<-PollName->
خبرنامه وب سایت:
آمار
وب سایت:
???????: پویان | 
دو شنبه 29 فروردين 1390
زیست شناسی تکاملی، فناوری قرن 21
زيست‌شناسي تكاملي از آن دسته از موضوع‌هايي است كه با مشكل تصوير ذهني جامعه رو به روست. برخي از آن احساس نگراني مي‌كنند و بنابراين با آن مخالفت هستند. تعداد زيادي، حتي بسياري از موافقان آن، زيست‌شناسي تكاملي را بي‌ارتباط با محيط بيرون از مركزهاي علمي مي‌دانند. در برخي موارد، حتي تكامل را چيزي مرتبط با مرگ و نابودي و بدبختي و گاهي مسوول آن مي‌دانند؛ براي مثال مقاومت به دارو در پزشكي و مقاومت به حشره‌كش‌ها در كشاورزي.
بسياري از مردم از كاربردهاي زيست‌شناسي تكاملي آگاهي ندارند. اين كه جامعه پذيرش خوبي نسبت به زيست‌شناسي تكاملي ندارد، ممكن است تا اندازه‌ي زيادي به اين برداشت آنان مربوط باشد كه آن را با هر چيز ديگري بي‌ارتباط مي‌دانند. با وجود اين، تكامل، به‌ويژه تكامل در اندازه‌ي كوچك (microevolution)، نقشي اساسي در بهبودهايي در زندگي ما طي قرن بيستم داشته است و انتظار مي‌رود در فناوري زيست‌پزشكي در قرن آينده نيز همين ويژگي را داشته باشد. براي مثال:
* تكامل در پس بسياري از پيشرفت‌هايي قرار دارد كه در كشارزي داشته‌ايم (براي مثال، انتخاب مصنوعي نژادهايي از گياهان و جانوران).
* برخي از اصل‌هاي تكامل براي توليد بسياري از بهترين واكسن‌ها به كار گرفته شده‌اند و مشكلاتي كه در به‌كارگيري برخي از اين واكسن‌ها وجود دارد نيز به تكامل بازمي‌گردد.
* پيشرفت‌هاي آتي در داروسازي و صنعت فناوري زيستي در به كارگيري زيست‌شناسي تكاملي نهفته است؛ هزينه‌ي زيادي به كار مي‌رود تا تكامل در لوله‌ي آزمايش رخ دهد يا به نحوي از آن جلوگيري شود.
واكسن: هديه‌اي از تكامل
واكسن فلج اطفال نمونه قديمي اما بسيار خوبي از هديه‌هاي تكامل است.
* واكسني كه در حال حاضر براي مصونيت در برابر فلج اطفال به صورت خوراكي در اختيار اطفال قرار مي گيرد، ويروس زنده ي عامل اين بيماري است.
* اين ويروس زنده از لحاظ ژنتيكي ضعيف شده است. بنابراين دستگاه ايمني بدن ما از عهده آن بر مي آيد. در نتيجه، ويروس ضعيف شده نمي تواند در بدن ما بيماري ايجاد كند ( به جز 1 تا 2 نفر در هر ميليون نفر كه واكسينه شده باشند).
* فرايند ضعيف سازي ويروس در واقع نوعي فرايند تكاملي است. آلبرت سي‌بين (Albert sabin) براي تهيه ي واكسن فلج اطفال سوش هاي بيماريزا و بسيار خطرناك اين ويروس را بيرون از بدن انسان (در سلول هاي كليه ي ميمون كه سلول ميزبان اين ويروس محسوب نمي شود) پرورش داد و اين روند را تا اندازه‌اي ادامه داد تا ويروس هايي به دست آمدند كه به شرايط بيرون از بدن انسان سازش يافته و توانايي ايجاد بيماري در انسان را از دست داده بودند.
اين روش تهيه‌ي واكسن هنوز هم براي توليد واكسن‌هاي زنده استفاده مي‌شود. در اين‌جا تكامل ياور خوبي است چون به ما كمك مي‌کند واكسن بسازيم. اما نقش تكامل و زيست‌شناسي تكاملي به همين‌جا پايان نمي‌يابد و تكامل مي‌تواند براي ما دردسر نيز بيافريند.
* وقتي فردي ويروس ضعيف شده را مي خورد، ويروس سلول هاي معده و روده او را آلوده مي كند و در آن جا تكثير مي شود.
* زاده هاي ويروسي، سلول هاي ديگر معده و روده را آلوده مي كنند و زاده هاي ديگري را به وجود مي آورند. اين روند ادامه پيدا مي كند و در نتيجه جمعيت ي از ويروس ها در دستگاه گوارش به وجود مي‌آيد كه همچنان در حال رشد است.
* برخي از آن ويروس‌ها دچار جهش مي شوند و برخي از آن جهش ها (يك يا دو جهش) ، بيش تر توان بيماريزايي را به ويروس باز مي گردانند.
