Diana Maklad
ما سرّ التشابه والاختلاف بين الكائنات الحية؟ لماذا تشبه أبويك ببعض الصفات وتختلف عنهم بصفات أخرى؟
يتم تفسير هذه التساؤلات وغيرها من خلال علم الوراثة الذي يعدّ من أهم علوم الحياة وأكثرها حداثة وتطوراً وإثارة.
لقد عرفت الوراثة علماً في عام 1900 م حيث أعيد اكتشاف قوانين مندل ثمّ تقدمت العلوم الوراثية وتشعبت وتناولت مواضيع ذات صلة بحياة الإنسان ومستقبله مثل تحسين الإنتاج النباتي والحيواني ودخلت الهندسة الوراثية لتعطي الخير الوافر إذا عمل الإنسان على حسن استخدامها والشر الكبير إذا أساء ذلك.
مستويات دراسة الوراثة
هناك عدة مستويات تدرس من خلالها الوراثة منها:
مستوى التهجين والتحليل الوراثي
يعتمد هذا المستوى على الطريقة الرئيسية والتقليدية التي وضع أسسها مندل ومازال معمولاً بها حتى اليوم وتتناول بشكل خاص إجراء التحليل الوراثي إثر عمليات التهجين بين الأفراد ويساهم هذا المستوى من الدراسة في تحسين الأنواع النباتية والحيوانية على نطاق واسع.
مستوى الدراسة الخلوية والصبغية
يركز هذا المستوى على الخلية الحية وعضياتها حيث يدرس الصبغيات بوصفها حوامل للمادة الوراثية وهذا ما يسمى الوراثة الصبغية تمييزاً له عن الوراثة الهيولية التي تسببها الحموض النووية الموجودة في بعض عضيات الهيولى كالجسيمات الكوندرية والصانعات الخضراء ومن هنا ظهر علم خاص هو علم الوراثة الخلوية.
المستوى الفردي في دراسة الوراثة
يهتم بمتابعة أثر المورثات على نمو الفرد الواحد وذلك ابتداءً من انقسامات البيضة الملقحة مروراً ببدايات ظهور الجنين وهكذا حتى اكتمال النمو وتستعمل في الأيام الأخيرة ضمن إنجازات هذا المستوى المبكر التقانات الحيوية الحديثة لاسيما في دراسة الصبغيات والكشف عن المورثات المشوهة بهدف الحد من آثارها الضارة قبل استفحال خطرها.
مستوى الجماعات
تتم فيه دراسة التفاعلات المورثية وتأثيراتها المختلفة على مستوى تكتل الأفراد ضمن جماعات ثم ربط العلاقات المتبادلة فيما بينها ولا سيما من حيث تأثير الأوساط البيئية عليها والموطن الذي تعيش فيه وانتقال الصفات من جيل إلى آخر.
تطبيقات الوراثة
من أهم التطبيقات في مجال الوراثة نجد ما يأتي:
- تمكّن العلماء من استنباط سلالات نباتية عالية الإنتاجية ومقاومة للأمراض وبخاصة الفطرية وعلى سبيل المثال إنتاج سلالة من الذرة تعطي نسبة عالية من الزيت والبروتين.
- الحصول على سلالات من الحيوانات المحسنة كما في الأبقار جيدة اللحم وكثيرة إدرار الحليب.
- تمكنت علوم الهندسة الوراثية عن طريق تطبيق التقانات الحيوية الحديثة من إيجاد الكثير من الفوائد للإنسان فمثلاً تمّ تركيب سلالات جرثومية خاصة قادرة على تصنيع هرمون الأنسولين الضروري جداً لمرضى السكر إضافة إلى العديد من الفوائد.
