اسرار تکامل: حیوانات باستانی که نمردند

2024 نویسنده: Seth Attwood | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-16 16:03

سیر تکاملی حیات روی زمین حاوی اسرار بسیاری است. یکی از آنها جهش های تکاملی است که طی آن، در مدت کوتاهی با معیارهای دیرینه شناسی، گروه های جدیدی از موجودات زنده یا نشانه های جدیدی ظاهر شدند که "ساختار" یک موجود زنده را به طور اساسی تغییر می دهند. به عنوان مثال منشاء پرندگان از دایناسورها است.

اما نمونه هایی از ویژگی مخالف وجود دارد: به نظر می رسید تکامل برای صدها میلیون سال متوقف شده است.

پدیده «فسیل‌های زنده» یکی از بحث‌برانگیزترین پدیده‌ها در علم زیست‌شناسی مدرن است و تعداد زیادی از موضوعات و مطالب برای بحث جمع‌آوری شده است. ما یکی از داستان های کتاب درسی را از مدرسه می دانیم: تا پایان دهه 30 قرن بیستم، ماهی های باله متقاطع در دوره کرتاسه منقرض شده بودند.

با این حال، در سال 1938، یک موجود شگفت انگیز از اقیانوس هند، از عمق 70 متری بیرون کشیده شد، که بعدها به نام کولاکانت شناخته شد. معلوم شد که ماهی، که در باله های آنها لوب های عضلانی وجود داشت، تا دوران مدرن زنده ماندند. به خصوص علاقه شدید به این یافته ناشی از این واقعیت است که علم ماهی های باله متقاطع را شکلی انتقالی از ماهی به دوزیستان می دانست و باله های "عضلانی" را به عنوان یک قدم به پنجه ها تلقی می کردند که با آن می توانید در خشکی حرکت کنید.

همچنین، باله‌های متقاطع، همانطور که مشخص شد، جد مشترک نزدیکی با ماهی‌های فوق‌العاده تنفس ریه داشتند - یعنی آنها می‌توانند هم اکسیژن محلول در آب و هم هوای اتمسفر را تنفس کنند. این شاخه فرزندانی را در جانوران مدرن به شکل ماهی های دندان شاخ به جا گذاشت - و همچنین می توان آنها را نوعی فسیل زنده در نظر گرفت، زیرا سایر نمایندگان متعدد این برتر فقط در تواریخ زمین شناسی وجود دارند.

بنابراین، موجودات زنده معمولاً به عنوان فسیل‌های زنده یاد می‌شوند که یا از نظر مورفولوژیکی تقریباً با حیوانات باستانی شناخته شده (گیاهان، باکتری‌ها) تفاوتی ندارند، یا برخی از ویژگی‌های باستانی را از اجداد دور به ارث برده‌اند.

ساعت چی شد؟

وجود چنین "جفت دوقلو" که ساکنان زمین باستان و هم عصران ما را متحد می کند، به یکی از سوالات دشوار نظریه تکامل تبدیل شده است. به هر حال، تکامل، طبق مفاهیم مدرن، مبتنی بر نوعی ساعت بیولوژیکی است. در مقیاس های زمانی طولانی، ژنوم ها باید تعداد قابل مقایسه ای از جهش ها را جمع آوری کنند. و اگر برخی از موجودات عملاً برای صدها میلیون سال بدون تغییر باقی مانده باشند، "ساعت" آنها متوقف شده است.

پدیده "فسیل های زنده" توسط خلقت گرایان که مکانیسم های تکاملی شناسایی شده توسط علم را انکار می کنند مورد استفاده قرار گرفت. بگذارید صدها میلیون سال جهش‌های ژنتیکی و انتخاب طبیعی شاخه‌ای از دایناسورها را به عقاب و جوانان تبدیل کرده باشد، اما چرا این قوانین عینی طبیعت باله‌های متقاطع را رها کردند، هرچند نسبی، اما بدون تغییر؟

گویی در پاسخ به این نوع استدلال، امروزه بسیاری از زیست‌شناسان تمایل دارند که اصطلاح «فسیل‌های زنده» را نادرست بدانند. و چون تعریف روشنی ندارد و به نادرستی جوهر پدیده را بیان می کند. به هر حال، بحث توقف تکامل وجود ندارد. اخیراً، مطالعه‌ای که توسط دانشمندان دانشگاه میشیگان بر روی ماهیان خاویاری که در دریاچه‌های بزرگ آمریکا زندگی می‌کنند، منتشر شده است.

این ماهی که ظاهر نسبتاً باستانی دارد، یکی از نامزدهای فسیل های زنده در نظر گرفته شد - ماهیان خاویاری حدود 100 میلیون سال است که در سیاره ما وجود داشته اند. با این حال، همانطور که ما موفق شدیم متوجه شویم، ساکنان دریاچه های بزرگ در طول تاریخ نرخ عظیمی از تغییرات تکاملی را نشان دادند - در حالی که ویژگی های اصلی مورفولوژیکی را حفظ کردند، اندازه آنها دائما تغییر می کرد.دریاچه های بزرگ محل زندگی ماهی های کوتوله و غول پیکر و همچنین ماهیان خاویاری با اندازه های متوسط بود.