* ويروس هايي كه بار ديگر توان بيماريزايي را به دست آورده اند، درون سلول هاي معده و روده بر ويروس هاي ضعيف شده برتري دارند و طي يك هفته يا اندكي بيش تر پس از خوردن ويروس، فرد به انبار ويروس هاي خطرناك و بيماريزا تبديل مي شود.
بنابراين، روند تضعيف ويروس در دستگاه گوارش برعكس مي شود. اين ويروس ها به فردي كه واكسن را دريافت كرده است آسيب نمي رسانند، زيرا هنگامي كه آن ها درون معده و روده تكثير مي شوند، دستگاه ايمني براي مقابله با آن ها و جلوگيري از ورودشان به دستگاه عصبي مركزي آماده مي شود.
* با وجود اين، اگر در جمعيتي از افرادي كه به ويروس فلج اطفال ايمن نشده‌اند، تنها يك نفر واكسينه شود، ويروس هايي كه در بدن آن فرد توان بيماريزايي خود را بازمي يابند، ممكن است افراد ديگر را آلوده كنند و در نتيجه باعث فراگيري بيماري در جمعيت شوند.
* خوشبختانه اين مشكل، كه تكامل آن را به وجود مي‌آورد، راه حل ساده اي دارد. براي جلوگيري از چنين رويدادي، تلاش مي كند جامعه را در يك زمان و به طور كامل واكسينه كنند.
* براي مثال ، سازمان بهداشت جهاني (WHO) در يك روز 90 ميليون نفر را در هندوستان و در سه روز كل جامعه چين را عليه فلج اطفال واكسينه كرد.
* بنابراين، شناخت ما از تكامل ويروس فلج اطفال به ما امكان داده است كه بدون ايجاد بيماري ناخواسته، از واكسن آن استفاده كنيم.
خطر فهم نادرست از تكامل
تكامل مقاومت به دارو در باكتري‌ها يكي از ساده‌ترين نمونه‌هاي تكامل است كه در طبيعت رخ مي‌دهد و بسيار به پزشكي مربوط است. به علاوه، نمونه‌اي از تكامل در اندازه‌ي كوچك است كه مي‌تواند پيامدهاي گسترده‌اي داشته باشد. با وجود اين، بسياري از مردم درك درستي از آن ندارند و حتي در گزارش‌هاي رسانه‌هايي مانند بي‌بي‌سي(BBC) نيز نادرست بيان مي‌شود.
مقاومت به پادزي‌ها (آنتي‌بيوتيك‌ها) يك پديده‌ي تكاملي است:
* استفاده بيش از اندازه و نادرست از پادزي ها باعث گزينش باكتري هايي مي شود كه ژن مقاوم تر به پادزي دارند.
* با ادامه پيدا كردن استفاده از پادزي ها، تعداد باكتري هاي مقاوم به پادزي افزايش مي‌يابد و به ميزبان هاي ديگري منتقل مي شو ند.
* در نهايت، باكتري هاي مقاوم به پادزي جايگزين جمعيت باكتري هاي حساس به پادزي مي شوند.
با وجود اين، مفهوم مقاومت به پادزي به شكل نادرستي در ذهن عموم مردم جا افتاده است. اغلب افراد تصور مي كنند، استفاده نادرست از پادزي، به افزايش تحمل فرد در برابر دارو مي انجامد و در نتيجه پادزي در آن فرد موثر واقع نمي شود. در واقع، آنان تصور مي كنند مصرف نادرست پادزي، باعث تغييرهايي در فرد (و نه در باكتري) مي شود. اما مقاومت به پادزي يك فرايند تكاملي است و استفاده نادرست از پادزي ها تنها به فرد مصرف كننده آسيب نمي رساند، بلكه استفاده نادرست همسايه شما از پادزي‌ها مي تواند به شما نيز آسيب برساند و حتي باعث مرگ شما شود. حتي استفاده‌ي نادرست از پادزي‌ها در يكي از كشورهاي اروپايي مي تواند سوش‌هاي مقاومي را براي يك كشور آمريكايي يا آسيايي به ارمغان آورد كه راهي نيز براي مقابله با آن وجود نداشته باشد. بنابراين، در اين‌جا استفاده‌ي درست يك نفر مطرح نيست بلكه بايد براي استفاده‌ي درست همگان از پادزي‌ها برنامه‌ريزي كرد.
كاربردهاي نوين زيست‌شناسي تكاملي
راه‌هاي بي‌شمار ديگري وجود دارد تا زيست‌شناسي تكاملي را براي برآورده كردن نيازهايمان به كار گيريم. از آن جمله:
1. افزايش طول عمر داروها و مواد شيميايي
2. تهيه‌ي درخت‌هاي تكاملي
3. رديابي ميكروب‌هاي آسيب‌رسان
4. توليد صنعتي مواد بيوشيميايي و مواد ديگر
1. مقاومت به دارو و مواد شيميايي در ميكروب‌ها، گياهان و جانوران. در نيمه‌ي دوم قرن بيستم، كارخانه‌ها در تهيه‌ي تركيب‌هايي براي نابودي ويروس‌ها، باكتري‌ها، حشره‌هايي كه محصول كشاورزي را مي‌خورند و علف‌هاي هرزي كه در كشتزار مي‌رويند، موفقيت‌هاي چشمگيري داشته‌اند. حتي تعداد زيادي داروي شيمي‌درماني داريم كه براي نابودي سلول‌هاي سرطاني به كار مي‌روند. با وجود اين، تلاش‌هاي ما براي نابودي اين جانداران باعث شده است مقاومت عليه مواد شيميايي كه براي نابودي آن‌هابه كار مي‌گيريم، در آن‌ها تكامل يابد. براي مثال:
* سوش‌هايي از ويروس ايدز با 15 جهش مقاومت به دارو جداسازي شده است و تازه‌ترين داروها نيز در حال ناكارآمد شدن هستند.
