قانون التطوُّرْ

[فينيق]

" فيما لو يكن التطوّر صحيحاً, لماذا يكون عبارة عن نظرية ولا يكون قانون؟. في الواقع يكون التطور عبارة عن نظرية فقط ".

كم مرّة قد تناهى لأسماعكم هذا الكلام؟ كم مرّة قرأتموه في كتب دعاية صفراء هدفها التشكيك لأجل التشكيك؟ هل من حاجة للتذكير بالفريق المتمرِّس بإشاعة هذا الكلام؟ فريق امتهن مزج الغثّ بالسمين وذرّ الرماد بالعيون: الخلقيين بالعموم وجماعة التصميم " الذكي " على وجه الخصوص.

بيومنا هذا يُكمل كتاب داروين " أصل الأنواع " عامه المئة والخمسين { هذا المقال منشور في العام 2009 .. فينيق }, وهو الكتاب الذي أرَّق الكثيرين, ومن وقتها بدأت سهام النقد بالتوجُّه لعلم الأحياء التطوريّ وهي سهام من كل شكل ولون!

لا يخلو طلبهم قانون للتطوُّر من الغرابة والإعياء, لكن حسناً لا تقلقوا! سنقدِّم لكم قانون التطوّر الذي بحثتم عنه طويلاً, اضافة لأننا سنقوم بتوصيفه رياضياتيّاً. ووضع البيولوجيون هذا القانون منذ أكثر من قرن, لكن لم يأخذ الاهتمام الكافي لعدم نشره كما يجب في العالم الآكاديمي.

نجد ضمن المضمار العلميّ ثلاث أشياء مختلفة جداً, هي: الوقائع, وصف تلك الوقائع وتقديم التفسيرات لتلك الوقائع.

لنضع النقاشات الفلسفية جانباً, فنحن سنتحرّك في الفضاء العلميّ وسنحدد ما يوصف ضمنه, يمكننا القول بأنّ الوقائع هي الحوادث الحاصلة على هامش وجودنا. وحين نصطدم بتلك الوقائع نقوم ببعض الأشياء تجاهها. هنا يتدخّل العلماء لوصفها وتفسيرها.

ستكون توصيفات تلك الوقائع, منطقياً, مُحققة وفق معيار بشريّ. ففيما لو نكن نوع من البطّ الغوّاص فسنصف الوقائع ضمن حدود, إمكانات ومعايير البطّ الغوّاص. لا تشكِّل تلك التوصيفات شيء آخر سوى القوانين, أي صياغة مؤسسة على كلمات أو لغة رياضيّاتية تتوسّل قول كيفية سلوك ظاهرة بسياق مُعطى ومحدّد بدقّة. وبناء على هذا: فدون سياق, ودون دقّة بالمصطلحات والتعابير المختارة فلن يكون هناك قانون صالح. وبذلك ستتوافق القوانين التي ستضعها جماعة البطّ الغوّاص مع القوانين التي سيصوغها علماء بشر نتيجة الالتزام بقواعد الصياغة سالفة الذكر.

وما يختلف عمّا سبق, لدينا: الفرضيّات, النماذج والنظريات العلميّة. حيث تُشير هذه المصطلحات الثلاثة إلى:

نموّ بالتأكيد, تفسير كيف تكون الطبيعة لصيقة بواقع ما { حادث ما }, لماذا نصف بهذه الصيغة وليس بغيرها, كذلك محاولة تبيان أصل تلك الحوادث. باختصار تشكِّل تفسير لعالمنا على مدار يوم أو أقلّ منه. وما يحمل موثوقيّة أكثر, من كل ما ورد, هو النظرية العلميّة, وهي تفسيرات مدعومة بإثباتات على أنقاض محاولات الدحض, بكلمات أخرى: تكون النظريات العلمية عبارة عن تفسيرات يجري تأكيد اثباتها بصورة متواصلة حتى يومنا هذا ولم يتم نفيها من خلال توالي الاكتشافات المتلاحقة. قد يبدو, عملياً, أنّ مصطلح النظرية يمكن توظيفه كمُرادف للنموذج, كتفسير جدّي ذو قدرة تفسيرية كافية, دون امتلاك ميزة نظريّة تتمتع بها الفرضيّة ومدعومة بوقائع متعددة أو بنظام رياضيّاتي قويّ { ريثما يتم تلقي الأدلة لصالح أو ضدّ }.