کشتی زیردریایی ناتیلوس - ساکن اعماق اقیانوس آرام و اقیانوس هند - یکی از دیدنی ترین نمایندگان "فسیل های زنده" است. این متعلق به Nautiloidea است - یک ابررده از سفالوپودها، که فسیل های آن از زمان کامبرین (500 میلیون سال پیش) شناخته شده است. بر خلاف سرپایان دیگر مانند اختاپوس یا ماهی مرکب، ناتیلوس ها صدف زیبایی شگفت انگیز خود را برای نیم میلیارد سال حفظ کرده اند. از کل انواع ناتیلوئیدها، تنها چند گونه باقی مانده است.

همان نتیجه گیری ها توسط علم مدرن برای نمونه های کلاسیک "فسیل های زنده" - همان coelacanth - انجام شد. پاتریک لورنتی، زیست‌شناس تکاملی در بنیاد ملی علوم فرانسه CNRS، یکی از کسانی بود که نشان داد تفاوت‌های تشریحی قابل توجهی در اندازه، در ساختار جمجمه، ستون فقرات و سایر عناصر مورفولوژیکی بین سلاکانت - نمایندگان ماهی‌های کرتاسه وجود دارد. - و کولاکانت مدرن. و مهمتر از همه، سرعت تغییر در ژنوم کاملاً قابل مقایسه با تغییرات DNA موجوداتی است که در طول تکامل دچار دگردیسی ریشه ای شده اند.

سپرها - سخت پوستان کوچک آب شیرین زیر راسته Notostraca - برای اولین بار حدود 265 میلیون سال پیش روی زمین ظاهر شدند و از آن زمان تاکنون ظاهر خود را بدون تغییر حفظ کرده اند. با این حال، فرض توقف تکامل در اینجا نیز کارساز نبود. محققان دانشگاه هال بریتانیا چندین ژن را از DNA حدود 270 نفر از سپرهای زنده توالی یابی کردند.

در نتیجه این کار، معلوم شد که امروزه سپرها نه 11، همانطور که قبلاً تصور می شد، بلکه 38 گونه جداگانه تشکیل می دهند و این گونه ها متعلق به دو شاخه مختلف هستند که در دوره ژوراسیک - حدود 184 میلیون سال پیش - تقسیم شدند. در همان زمان، گونه زایی فعال و تغییرات مربوطه در ژنوم به طور منظم رخ می دهد، بدون اینکه بر مورفولوژی پایه تأثیر بگذارد.

قاره سبز به مکانی روی زمین تبدیل شده است که غیرعادی ترین گروه های پستانداران برای مدت طولانی در انزوا تکامل یافته اند.

مکانی آرام و تنظیم دقیق

اما اگر تکامل مرتباً تغییرات سازنده‌ای، البته نه بلافاصله قابل توجه، اما دائمی ایجاد می‌کند، چرا پدیده «فسیل‌های زنده» پدید می‌آید؟ برای نشان دادن این مکانیسم، اجازه دهید به تاریخ بشر بپردازیم. مهاجرت های بزرگ مانند مهاجرت بزرگ ملل، تشکیل دولت ها و امپراتوری ها، گسترش ادیان جهانی - همه اینها منجر به اختلاط گروه های قومی و تغییر مداوم در شیوه زندگی مردم از نسلی به نسل دیگر شد.

اما مواردی وجود دارد که در نتیجه فرآیندهای کلان، هر قبیله جداگانه به جزیره ای دورافتاده، یا در اعماق جنگل، یا در شرایط دیگری که منجر به وجودی منزوی می شود، ختم می شود، اما کمک زیادی به این امر نکرده است. توسعه تمدن و در حالی که راه‌آهن‌ها در جایی کشیده می‌شدند، شهرهای مدرن ساخته می‌شدند، هواپیماها به آسمان پرواز می‌کردند، قبیله منزوی مانند اجدادش زندگی می‌کردند، شاید هزاران سال پیش.

تقریباً همین اتفاق، فقط در مقیاس های زمانی مختلف، در تاریخ حیات وحش رخ داده است. اجداد اکثر "فسیل های زنده" در گذشته های دور به گروه های بسیار گسترده تری از موجودات مربوط بودند. این خویشاوندان متعدد در گذشته که زیر تیشه انتخاب طبیعی قرار گرفته بودند، یا با شرایط تغییریافته سازگار شدند، به تدریج غیرقابل تشخیص تغییر شکل یافتند، یا از بین رفتند و به شاخه های بن بست تبدیل شدند.

و تنها بخش کوچکی از گروه، بنا به خواست شرایط، دیرینه‌آندمیک شدند. او در شرایطی قرار گرفت که اولاً در طول میلیون ها سال عملاً تغییر نکرد و بنابراین نیازی به سازگاری رادیکال نداشت و ثانیاً آنها این جمعیت را از دشمنان طبیعی جدا کردند.در این آزمایشگاه‌های تکاملی، ساعت ژنتیکی با همان سرعت گذشت، با این حال، انتخاب طبیعی چاره‌ای جز تنظیم دقیق مورفولوژی زمانی نداشت.

