نوروز مبارک

گفتگو با ادوارد ویلسون

گونه زایى و تنوع زیستى

ترجمه: کاوه فیض اللهى
ادوارد ویلسون، مسئول افتخارى بخش حشره شناسى موزه جانورشناسى مقایسه اى و نیز استاد پژوهشى ممتاز دانشگاه هاروارد، پرچمدار جنبش تنوع زیستى و حفاظت در سطح بین المللى است و تاکنون جوایز پرشمارى از جمله مدال طلاى صندوق جهانى طبیعت را در سال ۱۹۹۰ به خاطر تلاش هاى حفاظتى اش دریافت کرده است.وى عضو هیات مدیره بنیاد حفاظت از طبیعت، حفاظت بین الملل و موزه تاریخ طبیعى آمریکا است. دو عنوان از کتاب هاى وى جایزه پولیتزر برده اند. آخرین کتاب وى «آینده حیات» (۲۰۰۲) نام دارد. گفت وگوى زیر از طرف سایت اینترنتى www.actionbioscience.org با وى صورت گرفته است.


• گونه زیستى چگونه تعریف مى شود؟
مفهوم گونه زیستى (biological species) مفهومى کلاسیک است اما در مورد گونه هایى به کار مى رود که به طریق جنسى تولیدمثل مى کنند و به این ترتیب تعریف مى شود: گونه یک جمعیت یا مجموعه اى از جمعیت هاى افراد است که آزادانه با یکدیگر تولیدمثل مى کنند. به عبارت دیگر گونه از نظر ژنتیکى عنصرى کم و بیش مجزا است که مستقل از دیگران تکامل مى یابد.

• این به معناى یک خزانه ژنى بسته است. آیا این مفهومى عام است؟
نه، عام نیست. از این مفهوم مى توان در مورد اکثریت قریب به اتفاق جانوران و بسیارى از گیاهان گلدار استفاده کرد. شاید در انواع بسیارى از جانداران میکروسکوپى نیز کاربرد داشته باشد. اما جانداران بسیار دیگرى، به ویژه در میان گیاهان و جانداران میکروسکوپى، هستند که این مفهوم را نمى توان در مورد آنها به کار برد یا در بهترین حالت با دشوارى مى توان به کار برد. بدیهى است اگر تولیدمثل جنسى نباشد، این مفهوم نیز به کار نمى رود. در مورد گونه هاى غیرجنسى، مى توان آنها را بر مبناى تفاوت هاى ژنتیکى، به شکلى دلبخواهى رده بندى کرد. براى مثال معیارى که در مورد باکترى ها به کار مى رود آن است که هرگاه دو سویه باکترى در ۳۰ درصد از DNAشان تفاوت نشان دهند، مى توان آنها را گونه هاى جداگانه اى در نظر گرفت. البته این عدد قراردادى است، اما در عین حال به طرز قابل قبولى عملى و قابل استفاده است.

• آیا زیرگونه (subspecies) را نیز مى توان به وضوح گونه(species) تعریف کرد؟
نه تا آن حد. به لحاظ نظرى زیرگونه یک نژاد جغرافیایى است. یک گونه ممکن است به چندین نژاد جغرافیایى تقسیم شود که در یک سرى صفات شاخص نظیر رنگ، طول بال یا عادت تولیدمثلى با یکدیگر تفاوتى پیوسته دارند. در مجموع زیرگونه با مشکلات بسیارى همراه است که آن را نسبت به گونه ترازى بسیار سلیقه اى تر مى سازد. یکى از این مشکلات آن است که صفات معمولاً مستقل از یکدیگر تغییر مى کنند. براى مثال یک گونه پروانه را در اروپاى شرقى در نظر بگیرید. ممکن است دریابید از نظر جثه جمعیت ها از شمال به جنوب رفته رفته بزرگتر مى شوند اما از نظر رنگ از شرق به غرب تیره تر مى شوند. بررسى دقیق تر ممکن است نشان دهد که آنها از جنوب شرقى به جنوب غربى روى بالشان خال هاى بیشترى دارند. در این وضعیت چه باید کرد؟ آیا باید یک یا دو صفت را برگزید و زیرگونه ها را بر اساس آن تعریف کرد؟ یا باید در ترکیب صفات بسیار کوشید و به این ترتیب آشفته بازارى از زیرگونه هاى بسیار ساخت؟ احتمالاً دشوارترین جنبه کاربرد مفهوم زیرگونه همین ناسازگارى صفات است. با این حال هنوز از زیرگونه استفاده مى شود و به ویژه در مورد نژادهاى جغرافیایى هنوز تا حدى معتبر است.

