بيش‌تر مهارت بچه‌ها
مهارت فکري است تا عملي

دبستان در مدرسه‌ي «رهبر» بودم که در حال حاضر هم‌چنين مدرسه‌اي نيست. دوره‌ي راهنمايي در مدرسه‌ي «راه‌ نو» بودم که الان به شهيد «عزيز عيدي» تغيير نام پيدا کرده و دبيرستان هم در دبيرستان «محمد جعفر معنوي» بودم.

سال 1360 ديپلم گرفتم و سال 1364 وارد دانشگاه علوم در رشته‌ي «دبيري زيست‌شناسي» شدم، بلافاصله سال 1368 در همان دانشگاه (تربيت مدرس) کارشناسي ارشد علوم قبول شدم و در دي ماه سال 1371 فارغ‌التحصيل شدم. همان سال به خدمت سربازي رفتم (اعزام شدم) که دو سال و نيم طول کشيد.

در سال 1374 به ژاپن رفتم و 6 سال ژاپن بودم (نزديک سه سال و نيم دوره‌ي دکترا بود و دو سال و نيم هم دوره‌ي فوق دکترا (post doc) بود) و اواخر سال 1380 هم در دانشگاه تربيت مدرس مشغول به کار شدم. زمينه‌ي تخصصيم در رشته‌ي «گياه شناسي» گرايش «سيستماتيک مولکولي» است.

قبل از اين‌که کارشناسي ارشد يعني «گياه‌شناسي سيستماتيک و  رده‌بندي» را تمام کنم (طبعاً به تکامل گياهان علاقه داشتم) در گرايش «سيستماتيک گياهي» طرحي دادم و وقتي وارد دانشگاه ژاپن شدم گرايش «سيستماتيک مولکولي» (يعني استفاده از داده‌هاي DNA براي بازسازي روابط فيلوژني يعني روابط تکاملي گياهان) را ادامه دادم.

بعد از دکترا در دوره‌ي فوق دکترا (post doc) هم همين روش و تکنيک را براي ساير پروژه‌ها‌ انتخاب کردم. پس از برگشتن نيز همين کار را ادامه دادم طوري که تمامي دانشجوهايم در مورد «سيستماتيک مولکولي گياهان ايران» در حال انجام فعاليت هستند. مهم‌ترين کاري که الان انجام مي‌دهيم، «گياهان تيره‌ي نخود» است که ما به آن‌ها «لگوم‌هاي» ايران مي‌گوييم.

مهم‌ترين گياهاني که در ايران رشد مي‌کنند «گون» و «اسپرس» هستند، دليل انتخابم اين است که اين گياهان چند ويژگي علوفه‌اي، صنعتي، دارويي و سمي را با هم دارند. يعني تمامي ويژگي‌هاي مثبت و منفي را با هم دارند. عمده‌ي دليل استفاده از اين گونه، اين است که اين گياهان بيش‌ترين گونه‌اشان در منطقه‌ي خاورميانه و عمده‌ي گروه‌هاي آن‌ها انحصاري منطقه‌ي ما هستند، همه مواردي که نام بردم در کشور ما هستند.

البته کارهاي ما کمي بنيادي است اما اگر شرکت‌ها و يا كارخانه‌هايي بخواهند از گياهاني مثل «گون» و «کتيرا» استفاده کنند مي‌توانيم به آن‌ها کمک کنيم، اما آن‌چه براي ما حائز اهميت است مسائل تکاملي، رده بندي و فيلوژني آن‌هاست.

تاريخچه‌ي کاري که در حال انجام آن هستيم از دهه‌ي 80 ميلادي به بعد در دنياست. علم بسيار جوان و جديدي است.

زماني که من به «ژاپن» رفتم اين علم کاملاً نوپا بود و به قولي آن زمان دوره‌ي طفوليت خود را سپري مي‌کرد. اين علم شامل استفاده از تکنيک‌هاي بيولوژي مولکولي بالاخص DNA و توالي‌هاي DNA است كه براي درک روابط گونه‌ها و موقعيت تکاملي آن‌ها بسيار حائز اهميت است و به تبع آن روش‌هاي آماري هم توسعه يافته است.

