كتب molecular clock

الساعة الجزيئية (بالإنجليزية: Molecular clock)‏ هي تقنية تحليل وراثية تعتمد على فرضية أن الطفرات في جينوم الكائنات الحية تحدث في تتابع وبنمط منتظم على الفترات الطويلة من الزمن، وتعتمد بالتالي كطريقة رياضية لتقدير الزمن الذي إنفصل فيه نوعان عن سلفيهما أثناء التاريخ التطوري، ترجع هذه الفرضية إلى عالمين سنة 1962، بافتراض أن عدد الاختلافات في تسلل الأحماض الأمينية في صبغة الهيموجلوبين المنتمية لتحدرات حيوانية مختلفة له علاقة مباشرة بقِدم الفترة التي حدث فيها الانفصال عن أسلافها، كما هو مقدر من السجل الأحفوري. يقدم مفهوم فرضية الساعة الجزيئية فكرة مفادها أن التغييرات الجزيئية تسير بمسارات خطية مع مرور الوقت، وأن لكل بروتين عقارب الساعة الخاصة به والتي تسير بشكل مستقل ولا يوجد أدنى ترابط خطي بين البروتينات وبين مسار تلك الساعة فضلا عن التزام البروتين الواحد بتلك المسارات التطورية عن ذلك الإنزيم الأكثر حيوية في جميع أشكال الحياة بين الكائنات يقول علماء البيولوجيا الجزيئية أنه أنزيم السيتوكروم سي ، الذي يتواجد في كل أنواع الأحياء داخل المملكة الحيوانية بدءا من الكائنات وحيدة الخلية، ذلك الإنزيم الهام والحيوي الذي يتكون هيكله الأساسي من 100 حمض أميني في تركيب بالغ التعقيد، لقد اعتمدت الداروينية على تسلسل السيتوكروم سي كدليل جزيئي على التطور منذ منتصف القرن العشرين بمتابعة التغيرات الطفيفة في تسلسلات الأحماض الأمينية المكونة لذلك الإنزيم المتواجد في كافة أنواع المملكة الحيوانية ورسم العلاقات التطورية وشجرة القرابة من خلاله، وسرعان ما أصبح مركزا لاهتمام العلماء في متابعة تلك التغيرات التدريجية والشجرية كما وضعها داروين ومن تبعه، وفي وقت مبكر من تاريخ المتابعة قدموا السيتوكروم سي كدليل تطوري من خلال وضعهم لبعض المقارنات كمثال الاختلافات بين الانسان والكلب، كانت بفارق 5 في المائة فقط مقارنةً مع فارق 13 في المائة بين الإنسان والشبوط أحد أنواع أسماك المياه العذبة، فمن وجهة نظرِِ تطورية فإن الأدلة الأولية تتماشى مع مفهوم أن الكلب يجب أن يكون أكثر ارتباطا بالإنسان من الأسماك، لكن مع التقدم التكنولوجي في مجال البيولوجيا الجزيئية، تراكمت مكتبة ضخمة من المعطيات بفحص تسلسل الأحماض الأمينية الخاصة بالسيتوكروم سي في الأنواع المختلفة بدءا من البكتيريا حتى الإنسان لغرض إعادة تتبع التغيرات الطفيفة وفق تصور شجرة القرابة التطورية، ففي عام 1972 قام مجموعة من علماء البيولوجيا الجزيئية بإنشاء شراكة بحثية رائدة في هذا المجال لوضع مصفوفات من تسلسلات البروتينات، ويرمي التحليل الجزيئي لها إلى مساعدة العلماء في فك رموز الأنماط التطورية في الكائنات الحية المختلفة، كانت نتائج مقارنة تلك المصفوفات المقارنة للبروتينات، عكس ما اعتقدته الداروينية فالكثير من علماء البيولوجيا الجزيئية علقوا بخصوص تلك المقاربات الجزيئية وبينوا حقيقة ما أفصحت عنه، من هؤلاء العلماء مايكل دنتون أشار إلى تلك المصفوفات المرصودة لمقارنات أنزيم السيتوكروم سي بين مختلف الكائنات الحية وكان الأكثر لفتا للانتباه هو أن كل فئة فرعية محددة من متواليات معزولة ومتميزة والتدرجات الانتقالية بين الأنواع كما هو مفترض بالتصور التطوري مفقودة تماما في المصفوفة، ولخص ملاحظته بأن عدم وجود تلك التغيرات الجزيئية الطفيفة في السيتوكروم سي يتناقض مع المباديء الأساسية للتطور، على المستوى الجزيئي كانت الأنواع المختلفة من الكائنات متفردة ومنعزلة وليست انتقالية، وتلك المقارنات هي دليل واضح على عدم وجود أي نوع من الكائنات الحية يمثل بوابة إلى سلسلة من الأنواع الأخرى، فوفقا للداروينية