• در مورد گونه زمانى یا نیاکانى چطور؟
گونه زمانى (chromo species) صرفاً یک ضرورت علمى است زیرا باید میان جمعیت هایى که امروز زندگى مى کنند و جمعیت هایى که نیاى آنها هستند تمایز قائل شد. این جمعیت هاى نیاکانى از آنجا که در گذشته دور زندگى مى کردند با جمعیت هاى کنونى تفاوت بسیارى دارند. براى مثال ما به گونه Homo sapiens تعلق داریم _ و تقریباً به طور قطع مى دانیم که مستقیماً از گونه دیگرى به نام Homo erectus نسب گرفته ایم _ و بسیار ابهام آور و به طور شهودى نادرست خواهد بود که سعى کنیم آنها را با هم در یک گونه قرار دهیم. اگرچه Homo sapiens طى مراحلى از Homo erectus تکامل یافته است، نمى توان مفهوم زیستى گونه را به وضوح در این مورد به کار برد. با این حال مى خواهیم بین آنها تمایزى، هرچند قراردادى، ایجاد کنیم.

• منشاء تنوع زیستى چیست؟
پیش از هر چیز چرخه آشکارى است که گونه ها طى آن به منطقه جدیدى رفته و تنوع مى یابند. هنگامى که یک جزیره یا مجمع الجزایر تشکیل مى شود یا براى مثال منطقه اى در اثر یخچال یا سایر رویدادهاى بزرگ فیزیکى تنوع زیستى اولیه اش را از دست مى دهد، سیل گونه هاى مهاجر به سوى آن سرازیر مى شود. سپس با یکدیگر وارد تعامل شده و جامعه اى مى سازند که آن را یک اکوسیستم مى نامیم. چنانچه این منطقه جدید دست نخورده بماند، آنگاه طبق معمول این موارد، پرده اى از تکامل سریع با سازش گونه هاى جدید به این محیط به نمایش درمى آید. اگر وسعت منطقه کافى باشد و در آن بخش هاى مجزاى جغرافیایى که جمعیت هایى را بدون تماس با یکدیگر در خود جاى مى دهند به قدر کافى وجود داشته باشد، آنگاه پیدایش سریع گونه ها نیز به دنبال آن خواهد آمد. مثال کلاسیک آن هاوایى است. شواهد نشان مى دهند که این مجمع الجزایر به اشغال تعداد اندکى از گونه ها درآمد و آنها در مدت زمانى نسبتاً کوتاه به گونه هاى بسیار تکامل و تنوع یافتند. منظورم در زمان کوتاه، قرن ها یا هزاران سال است که در مقایسه با تکاملى که در بسیارى از نقاط دیگر جهان مى بینیم کوتاه است.فرآیند تنوع یابى سرانجام به سطحى مى رسد که در آن فون (مجموعه جانوران منطقه _ م) و فلور (مجموعه گیاهان منطقه _ م) پایدار شده و به ثبات مى رسند. در این هنگام هم سازگارى (coadaptation) رخ مى دهد یعنى وضعیتى که در آن گونه ها به هم وابسته اند، چنانکه یک گونه در تغذیه از گونه دیگر تخصص مى یابد. در این مقطع گونه زایى (speciation) کند مى شود. شبیه رشد یک جاندار است که در ابتدا با تجمع اجزاى جدیدى که با یکدیگر تعامل دارند سریع است و سرانجام به سطحى از بلوغ مى رسد که مى توان آن را براى مدت زمانى بلند حفظ کرد. مجموعه دیگرى از اصول تنوع زیستى با مقادیر یا آنچه مقادیر نهایى را تعیین مى کند سروکار دارند. براى مثال مى دانیم که جنگل هاى بارانى گرمسیرى نسبت به توندرا یا جنگل هاى مخروط داران نیمکره شمالى، در واحد سطح گونه هاى بسیار بیشترى دارند. تعداد گونه ها در یک سطح مشخص، براى مثال در یک یا صد کیلومترمربع، با نزدیک شدن به خط استوا پیوسته افزایش مى یابد. تعداد گونه ها از جزایر کوچک به جزایر بزرگ نیز همان طور که در جزایر کارائیب دیده مى شود، افزایش مى یابد.