پس از يک طرف تکنيک‌هاي بيولوژي مولکولي و از طرف ديگر تکنيک‌هاي آماري است. اين موارد دست در دست هم داده‌اند که بتوانيم روابط «فيلوژني» را براي آن‌ها ترسيم کنيم.

در حال حاضر در کشورهايي نظير «ژاپن» در دبيرستان‌ها بچه‌ها هم DNA استخراج مي‌کنند و هم با دستگاههاي PCR تکثير مي‌کنند و به اين صورت تمرين مي‌کنند و وقتي وارد دانشگاه مي‌شوند راحت‌تر مي‌توانند از آن‌ها استفاده کنند.

امروزه کشورهاي پيشرفته‌ي دنيا براي انجام مطالعات تکاملي و رده‌بندي براي شناختن يک گونه‌ اعم از جانور، حشره، ميکروب، گياه، قارچ و ... اولين چيزي که استفاده مي‌کنند ابزار DNA است.

متأسفانه در کشور ما جاي اين علم خاليست چون هم جديد است و هم ابزار و تجربه‌ي کافي مي‌خواهد و روند کار به اين صورت است که ابتدا DNA استخراج مي‌شود سپس با دستگاه PCR تکثير داده مي‌شود و بعد «تعيين توالي» مي‌شود. «تعيين توالي» به دو صورت انجام مي‌شود، يا به‌صورت دستي يا اتوماتيک.

در حال حاضر به‌صورت اتوماتيک (Automate) انجام مي‌شود و سپس توسط دستگاه مخصوصي به نام «توالي ياب» تعيين توالي مي‌شود. در تمامي عرصه‌هاي زيستي تكنيك PCR يک روش مرسوم و متداول در زمينه‌ي رده‌بندي و تکامل و کلاً biodiversity است و در واقع اين يك ابزار روتيني مي‌باشد يعني بدون PCR کاري از پيش نمي‌بريم.

آنچه در «گياه‌شناسي كلاسيك» متداول است، «مورفولوژي» است (در جانوري هم همين‌طور) اما به دليل شباهت بين گونه‌ها تفکيک آن‌ها به اين صورت که بگوئيم اين گونه مستقل است يا نيست يا بگوئيم اصلاً واقعيت عيني دارد يا نه امکان‌پذير نمي‌باشد، و در اين صورت شما مجبور مي‌شويد از تکنيک‌هاي «بيولوژي مولکولي» استفاده کنيد.

حدود 2-3 سال است روشي به نامDNA Barcoding آمده (يعني شناسايي ارگانيسم‌ها بر اساس توالي‌هايDNA).

در «زيست جانوري» از قطعاتي از DNA ژني به نام «سيتوکروم اکسيداز 1» يعني ژني که «سيتوکروم اکسيداز» را کد مي‌کند و منشأ «ميتوکندريايي» هم دارد براي شناسايي موجودات جانوري از جمله پروانه‌ها، ماهي‌ها و خفاش‌ها استفاده مي‌کنند ولي در زيست‌شناسي گياهي ژن جواب نمي‌دهد به دليل اين‌که DNA «ميتوکندريايي» در گياهان به‌صورت تکاملي بسيار محفوظ است يعني اختلاف بين گونه‌ها صفر و يا ناچيز است.

به همين دليل نمي‌توانيم از اين روش استفاده کنيم و پس از توالي‌هاي «کلروپلاستي» و «هسته‌اي» و به ويژه «کلروپلاستي» استفاده مي‌کنيم. حال چرا از DNA کلروپلاستي استفاده مي‌كنند؟ چون DNA کلروپلاستي نسبت به DNA «ميتوکندريايي» در گياهان سرعت تکاملي بالاتري دارد و البته سرعتش از هسته پائين است ولي از «ميتوکندري» بالاتر است. دليلش هم اين است كه در حال حاضر بيش از 80-70 نوع گياه داريم که DNA کلروپلاستي آن کامل تعيين توالي شده است.

DNA کلروپلاستي از نظر ساختار فيزيكي DNA حلقوي، درشت‌گيري است و تمامي ژن‌ها محل و نوعشان مشخص است و به همين دليل تعداد محدودي از ژن‌هايي که سرعت تکاملي آن‌ها مناسب‌تر است براي شناسايي گونه‌ها انتخاب شده است از جمله spacer به معني «فاصله انداز» يا «فاصله‌گر» يا دو ژن Tran h pspa و بخش‌هايي از ژن Matkey و يا بخش¬هايي از rposimanرا براي شناسايي انتخاب مي‌کنند. پس همه‌ي تکنيک‌هايي که گفتم همه PCR است.