* برخي سوش‌هاي باكتري‌ها به همه‌ي پادزي‌هاي موجود مقاوم شده‌اند.
* براي سل مقاوم به چند دارو، جراحي تنها راه درمان است، زيرا پادزي‌ها پاسخ خوبي ندارند و فقط 50 درصد بيماران آلوده زنده مي‌مانند.
* شيمي‌درماني براي سرطان اغلب ناكارآمد است، زيرا سلول‌هاي مقاوم به دارو طي دوره‌ي درمان به وجود مي‌آيند.
* مقاومت به حشره‌كش‌ها و مقاومت به علف‌كش‌ها آن اندازه فراگير شده است كه انگيزه براي ساختن حشره‌كش‌ها و علف‌كش‌هاي جديد ضعيف شده يا حتي به طور كامل وجود ندارد.
زيست‌شناسي تكاملي راه‌هايي به ما پيشنهاد مي‌كند تا عمر مفيد داروها و مواد شيميايي را افزايش دهيم. مقدار ماده‌ي شيميايي كه به كار مي‌رود، چه تركيبي از مواد شيميايي استفاده مي‌شود و زماني كه آن‌ها به كار گرفته مي‌شوند، پرسش‌هاي مهمي هستند كه از نظر پيشگيري يا آهسته كردن روند تكامل مقاومت، بايد ارزيابي شوند.
برخي شركت‌ها تركيب‌هايي را مي‌فروشند كه به دليل ماندگاري فراورده‌شان بهره‌ي مالي دارند و آن‌ها هزينه‌ي كافي براي زيست‌شناسان تكاملي در نظر گرفته‌اند تا دستور استفاده‌ي دارو را خردمندانه‌تر تهيه كنند. در موارد ديگر، فشارهاي اقتصادي و احساسي سياست‌هايي را تحميل مي‌كنند كه روند تكامل مقاومت را سرعت مي‌بخشند (براي مثال، تقاضاي بيمار پزشك را وامي‌دارد پادزي تجويز كند؛ پزشك توجه كافي ندارد و پادزي‌ها در غذاي جانوران وجود دارد.)
2. درخت‌هاي تكاملي. اصل نظريه تكامل اين است كه همه جانداران از راه نياكان مشترك به هم مرتبط مي شوند. امروزه زيست شناسي مولكولي اين ديدگاه را در سطحي بيش از آن‌چه كه تا 50 سال پيش تصور مي‌شد، تقويت كرده است. البته، در مقياس زماني كوچك نيز اين حقيقت را مي‌بينيم: هر چيز زنده‌اي از چيز ديگري پديد مي‌آيد كه هم زنده است و هم به آن شباهت دارد.
يكي از پيشرفت‌هاي مهم در زيست‌شناسي تكاملي طي دو دهه‌ي اخير روشي براي برآورد كردن الگوي نياكاني ميان جاندران است. اين روش كه فيلوژنتيك (Phylogenetics) نام گرفته است، به ما امكان داده تاريخ جانداران را به نحو دقيق تري دنبال و آن را در قالب نمودارهاي درخت مانند بازسازي كنيم. در اين روش از داده‌هاي مولكولي استفاده مي‌شود تا نياكان مشترك جانداران را تا زماني كه مي‌خواهيم، براي مثال، بين باكتري‌ها و ميتوكندري‌هاي سلول‌هايمان، دنبال بكنيم. اين روش، علاوه بر افزايش درك ما از تاريخ تكاملي زندگي، كاربردهاي مفيد زيادي به خصوص در پيگيري بيماري هاي عفوني پيدا كرده است.
3. رديابي ميكروب‌هاي آسيب رسان. در يك مطالعه‌ي همه‌گير شناختي بيماري‌هاي عفوني، دانستن اين كه فردي چگونه يا در كجا به عامل آن بيماري آلوده شده است، اهميت زيادي دارد. اين اطلاعات شايد مهم‌ترين دانستني پايه‌اي باشند كه براي پيشگيري از گسترش بيش‌تر بيماري به ما كمك مي‌كنند. بيش از يك دهه است كه همه‌گيرشناسان (epidemiologist) از توالي DNA ويروس‌ها براي تهيه‌ي درخت‌هاي فيلوژنتيك استفاده مي‌كنند تا منبع عفونت را رديابي كنند. برخي از نمونه‌هاي فعاليت آنان بسيار جالب است.
