اكتشاف يسلط الضوء على العلاقة بين تعدد الأزواج والتطور في الطيور

تعدد الأزواج والتطور في الطيور

توصل باحثون من مركز ميلنر للتطور بجامعة باث إلى اكتشاف رائد يلقي ضوءًا جديدًا على العلاقات المعقدة بين أنظمة التزاوج والتطور في الطيور. وتكشف هذه الدراسة التي أجراها فريق من العلماء أن أنواع الطيور الساحلية التي تنخرط فيها الإناث في تعدد الأزواج، حيث تتكاثر مع عدة ذكور في موسم واحد، تتطور بشكل أسرع بكثير من نظيراتها أحادية الزواج. ونُشرت هذه الدراسة في (Proceedings of the Royal Society B).
من خلال فحص التغيرات الجينية في الكروموسومات الجنسية لـ 23 نوعًا من الطيور الساحلية، أثبت الباحثون أن الأنواع متعددة الأزواج تظهر معدلات تطور أسرع بسبب الانتقاء الجنسي القوي الذي يؤثر على الإناث أثناء تنافسهن على الأزواج. ولهذا الاكتشاف آثار مهمة على فهمنا للعملية التطورية، حيث يسلط الضوء على العلاقة بين تعدد الأزواج والتطور في الطيور.

محتويات المقال :

لماذا تحمل الإناث المفتاح؟

في عالم الطيور، يعبر التزاوج عن علاقة معقدة من الإستراتيجية والتكيف. في حين أن الذكور غالبًا ما يحصلون على أكبر قدر من الاهتمام لعروضهم المتقنة وسلوكياتهم العدوانية، فإن الإناث تمتلك المفتاح لفهم الديناميكيات المعقدة لأنظمة تزاوج الطيور. في الطيور، الإناث هي التي تقرر في النهاية أي الذكور سيُنقل جيناتهم إلى الجيل التالي.
لفهم سبب أهمية الإناث، دعونا نلقي نظرة فاحصة على كروموسومات الطيور. على عكس البشر، الذين لديهم كروموسومات جنسية (XX) للأنثى و(XY) للذكر، فإن الطيور لديها نظام مختلف تمامًا. حيث لدى الذكور كروموسومات جنسية (ZZ)، بينما لدى الإناث كروموسومات جنسية (ZW). ولهذا الترتيب الفريد آثار مهمة على كيفية انتقال المعلومات الجينية من جيل إلى جيل.

كشف سر تطور Z السريع

في الطيور، يعد الكروموسوم Z مثيرًا للاهتمام بشكل خاص لأنه يميل إلى التطور بشكل أسرع من الكروموسومات الأخرى. هذه الظاهرة، المعروفة باسم تطور Z السريع (fast Z evolution)، حيرت العلماء لسنوات. أحد التفسيرات المحتملة هو الانحراف الوراثي (genetic drift)، حيث تغير الصدفة العشوائية وتيرة الاختلاف الجيني الموجود في مجتمع ما. وبما أن الإناث لديها كروموسوم Z واحد فقط، فإن تأثير الصدفة العشوائية يصبح أكثر وضوحًا، مما يزيد من احتمالية انتقال الطفرات الضارة.
فكر في الأمر مثل لعبة الحظ. تخيل أن لديك جرة تحتوي على 100 كرة، تمثل كل منها متغيرًا جينيًا مختلفًا. إذا اخترت كرة بشكل عشوائي، فإن احتمالات الحصول على شكل معين تكون أعلى عندما يكون هناك عدد أقل من الكرات للاختيار من بينها. وبالمثل، مع وجود كروموسوم Z واحد فقط، يتم تضخيم تأثير الانحراف الوراثي، مما يزيد من احتمالية أن تصبح بعض الاختلافات الجينية أكثر شيوعًا.

تعدد الأزواج والتطور في الطيور

في أنواع الطيور الساحلية حيث تتكاثر الإناث مع عدة ذكور في موسم واحد (الأنواع متعددة الأزواج)، يتطور كروموسوم Z بشكل أسرع بكثير من الأنواع أحادية الزوج. تُعزى هذه الظاهرة، المعروفة باسم “تأثير تعدد الأزواج”، إلى الانتقاء الجنسي المكثف الذي تواجهه الإناث متعددات الأزواج.
في هذه الأنواع، يزداد الطلب على الإناث، ويتنافس الذكور بشدة على جذب انتباههم. ونتيجة لذلك، فإن الإناث الأكثر إثارة للإعجاب فقط هي التي تتمكن من التكاثر، ونقل طفراتها المفيدة إلى ذريتها. نظرًا لأن الإناث لديها كروموسوم Z واحد فقط، فإن هذه الطفرات المفيدة لها تأثير أكبر على قدرتها على التنافس على الأزواج، مما يؤدي إلى تسريع تطور الكروموسوم Z.
تخيل نسخة الطيور من برنامج تلفزيوني واقعي، حيث تكون الإناث الحكام، والذكور هم المتسابقون الذين يتنافسون لصالحهم. في هذا السيناريو، تكون المنافسة شرسة للغاية بحيث لا يتمكن سوى الذكور الأقوى والأكثر جاذبية من التزاوج، ونقل سماتهم المفيدة إلى الجيل التالي.
يظهر تأثير تعدد الأزواج بشكل خاص عندما تكون النسب بين الجنسين مختلفة، مما يؤدي إلى وفرة من الذكور الذين يتنافسون على عدد محدود من الإناث. هذا الفائض من الذكور يخلق بيئة حيث يمكن للإناث أن تكون انتقائية للغاية، وتفضل الذكور ذوي السمات الأكثر إثارة للإعجاب.

واكتشف الباحثون أنه في هذه الأنواع، يتم التغلب على القوة المهيمنة عادةً للانحراف الوراثي من خلال الضغط الانتقائي القوي لتعدد الأزواج. وهذا يعني أن الطفرات المفيدة على الكروموسوم Z من المرجح أن تنتقل، في حين تتم إزالة الطفرات الضارة بسرعة من مجموعة الجينات. ونتيجة لذلك، تشهد الطيور الساحلية متعددة الأزواج تطورًا مشحونًا بالسرعة، مع تغير جينوماتها بمعدل متسارع.

الصورة الأكبر

هذا الاكتشاف له عواقب مهمة على فهمنا لكيفية تطور الأنواع وتكيفها مع النظم البيئية المتغيرة. ومن خلال إدراك التأثير الكبير لأنظمة التزاوج على معدلات التطور، يستطيع العلماء اكتساب رؤى قيمة حول التفاعل المعقد بين التنوع الجيني، والضغوط البيئية، وقدرة الأنواع على التكيف. وبينما نسعى جاهدين لفهم العالم الطبيعي وحمايته، يمكن أن تساعدنا هذه المعرفة في الحفاظ على النظم البيئية وإدارتها بشكل أفضل، مما يضمن في النهاية صحة وتنوع الأنواع على كوكبنا على المدى الطويل.