از مطالعه ژن تا راهبردهایی حیاتی برای حفظ محیط زیست

جواد لگزیان- از سال ۲۰۰۳ دانش «سیماژنتیک» به ‌عنوان یک شاخه جدید علمی آمده است تا پیامدهای حاصل از فعالیت‌های انسانی، تغییر محیط زیست و سیمای سرزمین را بر تبادل ژنی و تنوع ژنتیکی گونه‌ها مطالعه و بررسی کند. «سیماژنتیک» دانشی نو است که تلاش دارد از طريق مطالعه ژن راهبردهایی حیاتی برای حفظ محیط زیست ارائه دهد.

برای آگاهی از جدیدترین دستاوردهای دانشمندان در این عرصه کتاب «سیماژنتیک» که بر اساس تنها کتاب مرجع این علم با نویسندگی نوزده دانشمند برتر جهان از جمله میکائیل آنتولین از گروه زیست‌شناسی، دانشگاه ایالت کلرادو، آمریکا؛ نیکو بالکنهول از گروه علوم حیات وحش، دانشگاه گوتینگن، آلمان؛ ساموئل کاشمن از ایستگاه تحقیقاتی کوه‌های راکی، آمریکا؛ رودنی دایر از گروه زیست‌شناسی، دانشگاه ویرجینیا، آمریکا؛ برایان اپرسون از گروه جنگلداری، دانشگاه ایالت میشیگان، آمریکا؛ ماریا فورتین از گروه بوم‌شناسی و زیست‌شناسی تکاملی، دانشگاه تورنتو، کانادا؛ اندرو استروفر از دانشکده علوم زیست‌شناسی، دانشگاه ایالت واشنگتن، آمریکا و سایر دانشمندان تدوین شده است در سه بخش مفاهیم پایه؛ روش‌ها و رویکردهای متداول در سیماژنتیک؛ و کاربردهای سیماژنتیک در محیط‌ها و زیستگاه‌های مختلف را تشریح می‌کند.

کتاب «سیماژنتیک» بویژه یاریگر فعالان محیط زیست و بسیاری از دانشجویان این رشته خواهد بود. چرا که بسیاری از فعالیت‌های این دوستداران طبیعت در جهت حفظ گونه‌های حیات وحش است که متاسفانه اغلب آن‌ها رو به انقراض هستند و البته یکی از دلایل اصلی انقراض گونه‌هایی مانند آهو، یوزپلنگ و پلنگ اقدامات و تخریب‌های انسانی است. مطالعه سیماژنتیک علاقه‌مندان محیط زیست را با دستاوردها و تکنیک‌های این دانش آشنا و پیشنهادات حفاظتی آنها را کارآمدتر خواهد ساخت.

کتاب در چهارده فصل تدوین یافته است:

بخش اول، مفاهیم: مقدمه بر سیماژننتیک؛ مبانی بوم شناسی سیمای سرزمین؛ مفاهیم ژنتیک جمعیت؛ اصول طرح‌ریزی در سیماژنتیک؛ مبانی تحلیل مکانی داده‌ها

بخش دوم: روش‌ها: شبیه‌سازی در سیماژنتیک؛ روش‌های خوشه‌بندی و انتساب در سیماژنتیک؛ مدل‌سازی سطوح مقاومت در سیماژنتیک؛ رویکردهای ژنومی در سیماژنتیک؛ نظریه گراف و مدل‌های شبکه در سیماژنتیک

بخش سوم: کاربردها: سیما ژنتیک و ژنتیک جمعیت در گیاهان؛ کاربرد سیماژنتیک در مطالعه جانوران خشکی‌زی؛ سیما ژنتیک در اکوسیستم‌های آبی؛ و جایگاه فعلی، چالش‌ها و آینده سیماژنتیک.

کتاب در صفحات نخست خاطرنشان می‌کند، تنوع ژنتیکی به‌عنوان یکی از سطوح اولیه تنوع زیستی و پیش‌نیاز بقای درازمدت گونه‌ها، جمعیت‌ها و اکوسیستم‌ها شناخته می‌شود. تنوع در سطح ژن برای برازش و بقای افراد، پویایی جمعیت‌ها و توانایی آنها برای سازش با تغییرات محیطی لازم است. حفاظت از تنوع ژنتیکی به‌تنهایی حائز اهمیت است و لذا محققان در بسیاری از رشته‌های علمی نظیر بوم‌شناسی و تکامل، علاقه‌مند به شناخت عوامل دخیل در شکل‌گیری تنوع ژنتیکی در طبیعت هستند.