در سال 1994 زني ادعا كرد كه معشوقش (يك پزشك) براي انتقام جويي، به او خون آلوده به ويروس ايدز (HIV) تزريق كرده است. بنابر ادعاي آن زن، پزشك متهم بارها به او ويتامين B تزريق كرده و در يكي از تزريق ها از مقداري خون آلوده استفاده كرده بود. هيچ شاهد و مدركي در اين باره وجود نداشت و پزشك نيز ادعا مي كرد كه آن زن با افراد ديگري ارتباط داشته و از اين راه آلوده شده است. در اين جا، درخت هاي فيلوژني به كمك قاضي آمدند و ثابت كردند كه تكامل، در عرصه قضاوت نيز مي تواند راه گشا باشد.
* ويروس ايدز به سرعت دچار جهش مي شود، حتي در بدن يك فرد.
* اگر ويروس ايدز از بدن فردي به بدن فرد ديگري منتقل شود، تفاوت‌هايي بين ويروس فرد دهنده و فرد گيرنده وجود دارد.
* همين‌طور كه ويروس از فردي به فرد ديگر منتقل مي‌شود، بيش‌تر تغيير مي‌كند و طي زمان متفاوت‌تر مي‌شود.
* بنابراين توالي ماده‌ي ژنتيك ويروس ايدز در دو فردي كه از دو منبع متفاوت به اين ويروس آلوده شده‌اند، بسيار متفاوت است.
* بنابراين، اگر سخن زن حقيقت داشته باشد، ويروس بدن او با ويروس بدن فردي كه خون آلوده از او به زن تزريق شده است، شباهت زيادي خواهد داشت.
بررسي پرونده ي پزشكي زن نشان داد، در آوريل 1994 كه او براي اهداي خون مراجعه كرده، به ويروس آلوده نبوده است. بنابر ادعاي او، در آگوست همان سال به او خون آلوده تزريق شده و او چند ماه بعد، ادعاي خود را تسليم دادگاه كرده است. مساله اي كه پرونده را پيچيده كرد اين بود كه پزشك متهم، خود به ويروس آلوده نبود. اما بررسي ها نشان دادند كه در مطب آن پزشك از دو بيمار، يكي آلوده به ويروس ايدز و ديگري آلوده به ويروس هپاتيت C، نمونه ي خون تهيه شده بود. بررسي فيلوژني ويروس هاي به دست آمده از آن زن و فرد آلوده به HIV، ادعاي زن را ثابت كرد. پزشك به قتل درجه دوم و در نتيجه 50 سال زندان محكوم شد.
توليد صنعتي مواد بيوشيميايي و مواد ديگر. تكامل جهت‌دار، يعني تكاملي كه به صورت ساختگي (مصنوعي) به راه افتاده است، بخشی از زبان تخصصي در فناوري‌زيستي شده است:
* آنزيم‌ها و ديگر پروتيين‌هايي كه به طور ساختگي تكامل يافته‌اند، به‌زودي بخشی از فناوري پزشكي مي‌شوند و حتي در خانه‌داري به كمك ما مي‌آيند.
* داروهايي با اساس پروتييني خواهيم داشت كه برخلاف پروتيين‌هاي درون بدنمان، به آهستگي تخريب مي‌شوند و بنابراين، لازم نيست مقدار زيادي از آن‌ها دريافت كنيم.
* آنزيم‌هاي طوري تكامل پيدا مي‌كنند كه در پودرهاي شست و شو بهتر كار كنند.
* مولكول‌هايي به وجود خواهند آمد كه با هاگ عامل‌هاي بيماري زايي مانند عامل سياه‌زخم و ديگر عامل‌هاي خطرناك پيوند شوند.
آري، دانشمندان با بهره گيري از آن چه كه داروين به ما آموخت، تكامل را در دستان خود گرفته اند و مولكول هايي مي آفرينند كه ويژگي‌هاي مورد نياز ما را بروز مي‌دهند و حتي مولكول‌هايي ساخته‌اند كه تا ده سال پيش وجود آن‌ها ناممكن به نظر مي‌رسيد.
نتيجه
گام‌هايي كه زيست‌شناسي تكاملي در جهت بهبود زندگي انسان برداشته، براي مردم عادي روشن نيست. مردم بايد بدانند كه در قرن جديد زيست‌شناسي تكاملي كاربردهاي در پزشكي، كشاورزي، فناوري‌زيستي و حتي حقوق و خانه‌داري دارد. به علاوه، آنان بايد بدانند آگاهي پايه از اصل‌هاي تكامل براي مبارزه‌ي كارآمد با عامل‌هاي بيماري زا ضروري است.