• چه عواملى موجب این افزایش گونه ها مى شوند؟
ظاهراً سه عامل وجود دارد که عبارتند از انرژى، پایدارى و مساحت. هرچه انرژى بیشترى دراختیار جامعه تکامل یابنده گونه ها باشد، گونه هاى بیشترى پدید مى آیند. در استوا انرژى به اوج مى رسد. هرچه منطقه پایدارتر باشد، چنان که در نواحى داراى شرایط اقلیمى ثابت دیده مى شود، گونه هاى بیشترى تجمع مى کنند زیرا براى سازش و هماهنگى با یکدیگر زمان بیشترى دراختیار دارند. هرچه مساحت بیشتر باشد، جمعیت بزرگتر و متنوع تر است. براى مثال آمریکاى جنوبى نسبت به جزایر هند غربى گونه هاى بیشترى دارد. این سه نیروى محرک در مجموع بخش عمده تغییرات گونه ها در جهان را موجب مى شوند.

• رایج ترین نوع گونه زایى کدام است؟
اگر همان طور که بررسى هاى ما نشان مى دهد، گونه زایى همجا (sympatric) به این گستردگى در حشرات که متنوع ترین جانداران روى زمین هستند، رخ مى دهد، باید رایج ترین نوع گونه زایى باشد. بررسى پدیده گونه زایى همجا نسبت به گونه زایى ناهمجا (allopatric) که به آسانى و به وضوح مشاهده مى شود، دشوارتر است اما مى تواند بسیار رایج باشد، کسى چه مى داند. منظور از همجا، جانداران مشابهى در مجاورت یکدیگر است که به دلیل تفاوت هاى رفتارى، حتى با آنکه به لحاظ نظرى مى توانند، اما با هم تولیدمثل نمى کنند. منظور از ناهمجا، جانداران مشابهى است که گرچه به لحاظ نظرى مى توانند اما با هم تولیدمثل نمى کنند زیرا به طور جغرافیایى از هم جدا شده اند.


• این مکانیسم ها با چه سرعتى مى توانند گونه هاى جدید تولید کنند؟
فورى، به واقع در چند نسل. پیش از همه در گیاهان مکانیسمى به نام پلى پلوئیدى هست که در یک مرحله مى تواند سویه اى ایجاد کند که قادر نیست با گونه مادرى که از آن ریشه گرفته تولیدمثل کند. در واقع آن را گونه زایى فورى مى نامند. گونه زایى همجا نیز گاهى فقط چند مرحله تا تولید گونه جدید در مدت زمانى کوتاه طول مى کشد. براى مثال در بعضى انواع مگس سرکه، ممکن است یک سویه ترجیح دهد روى گیاه دیگرى تولیدمثل کند و این مى تواند در چند جهش رخ دهد. یا ناسازگارى ممکن است میان دوسویه اى وجود داشته باشد که تفاوتشان یک ژن یا تعداد بسیار اندکى از ژن ها است. این وضعیت ممکن است در مدت زمانى کوتاه در اثر جهش یا نو ترکیبى (recombination) ژن هاى موجود رخ دهد. به این ترتیب پیدایش گونه هاى جدید ظرف چند سال به لحاظ نظرى امکان پذیر است و احتمالاً تشکیل بعضى گونه ها با همین سرعت انجام مى شود اما مشاهده آنها در طبیعت دشوار است. مطمئن نیستیم که گونه زایى بسیار سریع واقعاً چقدر در طبیعت متداول است.