يمكن تحليل الاختلافات في تركيب البروتينات مثل سيتوكروم سي لإنشاء شجرة قرابة فيلوجينية تتطابق مع الأشجار التي أنشئت اعتمادا على أدلة تصنيفية أخرى، لكن دنتون أشار إلى أنه عند حساب نسبة الاختلاف في تركيب سيتوكروم سي بين نوع معين وأنواع أخرى فإن التغيرات تكون منتظمة جدا مثل الاختلاف بين سيتوكروم سي في سمك الشبوط والضفدع والسلحفاة والدجاجة والأرنب والحصان يكون ثابتا بين 13 و14 في المائة، وكذلك فالاختلاف بين سيتوكروم سي في البكتيريا وفي الخميرة وفي القمح والعثة والتونة والحمامة والحصان يكون ثابتا بين 64 و69 في المائة، وهذه المشاهدات تناقض فكرة التطوريين بأن الأسماك أسلاف الضفدع، والضفادع أسلاف الزواحف ، والزواحف أسلاف الثدييات، وإلا فليس من المفترض أن يكون الاختلاف في تركيب سيتوكروم سي تصاعديا بين السمكة والضفدع والزاحف والثديي، حيث يلاحظ بوضوح أن الاختلافات في التسلسل لا تكشف عن أي نوع من التقدم التطوري مع تقدم الوقت، فعلى المستوى الجزيئي لا يوجد أي أثر للتحول التطوري من الأسماك إلى البرمائيات إلى الزواحف إلى الثدييات، لكن المثير والملفت للنظر هو فروق الاختلافات في البرمائيات التي تعتبر وسيطة بين الأسماك والفقاريات الأخرى على اليابسة، والمقارنات الجزيئية تظهر مسافة متساوية بين الأسماك وبينها مقارنة مع الثدييات والزواحف وهذه مشاهدة تنقض التصور التطوري بدرجات القرابة الجزيئية. وعند التوغل في المزيد من المقارنات الخاصة باختلاف الأحماض الأمينية بالسيتوكروم سي لوحظ تخبط وتباين تام لا يمت لشجرة التطور الجزيئية المعتمدة بصلة، مثل السيتوكروم سي في السلحفاة أقرب إلى الطيور مما هو عليه للثعبان وهو من نفس فصيلة الزواحف، ووجد أن الثعبان أقرب إلى الإنسان ب14 اختلاف مما هو عليه للسلحفاة ب22 اختلاف قريبته في شجرة التطور، وكان من المفترض أن البشر والخيول وكلاهما من الثدييات المشيمة، وهما على زعم الداروينية مشتركان في سلف تطووري أقرب من الكنغر هما أكثر قرابة. ومع ذلك فإن السيتوكروم سي في الإنسان يختلف في 12 موقعا عن الحصان ولكن في الكنغر يختلف فقط في 10 مواقع، لذلك وفقا لنتائج مقارنة السيتوكروم سي وبنتائج الداروينية فإن الدجاج يبدو أن له صلة على نحو أوثق مع البطريق أكثر من البط والحمام، والسلاحف يبدو أن لها صلة أوثق مع الطيور عن علاقة قرابتها بالأفعى، والإنسان والقرود تختلف عن الثدييات أكثر من الكنغر من الثدييات الجرابية بعيدة الصلة، فكثير من علماء البيولوجيا الجزيئية يرفضون دلالة البيولوجيا الجزيئية على التطور، وعلماء الكيمياء يرون أن من وجهة الكيمياء الحيوية فإن الحصان يبقى هو نفسه الحصان لم يتطور، كما أشار مايكل بيهي لتلك الجزيئة أنه ليس هناك أي نشر في الأدب العلمي وفي المجلات المرموقة والمجلات المتخصصة أو الكتب التي تصنف كيفية التطور الجزيئي في أي نظام بيوكيميائي تؤكد أن هذا التطور حدث، ولا شيء على الإطلاق معتمدا من قبل التجارب ذات الصلة أو العمليات الحسابية يمكنه أن يؤكد ذلك لأنه لا أحد يعرف التطور الجزيئي من خلال الخبرة المباشرة، ولذلك ليس هناك أي سلطة عليها للمطالبة المعرفية: والتأكد على التطور الجزيئي هو مجرد تهديد للداروينية، فالبيولوجيا الجزيئية فشلت في العثور على شجرة حقيقية، ليس بسبب الأساليب غير الكافية ولكن لأنه لا يوجد تأريخ للحياة متسق على هيئة الشجرة، فيبقى العثور على الشجرة الجزيئية للحياة باستخدام السيتوكروم سي أو أي مركب بيولوجي آخر مستحيلا، وقد أجريت دراسة موسعة شملت أكثر من 4000 نوع من العناكب تؤكد على وجود أنماط شديدة التباين في تسلسل الأحماض الأمينية لسيتوكروزم سي لتلك الأنواع بعكس التنبؤ الدارويني المتوقع.