درباره‌ي نويسنده
جيم جي. بال (Jim J. Bull) استاد زيست‌شناسي مولكولي در دانشگاه تگزاس است. او درباره‌ي ارتباط ژنتيك و تكامل با بيماري‌ها مطالعه مي‌كند و براي درك چگونگي تكامل ويروس‌ها در حضور مهاركننده‌ها و اين كه چگونه مي‌توان آن‌ها را براي توليد واكسن تغيير داد، آزمايش‌هايي انجام مي‌دهد. به علاوه، او روي اين موضوع كار مي‌كند كه آيا از ويروس‌هايي كه به باكتري‌ها حمله مي‌كنند (فاژها) مي‌توان براي درمان عفونت‌هاي باكتريايي استفاده كرد.
بسياري از مردم از كاربردهاي زيست‌شناسي تكاملي آگاهي ندارند. اين كه جامعه پذيرش خوبي نسبت به زيست‌شناسي تكاملي ندارد، ممكن است تا اندازه‌ي زيادي به اين برداشت آنان مربوط باشد كه آن را با هر چيز ديگري بي‌ارتباط مي‌دانند. با وجود اين، تكامل، به‌ويژه تكامل در اندازه‌ي كوچك (microevolution)، نقشي اساسي در بهبودهايي در زندگي ما طي قرن بيستم داشته است و انتظار مي‌رود در فناوري زيست‌پزشكي در قرن آينده نيز همين ويژگي را داشته باشد. براي مثال:
* تكامل در پس بسياري از پيشرفت‌هايي قرار دارد كه در كشارزي داشته‌ايم (براي مثال، انتخاب مصنوعي نژادهايي از گياهان و جانوران).
* برخي از اصل‌هاي تكامل براي توليد بسياري از بهترين واكسن‌ها به كار گرفته شده‌اند و مشكلاتي كه در به‌كارگيري برخي از اين واكسن‌ها وجود دارد نيز به تكامل بازمي‌گردد.
* پيشرفت‌هاي آتي در داروسازي و صنعت فناوري زيستي در به كارگيري زيست‌شناسي تكاملي نهفته است؛ هزينه‌ي زيادي به كار مي‌رود تا تكامل در لوله‌ي آزمايش رخ دهد يا به نحوي از آن جلوگيري شود.
واكسن: هديه‌اي از تكامل
واكسن فلج اطفال نمونه قديمي اما بسيار خوبي از هديه‌هاي تكامل است.
* واكسني كه در حال حاضر براي مصونيت در برابر فلج اطفال به صورت خوراكي در اختيار اطفال قرار مي گيرد، ويروس زنده ي عامل اين بيماري است.
* اين ويروس زنده از لحاظ ژنتيكي ضعيف شده است. بنابراين دستگاه ايمني بدن ما از عهده آن بر مي آيد. در نتيجه، ويروس ضعيف شده نمي تواند در بدن ما بيماري ايجاد كند ( به جز 1 تا 2 نفر در هر ميليون نفر كه واكسينه شده باشند).
* فرايند ضعيف سازي ويروس در واقع نوعي فرايند تكاملي است. آلبرت سي‌بين (Albert sabin) براي تهيه ي واكسن فلج اطفال سوش هاي بيماريزا و بسيار خطرناك اين ويروس را بيرون از بدن انسان (در سلول هاي كليه ي ميمون كه سلول ميزبان اين ويروس محسوب نمي شود) پرورش داد و اين روند را تا اندازه‌اي ادامه داد تا ويروس هايي به دست آمدند كه به شرايط بيرون از بدن انسان سازش يافته و توانايي ايجاد بيماري در انسان را از دست داده بودند.
اين روش تهيه‌ي واكسن هنوز هم براي توليد واكسن‌هاي زنده استفاده مي‌شود. در اين‌جا تكامل ياور خوبي است چون به ما كمك مي‌کند واكسن بسازيم. اما نقش تكامل و زيست‌شناسي تكاملي به همين‌جا پايان نمي‌يابد و تكامل مي‌تواند براي ما دردسر نيز بيافريند.
* وقتي فردي ويروس ضعيف شده را مي خورد، ويروس سلول هاي معده و روده او را آلوده مي كند و در آن جا تكثير مي شود.
* زاده هاي ويروسي، سلول هاي ديگر معده و روده را آلوده مي كنند و زاده هاي ديگري را به وجود مي آورند. اين روند ادامه پيدا مي كند و در نتيجه جمعيت ي از ويروس ها در دستگاه گوارش به وجود مي‌آيد كه همچنان در حال رشد است.
* برخي از آن ويروس‌ها دچار جهش مي شوند و برخي از آن جهش ها (يك يا دو جهش) ، بيش تر توان بيماريزايي را به ويروس باز مي گردانند.
* ويروس هايي كه بار ديگر توان بيماريزايي را به دست آورده اند، درون سلول هاي معده و روده بر ويروس هاي ضعيف شده برتري دارند و طي يك هفته يا اندكي بيش تر پس از خوردن ويروس، فرد به انبار ويروس هاي خطرناك و بيماريزا تبديل مي شود.
بنابراين، روند تضعيف ويروس در دستگاه گوارش برعكس مي شود. اين ويروس ها به فردي كه واكسن را دريافت كرده است آسيب نمي رسانند، زيرا هنگامي كه آن ها درون معده و روده تكثير مي شوند، دستگاه ايمني براي مقابله با آن ها و جلوگيري از ورودشان به دستگاه عصبي مركزي آماده مي شود.