•در سال ،۱۹۹۶ شما و دکتر دانیل سیمبرلاف (Simberloff .D) براى تعیین حداقل اندازه بحرانى اکوسیستم ها آزمایشى انجام دادید. به چه نتایجى دست یافتید؟
مى خواستیم ببینیم گونه ها با چه سرعتى به یک جزیره خالى هجوم مى آورند و آیا مساحت یا فاصله در این کار نقشى دارند یا خیر. در این آزمایش ما سیستم فوق را با انتخاب جزیرک هاى حرا در دماغه فلوریدا و سپس تخلیه آنها از تمام جاندارانشان جز درختان، مینیاتورى و در واقع مدل سازى کردیم. سپس به مشاهده بازگشت حشرات نشستیم. در این آزمایش نتایج زیر به دست آمد:
۱- موجودات کوچک از جمله حشرات و عنکبوتان خیلى سریع بازمى گردند.
۲- روند پر شدن جزیره از گونه ها تا جایى ادامه مى یابد که تقریباً به تعداد گونه هایى که قبلاً داشت، برسد.
۳- هرچه منطقه براى گونه هاى مهاجر تازه وارد دورتر باشد، رسیدن به تعادل در آن منطقه بیشتر طول بکشد.
۴- گرچه تعداد گونه ها به سطح اولیه بازمى گردد اما ترکیب جامعه جدید با آنچه بود متفاوت است.
این با دریافت نظرى ما از روگشت (turnover) گونه ها، یعنى انقراض و به دنبال آن ورود گونه هاى مهاجر (و در بلندمدت، گونه زایى) سازگار است.

•آیا آستانه اى وجود دارد که زیر آن جمعیت ها در خطر حتمى انقراض قرار گیرند؟
بله. اندازه جمعیت براى بقا بسیار حیاتى است. به طور کلى هرگاه اندازه جمعیت از ۱۰۰ فرد کمتر شود، آنگاه افسردگى هم آمیزى (inbreeding depression) رخ مى دهد. و چنانچه در جمعیت ها ژن هاى زیان آور و مرگبار وجود داشته باشد، مثل ژن مسبب فیبروز کیستى در انسان، آنگاه میزان وقوع این صفت ژنتیکى افزایش مى یابد که به مرگ یا نازایى مى انجامد. در جمعیت هاى بزرگ احتمال آنکه یک ژن مرگبار بروز کند بسیار کم است. زیست شناسان حفاظت براى سلامتى ژنتیکى جمعیت ها قاعده ۵۰ تا ۵۰۰ را ملاک قرار مى دهند. همان طور که در کتاب «تنوع حیات» در سال ۱۹۹۲ نیز توضیح داده ام جمعیتى متشکل از حدود ۵۰ فرد تنها در کوتاه مدت کافى است و براى زنده و سالم نگهداشتن گونه تا آینده دور ۵۰۰ فرد لازم است.

•اگر گونه زایى مى تواند به سرعت رخ دهد چرا باید نگران انقراض گونه ها باشیم؟
به لحاظ نظرى مى تواند سریع رخ دهد اما محصول گونه زایى سریع به نسبت از تفاوت میان گونه ها خواهد کاست. براى مثال اگر دو گونه ماهى تنها در یک یا چند ژن از ده ها هزار ژنى که دارند با هم تفاوت داشته باشند، به احتمال زیاد تفاوت بسیار ناچیزى با یکدیگر خواهند داشت. این را با دو گونه اى مقایسه کنید که یک میلیون سال پیش از هم واگراییده و از نظر ژنتیکى در بسیارى از ژن ها و صفات خویش مستقل از یکدیگر تکامل یافته اند. چنانچه یکى از این دو گونه محو شود ما خیلى بیشتر ضرر خواهیم کرد تا آنکه یکى از دو گونه اى را از دست بدهیم که تنها تفاوت ناچیزى با هم دارند. به هر حال تفاوت میان گونه ها چه ناچیز باشد و چه آشکار هم اکنون در نتیجه فعالیت هاى انسان، با سرعتى که در بعضى جاها تا هزار برابر نرخ پیدایش آنها است ناپدید مى شوند. با این شتاب، مى توانیم در طول عمر یک انسان به آسانى نیمى از گونه هاى جهان را نابود کنیم. بسیارى از این گونه ها طى هزاران یا میلیون ها سال شکل گرفته اند. گونه هاى کاملاً متمایزى که مى توان آنها را در شواهد سنگواره اى ردیابى کرد، تا پیش از پیدایش انسان، تقریباً با آهنگ حدود یکى از هر یک میلیون گونه در سال ظاهر مى شوند. سریع ترین فرایندهاى گونه زایى نیز نمى توانند گونه هاى از دست رفته را از نو جانشین و رقم فوق را حتى دو برابر کنند.