بناء على ما سبق, وفي حقل علم الأحياء التطوريّ, لدينا ثلاث أشياء:

لدينا في المقام الأوّل الواقع, فالتطوّر يكون واقع لا جدال فيه. يكون واضحاً بأنّ الكائنات الحيّة تتغيّر بمرور الزمن, ولا تكون ثابتة كما يتخيّل البعض, فلا وجود لنمط حصريّ بل لتدرُّج بظهور الكائنات الحيّة, فقد عاش بالماضي كائنات حيّة مختلفة كثيراً عن كائنات اليوم, ولكن مهما بدا هذا الاختلاف فإنّ درجة قرابة شبه قائمة على المستوى البيوكيميائي وحتى أبعاد تشريحية وبيئية. ليس هذا فحسب, فقد تمكّن الإنسان, خلال الآلاف الأخيرة من الأعوام, من تحقيق عملية تدجين لأنواع حيّة نباتية وحيوانية وهو أمر يومي مستمرّ باستمرار الحياة نفسها.

في المقام الثاني, نمتلك تفسيرات عديدة قد ظهرت حول هذا الواقع. بحيث يمكننا تذكُّر قامات علمية مثل لامارك Lamark, أو داروين Darwin ووالاس Wallace , هاكسلي Huxley أو دوبزنسكي Dobzhansky وصولاً لداوكينز Dawkins وستيفين غولد Stephen Jay Gould, كيمورا Kimura أو لين مارغليس Lynn Margulis, بين كثيرين غيرهم. ساهموا كلهم بوضع قواعد معرفة لمحاولة فهم عمل تلك الظاهرة الشهيرة بالتطوُّر. يتكيء علم الأحياء التطوريّ على أكتاف عمالقة!

في المقام الثالث والأخير, نمتلك القوانين. صياغة وصفية لظاهرة محدّدة. ومهما تكن حُجج الخلقيين بطلب قانون التطوُّر, فسنحاول تقديم قانون التطوُّر وفق الآتي:

في جماعة حيّة مكوّنة من عدد هائل من الأفراد, بظلّ تكاثر احتماليّ بينهم ودون أيّ تدخُّل لأيّ قوة تطوريّة, ستكون نسب الأليلات للجين الواحد ثابتة, جيل إثر جيل. وبتمثيل رياضيّاتي, بصورته الأبسط, سيكون لدينا المعادلة التالية:

(p + q)2 = p2 + 2pq + q2 = 1

تمثل هذه المعادلة قانون هاردي – وينبرغ الشهير, والمسمى كذلك بمبدأ هاردي – واينبرغ أو توازن هاردي – واينبرغ نسبة لمُكتشفيه. ويكون عمل المبدأ الرئيسيّ هو توصيف فيما لو تكن جماعة حيّة قيد التطوُّر أو لا, لكن نحن لسنا مستعجلين!

يشكّل هذا حالة لافتة بسياق النشاط العلميّ, حيث تقترب الاكتشافات بصورة زوجية بذات الوقت تقريباً. هذا القانون, أو المبدأ كما يحلو لهم تسميته, جرت صياغته للمرّة الأولى من قبل أخصائي الرياضيّات البريطاني Godfrey Harold Hardy والطبيب الألماني Wilhelm Weinberg في بدايات القرن العشرين, وفي العام 1908 منه بالتحديد:

- وينبرغ { 1862 – 1937 }, كان رائداً بدراسة التوائم وعلاقة البيئة والوراثة بإعطاء الأصل لما نعرفه اليوم كنمط ظاهريّ fenotipo. لقد وضع لوحده ما سيُعرف لاحقاً بقانون هاردي – وينبرغ والذي جرى الإعلان عنه في جمعية التاريخ الطبيعي الوطنيّ Verein für väterlandish Naturkunde in Württemberg يوم 13 يناير / كانون ثاني العام 1908 وقبل اشتراك هاردي بالصياغة معه بستة شهور.