PCR هم شبيه‌سازي تکثير DNA مصنوعي است يعني DNAرا استخراج کرديم و قطعه‌اي مشخص از آن را تکثير مي‌کنيم که در اين‌جا نياز به دو نوع Primer و Template DNA و يك سري Buffer هاي Universal که آماده‌اند و آنزيم‌هاي تگ پليمراز داريم که اين آنزيم‌ها از 12 ميکروليتر شروع مي‌شود تا 100 ميکروليتر.

در مقياس 12 ميکروليتر مي‌توان 25 ، 50 و يا 100 ميکروليتر DNA را تکثير کرد و البته پس از 35 چرخه در دستگاه PCR و براي اطمينان از تکثير از ژل آگارز 8/0% يا 1% استفاده مي‌شود كه ببينيم كه آيا DNA تكثير شده يا نه؟ بعد از آن، مرحله‌ي کنترل منفي (آلودگي) را داريم و مراحل بعدي نيز تميز کردن fragment است كه در آن مي‌توانيد با واكنش‌هاي تعيين توالي و تكنيك‌هايي اختلافات را راحت‌تر بسنجيد.

ما از گونه‌هاي مدل‌هاي تكامل مولكولي استفاده مي‌كنيم و اين بخشي از سيستماتيك مولكولي است.

کشور ما در جنوب غربي آسيا، غني‌ترين تنوع زيستي را دارد، چه از نظر گياه و چه از نظر جانوران. از نظر گياهي ايران يکي از مناطق بسيار مهم از نظر تنوع زيستي است.

طبق آمار حدوداً 8000 گونه‌ي گياهي داريم که از نظر کلاسيک گياه‌شناسي معرفي شده است. اين علم که مي‌توانيم از DNA يا ژن براي رده‌بندي و شناسايي استفاده کنيم، هنوز در کشور ما جا نيفتاده است. من خيلي دوست داشتم که دانشجويان علاقه‌مند، در زمينه‌ي biodiversity (ژنتيک حفاظت) اقدام به فعاليت کنند.

ما گونه‌هاي جانوري زيادي در معرض انقراض داريم مثل يوزپلنگ، خرس قهوه‌اي، گرگ، روباه، گورخر آسيايي و همچنين گونه‌هاي گياهي هم هست، زيرا biodiversity مقوله‌ي بسيار داغي است. 

همه کلاسيک و به عبارتي «مورفولوژي» بودند. «مورفولوژي» يعني شيمي، گرده و جنين بود. الان رده‌بندي که براي گياهان ارائه شده کاملاً مولکولي است و بر اساس داده‌ها وتوالي‌هاي مولکولي و داراي نظمي منطقي و بر پايه تکامل است .

بله، مثلاً سايت www.cladistics.com يا باغ «گياه‌شناسي ميسوري» (missouri.bot. garden www.)

فعلاً نه، كمي زود است.

من يک‌بار 2 سال پيش همين درس گياه‌شناسي (البته به‌طور فشرده) را براي بچه‌هاي المپياد تدريس کردم که خيلي براي بچه‌ها مأنوس نبود چون در حد گياه‌شناسي ليسانس و فوق ليسانس ارائه مي‌شد که فهم آن کمي سخت بود.

اين‌طور استنباط مي‌شود كه گياه‌شناسي خيلي ساده باشد در حالي كه خيلي فني است. مثلاً نوع گياه، نام گياهان، اختصاصات گياه. به‌عنوان مثال سؤال‌هاي مقايسه‌اي به بچه‌ها داده بودم که براي بعضي اصلاً توجيه نبود که چه‌طور مقايسه کنند؟ گفته بودم گندم را با نخود فرنگي مقايسه کنند و قبلاً هر دو را توضيح داده بودم که از چه تيره و چه خانواده‌اي هستند و چه ويژگي‌هايي دارند و بچه‌ها بايد مقايسه مي‌کردند و علي‌رغم اين‌که المپيادي بودند اما معدودي از آن‌ها توانسته بودند كه جواب دهند.