کتاب مقدس و راک اند رول

چندین پدیده دیرینه شناسی دیگر ارتباط نزدیکی با پدیده "فسیل های زنده" دارند. "اثر لازاروس" از نام یک شخصیت کتاب مقدس که توسط مسیح زنده شد نامگذاری شده است. ما در مورد گونه هایی صحبت می کنیم که پس از ثبت در فسیل ها، به نظر می رسد برای مدت طولانی ناپدید می شوند و دوباره ظاهر می شوند ("قیامت").

بیشتر اوقات این فقط به دلیل فقدان داده های دیرینه شناسی است: از این گذشته ، تشکیل یک فسیل به اندازه یک مورد نادر عادی نیست و اگر برای یک دوره معین بقایای هیچ موجودی پیدا نشد ، این امر نیست. یعنی اینطور نبود شاید او به سادگی "بدشانس" بود که ردپایی را در فسیل ها به جا گذاشت، یا این ردپاها هنوز پیدا نشده اند. اثر لازاروس همچنین شامل موارد نادری می شود که حیوانی که منقرض شده به طور ناگهانی در میان زنده ها ظاهر می شود.

معمای اعماق

لاتیمریا، به دلیل ظاهر بسیار "ماقبل تاریخ" خود، از دیرباز نمونه ای کلاسیک از "فسیل زنده" در نظر گرفته شده است. با این حال، با گذشت زمان، تفاوت های قابل توجهی بین این ساکن اقیانوس هند و سلاکانت های باستانی شناسایی شد. به طور خاص، برخی از ویژگی‌های متابولیک نشان می‌دهد که خویشاوندان فسیلی کولاکانت در آب‌های شیرین زندگی می‌کردند، جایی که احتمالاً باله‌های عضلانی به آنها کمک می‌کرد تا با تکیه بر کف آب کم عمق حرکت کنند. علاوه بر این، کولاکانت امروزی بزرگتر از ماهی باله متقاطع باستانی است.

نمونه کلاسیک تاکسون لازاروس پرنده تاکاه بدون پرواز در جزیره جنوبی نیوزلند است. بقایای این پرنده در اواسط قرن نوزدهم کشف شد و اگرچه گونه های آن قدمت خاصی ندارد، اما به مدت 100 سال تکاهه کاملاً منقرض شده در نظر گرفته می شد. اما رستاخیز همچنان ادامه داشت. تقریباً سرنوشت مشابهی برای نانوایان چاک، ساکنان خوک‌مانند پشمالوی آمریکای جنوبی، گرفت. در سال 1930، استخوان های او کشف شد، و هنوز فسیل نشده است، که نشان دهنده انقراض نسبتاً اخیر این گونه است. و تنها 45 سال بعد معلوم شد که هیچ ناپدید شدن وجود ندارد - فقط حیوان به خوبی از چشمان کنجکاو پنهان شد.

«اثر الویس» نیز گواه نوعی توهم علمی است. همانطور که می دانید پس از مرگ نابهنگام پادشاه راک اند رول، افراد زیادی بودند که الویس را زنده در نقاط مختلف آمریکا و جهان دیدند. به همین ترتیب، موجوداتی با ویژگی‌های مورفولوژیکی بسیار مشابه، که با فواصل زمانی زیاد از هم جدا شده‌اند، گاهی با همان گونه‌های بیولوژیکی که از دوره‌ها جان سالم به در برده بودند اشتباه گرفته می‌شدند. یک مثال معمولی از دنیای بی مهرگان دریایی به نام براکیوپود یا بازوپایان می آید.

گونه‌ای از بازوپایان به نام Rhaetina gregaria در فسیل‌های تریاس پسین ثبت شده است. پس از تریاس، حدود 200 میلیون سال پیش، رویدادی به نام انقراض تریاس (یا تریاس-ژوراسیک) شناخته می شود که منجر به انقراض بسیاری از گونه های بی مهرگان شد.

با این حال، فسیل های مربوط به دوره ژوراسیک نیز حاوی بقایای موجودی است که بسیار شبیه به Rhaetina gregaria است. با این وجود، تحقیقات بیشتر نشان داد که بازوییوپود ژوراسیک همان «الویس زنده شده» است، یعنی موجودی که از نسل سرشانه تریاس نیست، بلکه نماینده شاخه دیگری است که در نتیجه تکامل همگرا شباهت هایی به دست آورده است. - پدیده ای که به پرندگان و خفاش هایی که هیچ رابطه نزدیکی ندارند بال داد.

فهرست موجوداتی که بدون تغییر در دوران زمین شناسی کامل باقی مانده اند، گسترده است و شامل پستانداران، ماهی ها، پرندگان، نرم تنان و همچنین گیاهان و باکتری ها می شود. اما، همانطور که داده های علم نشان می دهد، هیچ یک از این موجودات نمی توانند شاهدی بر "توقف تکامل" باشند. فقط این است که ما همیشه مسیر او را نمی دانیم.