•با توجه به اینکه انقراض در مقیاس جهانى رخ مى دهد، کدام مناطق از نظر حفاظتى باید در اولویت باشند؟
البته نقاط داغ (hot spots) نظیر جنگل هاى گرمسیرى. نقاط داغ زیستگاه هایى هستند که بیش از همه در خطرند و داراى بیشترین تعداد گونه هایى هستند که هیچ جاى دیگرى جز آنجا یافته نمى شوند. این مناطق عبارتند از جنگل هاى هاوایى و ماداگاسکار و بوته زارهاى غنى جنوب غربى استرالیا و آفریقاى جنوبى. طبیعت استوایى، نظیر آمازون و کنگو، آخرین جنگل هاى مرزى را در خود جاى مى دهد که مى توانند کلان فون (megafauna) یعنى پرندگان و پستانداران بزرگ را نگه دارند. حفاظت از این مناطق امرى حیاتى است. حوزه دیگر، سیستم هاى آب شیرین جهان است که عموماً فراموش مى شوند. این مناطق درخور توجه ویژه هستند زیرا در همه جا در نتیجه عواملى مانند آلودگى یا زهکشى به شدیدترین وجه مورد حمله و تعرض قرار گرفته اند. تراکم گونه هاى در خطر انقراض در واحد سطح در این سیستم ها از هر اکوسیستمى در جهان بیشتر است. همتاى آنها در اقیانوس آبسنگ هاى مرجانى است که درصد بالایى از آن اکنون نابود یا به شدت تخریب مى شود. آنها نیز در واحد سطح درصد بالایى از گونه هاى در خطر انقراض را در خود جاى مى دهند.

•در کتاب اخیرتان «آینده حیات» پنبه این افسانه را مى زنید که سیاست هاى زیست محیطى با رشد اقتصادى ناسازگار است. ممکن است کمى درباره اش توضیح دهید؟
منابع زنده جهان- اکوسیستم ها و گونه هایشان- هنوز عمدتاً ناشناخته هستند و از نظر منافعى که ممکن است براى انسان داشته باشند مثل تصفیه آب یا داروهاى جدید بسیار کم بررسى شده اند.بعضى بوم شناسان و اقتصاددانان برآورد کرده اند که ارزش کل این اکوسیستم هاى طبیعى، یعنى مبلغ مجموع خدماتى که به بشریت مى رسانند چیزى نزدیک به ۳۰ میلیون میلیون دلار است. این از مجموع تولید ناخالص ملى تمام کشورهاى جهان سر هم بیشتر است. و با این حال مجانى است!حفاظت و استفاده کامل تر از آنها به شیوه اى بدون مزاحمت و تحمیل از نظر اقتصادى براى ما ارزشمند است. نابودکردن آنها به منزله راندن بشریت به سوى دنیایى مصنوعى است که در آن ناچاریم خودمان شخصاً سیستم هاى آبى را مدیریت کنیم، غذایمان را تامین کنیم و به جاى آنکه براى تنظیم ترکیب جو به جانداران نیرومند متکى باشیم، خودمان با ابزارهاى مصنوعى هر روز این کار را انجام دهیم. آیا مى خواهیم زمین را به معناى دقیق کلمه به یک سفینه فضایى تبدیل کنیم که دائم نیاز به تعمیر و مراقبت دارد؟