- هاردي { 1877 – 1947 }, كان عبقري بريطاني في الرياضيّات, وقد ساهم بتحقيق تطويرات هامة في الرياضيات البحتة, وإلى جانب الهنديّ Srinivāsa A. Rāmānujan فقد صاغا معادلة { مسماة معادلة مقارب Hardy-Ramanujan } والمُطبّقة في الفيزياء وقد أعطت نتائج مهمة جداً بدراسة نواة الذرّة, وجرى نشر مقال يوم 10 يوليو / تمُّوز العام 1908 يحمل عنوان " Mendelian Proportions in a Mixed Population " في مجلة Science المرموقة وبه سيكون قواعد القانون المستقبليّ.

إلى اليسار, أخصائي الرياضيات البريطاني هاردي { 1877 – 1947 } Godfrey Harold Hardy. إلى اليمين, الطبيب الألماني واينبرغ { 1862 – 1937 } Wilhelm Weinberg. كل منهما وبجهوده الخاصة شكّلا الفريق الذي ألّف قانون هاردي – وينبرغ.

لكن كيف يتم تجسيد هذا القانون في علم الأحياء التطوريّ؟ ما الذي يقوله لنا مبدأ هاردي – وينبرغ؟

تتكوّن الجينات من مقاطع حمض نووي DNA تكون مسؤولة عن قوننة البروتينات, تقوم الخلية بتوظيف تلك الآليات النانوية { الدقيقة – نانو } لتحقيق أعمال الصيانة, إدارة الموارد, إنتاج الطاقة, تركيب الجزيئات المفيدة,...الخ. لكن لا يشكِّل الجين المُحدّد شيء حصريّ, ففي الطبيعة يوجد لكل جين تنوعات عديدة { نُسخ }, تسمى تلك التنوعات: الأليلات.

بهذا الشكل, وبسياق جماعة من الأفراد, ولأجل جين بعينه, يشكِّل تعاقب أليل ما النسبة الحاضرة لهذا الأليل أمام كل الأليلات بالجماعة. أو قوله بصيغة أخرى: فيما لو يمتلك أليل تعاقب 0.3 يمكننا القول بأنّه يمثِّل نسبة 30% من كل أليلات الجماعة. ويقودنا هذا مباشرة لقانون هاردي – وينبرغ, الذي يقول لنا:" في جماعة مكونة من عدد كبير من الأفراد, وبتكاثر احتماليّ بينهم ودون تدخُّل أيّ قوّة تطوريّة, ستكون نسب الأليلات لجين ما ثابتة, جيل إثر جيل ". هذا يقضي أنّه حال وجود جماعة كبيرة من الأفراد, حيث يمتلكون ذات امكانات التكاثر ولا وجود لأيّ " عامل تطوريّ " { سنعرف لاحقاً ما هي تلك العوامل }, فستبقى تعاقبات الأليلات بالجماعة ثابتة, دون تغيُّرات, ومن جيل للجيل التالي. وفيما لو تنتبهوا جيداً, فهذا يشكِّل تعريفنا للتطوُّر ولكن بصورة مقلوبة:

" يجري تعريف التطوُّر بوصفه تغيُّر بالتعاقبات الأليلية بجماعة ما بمرور الزمن ".

تعريف عام في التطوُّر البيولوجيّ

تعلم التطور من الأرانب الانتحارية. فيما لو يُشر السهم لفاصل زمني يقدّر بعشرة أجيال, كمثال, فستكون الجماعة A مثال لجماعة قد تطورت, بينما تكون الجماعة B مثال لجماعة لم تتطوّر.

يصف لنا هذا القانون السلوك التطوريّ لجماعة ما, اعتباراً من وراثتها / جيناتها, بحيث يسمح لنا باستنتاج أن الجماعة المدروسة تكون قيد التطوُّر أو لا.

لأجل اكتشاف هذا بتطبيق قانون هاردي – وينبرغ على دراسة نسب الأليلات المتماثلة homocigotos والأليلات المتغايرة heterocigotos لجين محدّد بعينه. نمتلك نحن أليلين لكل جين, يأتينا واحد من الأب ويأتينا الثاني من الأم, فيما لو يكن الأليلان متماثلان فسنكون متماثلي الأليلات لهذا الجين, وفيما لو يكونا مختلفان فسنكون متغايري الأليلات لهذا الجين.

