آیا جانوران ۲۰۰ میلیون سال زودتر از تصور ما پدید آمده‌اند؟
یک مطالعه جدید بر پایه تحلیل ساعت مولکولی نشان می‌دهد منشأ جانوران شاید بسیار قدیمی‌تر از شواهد فسیلی موجود باشد. پژوهشگران احتمال داده‌اند که نخستین جانوران تا حدود ۲۰۰ میلیون سال پیش از قدیمی‌ترین فسیل‌های شناخته‌شده جانوری روی زمین پدید آمده باشند. نخستین ج…
خلاصه تحلیلی خبر
یک مطالعه جدید بر پایه تحلیل ساعت مولکولی نشان می‌دهد منشأ جانوران شاید بسیار قدیمی‌تر از شواهد فسیلی موجود باشد. پژوهشگران احتمال داده‌اند که نخستین جانوران تا حدود ۲۰۰ میلیون سال پیش از قدیمی‌ترین فسیل‌های شناخته‌شده جانوری روی زمین پدید آمده باشند. نخستین ج…
موضوعات اصلی: پشتیبانی شبکه، جانوران، میلیون، سال، پیش، زمان
یک مطالعه جدید بر پایه تحلیل ساعت مولکولی نشان می‌دهد منشأ جانوران شاید بسیار قدیمی‌تر از شواهد فسیلی موجود باشد. پژوهشگران احتمال داده‌اند که نخستین جانوران تا حدود ۲۰۰ میلیون سال پیش از قدیمی‌ترین فسیل‌های شناخته‌شده جانوری روی زمین پدید آمده باشند.
نخستین جانوران ممکن است صدها میلیون سال زودتر از زمانی که فسیل‌های آنها نشان می‌دهند، روی زمین ظاهر شده باشند. یک مطالعه مدل‌سازی جدید به این احتمال پرداخته. تا پیش از این، قدیمی‌ترین شواهد فسیلی شناخته‌شده از جانوران به حدود ۵۷۴ میلیون سال پیش و دوره ادیاکاران، یعنی بازه ۶۳۵ تا ۵۳۸ میلیون سال پیش، مربوط می‌شد. پژوهشگران مطالعه جدید معتقدند اتکا به سابقه فسیلی ناقص کافی نیست و احتمال دارد جانوران نخستین تا ۲۰۰ میلیون سال پیش از قدیمی‌ترین فسیل‌های شناخته‌شده پدید آمده باشند.
این پژوهش که ۲ اکتبر در نشریه Science Advances منتشر شد، استدلال می‌کند نبود فسیل جانوری در برخی سنگ‌های باستانی که به شکل استثنایی حفظ شده‌اند، لزوماً به معنای نبود جانوران در آن دوره نیست. محققان احتمال می‌دهند بخشی مهم از تاریخ تکامل جانوران در سابقه فسیلی ثبت نشده باشد و منشأ این گروه را بتوان به حدود ۸۰۰ تا ۷۰۰ میلیون سال پیش بازگرداند.
این سناریو ظهور جانوران را به اعماق دوران نئوپروتروزوییک، یعنی بازه حدود یک میلیارد تا ۵۳۹ میلیون سال پیش، منتقل می‌کند؛ دوره‌ای که احتمالاً برخی از شدیدترین عصرهای یخبندان تاریخ زمین نیز در آن رخ داده بودند.
با وجود این، دانشمندان تاکنون فسیل جانوری بدون اختلاف از دوران نئوپروتروزوییک پیدا نکرده‌اند. البته نبود فسیل الزاماً ثابت نمی‌کند جانوران در آن زمان وجود نداشته‌اند. فسیل‌ها ممکن است به دلایل مختلفی در سنگ‌ها دیده نشوند؛ برای نمونه شاید پژوهشگران در محل مناسبی جست‌وجو نکرده باشند یا شرایط محیطی برای شکل‌گیری فسیل مناسب نبوده باشد. همین مسئله تعیین زمان دقیق پیدایش نخستین جانوران را دشوار می‌کند.
روس اندرسون، یکی از نویسندگان مطالعه و دانشیار تاریخ طبیعی دانشگاه آکسفورد، در بیانیه‌ای گفت
تا زمانی که چنین شواهدی به دست نیاید، تعیین تاریخ دقیق تولد سلسله جانوران همچنان نامشخص خواهد ماند.
تا امروز، بسیاری از پژوهشگران برای بررسی زمان تکامل جانوران به سنگ‌های به‌خوبی حفظ‌شده دوره ادیاکاران تکیه داشتند. یکی از این مناطق، زیست‌بوم ونگ‌آن در چین است که حدود ۵۹۰ میلیون سال قدمت دارد. در رسوبات این منطقه، ریزاندامگان با جزئیات کم‌نظیری حفظ شده‌اند، اما فسیل قطعی جانوری در آنها دیده نشده. به همین دلیل، برخی متخصصان این منطقه را نوعی مرز بالایی برای زمان احتمالی تکامل جانوران در نظر گرفته بودند.
کارما نانگلو، استادیار دیرینه‌زیست‌شناسی تکاملی در دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید، که در این پژوهش مشارکت نداشت، در گفت‌وگو با لایو ساینس گفت
مسئله اصلی این است که بدانیم پیدایش جانوران چه میزان پیش از نخستین کشف فسیلی ما رخ داده و در فاصله میان زمان پیدایش واقعی آنها تا زمانی که نخستین پنجره فسیلی را در اختیار داریم، چه اتفاقی در این خلأ تکاملی افتاده.
