کد خبر: ۲۶۳۷۴

تاریخ: ۰۱ شهريور ۱۴۰۳ - ۱۳:۲۱

بررسی شواهد فسیلی و تاریخ‌گذاری ژنتیکی

اولین حیوانی که روی زمین بوده چیست؟

با استفاده از شواهد فسیلی و تاریخ‌گذاری ژنتیکی، ژنتیک دانان و دیرینه‌شناسان از نامزدهای متفاوتی برای اولین انیما در جهان حمایت کرده‌اند.

عصر ایران: امروزه، زمین خانه حیواناتی با هر شکل و اندازه است؛ از موجودات تقریباً میکروسکوپی مانند تاردیگراد (خرس آبی) گرفته تا نهنگ‌های آبی به طول ۲۵ متر. این موجودات طی میلیون‌ها سال تکامل پدیدآمده و تکامل‌یافته‌اند. اما اولین حیوان روی این سیاره چه بود؟

ژله‌های شانه‌ای

به گزارش همشهری آنلاین، یک مطالعه در سال ۲۰۲۳ با استفاده از داده های کروموزومی نشان می دهد ctenophores مدرن که به نام ژله شانه شناخته می شود اولین حیواناتی بودند که حدود ۶۰۰ میلیون تا ۷۰۰ میلیون سال پیش ظهور کردند.

البته پاسخ به این سؤال به‌شدت موردبحث دانشمندان است. ده‌ها مطالعه مختلف با استفاده از همه داده‌ها از تکامل کروموزوم در طول زمان گرفته تا فسیل‌های باستانی، آن را به دو کاندید خلاصه کرده‌اند: اسفنج‌ها و ژله‌های شانه‌ای.

انفجار کامبرین
بعضی از بهترین اطلاعات در مورد حیوانات اولیه از فسیل‌های مربوط به دوره کامبرین به دست می‌آید که حدود ۵۴۱ میلیون سال پیش آغاز شد.
در طول این مدت، زمین طی انفجار کامبرین انفجارگونه‌های جدیدی را تجربه کرد: تنها در ۱۰ میلیون سال، صدها هزار گونه جانوری به طور ناگهانی به وجود آمدند. تقریباً هر نوع طرح بدن حیوانی که امروزه وجود دارد، طی انفجار کامبرین تکامل‌یافته است، از جمله بندپایان اولیه، نرم‌تنان و حتی وترها که بعدها باعث پیدایش مهره‌داران شد.

شیل برگس
نمونه‌های به‌خوبی حفظ‌شده از یک سازند صخره‌ای به نام شیل برگس در بریتیش کلمبیا به ما دریچه‌ای از ظاهر این حیوانات اولیه می‌دهد.
اما همه آن‌گونه‌ها فقط از یک جا به وجود نیامده‌اند. در دهه ۵۰ میلادی فسیل‌های کشف شده قبلی به‌عنوان بقایای حیوانی از دوره ادیاکران شناسایی شدند که از حدود ۶۳۵ میلیون سال پیش تا طلوع کامبرین ۵۴۱ میلیون سال پیش گسترش یافت.

تجزیه دشوار بقایایی فسیلی کمیاب

به گزارش Livescience برخلاف اسکلت‌های بیرونی سخت موجود در بسیاری از فسیل‌های کامبرین، حیواناتی که در دوره ادیاکاران زندگی می‌کردند، عمدتاً حیواناتی با بدن نرم و لکه‌ای شکل بودند، مانند cnidarians - گروهی شامل حیواناتی مانند عروس دریایی و شقایق‌های دریایی - کرم‌ها و احتمالاً اسفنج‌ها.

حفظ بافت‌های نرم بسیار دشوار است، زیرا آنها راحت‌تر از استخوان‌ها یا اسکلت‌های بیرونی تخریب می‌شوند. این بدان معناست که بقایای فسیلی حیوانات ادیاکران نه تنها کمیاب است، بلکه تجزیه آن بسیاردشوار تراست. شاید شناخته‌شده‌ترین آنها حیوانی کرم‌مانند به نام Dickinsonia باشد که شبیه یک بشقاب شام بزرگ است که بخش‌های دنده‌ای از آن بیرون می‌آید. قبل از آن، همه چیز شروع به تیره‌شدن می‌کند.

