آزمایشگاه فرگشت (تکامل)

آزمایش واقعی

در سال ۲۰۱۶ گروهی در هاروارد ظرفی غول‌پیکر به ابعاد ۱۲۰ در ۶۰ سانتی‌متر ساختند، با نوارهایی از آنتی‌بیوتیک تری‌متوپریم که غلظتش رو به مرکز ده برابر می‌شد، تا هزار برابر دوزی که معمولاً جلوی رشد باکتری اِشِریشیا کُلی را می‌گیرد. باکتری‌هایی که در لبه‌ها رها شده بودند، در کمتر از دو هفته با فرگشت خودشان را به نوار مرکزی رساندند و دوربینی همه‌ی این مراحل را فیلم‌برداری کرد. نکته‌ی شگفت‌انگیز: مقاوم‌ترین جهش‌یافته‌ها همیشه برنده نشدند؛ گاهی پشت همسایه‌هایی گیر افتادند که کندتر رشد می‌کردند و مقاومت کمتری داشتند.

چرا مهم است: مصرف بی‌رویه‌ی آنتی‌بیوتیک همین آزمایش را در مقیاس جهانی تکرار می‌کند. هر بار مصرف، به باکتری‌هایی برتری می‌دهد که می‌توانند از آن جان سالم به در ببرند.

طولانی‌ترین آزمایش فرگشت

در ۲۴ فوریه‌ی ۱۹۸۸، ریچارد لنسکی ۱۲ فلاسک یکسان از باکتری اشریشیا کلی را راه انداخت. هر روز کمی از هر کشت به غذای تازه منتقل می‌شود؛ یعنی حدود ۶٫۶ نسل در روز. در اوت ۲۰۲۴ جمعیت‌ها از ۸۰ هزار نسل گذشتند؛ بیش از شش برابر همه‌ی نسل‌هایی که گونه‌ی ما تا امروز زیسته است. نزدیک نسل ۳۱ هزارم، یکی از جمعیت‌ها توانایی تازه‌ای پیدا کرد: تغذیه از سیترات؛ ماده‌ای که اشریشیا کلی معمولاً در حضور اکسیژن نمی‌تواند از آن استفاده کند.

چرا این‌قدر سریع؟ اشریشیا کلی در شرایط خوب می‌تواند تقریباً هر ۲۰ دقیقه یک بار تقسیم شود.

گرگور مندل این قاعده‌ها را در دهه‌ی ۱۸۶۰ کشف کرد؛ با کاشتن و آمیختن حدود ۲۸ هزار بوته‌ی نخود در باغ یک صومعه. تا سال ۱۹۰۰، یعنی شانزده سال پس از مرگش، کسی به اهمیت کارش پی نبرد.

آزمایش واقعی

در آزمایش واقعی کمتر از ۱۰ درصد هر نسل والد می‌شدند. در نسل چهارم، نخستین توله‌ها برای آدم‌ها دم تکان دادند. «نخبه‌ها»، یعنی روباه‌هایی که مثل سگ دنبال آدم‌ها می‌روند، ناله می‌کنند و می‌لیسند، در نسل ۶ فقط ۱٫۸ درصد توله‌ها بودند، در نسل ۱۰ هجده درصد، در نسل ۲۰ سی‌وپنج درصد و در نسل ۳۰ چهل‌ونه درصد. تا سال‌های ۲۰۰۵ و ۲۰۰۶ تقریباً همه‌ی جمعیت نخبه شده بود و سطح هورمون استرسشان به یک‌سوم روباه‌های معمولی مزرعه یا کمتر رسیده بود.

گوش‌های آویزانی که کسی انتخابشان نکرد

فقط رفتار انتخاب می‌شد، اما پس از ۸ تا ۱۰ نسل لکه‌های سفید «ستاره‌ای» پیدا شد و برخی روباه‌ها گوش‌های آویزان و دم پیچ‌دار پیدا کردند؛ ویژگی‌هایی که در بسیاری از جانوران اهلی دیده می‌شود. بلیایف باور داشت که انتخاب فقط بر پایه‌ی اهلی بودن، روشن و خاموش شدن ژن‌ها را در دوران رشد تغییر می‌دهد. این ایده امروز محل بحث است: در سال ۲۰۲۰ پژوهشگران نشان دادند روباه‌های بلیایف از مزرعه‌های پوست در شرق کانادا آمده بودند، جایی که ده‌ها سال پرورش داده شده بودند، و استدلال کردند که در نتیجه‌های این آزمایش اغراق شده است. در سال ۲۰۱۸ ژنوم روباه نواحی‌ای را نشان داد که با رفتار اهلی و پرخاشگر پیوند دارند.