* با وجود اين، اگر در جمعيتي از افرادي كه به ويروس فلج اطفال ايمن نشده‌اند، تنها يك نفر واكسينه شود، ويروس هايي كه در بدن آن فرد توان بيماريزايي خود را بازمي يابند، ممكن است افراد ديگر را آلوده كنند و در نتيجه باعث فراگيري بيماري در جمعيت شوند.
* خوشبختانه اين مشكل، كه تكامل آن را به وجود مي‌آورد، راه حل ساده اي دارد. براي جلوگيري از چنين رويدادي، تلاش مي كند جامعه را در يك زمان و به طور كامل واكسينه كنند.
* براي مثال ، سازمان بهداشت جهاني (WHO) در يك روز 90 ميليون نفر را در هندوستان و در سه روز كل جامعه چين را عليه فلج اطفال واكسينه كرد.
* بنابراين، شناخت ما از تكامل ويروس فلج اطفال به ما امكان داده است كه بدون ايجاد بيماري ناخواسته، از واكسن آن استفاده كنيم.
خطر فهم نادرست از تكامل
تكامل مقاومت به دارو در باكتري‌ها يكي از ساده‌ترين نمونه‌هاي تكامل است كه در طبيعت رخ مي‌دهد و بسيار به پزشكي مربوط است. به علاوه، نمونه‌اي از تكامل در اندازه‌ي كوچك است كه مي‌تواند پيامدهاي گسترده‌اي داشته باشد. با وجود اين، بسياري از مردم درك درستي از آن ندارند و حتي در گزارش‌هاي رسانه‌هايي مانند بي‌بي‌سي(BBC) نيز نادرست بيان مي‌شود.
مقاومت به پادزي‌ها (آنتي‌بيوتيك‌ها) يك پديده‌ي تكاملي است:
* استفاده بيش از اندازه و نادرست از پادزي ها باعث گزينش باكتري هايي مي شود كه ژن مقاوم تر به پادزي دارند.
* با ادامه پيدا كردن استفاده از پادزي ها، تعداد باكتري هاي مقاوم به پادزي افزايش مي‌يابد و به ميزبان هاي ديگري منتقل مي شو ند.
* در نهايت، باكتري هاي مقاوم به پادزي جايگزين جمعيت باكتري هاي حساس به پادزي مي شوند.
با وجود اين، مفهوم مقاومت به پادزي به شكل نادرستي در ذهن عموم مردم جا افتاده است. اغلب افراد تصور مي كنند، استفاده نادرست از پادزي، به افزايش تحمل فرد در برابر دارو مي انجامد و در نتيجه پادزي در آن فرد موثر واقع نمي شود. در واقع، آنان تصور مي كنند مصرف نادرست پادزي، باعث تغييرهايي در فرد (و نه در باكتري) مي شود. اما مقاومت به پادزي يك فرايند تكاملي است و استفاده نادرست از پادزي ها تنها به فرد مصرف كننده آسيب نمي رساند، بلكه استفاده نادرست همسايه شما از پادزي‌ها مي تواند به شما نيز آسيب برساند و حتي باعث مرگ شما شود. حتي استفاده‌ي نادرست از پادزي‌ها در يكي از كشورهاي اروپايي مي تواند سوش‌هاي مقاومي را براي يك كشور آمريكايي يا آسيايي به ارمغان آورد كه راهي نيز براي مقابله با آن وجود نداشته باشد. بنابراين، در اين‌جا استفاده‌ي درست يك نفر مطرح نيست بلكه بايد براي استفاده‌ي درست همگان از پادزي‌ها برنامه‌ريزي كرد.
كاربردهاي نوين زيست‌شناسي تكاملي
راه‌هاي بي‌شمار ديگري وجود دارد تا زيست‌شناسي تكاملي را براي برآورده كردن نيازهايمان به كار گيريم. از آن جمله:
1. افزايش طول عمر داروها و مواد شيميايي
2. تهيه‌ي درخت‌هاي تكاملي
3. رديابي ميكروب‌هاي آسيب‌رسان
4. توليد صنعتي مواد بيوشيميايي و مواد ديگر
1. مقاومت به دارو و مواد شيميايي در ميكروب‌ها، گياهان و جانوران. در نيمه‌ي دوم قرن بيستم، كارخانه‌ها در تهيه‌ي تركيب‌هايي براي نابودي ويروس‌ها، باكتري‌ها، حشره‌هايي كه محصول كشاورزي را مي‌خورند و علف‌هاي هرزي كه در كشتزار مي‌رويند، موفقيت‌هاي چشمگيري داشته‌اند. حتي تعداد زيادي داروي شيمي‌درماني داريم كه براي نابودي سلول‌هاي سرطاني به كار مي‌روند. با وجود اين، تلاش‌هاي ما براي نابودي اين جانداران باعث شده است مقاومت عليه مواد شيميايي كه براي نابودي آن‌هابه كار مي‌گيريم، در آن‌ها تكامل يابد. براي مثال:
* سوش‌هايي از ويروس ايدز با 15 جهش مقاومت به دارو جداسازي شده است و تازه‌ترين داروها نيز در حال ناكارآمد شدن هستند.