في جماعة وبحسب توازن هاردي – واينبرغ: فاحتمال امتلاك هذا التركيب الجينيّ سيتوقّف على تعاقب كل أليل في الجماعة. وبالأخذ بعين الاعتبار للحالة الأبسط, عندما يكون للجين أليلين فقط { أليل A وأليل a }, سيكون الأكثر احتمالاً بامتلاك كل تركيب, كل نمط جينيّ genotipo, هو من خلال المعادلة التالية:

حيث يشكّل p تعاقب الأليل A في الجماعة ويشكِّل q تعاقب الأليل a في الجماعة. وعلى اعتبار أنّ مجموع كل الانماط الجينية يساوي إجمالي الأنماط الجينية في الجماعة, بالتالي يمتلك مجموع كل الأنماط الجينية { نتحدث بصورة نسبية } القيمة 1, وهو ما يكون التعبير الرياضياتي الأبسط لقانون هاردي – وينبرغ:

p2 + 2pq + q2 = 1

وبماذا يخدمنا هذا القانون لاكتشاف فيما لو تكن جماعة قيد التطور أو لا؟ حسناً, سنقدِّم مثال .. في جماعة بسياق توازن هاردي – واينبرغ حيث يكون تعاقب الأليل A هو 0.5 { p=0.5 } وتعاقب الأليل a هو 0.5 { q=0.5 }, وبالتالي توجّب إكمالها للمعادلة

p2 + 2pq + q2 = 1

, وبالتالي سيكون لدينا النسب الآتية من التركيبات الأليلية:

توجد تلك الجماعة بظلّ توازن هاردي – واينبرغ, ما يعني أنها لا تتطوّر. وكما نرى فهي تقوم بإكمال التعاقبات المتميزة بالوضع:

P2= 0.25, q2 = 0.25 و 2pq = 0.5 { حيث أنّ pq = 0.25 }.

يمكننا الذهاب أبعد من هذا والقول بأنّ كل الأوضاع الممكنة للتوازن لكل التركيبات الأليلية الممكنة { لجين يمتلك أليلين فقط } ستأخذ الشكل الآتي:

لكن شيء آخر سيحدث, فيما لو نمتلك المعطيات التالية:

كذلك يكون لدينا تعاقب الأليل A هو 0.5 { p=0.5 } وتعاقب الأليل a هو 0.5 { q=0.5 }, لكنها لا تُكمل القيم p2 = 0.25, q2 = 0.25 و 2pq = 0.5 { الذي يشكل القيمة التي نحصل عليها عندما يكون pq = 0.25 }, بالتالي لا تخضع الجماعة لتوازن هاردي – وينبرغ. يقتضي هذا وجود شيء يتغيّر, يبتعد في نسب الأنماط الجينية المتوازنة. هنا يرد السؤال المحوري: ما الذي يتسبّب بحدوث هذا؟

يتدخّل بتلك الأوضاع واحد من العوامل التي ذكرناها أعلاه { عوامل التطور }. ما هي تلك العوامل؟ لنرى:

1- الانتقاء الطبيعي والانتقاء الجنسي. والذي يمكنه التأثير على الأنماط الجينية: مع أو ضدّ.

2- الطفرات وظواهر أخرى تغيّر بالنمط الجيني. حيث يمكنها خلق أو تدمير أليلات بذاتها.

3- الانسياق الوراثيّ { الإنحراف الوراثي }. عمليا وعند الحديث عن جماعات محدودة, تميل الأليلات الأقل انتشاراً للانتهاء حتى مع حصول التزاوجات بين الأفراد " بصورة عشوائية فقط ".

4- الهجرة. حيث يمكن جلب أنماط جينية لجماعات أخرى أو أخذ أنماط جماعتنا الجينية لمناطق أخرى.

5- جماعات صغيرة جداً. حيث يكون تأثير الإنحراف الوراثيّ أكثف, ولهذا تُعطى الشروط المُطابقة لتوازن هاردي – واينبرغ في جماعات كبيرة وغير محدودة.