از سوی دیگر پیشرفت‌های فناورانه، دسترسی محققان بوم‌شناسی و حفاظت به داده‌های ژنتیکی را تسهیل و امکان بررسی تأثیرات فعالیت‌های انسانی بر تنوع ژنتیکی را فراهم کرده است. در دهه‌های ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰ مباحث مرتبط با تنوع ژنتیکی به‌صورت مقدماتی در کتاب‌های زیست‌‌شناسی حفاظت مورد بحث قرار گرفت‌. از بین پدیده‌های انسانی، تخریب و چندپارگی زیستگاه به‌عنوان مهمترین عوامل نابودی تنوع ژنتیکی شناخته می‌شود. تأثیرات حاصل‌از تغییرات پدید‌آمده در محیط زیست در شاخه علمی بوم‌شناسی سیمای سرزمین مطالعه می‌شود.

به این ترتیب پیشرفت در زمینه‌های تحقیقاتی، محققان را برآن داشت تا مفاهیم و روش‌های ژنتیک جمعیت را با مباحث بوم‌شناسی سیمای سرزمین تلفیق نمایند تا بتوانند تأثیر ناهمگونی محیط را بر تبادل ژنی و تنوع ژنتیکی ارزیابی کنند. اینک پس‌از گذشت بیش‌از یک دهه از معرفی این علم، سیماژنتیک توانسته است در مطالعات بوم‌شناسی، تکامل و حفاظت نقش ارزشمندی ایفا کند‌. امروزه، این علم همچنان درحال تکوین بوده و روش‌های جدید توسط محققین ابداع و معرفی می‌شوند. پیشرفت سریع علم سیماژنتیک به عنوان ترکیبی از بوم‌شناسی سیمای سرزمین، ژنتیک جمعیت و آمار مکانی بسیار جذاب و شادی‌آفرین و درعین حال با چالش‌های زیادی روبه‌رو است.

در فرازی دیگر کتاب نوید می‌دهد، مسیری که سیماژنتیک در آینده خواهد داشت، جالب‌توجه خواهد بود: استفاده از سیماژنتیک در زمینه‌های مختلف منجر به تکامل این رشته برای بوم‌شناسان و محققین ژنتیک می‌شود. بوم‌شناسان برای ارزیابی فرایند‌ها و توسعه روش‌هایی که بتوان داده‌های سیماژنتیک را با سایر انواع روش‌های متداول مثل تله‌متری، صید و نشانه‌گذاری، ایزوتوپ‌های پایدار یا مدل‌های جمعیت‌‌‌شناسی تلفیق کرد و محققان ژنتیک برای یافتن راههای جدید تحلیل داده‌های ژنومیکس درقالب سیمای سرزمین، آزمون فرضیات تکاملی یا توسعه نظریه‌های جدید برای فرایندهای تکاملی در شرایط محیطی پیچیده تلاش خواهند کرد.

درحال حاضر، توانایی‌های فنی امکان جمع‌آوری داده‌های ژنتیکی در صحرا،‍ تحلیل آنها در آزمایشگاه و همچنین جمع‌آوری داده‌های سیمای سرزمین در مناطق متفاوت و از طرق مختلف (مثل سنجش‌ازدور) را فراهم می‌کند. در نتیجه، می‌توان نتایج معنی‌داری را براساس این داده‌ها به‌دست آورد. باتوجه به پیچیدگی‌ها و چالش‌های فعلی سیماژنتیک، محققانی که وارد این عرصه می‌شوند به‌خاطر تنوع رویکرد‌ها، نیازمند کمک در تجزیه‌وتحلیل داده‌ها هستند و این کتاب سعی می‌کند در شروع این راه محققان را یاری کند. همچنین سعی این کتاب بر این ‌است‌ که نشان دهد سیماژنتیک فقط مجموعه‌ای ابزار نیست و درنتیجه نیازمند چیزی فراتر از تلفیق داده‌های سرزمین و ژنتیک است. هدف نهایی از سیماژنتیک این نیست که ابزار‌هایی نوین برای تحلیل‌ها فراهم کند، بلکه هدف فهم چگونگی اثر سیمای سرزمین بر شکل‌گیری تنوع ژنتیکی است.

شایان ذکر است پانصدوچهل‌وهفتمین کتاب انتشارات جهاددانشگاهی واحد مشهد  «سیماژنتیک» به عنوان کتاب شایسته تقدیر سی‌وهفتمین دوره جایزه کتاب سال جمهوری اسلامی ایران در سال 98 برگزیده شده است.

کتاب «سیماژنتیک؛ مفاهیم، روش‌ها و کاربردها» با ویراستاری نیکو بالکنهول، ساموئل کاشمن، اندرو استورفر و لستی وایت و با ترجمه دکتر منصوره ملکیان و دکتر رسول خسروی در ۳۲۵ صفحه و با قطع وزیری را انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد رهسپار بازار کتاب کرده است.