نمودار عمر: تمدید زندگی تا ۱.۵ میلیارد سال شگفت‌انگیز!

تحلیل جدیدی از تکامل گونه‌های باستانی

بر اساس یک تحلیل جدید از دانشگاه ویرجینیا تک، گونه‌های باستانی ممکن است به آرامی تکامل یافته و مدت زمان بیشتری وجود داشته‌اند، اما سرعت تکامل پس از دوره‌های یخ‌زدگی جهانی افزایش یافته است. این مطالعه که در نشریه Science منتشر شده، روند ظهور و زوال حیات باستانی را که میلیون‌ها سال قدیمی‌تر از دایناسورهاست، ترسیم می‌کند. اگر تمام جهان یک صحنه باشد و تمام گونه‌ها تنها بازیگران آن، ورود و خروج آن‌ها در رکوردهای سنگی قابل مشاهده است.

اسکلت‌ها و صدف‌های فسیل‌شده به وضوح نشان می‌دهند که تکامل و انقراض در طی نیم میلیارد سال گذشته چگونه رخ داده است. اما تحلیل جدید دانشگاه ویرجینیا تک، نمودار حیات را به نزدیک به ۲ میلیارد سال پیش گسترش می‌دهد. این نمودار نوسانات نسبی در تعداد گونه‌ها را نشان می‌دهد و به دانشمندان درباره منشأ، تنوع و انقراض حیات باستانی اطلاعات می‌دهد.

با این مطالعه جدید، نمودار حیات اکنون شامل اشکال زندگی از دوره پروتروزوئیک، از ۲.۵ میلیارد تا ۵۳۹ میلیون سال پیش می‌شود. حیات پروتروزوئیک به طور کلی کوچکتر و نرم‌تر بود؛ مانند اسفنج‌های دریایی که اسکلت‌های معدنی نداشتند و در ابتدا آثار کمتری برای فسیل شدن به جا گذاشتند.

زیست‌شناس زمین‌شناسی دانشگاه ویرجینیا تک، شوهی شیاو و همکارانش، تحلیلی با وضوح بالا از تنوع جهانی حیات پروتروزوئیک بر اساس یک گردآوری جهانی از داده‌های فسیلی منتشر کردند که در تاریخ ۲۰ دسامبر در نشریه Science منتشر شد. شیاو و تیمش به طور خاص به سوابق اکتینوت‌های دریایی باستانی – موجوداتی که سلول‌هایشان هسته دارند – توجه کردند. اکتینوت‌های اولیه بعدها به موجودات چندسلولی تکامل یافتند که به آغاز یک دوره جدید برای حیات در زمین، از جمله حیوانات، گیاهان و قارچ‌ها، اعتبار داده می‌شود.

شیاو گفت: “این جامع‌ترین و به‌روزترین تحلیل از این دوره تا به امروز است.” او که به تازگی به آکادمی ملی علوم راه یافته، افزود: “و مهم‌تر اینکه، ما از یک برنامه همبستگی گرافیکی استفاده کردیم که به ما اجازه داد تا دقت زمانی بیشتری را به دست آوریم.”

چرخش گونه‌ها و بینش‌های کلیدی در تکامل زندگی و زمین

چرخش گونه‌ها بینش‌های مهمی درباره مسیرهای موازی تکامل زندگی و زمین ارائه می‌دهد. الگوهای مشاهده‌شده و بینش‌های حاصل از تحلیل‌ها نشان می‌دهد که نخستین یوکاریوت‌ها حداکثر تا ۱.۸ میلیارد سال پیش به وجود آمده‌اند و به تدریج به سطح پایداری از تنوع بین ۱.۴۵۰ میلیون تا ۷۲۰ میلیون سال پیش تکامل یافته‌اند. این دوره به‌عنوان “میلیارد خسته‌کننده” شناخته می‌شود، زمانی که نرخ تغییر گونه‌ها به طرز قابل‌توجهی پایین بود. گونه‌های یوکاریوتی در “میلیارد خسته‌کننده” ممکن است به‌طور کندتری تکامل یافته و مدت بیشتری دوام آورده باشند.

سپس فاجعه‌ای رخ داد: زمین برفی. یک چرخه از کاهش دما که سیاره را حداقل دو بار بین ۷۲۰ میلیون و ۶۳۵ میلیون سال پیش در یخ محبوس کرد. وقتی که یخ‌ها در نهایت ذوب شدند، فعالیت‌های تکاملی از سر گرفته شد و اوضاع دیگر آنقدرها خسته‌کننده نبود.

عصر یخ‌ها عامل مهمی بودند که مسیر تکاملی را از نظر تنوع و دینامیک بازنشانی کردند، گفت شیاو. ما بلافاصله پس از یخ‌زدگی شاهد تغییرات سریع گونه‌های یوکاریوتی هستیم. این یک یافته مهم است.

شیاو افزود که این الگوها سوالات جالبی را مطرح می‌کنند، از جمله: چرا تکامل یوکاریوتی در “میلیارد خسته‌کننده” کند بود؟ چه عواملی به افزایش سرعت تکامل پس از عصر یخ‌های برفی کمک کردند؟ آیا این تغییرات محیطی، مانند تغییرات اقلیمی و افزایش سطح اکسیژن جو بودند؟ آیا این یک رقابت تسلیحاتی تکاملی بین موجودات مختلف بود که می‌توانست باعث تکامل سریع موجودات شود؟ دانشمندان آینده می‌توانند از الگوی کمی‌سازی‌شده برای پاسخ به این سوالات و درک بهتر تعامل پیچیده زندگی بر روی زمین و خود زمین استفاده کنند.

همکاران این مطالعه شامل کینگ تانگ، نویسنده اول، دانشجوی سابق و پژوهشگر پسادکتری که اکنون در دانشگاه نانجینگ مشغول به کار است، همچنین دانشجویان سابق در مقطع تحصیلات تکمیلی، درو موسنت، که اکنون در مشاوره‌های پرینستون فعالیت می‌کند، و ناتالیا بیکوا، که اکنون در دانشگاه میسوری است و در دهه گذشته در آزمایشگاه شیاو کار کرده‌اند. پژوهشگرانی از دانشگاه هنگ‌کنگ، دانشگاه کالیفرنیا، سانتا باربارا، مشاوره‌های پرینستون، دانشگاه میسوری، آکادمی علوم روسیه، دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید، آکادمی علوم چین و دانشگاه شمال‌غربی (چین) نیز در این مطالعه همکاری داشته‌اند.