پژوهشگران سپس این پرسش را مطرح کردند که آیا در دیگر مناطق فسیلی مربوط به دوره‌های شناخته‌شده حضور جانوران نیز می‌توان شواهدی از آنها پیدا کرد یا خیر. برای بررسی این موضوع، اندرسون و همکارانش بیش از ۱۴۰ نمونه از زیست‌بوم خِسین در مغولستان را بررسی کردند. این رسوبات بیش از ۴۰ میلیون سال جوان‌تر از ذخیره ۵۹۰ میلیون ساله ونگ‌آن هستند. پژوهشگران با توجه به سن کمتر این رسوبات انتظار داشتند نشانه‌هایی از حیات جانوری در سنگ‌ها باقی مانده باشد.
آنها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی، فسیل‌های میکروسکوپی را با جزئیاتی فوق‌العاده مشاهده کردند. این نمونه‌ها شامل ساختارهای کروی بسیار کوچک و اشکال شبیه جنین بودند که سلول‌های داخلی آنها نیز قابل مشاهده بود.
با وجود کیفیت بالای حفظ این نمونه‌ها، پژوهشگران نتوانستند هیچ‌یک از ریزفسیل‌ها را به‌طور قطعی به جانوران نسبت دهند. این موضوع اهمیت زیادی دارد، زیرا در زمانی که رسوبات زیست‌بوم خِسین شکل گرفته بودند، جانوران در بخش‌های دیگری از زمین حضور داشتند. اندرسون در توضیح این یافته گفت
زیست‌بوم خِسین این استدلال را زیر سؤال می‌برد که اگر در زمان شکل‌گیری زیست‌بوم ونگ‌آن جانوران وجود داشتند، باید با توجه به کیفیت استثنایی حفظ ریزفسیل‌ها، فسیل جانوری در آن مجموعه پیدا می‌کردیم. ریزفسیل‌های خِسین نیز به همان اندازه خوب حفظ شده‌اند، اما جانوران همچنان در آنها دیده نمی‌شوند؛ با وجود اینکه می‌دانیم در آن زمان وجود داشته‌اند.
استفاده از ساعت‌های مولکولی
از آنجا که شواهد فسیلی کافی در دسترس نبود، اندرسون و همکارانش به روش دیگری روی آوردند که برای تعیین زمان پیدایش حیات باستانی کاربرد دارد: ساعت مولکولی.
ساعت‌های مولکولی با مقایسه تفاوت‌های ژنتیکی میان جانداران امروزی و ترکیب این تفاوت‌ها با نرخ تغییرات ژنتیکی، زمان جدا شدن دودمان‌های تکاملی از یکدیگر را تخمین می‌زنند. برای نمونه، اگر میان دو گونه پرنده پنج تغییر در DNA مشاهده شود و هر تغییر به‌طور میانگین در یک میلیون سال شکل بگیرد، دانشمندان می‌توانند زمان جدایی دو گونه را حدود پنج میلیون سال پیش تخمین بزنند.
نانگلو گفت
ساعت‌های مولکولی زمانی بسیار مفید هستند که برای یک گروه مورد مطالعه یا یک دوره زمانی مشخص، سابقه فسیلی مناسبی در اختیار نداشته باشیم.
وقتی پژوهشگران تحلیل خود را به رسوبات جوان‌تر ونگ‌آن محدود کردند، زمان برآوردشده برای پیدایش جانوران نسبتاً جدیدتر به دست آمد. اما با استفاده از محدودیت‌های زمین‌شناختی قدیمی‌تر، نتیجه تغییر کرد.
این محدودیت‌های قدیمی‌تر به سازندهای سنگی در نروژ، استرالیا و آریزونا مربوط می‌شوند که حدود ۸۵۰ تا ۷۳۰ میلیون سال پیش شکل گرفته‌اند و در مطالعات قبلی برای جست‌وجوی اجداد اولیه جانوران مورد استفاده قرار گرفته بودند. پژوهشگران با مقایسه DNA جانوران امروزی، تاریخ‌های مرجع حاصل از سابقه فسیلی و نرخ‌های تکاملی تغییرات ژنتیکی، منشأ جانوران را حدود ۲۰۰ میلیون سال عقب‌تر بردند؛ یعنی به بازه تقریبی ۸۰۰ تا ۷۰۰ میلیون سال پیش.
اورین لول دوربین، نویسنده اصلی مطالعه و دانشجوی دکتری دیرینه‌زیست‌شناسی در مؤسسه فناوری ویرجینیا که هنگام انجام این پژوهش دانشجوی کارشناسی دانشگاه آکسفورد بود، در بیانیه‌ای گفت
فسیل‌های بدنی جانوران مربوط به پیش از دوره ادیاکاران همچنان از دسترس ما دور هستند و این تحلیل ثابت نمی‌کند که جانوران ۸۰۰ میلیون سال پیش وجود داشته‌اند. در عین حال، تحلیل‌های ساعت مولکولی ما نشان می‌دهند تاریخ تکاملی آنها می‌تواند تا چه اندازه به گذشته‌های دورتر امتداد پیدا کرده باشد.
نشانه‌های دیگری نیز وجود دارد که احتمال می‌دهد تاریخ جانوران طولانی‌تر از چیزی باشد که شواهد فسیلی فعلی نشان می‌دهند.
فسیل‌های شیمیایی یا نشانگرهای زیستی نیز به‌عنوان شواهدی تفسیر شده‌اند که با وجود اسفنج‌ها در دست‌کم ۶۵۰ میلیون سال پیش سازگاری دارند. این زمان ده‌ها میلیون سال پیش‌تر از قدیمی‌ترین فسیل‌های شناخته‌شده جانوران است.
برای ارزیابی پایداری، امنیت و نگهداری این زیرساخت، راهنمای پشتیبانی شبکه را نیز مطالعه کنید.