قدر علماء من الدنمارك والصين معدلات طفرة الخط الجيني عبر الفقاريات من خلال تسلسل ومقارنة العينات الجينية من 151 أمًا وأبًا ونسلًا من 68 نوعًا من الثدييات والأسماك والطيور والزواحف. صمم العلماء طريقة تقنية باستخدام المعلومات الحيوية لقراءة وتحليل ومقارنة طفرات الجينوم التي تحدث سنويًا بين الأجيال في كل نوع.
نُشر البحث في 1 مارس 2023 في مجلة Nature.
يمكن أن تسمح معرفة معدل طفرات الخط الجيني بفهم أكبر للدوافع التطورية واستخدامها لتقدير وقت ظهور النوع لأول مرة. على الرغم من تنوع المسارات التطورية التي شوهدت في 68 نوعًا مختلفًا، وجد الباحثون أن معدل طفرات الخط الجيني محفوظ نسبيًا.
تعتمد سرعة تطور نوع ما على المعدل الذي تتراكم به الطفرات. على عكس الطفرات الجسدية التي يمكن أن تحدث في الحمض النووي لأي خلية في الجسم ولكن لا يمكن توريثها أبدًا، تحدث طفرات الخط الجيني فقط في الخلايا الجنسية وتنتقل إلى الجيل التالي.
اختلفت معدلات طفرات الخط الجيني الفردية عبر جميع الأنواع في الدراسة. في حين لوحظ أن معدلات الطفرات لكل جيل هي الأعلى في الزواحف، لم يكن الفرق بين أي من الفئات الأربع الرئيسية من الفقاريات ذات دلالة إحصائية. بين الأنواع، كان للطيور المعدلات الأكثر تنوعًا. كان التأثير الأكبر هو مقدار الوقت بين الأجيال والعمر عند النضج ومعدلات التكاثر.
تميل الأنواع ذات المجموعات السكانية طويلة المدى إلى الحصول على معدلات طفرة أقل لكل جيل، في حين أن الأنواع التي لديها فترات جيل أطول تكون معدلات الطفرات فيها أعلى لكل جيل.
كان عمر الأب هو المتغير الأكثر أهمية للتغيرات المتزايدة بين الثدييات والطيور. وأوضح الباحثون أنه «على الرغم من أن معظم الطيور والثدييات تنتج خلايا منوية بشكل مستمر عبر الزمن، لكن تميل الزواحف والأسماك إلى التكاثر الموسمي، وتنتج خلايا منوية خلال فترة محدودة قبل موسم التزاوج، مما سيؤدي إلى تقليل الفروق في أعداد انقسام الخلايا بين الذكور والإناث» بالتالي فرصة أقل لحدوث الطفرات.
في حين سجلت معدلات طفرة الخط الجيني وتيرة تطور الأنواع، لكنها أيضًا معلمة متطورة بحد ذاتها، إذ يبدو أن سمات تاريخ الحياة للحيوانات تلعب دورًا هامًا. مع مزيد من البحث، سيستمر العلماء في الكشف عن الآليات التي تحرك وتيرة التطور.
توضح هذه الدراسة الأخيرة مقدار ما يمكننا تعلمه من خلال التصميم الجيد للتجارب، والوصول القوي إلى آليات تسلسل جينات الجيل التالي، والطرق المعتمدة على المعلوماتية الحيوية المصممة بشكل جيد للتعامل مع الكمية الهائلة من البيانات المطلوبة لإجراء تحقيق شامل حتى في مقطع عرضي صغير من تطور الحيوانات.
ترجمة: ولاء سليمان
المصدر: phys.org
