رشد فرایندی است که طیِ آن یک تخمِ لقاحیافته، که نخستین مرحلهٔ یک رویان1 است، به جانداری بالغ تبدیل میشود. طیِ رشد، ژنوتیپِ2 یک جاندار به صورتِ فنوتیپ بیان میشود، و ژنها و عناصر ژنتیکیای را که بیانِ آنها را کنترل میکنند در معرضِ عواملِ انتخاب طبیعی قرار میدهد. به نظر میرسد تنوع ژنتیکی در ژنهایی که بر رشد اثر میگذارند نقش مهمی در فرگشت ایفا کرده است.
توضیح تغییرات فرگشتیِ عمده
تغییرات در ژنهای کنترلکنندهٔ رشد میتواند تاثیراتی عمده روی ریختشناسی3 جاندار بالغ داشته باشد. از آنجا که این تاثیرات بسیار قابل توجه هستند، دانشمندان گمان میکنند که تغییرات در ژنهای مربوط به رشد میتواند باعث دگرگونیهای فرگشتیِ کلان شده باشد. برای مثال، تغییرات رشدی، و همچنین ژنهای جدید، ممکن است توضیح دهند چگونه برخی پستانداران سُمدار تبدیل به ساکنین اقیانوس شدند، چگونه گیاهان آبی وارد خشکی شدند، و چگونه بیمهرگانِ کوچک و زرهدار صاحب بال شدند.
جهشهایی در ژنهای کنترلکنندهٔ رشدِ مگسهای میوه میتواند تغییراتِ ریختشناختیِ عمدهای ایجاد کند، مثل داشتن دو جفت بال به جای یک جفت.
یک جهش در ژنهای رشد میتواند باعث این شود که مگسهای میوه در جایی که در حالت عادی شاخک دارند پا داشته باشند، همانطور که در مگس سمت راست نمایش داده شده است.
تصاویر مگس میوه از Jean-Michel Muratet، Syndicat National des Ophtalmologistes de France (SNOF).
فرایندهای رشدی همچنین ممکن است انواعِ فنوتیپهایی را که تنوع ژنتیکی میتواند به آنها منجر شود محدود کنند، و از این رو ممکن است مانعِ فرگشتِ برخی ویژگیها در نسبهایی خاص شوند. برای مثال، رشد ممکن است به توضیح این که چرا در میان گونههای زنده هیچ تتراپادِ واقعاً ششانگشتی وجود ندارد کمک کند.
کسب اطلاع از تاریخ فرگشتی
به علاوه، رشد یک جاندار ممکن است حاوی سرنخهایی دربارهٔ تاریخش باشد، سرنخهایی که زیستشناسان میتوانند برای ساختن درختهای فرگشتی از آنها استفاده کنند.
برای مثال، رابطهٔ بین دلارهای شنی4 و گروه غیرمعمولی از توتیاهای دریایی به نام کاسیدولوئیدها5 زمانی یک معما بود. این دو گروه شباهت زیادی به هم دارند و به همین دلیل به نظر میرسید خویشاوندِ نزدیک باشند؛ اما دلارهای شنی ساختار آروارهای پیچیدهای دارند (به نام فانوس6) که کاسیدولوئیدها فاقد آن هستند. آیا ممکن است با وجود چنین تفاوت بزرگی واقعاً خویشاوندِ نزدیک باشند؟ معلوم شد پاسخ مثبت است. دانشمندان کشف کردند که رویانهای در حال رشدِ کاسیدولوئیدها از مرحلهای عبور میکنند که در آن فانوس دارند؛ این ساختار فقط در مرحلهٔ بلوغ و در طول فرگشت از دست رفته است. دلارهای شنی و کاسیدولوئیدها بیش از آنچه از روی شکلِ بالغشان به نظر میرسد با هم اشتراک دارند، و در نهایت روی یک شاخه از درخت خانوادگیِ توتیاهای دریایی قرار میگیرند.
یک کاسیدولوئید (چپ)، یک دلار شنی (وسط) و نمای نزدیکی از فانوس ارسطو در دلار شنی (راست)، یک ساختار تغذیهایِ درونی در بیشترِ خارپوستان.
همهٔ عکسها از Camilla Souto.