books whole genome theory

التعريف

نجد أن مبادئ نظرية تطور الجينوم الكامل هي كما يلي ( وهي منبثقة من خلال روزنبرج (Rosenberg) وآخرين في عام 2007):

• "تُنشأ كل الحيوانات والنباتات علاقات تكافلية مع الكائنات الدقيقة."
• "تحتوي الأنواع العائلة المختلفة على عشائر سكانية تكافلية مختلفة كما تحتوي أيضًا على أفراد من نفس الأنواع يمكن أيضًا أن تحتوي على عشائر سكانية تكافلية مختلفة."
• "يؤثر الترابط بين كل من الكائن المضيف ومجتمعاته الميكروبية على كلٍ من الكائن المضيف وكائناته المجهرية الدقيقة."
• "يستطيع الجينوم المضيف التصرف من خلال عمل جماعي مع جينوم الكائنات الدقيقة التكافلية والمترابطة وذلك من أجل إنشاء جينوم متكامل. ويمكن لهذا الجينوم المتكامل أن يتغير بشكل أسرع من هذا الجينوم المضيف بمفرده، وبالتالي يمنح هذا الجينوم إمكانية أكبر على التطور بشكل متكامل داخل هذا التجمع المتكامل."
• "... من الممكن أن تتغير المعلومات الوراثية المشفرة من قبل الكائنات المجهرية الدقيقة وذلك تحت متطلبات بيئية. وتكون هذه التغيرات أكثر سرعة من التغيرات التي تحدث في المعلومات الوراثية المشفرة من قبل الكائن المضيف، ويكون هذا أيضًا من خلال الكثير من العمليات."
• "بالنظر إلى كل نقطة من هذه النقاط مجتمعة معًا كما قرر [روزنبرج وآخرون وباقتراح أنه] ينبع اعتبار كلٍ من الهلوبايونت مع جينوم المتكامل الاثنين كوحدة واحدة من المختارات الطبيعية لعملية التطور."

وينبغي أن يتم استكمال هذه المجموعة من المبادئ السابقة بمبدأ إضافي آخر. وفي حالة إمعان النظر في الهلوبايونت، فإنه يمكن أن يتم اعتباره كوحدة مختارة من الطبيعة:

• ينبغي أن يتم توارث هذا الجينوم المتكامل من جيل إلى آخر.

المتكاملات المنقولة الأفقية والعمودية

تُظهر العديد من دراسات الحالة أهمية تواجد المجهريات الدقيقة المرتبطة بالكائن الحي. (على سبيل المثال، راجع العديد من الدراسات للحالة في مقالة الإحيائية الدقيقة (Microbiome).) وعلى الرغم من أنه ينبغي التمييز بين الانتقال الأفقي والعمودي للنهايات المتكاملة. كما يمكن اعتبار انتقال النهايات المتكاملة والتي يكون في الغالب انتقالاً عموديًا كإسهام في تقديم التنوع الجيني الذي من المحتمل أن يتوارث في الأنواع المضيفة.

ونرى أنه في حالة الكائنات الاستعمارية مثل الشعاب المرجانية، ومثل التجمعات الميكروبية للمستعمرة تستمر في التواجد والعيش على الرغم من أن أعضاء المستعمرة فرديين، ويتم التكاثر فيها لا جنسيًا بالرغم من أنها تعيش وتموت. كما أن الشعب المرجانية أيضًا لها نمط جنسي في الإنتاج، والذي ينتج من خلال يرقات العوالق، وهي أقل وضوحًا من حيث إن التجمعات الميكروبية تستمر من خلال مراحل النمو. والجدير بالذكر أيضًا، أن المجتمع البكتيري للمستعمرة ربما يتغير بتغير المواسم.

وتحافظ الكثير من الحشرات على علاقات التلاقح والتكافل الموروثة مع شركائها من البكتريا. وعلى سبيل المثال، نجد أن التطور الطبيعي لإناث الدبابير لأنواع مثل أسوبارا تابيدا (Asobara tabida) يعتمد على عدوى الولبخية (Wolbachia). ونجد أنه في حالة ما إن تم الشفاء من العدوى، فإن مبايضها تنحل. ويكون انتقال العدوى عموديًا من خلال سيتوبلازم للبيض.

في المقابل، نجد أنه سبق وصف علاقات المعايشة الجبرية في الأدب حيث يكون انتقال عملية التلاقح عبر الانتقال الأفقي. ومن الأمثلة المدروسة جيدًا هو طريقة تغذية الحبار الليلية وهي دراسة لنوع من أنواع الحبار وهو إيوبرمنا سكلوبس (Euprymna scolopes)، والذي يقوم بالتمويه من خلال الخطوط العريضة المقمرة المقابلة على سطح المحيط من خلال انبعاثات ضوئية تنبعث من تحته مع مساعدة يتم تقديمها من خلال البكتريا التكافلية التي يطلق عليها فيبريو فيتشري (Vibrio fischeri). ويذكر روزنبرج هذا المثال في سياق نظرية تطور الجينوم المتكامل. هذا على الرغم من أن كلاً من الحبار والبكتريا يحافظان على التطور الكبير والتعاوني في العلاقة بينهما، ونجد أنه من الصعب نوعًا ما أن يتم اعتبار هذه العلاقة كمثال عملي على نظرية تطور الجينوم المتكامل، في حين أن الحبارات الحديثة الفقس تقوم بتجميع البكتريا من مياه البحر. على الرغم من أن النقل الجانبي والأفقي للأنواع المتكاملة والمتعايشة بين الأنواع المضيفة يسمح بعملية نقل أسرع للطفرات المفيدة داخل الأنواع المضيفة وهذا النقل يكون أسرع من النقل الممكن للطفرات داخل الجينوم المضيف، وفي أغلب الأحيان نجد أن النهايات المتكاملة والمنقولة عموديًا تقوم بالإسهام في عملية النقل الوراثي المتنوع داخل الأنواع المضيفة.