علم البيئة الجينية

علم البيئة الوراثية هو دراسة استقرار وتعبير المادة الوراثية المتغيرة في البيئات غير الحية. ^{[ 1 ]} عادةً، لا يُنظر إلى البيانات الوراثية خارج نطاق أي كائن حي، باستثناء ما يُستخدم في الطب الشرعي الجنائي. مع ذلك، تتمتع المادة الوراثية بالقدرة على الانتقال إلى كائنات حية مختلفة تعيش في بيئة غير حية من خلال تحولات طبيعية قد تحدث. ^{[ 2 ]} لذا، يركز هذا المجال من الدراسة على التفاعل والتبادل والتعبير عن المادة الوراثية التي قد لا تتشاركها الأنواع لو لم تكن تعيش في نفس البيئة.

كان إي. بي. فورد أول عالم وراثة يبدأ العمل في هذا المجال. عمل فورد في الغالب خلال خمسينيات القرن العشرين، واشتهر بعمله على حشرة مانيولا جورتينا ، ونشر كتابًا بعنوان "علم الوراثة البيئية" عام 1975. ^{[ 3 ] [ 4 ]} لم يكن هذا النوع من الدراسات البيولوجية التطورية ممكنًا إلا بعد تصميم تقنية الفصل الكهربائي الهلامي عام 1937. ^{[ 5 ]} قبل ذلك، لم تكن هناك طريقة عالية الإنتاجية لتحليل الحمض النووي. بدأ هذا المجال يكتسب شعبية أكبر بعد ثمانينيات القرن العشرين مع تطوير تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR، 1985) والفصل الكهربائي الهلامي متعدد الأكريلاميد  (ص. 1967). ^{[ 6 ] [ 7 ]} بفضل هذه التقنية، أصبح من الممكن تسلسل أجزاء من الحمض النووي وتضخيمها، وإنتاج البروتينات باستخدام التحولات البكتيرية. أصبح من الممكن تحليل المادة الوراثية إلى جانب البروتينات، وإنشاء أشجار تطورية أكثر دقة.

منذ أبحاث إي. بي. فورد، واصل العديد من علماء البيئة الوراثية الآخرين دراساتهم في مجال علم البيئة الوراثية، مثل بي. تي. هانفورد ^{[ 8 ]} ، وألينا فون ثادن ^{[ 9 ]} ، وغيرهم الكثير. ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}

قد تنتقل المعلومات الوراثية عبر النظام البيئي بطرق متعددة. أولها، وعلى أصغر نطاق، هو انتقال الجينات البكتيرية (انظر التحول البكتيري ). تمتلك البكتيريا القدرة على تبادل الحمض النووي (DNA). هذا التبادل، أو ما يُعرف بالانتقال الأفقي للجينات ، قد يزود أنواعًا مختلفة من البكتيريا بالمعلومات الوراثية اللازمة لبقائها في بيئة معينة. ^{[ 15 ]} وهذا بدوره يُساعد العديد من أنواع البكتيريا على البقاء في البيئة.

قد يحدث حدث مماثل بين النباتات والبكتيريا. فعلى سبيل المثال، تمتلك بكتيريا أغروباكتيريوم توميفاسينز القدرة على إدخال جينات إلى النباتات مسببةً مرض التورم. ويحدث هذا من خلال انتقال الجينات بين بكتيريا أغروباكتيريوم توميفاسينز والنبات المعني. ^{[ 16 ]}

في الواقع، يحدث حدث مماثل في كل مرة تحدث فيها عدوى فيروسية داخل الكائنات الحية. تحتاج الفيروسات ، سواء كانت ذات اتجاه موجب أو سالب، إلى كائن حي لتضاعف جيناتها وتنتج المزيد من الفيروسات. بمجرد دخول الفيروس إلى كائن حي، فإنه يستخدم البوليميراز والريبوسومات وجزيئات حيوية أخرى لتضاعف مادته الوراثية وإنتاج المزيد من المادة الوراثية الفيروسية المشابهة للفيروس الأصلي. ^{[ 17 ]} وبالتالي، قد يحدث انتقال الجينات عبر وسائل عديدة ومتنوعة. لذلك، فإن دراسة انتقال الجينات هذا في جميع النظم البيئية، سواء كان ذلك عبر نظام بيئي بكتيري أو عبر النظام البيئي للكائن الحي، علم البيئة الجينية هو دراسة انتقال الجينات هذا وأسبابه.

• علم الوراثة البيئية