوا‌ن‌های بابون‌هایی با شجره‌نامه مشخص بود، به موضوع هیبریدها علاقه‌مند شد. آکرمن با مشاهده افرادی که اندکی غیرعادی به نظر می‌رسیدند و بررسی سابقه آن‌ها، دریافت که هیبرید هستند و خیلی زود تصمیم گرفت که مشاهدات خود را به صورت کمی درآورد.
مقاله مرتبط: در مورد هیبرید انسان-گوسفند بیشتر بدانیم!
او امیدوار بود که بتواند خصوصیات اسکلتی را که نتیجه آمیزش دو گونه با یکدیگر است، بیابد و به این ترتیب بتواند هیبریدها را در فسیل‌های انسانی تشخیص دهد. این اقدام بحث‌برانگیز حتی سال‌ها پیش از تعیین وجود هیبرید در گونه‌های انسان توسط متدهای مولکولی صورت گرفت. اما روش او دارای مزیتی نسبت به دقیق‌ترین آنالیزهای ژنتیکی است: با اینکه DNA باستانی می‌تواند به طور قابل اتکایی هیبریدها را شناسایی کند، اما به ندرت در نمونه‌های استخوانی مناطق گرمسیری که بیشتر از ۱۰۰۰۰ سال قدمت دارند، حفظ شده است.چون تمرکز آکرمن روی خصوصیات قابل مشاهده اسکلتی است، می‌تواند فسیل‌های هیبریدها را در طول ۶ میلیون سال تاریخ گونه‌های انسانی تشخیص دهد.
با بررسی جمجمه ۱۶۹ بابون زرد، زیتونی و هیبریدی که در قفس زندگی می‌کردند، او دریافت که هیبریدها صرفا حدواسط گونه‌های والد نیستند. آن‌ها غالبا دارای آنورمالی‌هایی مانند دندان‌های اضافی و یا نامرتب نیز می‌باشند. این موضوع در نظر آکرمن معنی‌دار بود: با تولید هیبریدها ممکن است دستوراتی از ژنوم هر دو والد برسد و این دو دستور هنگامی که به عنوان مثال قرار است استخوان‌ها و یا دندان‌های مشخصی تشکیل شوند، با هم هماهنگ نباشند. این نقص‌ها در تطابق تکاملی فرد تاثیری ندارند، اما می توانند راهنمای پژوهشگران در شناسایی هیبریدها شوند.
آکرمن الگوی مشابهی را در سایر پستانداران مانند گوریل‌ها مشاهده کرد و سپس متد خود را روی اجداد انسان نیز اعمال نمود. انسان شناسان مدت زیادی است که روی هیبریدی بودن فسیل‌های معینی بحث می‌کنند، اما همواره فرض را بر این گذاشته‌اند که هیبریدها حدواسط والدینشان می‌باشند. در مطالعه‌ای که در سال ۲۰۱۰ انجام شد، آکرمن از نقص‌های تکاملی برای حدس هیبریدی بودن فسیل‌ها استفاده کرد؛ به عنوان مثال یک نئاندرتال ۱۳۰۰۰۰ ساله از کرواسی با دندان‌های پره‌مولار غیرطبیعی و یک انسان دوره مدرن ۱۰۰۰۰۰ ساله از اسرائیل با خصوصیاتی مانند دندان‌های نامرتب و صورت نامتقارن.
تکامل سریع و رو به جلو
آکرمن و همکارانش می‌خواهند بدانند که این نقص‌های تکاملی تا چه حد در میان هیبریدها شایع هستند و آیا در نسل‌های بعدی ادامه می‌یابند؟ همکاران او در دانشگاه Calgary چندین نسل از سه زیرگونه و دو گونه موش را برای این پروژه آمیزش دادند. آنالیز استخوان آن‌ها در دانشگاه کیپ تاون و توسط تیم آکرمن انجام گرفت.
پروژه در حال پیشرفت است. اما نتیجه اولیه ای که حاصل شده است،به این نحو می‌باشد: جوامع هیبریدی به طرز شگفت‌آوری گوناگون هستند. فرزندان می تواننند شبیه یکی از والدین و یا مخلوطی از هر دو آن‌ها بوده و یا شبیه هیچ کدام نباشند. این کار به گونه‌ها اجازه می‌دهد که ژن‌هایشان را با یکدیگر ترکیب کنند و خصوصیات جدیدی در آن‌ها ایجاد شود. هیبریدها می‌توانند خصوصا در اجداد ما به عنوان میانبرهای تکاملی مورد استفاده قرار بگیرند.
با پراکندگی Homo sapien ها در سراسر جهان، آن‌ها با غذاها، محیط زیست و بیماری‌های جدیدی مواجه شدند. مهاجران می‌توانستند با این تغییرات سازگار شوند، اما این سازگاری زمان‌بر بود. با این حال برخی از گروه‌ها توانستند این فرایند را سرعت ببخشند: آمیزش با نئاندرتال‌ها و Denisovan ها. این پدیده باعث شد که Homo sapien های تازه‌وارد بتوانند ژن‌های سازگار با محیط که در ارتباط با پوست، متابولیسم، ایمنی و رنگ مو بودند، را در طی مدت کوتاه به دست آورند. این گام بسیار سریع‌تر از انتخاب طبیعی می‌تواند به هدف برسد. به گفته آکرمن، تشکیل هیبریدها تاثیر جدی و بزرگی بر جمعیت‌ها داشته است.