6- تزاوجات لاعشوائيّة. ويكون هذا كعاقبة لأيٍّ من الظواهر السالفة الذكر, سيما للانتقاء الطبيعي والجنسيّ.

ربما يفكِّر البعض بما ورد ويقول: لكن هذا فخّ! دوماً سيتدخّل أحد تلك العوامل التطورية السابقة, كما أنّه لا وجود لجماعات غير محدودة! يمتلك هذا البعض الحقّ فيما يقول. فمن النادر جداً بلوغ توازن هاردي – وينبرغ. بهذا الاتجاه, وبحسب هذا القانون, فليسن من النادر فقط, بل من النادر جداً أن لا تتطوّر جماعة حيّة ما.

حوادث الانتقاء يمكنها التأثير لدرجة تصل إلى كسر توازن هاردي – وينبرغ.

إلى أيّ مدى يكون هذا القانون مفيداً؟ حسناً: يكون مفيد كثيراً. فهو يشكِّل قاعدة الفرع الكامل لعلم الأحياء التطوريّ, لعلم وراثة الجماعات الحيّة, وكما يُشير اسمه: فهو يتنكّب دراسة كيفية سلوك الأنماط الجينية في جماعة { أو في عدّة جماعات } بمرور الزمن وكيفية تأثير ما أسميناهم " بعوامل التطور " عليها ذاتها. في الواقع, فيما لو نرغب بدراسة أيّ العوامل المؤثرة بتطور مجموعة من الكائنات الحيّة, فمن المفيد أولاً, ولأجل البدء, معرفة فيما لو تتطور تلك المجموعة أو لا, فهذا القانون يخدمنا باستكشاف ومعرفة ذلك الأمر.

لقد استخدمت تعبير " عوامل التطوّر " كاجتهاد شخصيّ { من الكاتب الإسباني طبعاً .. فينيق } وذلك لتشمل النقاط الستّة التي أوردتها دفعة واحدة أعلاه, لكنها في الواقع تُستخدم في علم الأحياء التطوريّ بصورة أخرى, حيث يشكّل كل عامل منها وضعه الخاص واسمه وحيثياته.

ليس هذا فقط, بل يسمح لنا مبدأ هاردي – واينبرغ بدراسة سلوك أمراض بشرية عديدة على قاعدة علم الوراثة, حيث يسمح لنا هذا المبدأ بحساب أثرها في الجماعة ووضعها في المستقبل. من قال بأنّ " التطور لا يُفيدنا بشيء "؟ بل أكثر من ذلك, كذلك يسمح لنا باستخدام بنوك الجينات البشريّة, الصالحة والقائمة حالياً, لأجل تحديد الأليلات المتسببة بالأمراض { التي تكون خطرة بالغالب } أو الممكن التعرض لها, وذلك استناداً لتحديد الانحرافات في توازن هاردي – واينبرغ لأجل تلك الأليلات.

حسناً, بالنهاية لدينا قانون للتطوُّر, قانون هاردي – واينبرغ. يصف لنا الجماعة الحيّة فيما لو تكن قيد التطوّر أو لا, وهذا يشكِّل قاعدة لكل أفرع العلم, علم وراثة الجماعات, ويشكِّل أداة لا يمكن الاستغناء عنها بدراسات كثيرة بعلم الأحياء, كما أنّه يشكِّل إضافة قيِّمة في الطبّ, هل يمكن طلب المزيد بعد هذا؟!

أخيراً أترككم مع Darwin & The Naked Apes / Children of Evolution


المقال الاصل بالقسم الأجنبي


تعليقي

قرأت موضوع بعنوان قانون التطور للمرة الأولى لدراسة للسيد عبد الله صالومة, اضافة لوجود فيديوهات عن الموضوع كهذا مثلاً

http://www.youtube.com/watch?v=5Agu65Qer6Y

علما أنه يمكن العثور على مواضيع عديدة تحمل هذا العنوان, لكنها لا تطرح ما طرحه الموضوع أعلاه عن قانون تطور فعليّ لم يلقَ الاهتمام العلميّ الكافي في السابق, آمل أن تكون الترجمة واضحة وأشكر أيّ تصويب أو إضافة