زمان‌سنج فرگشتی

در زیست‌شناسی فرگشتی همواره پرسش‌های فروانی هست که پاسخ به آن ساده نیست، زیرا دسترسی مستقیم به گذشته‌های بسیار دورِ تاریخچه حیات وجود ندارد. اما راه‌هایی هم هست که می‌توان از آن برای بررسی رویدادهای گذشته بهره گرفت. برای نمونه مطالعه سنگ‌واره‌های بر جا مانده از جانداران بسیار کهن، درباره بازه زمانی زیست آنها و نیز تغییرات تدریجی که در گذر فرگشت پیدا کرده‌اند، اطلاعات خوب و دقیقی به دست می‌دهد. با این وجود بسیاری چیزها هم هست که نمی‌توان در سنگ‌واره‌ها یافت. برای نمونه بسیاری از بخش‌های غیراستخوانی جانداران، بسی زودتر از استخوان‌ها تجزیه می‌شود و در سنگ‌واره‌ها نمی‌ماند، یا در بهترین حالت اثر آن روی یک سنگ برجا می‌ماند.

خوش‌بختانه برای بررسی چنین مواردی یک راهکار بسیار موثر همچنان در دسترس هست. با توجه به شناختی که از DNA‌ وجود دارد، می‌توان آن را معیاری برای سنجش و ارزیابی تفاوت‌ها و شباهت‌های جانداران در نظر گرفت. به این صورت که دو رشته از چهار کد معروف در گونه‌های مختلف را می‌توان مقایسه کرد و با محاسبات ریاضی، میزان تفاوت یا شباهت آنها، فاصله‌ آنها در درخت حیات، و از آن جالب‌تر زمان‌بندی مسیرهای متفاوتی را که در فرگشت پیموده‌اند، با دقت بالایی اندازه گرفت. این کار از این رو شدنی است که بر پایه جهش‌های ژنی که به تفاوت‌ دو جاندار با اجداد مشترک می‌انجامد، و نیز دانستن این که هر یک از این جهش‌ها در گذر چند نسل از آن جاندار پدید آمده، و البته با دانستن فاصله سنی میان نسل‌ها می‌توان زمانی که سرشاخه اصلی به دو شاخه تبدیل شده را به دست آورد. 

زمان‌سنج فرگشتی می‌تواند اطلاعات دقیقی از این که چند نسل میان دو نمونه از یک یا چند گونه جاندار فاصله هست، ارایه دهد. اما این روش فقط نسبت‌ها را در اختیار می‌گذارد و تا زمانی که ما طول هر بازه را ندانیم، نمی‌توانیم زمان مطلق را اندازه‌گیری کنیم. به این معنی که اگر ما بدانیم که چند جهش در رشته DNA دو موجود ایجاد شده که به تفاوت امروزین آنها انجامیده است، کافی نیست مگر این که بازه زمانی لازم برای هر جهش را هم بدانیم. به همین دلیل باید زمان هر بازه را به روشی دیگر به دست آورد. برای جاندارانی که می‌توان چند نسل آنها را در آزمایشگاه بررسی کرد، می‌توان نوع زنده آن را برای کالیبره کردن زمان‌سنج فرگشتی به کار برد. برای جاندارانی هم که بررسی چند نسل از آنها در آزمایشگاه چنان زمان‌بر است که در عمل شدنی نیست، می‌توان سنگ‌واره‌های در دسترس را برای این منظور به کار گرفت.

بنابراین زمان‌سنج فرگشتی ابزاری بسیار توانمند برای بررسی‌های ژنتیکی است. به ویژه وقتی می‌خواهیم زمانی را که دو گونه همانند از جانداران از هم جدا شده‌اند، با به بیان دیگر، زمانی که جد مشترک آنها در گذشته می‌زیسته‌ است را پیدا کنیم. به این ترتیب می‌توان نسبت دوری-نزدیکی خویشاوندی جانداران با یکدیگر را هم بررسی کرد. به این صورت که با توجه به فاصله‌های پیش‌بینی شده با جد مشترک، می‌توان درخت زندگی را برای یک گونه ویژه از جانداران ساخت. افزون بر آن، این روش می‌تواند زمانی را که تغییرات ویژه‌ای در هر گونه پدیدار شده است را به ما نشان دهد. بنابراین به کمک این ابزار، می‌توان درک بهتری از تاریخچه فرگشتی جانداران گوناگون داشت، به ویژه اگر این یافته‌ها را در کنار داده‌های به دست آمده از زمین‌شناسی یا اختر‌شناسی گذارد و اثر محیط را بر روند این تغییرات بررسی و ارزیابی کرد.