چرا انسان‌ها دم ندارند؟ جهش ژنتیکی بزرگی که به تکامل هوموساپینس ختم شد

در طول تاریخ طبیعی زمین، اجداد ما برای حدود نیم میلیارد سال دم داشتند. ماهی‌ها از دمشان برای شنا در دریاها و اقیانوس‌های دوره کامبرین استفاده می‌کردند و چندین میلیون سال بعد از آن، تکامل پیدا کردند و تبدیل به نخستی‌ها شدند. دم نخستی‌ها به آن‌ها کمک می‌کرد تا بتوانند تعادل خود را در جنگل‌ها و حین پریدن از شاخه‌ای به شاخه دیگر در جنگل‌های ائوسن حفظ کنند. اما بعدها حدود ۲۵ میلیون سال پیش، این دم‌ها از بدن جانداران حذف و ناپدید شدند.

اولین بار چارلز داروین با بررسی آناتومی انسان‌های باستانی متوجه این تغییر شد، اما چگونگی این تغییر همچنان بدون پاسخ باقی ماند. تا اینکه تیمی از محققان در مطالعه‌ای متوجه جهشی ژنتیکی شدند که باعث حذف دم از بدن جانداران شد. جالب است که وقتی محققان این جهش را در موش‌ها به وجود آوردند، دم آن‌ها دیگر رشد نیافت و ناپدید شد.

این تغییر چشمگیر در آناتومی، تاثیر ریشه‌ای در تکامل ما داشت. ماهیچه دم اجداد ما به شکل شبکه‌ای در لگن تکامل یافت. چندین میلیون سال پیش، زمانی که اجداد انسان‌ها ایستادند و روی دو پای خود راه رفتند،‌ این ماهیچه آمادگی داشت تا بتواند وزن اعضای بدن آن‌ها را در حالت ایستاده تحمل کند.

اگرچه نمی‌توان دقیقا ثابت کرد که این جهش دلیل از بین رفتن دم اجداد ما است، می‌توان گفت که مدرک محکمی برای این اتفاق است. داروین با اعلام اینکه ما انسان‌ها از نخستی‌های دم‌دار تکامل یافتیم مردمان دوره ویکتوریایی را شگفت زده کرد. او اشاره کرد که با اینکه انسان‌ها و شامپانزه‌ها دم مشخصی ندارند، هر دوی آن‌ها چند مهره کوچک‌تر دارند که بعد از استخوان لگن آن‌ها ادامه می‌یابد که این در واقع ساختاری به نام دنبالچه است.

از آن زمان تاکنون، دیرینه‌شناسان فسیل‌هایی پیدا کردند که این اطلاعات را تائید می‌کرد. عمر قدیمی‌ترین نخستی‌ها به ۶۶ میلیون سال پیش باز می‌گردد. در آناتومی آن‌ها دم کاملی وجود داشت که کمک می‌کرد تا تعادلشان را روی درختان حفظ کنند. امروزه بیشتر نخستی‌ها مثل لمورها و تقریبا تمام میمون‌ها هنوز دم دارند، اما در فسیل شامپانزه‌های ۲۰ میلیون ساله هیچ دمی دیده نشده است.

برای درک اینکه انسان‌ها و شامپانزه‌ها چگونه دم خود را از دست دادند باید به چگونگی شکل‌گیری این اندام در بدن باقی جانداران نگاهی بیندازیم. هنگام شکل‌گیری جنین تعدادی از ژن‌های اصلی فعال می‌شود و اعضای مختلف ستون فقرات را به وجود می‌آورد تا بخش‌های متمایزی مثل گردن و ناحیه کمری را تشکیل دهد. در ناحیه تحتانی جنین دم کوچکی شروع به رشد می‌کند و درون آن مهره‌ها، ماهیچه‌ها و عصب‌های خاصی شکل می‌گیرد.

محققان تاکنون بیش از ۳۰ ژن متفاوت در گونه‌های مختلف جانوران، از ایگوانا با دم بسیار بلندش تا گربه منکس با دمی کوچک، پیدا کردند که در شکل‌گیری دم تاثیر مستقیم دارند. تمام این ژن‌ها در شکل‌گیری باقی قسمت‌های جنین نیز نقش دارند و محققان همچنان در تلاش‌اند تا درباره فعالیت منحصر به فرد این ژن‌ها در شکل‌گیری دم جنین بیشتر بدانند.