* برخي سوش‌هاي باكتري‌ها به همه‌ي پادزي‌هاي موجود مقاوم شده‌اند.
* براي سل مقاوم به چند دارو، جراحي تنها راه درمان است، زيرا پادزي‌ها پاسخ خوبي ندارند و فقط 50 درصد بيماران آلوده زنده مي‌مانند.
* شيمي‌درماني براي سرطان اغلب ناكارآمد است، زيرا سلول‌هاي مقاوم به دارو طي دوره‌ي درمان به وجود مي‌آيند.
* مقاومت به حشره‌كش‌ها و مقاومت به علف‌كش‌ها آن اندازه فراگير شده است كه انگيزه براي ساختن حشره‌كش‌ها و علف‌كش‌هاي جديد ضعيف شده يا حتي به طور كامل وجود ندارد.
زيست‌شناسي تكاملي راه‌هايي به ما پيشنهاد مي‌كند تا عمر مفيد داروها و مواد شيميايي را افزايش دهيم. مقدار ماده‌ي شيميايي كه به كار مي‌رود، چه تركيبي از مواد شيميايي استفاده مي‌شود و زماني كه آن‌ها به كار گرفته مي‌شوند، پرسش‌هاي مهمي هستند كه از نظر پيشگيري يا آهسته كردن روند تكامل مقاومت، بايد ارزيابي شوند.
برخي شركت‌ها تركيب‌هايي را مي‌فروشند كه به دليل ماندگاري فراورده‌شان بهره‌ي مالي دارند و آن‌ها هزينه‌ي كافي براي زيست‌شناسان تكاملي در نظر گرفته‌اند تا دستور استفاده‌ي دارو را خردمندانه‌تر تهيه كنند. در موارد ديگر، فشارهاي اقتصادي و احساسي سياست‌هايي را تحميل مي‌كنند كه روند تكامل مقاومت را سرعت مي‌بخشند (براي مثال، تقاضاي بيمار پزشك را وامي‌دارد پادزي تجويز كند؛ پزشك توجه كافي ندارد و پادزي‌ها در غذاي جانوران وجود دارد.)
2. درخت‌هاي تكاملي. اصل نظريه تكامل اين است كه همه جانداران از راه نياكان مشترك به هم مرتبط مي شوند. امروزه زيست شناسي مولكولي اين ديدگاه را در سطحي بيش از آن‌چه كه تا 50 سال پيش تصور مي‌شد، تقويت كرده است. البته، در مقياس زماني كوچك نيز اين حقيقت را مي‌بينيم: هر چيز زنده‌اي از چيز ديگري پديد مي‌آيد كه هم زنده است و هم به آن شباهت دارد.
يكي از پيشرفت‌هاي مهم در زيست‌شناسي تكاملي طي دو دهه‌ي اخير روشي براي برآورد كردن الگوي نياكاني ميان جاندران است. اين روش كه فيلوژنتيك (Phylogenetics) نام گرفته است، به ما امكان داده تاريخ جانداران را به نحو دقيق تري دنبال و آن را در قالب نمودارهاي درخت مانند بازسازي كنيم. در اين روش از داده‌هاي مولكولي استفاده مي‌شود تا نياكان مشترك جانداران را تا زماني كه مي‌خواهيم، براي مثال، بين باكتري‌ها و ميتوكندري‌هاي سلول‌هايمان، دنبال بكنيم. اين روش، علاوه بر افزايش درك ما از تاريخ تكاملي زندگي، كاربردهاي مفيد زيادي به خصوص در پيگيري بيماري هاي عفوني پيدا كرده است.
3. رديابي ميكروب‌هاي آسيب رسان. در يك مطالعه‌ي همه‌گير شناختي بيماري‌هاي عفوني، دانستن اين كه فردي چگونه يا در كجا به عامل آن بيماري آلوده شده است، اهميت زيادي دارد. اين اطلاعات شايد مهم‌ترين دانستني پايه‌اي باشند كه براي پيشگيري از گسترش بيش‌تر بيماري به ما كمك مي‌كنند. بيش از يك دهه است كه همه‌گيرشناسان (epidemiologist) از توالي DNA ويروس‌ها براي تهيه‌ي درخت‌هاي فيلوژنتيك استفاده مي‌كنند تا منبع عفونت را رديابي كنند. برخي از نمونه‌هاي فعاليت آنان بسيار جالب است.
در سال 1994 زني ادعا كرد كه معشوقش (يك پزشك) براي انتقام جويي، به او خون آلوده به ويروس ايدز (HIV) تزريق كرده است. بنابر ادعاي آن زن، پزشك متهم بارها به او ويتامين B تزريق كرده و در يكي از تزريق ها از مقداري خون آلوده استفاده كرده بود. هيچ شاهد و مدركي در اين باره وجود نداشت و پزشك نيز ادعا مي كرد كه آن زن با افراد ديگري ارتباط داشته و از اين راه آلوده شده است. در اين جا، درخت هاي فيلوژني به كمك قاضي آمدند و ثابت كردند كه تكامل، در عرصه قضاوت نيز مي تواند راه گشا باشد.
