تکامل باستانی با سرعت جدید: کشف شگفت‌انگیز نقش عصر یخبندان

یک نگاه تازه به سیر تکامل گونه‌های باستانی

یک بررسی جدید که از دانشگاه ویرجینیا تک انجام شده، نشون می‌ده که احتمالاً گونه‌های باستانی روند تکاملی آرومی رو طی کردن و برای مدت طولانی‌تری هم دوام آوردن، اما سرعت تکاملشون بعد از دوره‌های یخبندان جهانی افزایش پیدا کرده. این پژوهش که در مجله‌ی Science منتشر شده، مسیر ظهور و زوال موجودات باستانی رو که میلیون‌ها سال از دایناسورها قدیمی‌ترن، ترسیم می‌کنه. اگه کل دنیا رو یه صحنه در نظر بگیریم و همه‌ی گونه‌ها فقط بازیگران اون باشن، ورود و خروجشون در سنگ‌ها به خوبی قابل مشاهده‌ست.

فسیل‌های اسکلت‌ها و صدف‌ها به وضوح نشون می‌دن که چطور تکامل و انقراض توی نیم میلیارد سال گذشته اتفاق افتاده. اما این بررسی جدید از دانشگاه ویرجینیا تک، نمودار حیات رو به تقریباً 2 میلیارد سال قبل گسترش می‌ده. این نمودار تغییرات نسبی در تعداد گونه‌ها رو نشون می‌ده و به دانشمندا اطلاعاتی در مورد چگونگی پیدایش، تنوع و انقراض حیات باستانی می‌ده.

با این پژوهش جدید، نمودار حیات حالا شامل شکل‌های مختلف حیات از دوران پروتروزوئیک می‌شه، یعنی از 2.5 میلیارد تا 539 میلیون سال پیش. حیات پروتروزوئیک به‌طور کلی کوچیک‌تر و نرم‌تر بود؛ مثل انواع اسفنج‌های دریایی که اسکلت‌های معدنی نداشتن و در ابتدا آثار کمی برای فسیل شدن باقی گذاشتن.

شوهی شیاو، زیست‌شناس زمین‌شناسی از دانشگاه ویرجینیا تک، به همراه همکاراش، یه تحلیل با دقت بالا از تنوع جهانی حیات پروتروزوئیک منتشر کردن که بر اساس یه مجموعه‌ی جهانی از داده‌های فسیلی بود. این تحلیل در تاریخ 20 دسامبر در مجله‌ی Science چاپ شد. شیاو و گروهش به‌طور خاص روی رکوردهای اکتینت‌های دریایی باستانی – موجوداتی که سلول‌هاشون هسته دارن – تمرکز کردن. اکتینت‌های اولیه بعداً به موجودات چندسلولی تکامل پیدا کردن که شروع یک دوره جدید برای حیات روی زمین رو رقم زدن، دوره‌ای که موجودات مختلفی مثل حیوانات، گیاهان و قارچ‌ها رو در بر می‌گرفت.

شیاو گفت: «این جامع‌ترین و به‌روزترین تحقیقی هست که تا حالا در مورد این دوره انجام شده.» اون که به‌تازگی به آکادمی ملی علوم پیوسته، اضافه کرد: «و مهم‌تر از اون، ما از یه برنامه‌ی مقایسه‌ی گرافیکی استفاده کردیم که به ما اجازه داد دقت زمانی بیشتری داشته باشیم.»

چرخش نسل‌ها و بینش‌های کلیدی در مورد تکامل حیات و زمین

چرخش نسل‌ها نکات مهمی رو درباره‌ی مسیرهای همزمان تکامل حیات و کره‌ی زمین روشن می‌کنه. الگوهای مشاهده شده و بینش‌های به‌دست اومده از این تحلیل نشون می‌ده که اولین یوکاریوت‌ها (سلول‌های دارای هسته) حداکثر تا 1.8 میلیارد سال قبل به‌وجود اومدن و به‌تدریج به یه سطح پایدار از تنوع بین 1.450 میلیون تا 720 میلیون سال پیش رسیدن. به این دوره، “میلیارد خسته‌کننده” می‌گن، زمانی که سرعت تغییر در گونه‌ها به‌طور قابل‌توجهی کم بود. گونه‌های یوکاریوتی در “میلیارد خسته‌کننده” احتمالاً کندتر تکامل پیدا کردن و طولانی‌تر زنده موندن.

بعدش یه فاجعه اتفاق افتاد: زمین تبدیل به یه گوی یخی شد. یه چرخه‌ی سرمایی که کره‌ی زمین رو حداقل دو مرتبه بین 720 میلیون تا 635 میلیون سال قبل در یخ محبوس کرد. وقتی یخ‌ها بالاخره ذوب شدن، فعالیت‌های تکاملی دوباره شروع شد و دیگه اوضاع اون‌قدرها هم خسته‌کننده نبود.

شیاو گفت: «عصر یخبندان یه عامل مهم بود که مسیر تکاملی رو از لحاظ تنوع و پویایی تغییر داد. ما بلافاصله بعد از یخ‌زدگی شاهد تغییرات سریع در گونه‌های یوکاریوتی بودیم. این یه کشف خیلی مهمه.»

شیاو اضافه کرد که این الگوها سوالات جالب‌توجهی رو ایجاد می‌کنن، از جمله: چرا تکامل یوکاریوتی در «میلیارد خسته‌کننده» کند بود؟ چه عواملی باعث افزایش سرعت تکامل بعد از عصر یخ‌های برفی شدن؟ آیا این تغییرات محیطی، مثل تغییرات آب و هوایی و افزایش سطح اکسیژن در جو بودن؟ آیا این یه نوع رقابت تسلیحاتی تکاملی بین موجودات مختلف بود که می‌تونست باعث تکامل سریع موجودات بشه؟ دانشمندان در آینده می‌تونن از این الگوی کمی‌سازی‌شده برای جواب دادن به این سوالات و درک بهتر تعامل پیچیده‌ی حیات روی زمین و خود زمین استفاده کنن.

همکاران این پژوهش شامل کینگ تانگ، نویسنده‌ی اصلی، که قبلاً دانشجو بود و بعداً پژوهشگر پسادکترا شد و الان در دانشگاه نانجینگ کار می‌کنه، و همچنین دانشجوهای سابق دوره‌ی تحصیلات تکمیلی، درو موسنت، که الان در شرکت مشاوره‌ای پرینستون فعاله، و ناتالیا بیکوا، که الان در دانشگاه میسوریه و توی دهه‌ی گذشته توی آزمایشگاه شیاو کار می‌کرده، هستن. محققانی از دانشگاه هنگ‌کنگ، دانشگاه کالیفرنیا، سانتا باربارا، مشاوره‌های پرینستون، دانشگاه میسوری، آکادمی علوم روسیه، دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید، آکادمی علوم چین و دانشگاه شمال‌غربی (چین) هم در این پژوهش همکاری داشتن.

“`