وقتي درباره‌ي «بيوشيمي» سؤال کردم، گفتند که خيلي عالي بوده و اين مسأله نشان داد بچه‌ها مطالبي که ماهيت تحليلي‌تر دارند يا با ذهن مأنوس‌تر هستند را آسان‌تر ياد مي‌گيرند تا مطالبي که در مقام مقايسه است.

عملاً بايد موارد را ببينند وگرنه برايشان سخت است. بايد اضافه کنم بيشتر مهارت بچه‌ها مهارت فکري بود تا عملي؛ البته سؤالاتي هم که مطرح شده بود در مورد گياهان منطقه‌ي آرژانتين بود.

البته بيش‌تر بچه‌ها يا مي‌خواهند در رشته‌ي «بيوتکنولوژي» ادامه‌ي تحصيل دهند يا رشته‌هاي پزشکي. به ندرت افرادي هستند که تصميم داشته باشند در رشته‌هاي علوم مثلاً بيولوژي محض ادامه‌ي تحصيل دهند.

باورم اين است که بچه‌ها (چه المپيادي، چه غير المپيادي) از ابتدا بايد با واقعيت‌هاي رشته‌هاي زيستي آشنا شوند. به‌طور مثال شخص مي‌خواهد در آينده اکولوژيست گياهي شود يا جانوري. شرط اول علاقه‌مند بودن است. در اين مورد مي‌توانم مثالي از تجربيات فردي خودم بگويم که آقايي به نام «سام‌جي‌ما»، كه اهل «توکيو» بود و پدر و مادر ايشان فرهنگي بودند و در دانشگاه کار مي‌کردند. وقتي از او پرسيدم شما چرا در دانشگاه «توکيو» ادامه تحصيل ندادي و به «كيوتو» آمديد؟ گفت: عاشق «اکولوژي» هستم و اينجا (کيوتو) اکولوژي قوي‌ دارد. پرسيدم مگر در «توکيو» اين‌طور نيست؟ گفت: چرا هست اما اين‌جا مرکز «اکولوژي» است.

ما در دانشگاهمان «انستيتوي اکولوژي» داشتيم و جالب‌تر اين‌که اين فرد براي جمع‌آوري گونه‌هاي مختلف گياهان به کشورهاي مختلفي مثل تايلند، مالزي، چين، تايوان سفر کرده است. ايشان با همان علاقه‌، دوره‌ي فوق ليسانس و دكترا را در رشته‌ي «اکولوژي» ادامه داد و مي‌گفت برايم مسجل شده كه مي‌خواهم اکولوژيست شوم، فيلد بدهم، نمونه ببينم و بررسي کنم که گياهان چه ويژگي‌هايي دارند و هم‌گونه‌اشان چگونه است. بچه‌هاي ما بايد توجيه شوند که ما در ايران چه رشته‌هايي و در چه زمينه‌هايي داريم و قطعاً افرادي هم هستند كه در آن رشته‌ها در حال انجام فعاليت‌اند.

به‌عنوان مثال در عرصه‌هاي زيستي ممكن است شخصي گياه‌شناس يا اکولوژيست و يا فيزيولوژيست باشد. حال چرا بعضي گياه را انتخاب مي‌كنند؟ چون به دلايل متعدد کار با گياه برايشان آسان‌تر است و در ضمن گياه موجودي بسيار زيبا و تميز است و کسي را آزار نمي‌دهد و البته کشور ما از نظر تنوع زيستي فوق‌العاده غني است پس ما نياز به متخصصيني در زمينه‌هاي فيزيولوژي، اکولوژي، گياه‌شناسي و عرصه‌هاي زيستي داريم و بايد در اين زمينه‌ها آموزش‌هاي لازم را ببينيم و سپس وارد عرصه‌هاي تحقيقاتي شويم.

در مورد خودم بايد بگويم: در دوره‌ي ليسانس از سال دوم علاقه‌مند شدم كه فقط در رشته‌ي گياه‌شناسي کار کنم البته رشته‌ي من «دبيري زيست‌شناسي» بود اما من به دنبال آنچه علاقه داشتم رفتم.