محققان معتقدند زمانی که جهشی ژنتیکی روی یک یا چند نوع از این ژن‌ها رخ داد اجداد ما انسان‌ها دمشان را از دست دادند. آن‌ها برای درک این جهش‌ها دی‌ان‌ای شش گونه از شامپانزه‌های بدون دم را با ۹ گونه از میمون‌های دم‌دار مقایسه کردند و در نهایت، جهشی در ژن شامپانزه‌ها به نام TBXT پیدا کردند که با انسان‌ها مشترک بود و در میمون‌ها وجود نداشت.

این ژن TBXT یکی از اولین ژن‌هایی بود که دانشمندان در حدود صد سال پیش آن را کشف کردند. در آن زمان، بسیاری از دانشمندان با آسیب رساندن به حیوانات، گیاهان و میکروب‌ها با پرتوی ایکس تلاش می‌کردند تا جهش ژنتیکی قابل مشاهده‌ای به وجود آورند تا بتوانند ژن‌های بیشتری را کشف کنند.

در سال ۱۹۲۳ میلادی، متخصص ژنتیک روسیه‌ای ، نادژدا دوبروولسکایا-زاوادسکایا، چند موش نر را تحت اشعه پرتوی ایکس قرار داد و اجازه داد تا تولید مثل کنند. او بعد از این کار جهشی ژنتیکی در تعدادی از موش‌های جدید مشاهده کرد که این جهش باعث شده بود تا دم کوتاه‌تری داشته باشند. آزمایشات بعدی نیز نشان داد که این جهش روی ژن TBXT اتفاق افتاده است.

با این حال، جهشی که این گروه از محققان پیدا کردند تا کنون مشاهده نشده بود. این جهش شامل ۳۰۰ کد ژنتیکی بود که در ژن TBXT اتفاق افتاده بود. این بخش از دی‌ان‌ای بین شامپانزه‌ها و انسان‌ها مشترک بود و دقیقا در همان قسمت از ژنوم آن‌ها اتفاق افتاده بود.

محققان برای اینکه این نظریه را اثبات کنند و نشان دهند که این جهش ژنتیکی باعث از بین رفتن دم انسان‌ها شده است، در ژن TBXT تعدادی از موش‌ها را با مهندسی ژنتیکی جهشی را ایجاد کردند که در انسان‌ها اتفاق افتاده بود. وقتی جنین این موش‌ها به وجود آمد، بیشتر آن‌ها هیچ دمی نداشتند و تعداد کمی دم کوتاهی داشتند.

این گروه احتمال می‌دهند که چنین جهشی کاملا اتفاقی در شامپانزه‌ای حدود ۲۰ میلیون سال پیش رخ داده و باعث شده تا دمی کوتاه داشته باشد و یا اصلا هیچ دمی نداشته باشد. با این حال، این موجود بدون دم زنده مانده و توانسته است تا پیشرفت کند و این جهش را به نسل بعدی هم برساند. در نهایت، این ژن جهش یافته TBXT ژن عادی شامپانزه‌ها و انسان‌ها شده است.

محققان می‌گویند که دلیل رشد دنبالچه به جای دم در آناتومی ما فقط جهش TBXT نبوده و چندین علت دیگر هم برای آن وجود دارد. در آزمایشاتی که انجام داده شد، موش‌ها دمی با اندازه‌های متفاوت داشتند، اما دنبالچه همه انسان‌ها مثل هم است و تفاوت خاصی با هم ندارند. در این بین باید جهش‌های دیگری در ژن‌های دیگری هم رخ داده باشد تا این شکل نهایی را به وجود آورده باشد و آناتومی یکسانی در ما به وجود آورده باشد.

حتی اگر مختصصان ژنتیک به طور کامل توضیح دهند که دم ما چگونه از بین رفته است، «چرایی» این مسئله همچنان باقی می‌ماند. اولین شامپانزه‌ها از میمون‌ها بزرگتر بودند و اندازه بزرگشان باعث می‌شد تا راحت‌تر از درختان به زمین بیفتند و ممکن بود اکثرشان بر اثر این سقوط‌ها در نهایت بمیرند. کار بسیار سختی است اگر که بخواهیم توضیح دهیم که چرا شامپانزه‌هایی که دم نداشتند، از وجود یک عیب تکاملی بزرگ رنج نبردند؟

علاوه بر این، از دست دادن دم خطرات بزرگی را به دنبال خود داشت. محققان فهمیدند که جهشی در ژن TBXT فقط دم را از بین نمی‌برد، بلکه نقصی در نخاع هم به وجود می‌آورد. با این حال، از بین رفتن دم توانست مزیت تکاملی بزرگی را شامپانزه‌ها به وجود آورد و به تکامل انسان‌ها منجر شود.