تجارب مندل في الوراثة
مندل راهب مؤسس علم الوراثة عاش في حديقة والديه أجرى تجاربه الشهيرة على نبات البازلاء وبقي ثماني سنوات يختبر هذا النبات وبعد تجارب طويلة ومضنية توصل إلى قانونين معروفين باسمه وهما القانون الأول والثاني لمندل في الوراثة
وقد تم اكتشاف المبادئ والقوانين المندلية وتأكيدها بعد موته ولذلك يعدّ مندل أحد العلماء العظام في القرن التاسع عشر والملهم الأول للعلم الرئيسي في عصرنا الحاضر وهو الوراثة والسؤال الذي يتبادر إلى الأذهان هو ألم تكن الوراثة معروفة قبل مندل؟ وما الذي ساعد مندل على التوصل إلى قوانينه الوراثية؟
لقد عمل الإنسان منذ القديم على توفير متطلباته الأساسية من غذاء وكساء وغيرها وذلك باللجوء إلى الزراعة وتدجين الحيوانات مستخدماً وسائل التهجين بين النباتات والحيوانات وفي هذا المجال علينا أن نؤكد على دور العرب البارز في مجال تهجين الخيول والحصول على الخيول العربية الأصلية التي ما زالت تعدّ من أفضل الخيول العالمية ومع ذلك فإن العاملين في هذا المجال افتقدوا إلى الدراسة المنهجية وإلى التخطيط العلمي لأعمالهم الحقلية.
ومن أهم ما ساعد مندل على النجاح في أبحاثه أنه:
- استخدم نبات البازلاء وهو نبات سهل الزراعة ودورة حياته قصيرة لا تتجاوز ثلاثة أشهر زهرته خنثوية مغلقة قادرة على التأبير الذاتي.
- استخدم عدداً كبيراً من النباتات واستعمل مبادئ الإحصاء والاحتمالات الرياضية في تحليل النتائج.
- حصل على السلالات الصافية أو النقية قبل البدء بالتهجينات وذلك لسبع أشفاع من الصفات المقابلة.
- ركز في دراسته على شفع واحد فقط من الصفات الوراثية ثم انتقل بعد ذلك إلى دراسة شفعين معاً ثم ثلاثة أشفاع وهكذا إلى أن توصل إلى النتائج والقوانين.
لقد انحصرت تجارب مندل في نموذجين هما:
- تجارب في الهجونة الأحادية.
- تجارب في الهجونة الثنائية.
ما هي السلالة الصافية؟
هي مجموعة من أفراد النوع يتماثل كل منها بصفة وراثية واحدة أو أكثر وإذا تم الإلقاح الذاتي لكل فرد منها أو الإلقاح بين أفراد هذه السلالة فإن الصفة الوراثية لا تتغير في النسل الناتج.
ما هي الهجونة؟
هي عملية تزاوج بين سلالتين صافيتين من نوع واحد يختلفان بشفع واحد أو أكثر من الصفات المتقابلة كما في تزاوج الأبوين أو عملية تزاوج بين سلالتين غير صافيتين تختلفان بشفع واحد أو أكثر كتزاوج أفراد الجيل الأول فيما بينهما.
افتراضات مندل لتفسير نتائج تجاربه
فكرة السيادة
لقد أكد مندل في جميع تجاربه حقيقة ظهور صفة بنسبة 100٪ في الجيل الأول و 75٪ في الجيل الثاني وأطلق عليها اسم الصفة الراجحة، أما الصفة المقابلة لها والتي تختفي ظاهرياً في الجيل الأول وتظهر بنسبة 25٪ في الجيل الثاني فتسمى الصفة المتنحية وهذه هي فكرة السيادة.
فكرة العامل (المورثة)
افترض مندل أن الصفات في نبات البازلاء تنتقل عن طريق عوامل وراثية ويتحكم بكل صفة عاملان وراثياً أحدهما من الأب والآخر من الأم وقد سميّت هذه العوامل فيما بعد بالمورثات.
مبدأ نقاوة الأعراس
بما أن الصيغة الصبغية للعروس أحادية فإن العروس يحمل عاملاً مورثياً واحداً من عاملي الصفة ولذلك فإنّ الأعراس صافية أو نقية دوماً واتحاد الأعراس المذكرة والمؤنثة حسب الاحتمالات الرياضية فإنّ الأفراد الناتجة إمّا صافية أو هجينة.