تشخیص الگو با نخستی‌سانان

الیزابت ترنر، دیرین زیست‌شناس در دانشگاه لورنتین در انتاریو به لایو ساینس می‌گوید: فراتر از ادیاکاران، هیچ‌کس واقعاً به دنبال آن نیست. او توضیح داد که بخشی از مشکل آن است که دانشمندان واقعاً نمی‌دانند به دنبال چه چیزی باید باشند.

به عقیده او؛ ما نخستی‌سانان هستیم؛ ما تشخیص الگو را انجام می‌دهیم؛ بنابراین اولین فسیل‌های جانوری احتمالاً الگوی قابل‌تشخیص کمی داشته یا اصلاً وجود نداشته‌اند.

اسفنج ۸۹۰ میلیون‌ساله

ترنر آنچه را به‌عنوان قدیمی‌ترین حیوان شناخته شده پیشنهاد می‌کند؛ یک نمونه فسیلی از اسفنجی ۸۹۰ میلیون‌ساله است. او آن را در مقاله‌ای در سال ۲۰۲۱ در ژورنال نیچر ارائه کرد. بااین‌حال، همه با فرضیه او موافق نیستند.

تمام شواهدی که تاکنون در مورد حیوانات اولیه ذکر شده است، از فسیل‌های یافت شده در سنگ‌هایی هستند که می‌توان با استفاده از ایزوتوپ‌های آن‌ها که با سرعت ثابتی در طول زمان تخریب می‌شوند، تاریخ‌گذاری رادیومتری انجام داد.

ساعت مولکولی

اخیراً روش جدیدی با استفاده از مدلی به نام ساعت مولکولی مطرح شده است. بر اساس این فرض که ژن‌ها در طول زمان با سرعت ثابتی جهش می‌کنند.

دانشمندان می‌توانند ژنوم حیوانات مدرن را تجزیه‌وتحلیل کنند و آنها را به زمانی که برای اولین‌بار به وجود آمدند، ردیابی کنند. بااین‌حال، نیک باترفیلد، دیرین‌ژئوبیولوژیست در دانشگاه کمبریج، در مورد هر دو نظریه تردید دارد.

او می‌گوید اگر ۸۹۰ میلیون سال پیش حیوانات وجود داشته باشند، ما شاهد آثاری مانند بیومرینالیزاسیون بودیم که در آن مولکول‌های مواد آلی حیوانات می‌توانند باعث کریستال شدن مواد معدنی اطراف شوند. اما اولین بیومرینالیزاسیون شناخته شده تنها به ۷۵۰ میلیون سال پیش بازمی‌گردد.

بررسی نتایج متناقض

از سوی دیگر، باترفیلد مطمئن نیست که آیا مطالعه بر روی ctenophores اثبات ملموسی ارائه می‌دهد که ژله‌های شانه اولین حیوانات بوده‌اند یا خیر. او می‌گوید: ساعت‌های مولکولی داده‌ها را ارائه نمی‌کنند، آنها فرضیه‌هایی را ارائه می‌کنند. در طول سال‌ها، مطالعاتی که با استفاده از ژن‌های مختلف انجام می‌شود، نتایج متناقضی در حمایت از ctenophores یا اسفنج‌ها به دست آورده است.

حتی اگر اجداد ژله‌های شانه‌ای اولین حیوانات باشند، باترفیلد شک دارد که آن‌ها به شکلی که اکنون هستند به نظر می‌رسیده‌اند.
اعطای تاج به ژله‌های شانه‌ای
ژله‌های شانه‌ای مدرن ساختارهای پیچیده‌ای؛ مانند سیستم‌های عضلانی و عصبی دارند که حیوانات اولیه مانند اسفنج‌ها فاقد آن هستند.

ترنر می‌گوید: تکامل این‌گونه نیست و پدیده‌ها به طور کامل از سر زئوس با سیستم‌های عضلانی و سیستم‌های عصبی و غیره به وجود نمی‌آیند. ساده‌ترین راه برای حیوان بودن آن است که یک فیلتر تغذیه‌کننده اسفنج‌مانند باشید. در واقع این‌گونه باید شروع کنید.

به عقیده او اولین حیوان در هیچ مسابقه زیبایی برنده نمی‌شد. بلکه به نظر می‌رسید بتواند یک‌تکه لجن میکروسکوپی باشد؛ بنابراین باترفیلد در مورد اعطای تاج به ژله‌های شانه‌ای بر اساس جدیدترین مطالعه مردد است.