* ويروس ايدز به سرعت دچار جهش مي شود، حتي در بدن يك فرد.
* اگر ويروس ايدز از بدن فردي به بدن فرد ديگري منتقل شود، تفاوت‌هايي بين ويروس فرد دهنده و فرد گيرنده وجود دارد.
* همين‌طور كه ويروس از فردي به فرد ديگر منتقل مي‌شود، بيش‌تر تغيير مي‌كند و طي زمان متفاوت‌تر مي‌شود.
* بنابراين توالي ماده‌ي ژنتيك ويروس ايدز در دو فردي كه از دو منبع متفاوت به اين ويروس آلوده شده‌اند، بسيار متفاوت است.
* بنابراين، اگر سخن زن حقيقت داشته باشد، ويروس بدن او با ويروس بدن فردي كه خون آلوده از او به زن تزريق شده است، شباهت زيادي خواهد داشت.
بررسي پرونده ي پزشكي زن نشان داد، در آوريل 1994 كه او براي اهداي خون مراجعه كرده، به ويروس آلوده نبوده است. بنابر ادعاي او، در آگوست همان سال به او خون آلوده تزريق شده و او چند ماه بعد، ادعاي خود را تسليم دادگاه كرده است. مساله اي كه پرونده را پيچيده كرد اين بود كه پزشك متهم، خود به ويروس آلوده نبود. اما بررسي ها نشان دادند كه در مطب آن پزشك از دو بيمار، يكي آلوده به ويروس ايدز و ديگري آلوده به ويروس هپاتيت C، نمونه ي خون تهيه شده بود. بررسي فيلوژني ويروس هاي به دست آمده از آن زن و فرد آلوده به HIV، ادعاي زن را ثابت كرد. پزشك به قتل درجه دوم و در نتيجه 50 سال زندان محكوم شد.
توليد صنعتي مواد بيوشيميايي و مواد ديگر. تكامل جهت‌دار، يعني تكاملي كه به صورت ساختگي (مصنوعي) به راه افتاده است، بخشی از زبان تخصصي در فناوري‌زيستي شده است:
* آنزيم‌ها و ديگر پروتيين‌هايي كه به طور ساختگي تكامل يافته‌اند، به‌زودي بخشی از فناوري پزشكي مي‌شوند و حتي در خانه‌داري به كمك ما مي‌آيند.
* داروهايي با اساس پروتييني خواهيم داشت كه برخلاف پروتيين‌هاي درون بدنمان، به آهستگي تخريب مي‌شوند و بنابراين، لازم نيست مقدار زيادي از آن‌ها دريافت كنيم.
* آنزيم‌هاي طوري تكامل پيدا مي‌كنند كه در پودرهاي شست و شو بهتر كار كنند.
* مولكول‌هايي به وجود خواهند آمد كه با هاگ عامل‌هاي بيماري زايي مانند عامل سياه‌زخم و ديگر عامل‌هاي خطرناك پيوند شوند.
آري، دانشمندان با بهره گيري از آن چه كه داروين به ما آموخت، تكامل را در دستان خود گرفته اند و مولكول هايي مي آفرينند كه ويژگي‌هاي مورد نياز ما را بروز مي‌دهند و حتي مولكول‌هايي ساخته‌اند كه تا ده سال پيش وجود آن‌ها ناممكن به نظر مي‌رسيد.
نتيجه
گام‌هايي كه زيست‌شناسي تكاملي در جهت بهبود زندگي انسان برداشته، براي مردم عادي روشن نيست. مردم بايد بدانند كه در قرن جديد زيست‌شناسي تكاملي كاربردهاي در پزشكي، كشاورزي، فناوري‌زيستي و حتي حقوق و خانه‌داري دارد. به علاوه، آنان بايد بدانند آگاهي پايه از اصل‌هاي تكامل براي مبارزه‌ي كارآمد با عامل‌هاي بيماري زا ضروري است.
درباره‌ي نويسنده
جيم جي. بال (Jim J. Bull) استاد زيست‌شناسي مولكولي در دانشگاه تگزاس است. او درباره‌ي ارتباط ژنتيك و تكامل با بيماري‌ها مطالعه مي‌كند و براي درك چگونگي تكامل ويروس‌ها در حضور مهاركننده‌ها و اين كه چگونه مي‌توان آن‌ها را براي توليد واكسن تغيير داد، آزمايش‌هايي انجام مي‌دهد. به علاوه، او روي اين موضوع كار مي‌كند كه آيا از ويروس‌هايي كه به باكتري‌ها حمله مي‌كنند (فاژها) مي‌توان براي درمان عفونت‌هاي باكتريايي استفاده كرد.
نظرات شما عزیزان:
????????: زیست شناسی تکاملی, ,
