علم البيئة الوراثية
علم البيئة الوراثية هو دراسة الاستقرار والتعبير عن المواد الوراثية المختلفة داخل الأوساط اللاأحيائية.[1] عادةً، لا يُفكَّرُ في البيانات الوراثية خارج أي كائن حي باستثناء الطب الشرعي الجنائي. ومع ذلك، فإن المادة الوراثية لديها القدرة على تناولها من قبل الكائنات الحية المختلفة الموجودة داخل وسط لاأحيائي من خلال التحولات الطبيعية التي قد تحدث.[2] وبالتالي، يركز مجال الدراسة هذا على التفاعل والتبادل والتعبير عن المواد الوراثية التي قد لا تتقاسمها الأنواع لو لم تكن في نفس البيئة.
تاريخ
[عدل]كان إي بي فورد أول عالم وراثة يبدأ العمل في هذا المجال من الدراسة. عمل إي بي فورد في الغالب خلال خمسينيات القرن العشرين واشتهر بعمله مع مانيولا جورتينا ونشر كتابًا بعنوان علم الوراثة البيئية.
عام 1975.[3][4] لم يكن هذا النوع من الدراسات البيولوجية التطورية ممكنًا إلا بعد تصميم الفصل الكهربائي الهلامي عام 1937.[5] قبل ذلك، لم تكن هناك طريقة إنتاجية عالية لتحليل الحمض النووي. بدأ هذا المجال من الدراسة ليصبح أكثر شعبية بعد ثمانينيات القرن العشرين مع تطوير تفاعل البوليمراز المتسلسل والرحلان الكهربائي باستخدام عديد الأكريلاميد (ص 1967).[6][7] باستخدام هذه التقنية، يمكن تسلسل أجزاء من الحمض النووي وتضخيمها وإنتاج البروتينات باستخدام التحولات البكتيرية. يمكن تحليل المادة الوراثية جنبًا إلى جنب مع البروتينات ويمكن إنشاء أشجار تطورية أكثر صحة.
منذ بحث إي بي فورد، واصل العديد من علماء البيئة الوراثية الآخرين الدراسة في مجال البيئة الوراثية مثل بي تي هانفورد[8] ألينا فون ثادن،[9] وغيرها الكثير.[10][11][12][13][14]
نقل الجينات
[عدل]قد تنتقل المعلومات الجينية عبر النظام البيئي بطرق متعددة. أولها، على أصغر نطاق، هو نقل الجينات البكتيرية. البكتيريا لديها القدرة على تبادل الحمض النووي. قد يوفر تبادل الحمض النووي هذا، أو النقل الأفقي للجينات، لأنواع مختلفة من البكتيريا المعلومات الوراثية التي تحتاجها للبقاء على قيد الحياة في بيئة ما.[15] هذا يمكن أن يساعد العديد من الأنواع البكتيرية على البقاء على قيد الحياة داخل البيئة. حدث مماثل لديه القدرة على الحدوث بين النباتات والبكتيريا. على سبيل المثال، اجروباكتريوم توميفاسيانز لديه القدرة على إدخال الجينات في النباتات للتسبب في تطور مرض غال. يحدث هذا من خلال النقل الجيني بين اجروباكتريوم توميفاسيانز وبين النبات المعني.[16]
في الواقع، يحدث حدث مماثل في كل مرة تحدث فيها العدوى الفيروسية داخل الكائنات الحية. تتطلب الفيروسات، سواء كانت فيروسات إيجابية أو سلبية، كائنًا حيًا لتكرار جيناتها وإنتاج المزيد من الفيروسات. بمجرد أن يكون الفيروس داخل كائن حي، فإنه يستخدم البلمرة والريبوسومات والجزيئات الحيوية الأخرى لتكرار مادته الوراثية وإنتاج المزيد من المواد الوراثية للفيروس المشابهة للفيروس الأصلي.[17] وبالتالي، قد يحدث نقل الجينات من خلال العديد من الوسائل المختلفة. وبالتالي، فإن دراسة هذا النقل الجيني في جميع أنحاء كل نظام بيئي، سواء كان ذلك من خلال نظام بيئي بكتيري أو من خلال النظام البيئي للكائن الحي، فإن علم البيئة الوراثية هو دراسة هذا النقل الجيني وأسبابه.
انظر أيضًا
[عدل]مراجع
[عدل]- ^ Kellenberger, E. (15 May 1994) "Genetic ecology: a new interdisciplinary science, fundamental for evolution, biodiversity and biosafety evaluations" Experientia vol50:5 pp. 429–437
- ^ Lederberg, J. (1994) The Transformation of Genetics The Rockefeller University, New York, New York
- ^ Ecological Genetics (n.d.) نسخة محفوظة 2021-07-07 على موقع واي باك مشين.
- ^ Baxter S.W. et al. (2017) "EB Ford revisited: assessing the long-term stability of wing-spot patterns and population genetic structure of the meadow brown butterfly on the Isles of Scilly" Heredity
- ^ Tiselius, A. (25 January 1937) "A New Apparatus for Electrophoretic Analysis of Colloidal Mixtures" Transactions of the Faraday Society
- ^ Shapiro, A.L. et al. (7 September 1967) "Molecular weight estimation of polypeptide chains by electrophoresis in SDS-polyacrylamide gels" Biochem Biophys Res Commun
- ^ "The History of PCR" نسخة محفوظة 2011-03-13 على موقع واي باك مشين. (2004)
- ^ Handford PT. (1973) "Patterns of variation in a number of genetic systems in Maniola jurtina" Isles of Scilly. Proc R Soc B Biol Sci 183: 285–300. |
- ^ Thaden, A. et al. (11 August 2017) "Assessing SNP genotyping of noninvasively collected wildlife samples using microfluidic arrays" Scientific Reports
- ^ Frachon, L et al. (27 July 2017) "Intermediate degrees of synergistic pleiotropy drive adaptive evolution in ecological time" Nature, Ecology, and Evolution
- ^ Torda, G. et al. (26 July 2017) Rapid adaptive responses to climate change in corals Nature Climate Change
- ^ Benvenuto, C. Cosica, I. Chopelet, J. Sala-Bozano, M. Mariani, S. (25 July 2017) Ecological and evolutionary consequences of alternative sex-change pathways in fish Scientific Reports
- ^ Cure, K. Thomas, L. Hobbs, JPA. Fairclough, D.V. Kennington, W.J. (25 July 2017) "Genomic signatures of local adaptation reveal source-sink dynamics in a high gene flow fish species" Scientific Reports
- ^ Komurai, R. Fujisawa, T. Okuzaki, Y. Sota, T. (11 July 2017) "Genomic regions and genes related to inter-population differences in body size in the ground beetle Carabus japonicus" Scientific Reports
- ^ "Horizontal Gene Transfer" نسخة محفوظة 2017-09-28 على موقع واي باك مشين.. (n.d.).
- ^ "Methods of Gene Transfer in Plants" (2011) Agricultural Biosecurity نسخة محفوظة 2022-05-23 على موقع واي باك مشين.
- ^ 7. Weaver, R. (2012). Molecular biology (5th ed.). New York: McGraw-Hill
