8 دقیقه
یک یافته کوچک و غیرمنتظره فصل آشنایی از گذشته عمیق زمین را دگرگون کرده است. جمجمهای آسیبدیده که سالها بهاشتباه تفسیر میشد و نمونهای سالم و دستنخورده از یوننان، پژوهشگران دیرینهشناس را واداشتهاند تا درباره چگونگی تنوعیابی ماهیانِ منتهی به مهرهداران خشکیزی بازنگری کنند.
بازسازیهای نوین که با کمک تصویربرداری پیشرفته CT و توموگرافی محاسباتی ممکن شده، جزئیات آناتومیک را از فسیلهایی بیرون کشیدهاند که زمانی بهخاطر آسیب ظاهریشان قابل مطالعه شناخته نمیشدند. نتایج، داستانهایی را از دو قاره بههم پیوند میدهد: ساختارهای ریفی دوره دویون در شمال استرالیا و رسوبات دریایی در جنوب چین. این یافتهها همراه با هم یک جهش نوآوری در میان نخستین ماهیان ریهای — ماهیان بالهدوبل که نزدیکترین خویشاوندان شاخه مهرهداراناند که بعدها به خشکی آمدند — را نشان میدهند.
فاششدن یک جمجمه نادرست خواندهشده
در منطقه کیمبرلی در غرب استرالیا، تشکیلات گوگو (Gogo Formation) قرار دارد؛ مجموعهای از ریفها که اغلب آن را «شانکۀ بزرگ باریر ریف باستانی» مینامند. دهههاست که گوگو گنجینهای از فسیلهای دویونی است و نمونههایی با نگهداری شگفتانگیزی تحویل داده است که آناتومی نرم را — چیزی که بهندرت فسیل میشود — حفظ کردهاند. با این وجود، یک فسیل عجیب از گوگو پژوهشگران را سالها درگیر کرده بود: ناقص، دفرمه و بهقدری غریب که تیمی که آن را در 2010 توصیف کرد، تردید داشت آیا این یک نوع جدید از ماهی را نشان میدهد یا خیر.
با استفاده از تصویربرداری CT با وضوح بالا و با حمایت آزمایشگاهها از جمله ANSTO، دیرینهشناسان دانشگاه فلایندرز نمونه را مجدداً اسکن کردند و مدلهای دیجیتالی دقیقی از جمجمه و حفره مغزی آن ساختند. تصویر کاملاً تغییر کرد. آنچه پیشینتر از روی اثرات سطحی برداشت شده بود، در برخی نواحی بهطور حرفبهحرف وارونه یا معکوس تفسیر شده بود. آناتومی داخلی — بهویژه ناحیه گوش داخلی و حفره کرانیال — همسوئی بیشتری با ماهیان ریهای شناختهشدهٔ گوگو نشان میدهد تا آنچه قبلاً تصور میرفت، و در عین حال صفات غیرمعمولی را نیز حمل میکند که نوید دهندهٔ تنوع پنهان در جامعه ریفی است.
مدل سهبعدی چاپشده از جمجمه Chirodipterus australis، یک ماهی ریهای از تشکیلات گوگو، که شباهتهای نزدیکی به Cainocara enigma دارد.
دکتر آلیس کلمانت، که رهبری بازتحلیل را برعهده داشت، میگوید این مطالعه صرفاً یک تصحیح تفسیر قدیمی نیست؛ بلکه فهرست تغییرپذیریهای آناتومیک ثبتشده در گوگو را گسترش میدهد. آنچه پیشتر بهعنوان آسیب یا تغییر شکل در نظر گرفته میشد، اکنون نقطه دادهای جدید در چگونگی تکامل ساختارهای جمجمهای در میان ماهیان ریهای دویون فراهم میآورد — گروهی که سهم مهمی در روایتِ منشاء تتراپودها (چهاراندامگان) دارند.
یک لحظهنگاری ۴۱۰ میلیون ساله از چین
در حالی که فسیلهای استرالیا یکی از معماها را روشن میکردند، کشف مجزایی در جنوب چین قطعهٔ دیگری از پازل را اضافه کرد. یک جمجمه تقریباً کامل که بهعنوان Paleolophus yunnanensis توصیف شده (در خلاصههای عمومی گاهی بهعنوان Paleolopus نیز نوشته میشود) به حدود ۴۱۰ میلیون سال پیش تعلق دارد. این نمونه یک شکل انتقالی را نمایندگی میکند: نه قدیمیترین ماهی ریهای، بلکه نمونهای از بازه زمانیای که گروهِ مذکور با سرعتی چشمگیر مکانیک گاز گرفتن و کارکرد فک را تکامل دادند؛ خصوصیاتی که بعدها در سراسر دویون دیده میشوند.
Paleolophus ترکیبی از صفات موزائیکی را آشکار میکند. برخی ویژگیها پژواکهایی از فسیلهای ابتدایی Diabolepis را که از جنوب چین شناخته شدهاند منعکس میکنند؛ دیگر ویژگیها با شکلهای میانهٔ دویون توصیفشده از وایومینگ و گونههای پیشرفتهتر ثبتشده در استرالیا همخوانی دارند. نتیجه، تصویری روشنتر از چگونگی پیدایش و تنوعیابی سازگاریهای تغذیهای — از جمله صفحات دندانی خردکننده، تغییرات در مفصل فک و تقویت ساختار جمجمه — در یک بازه زمینشناسی نسبتاً کوتاه است.
دکتر برایان چو، از پژوهشگران پروژه در یوننان، این فسیل را نمایی بیسابقه از گروهی که در حال تنوعیابی است توصیف میکند. نمونه چینی پیوندهای جغرافیایی میان گندووانا و لوراسیأ باستان را برجسته میسازد و یادآور میشود که «آزمایشهای» آناتومیک میان ماهیان ریهای گسترده و فراگیر بودهاند، نه کنجکاویهای محلی و منزوی.
اهمیت همهٔ اینها از آنجا ناشی میشود که ماهیان ریهای خویشاوندان نزدیک تتراپودها هستند. شناخت آناتومی کرانیال و حسی آنها به دیرینهشناسان کمک میکند مجموعه تغییراتی را دریابند که گذار از آب به خشکی را ممکن ساختند: تغییراتی در تنفس، مکانیک گاز گرفتن و سامانههای تعادل که برای زندگی در زیستگاههای کمعمقتر و پیچیدهتر لازم بودند.
فناوریهایی که روایت فسیلها را دگرگون میکنند
تصویربرداری مدرن بیش از آنچه استخوانها را شکل میدهد، روایتها را بازنویسی میکند. اسکن CT میتواند مجاری ریز در گوش داخلی را آشکار کند که نشان میدهند این جانوران چگونه حرکت و موقعیت را حس میکردهاند. این فناوری قادر است شکلهای حفره مغزی را تفکیک کند که به تخصصهای عصبی اشاره دارند و لایههای ظریف استخوانی را بازسازی کند که پیشتر بر اثر فرسایش از بین رفته بودند. زمانی که پژوهشگران اسکنهای گونههای زندهٔ ماهی ریهای را با کُرونیاهای فسیلی تلفیق میکنند، میتوانند سناریوهای تکاملی را با دقتی بیسابقه آزمون کنند.
همکار نویسنده، هانا تیل، تأکید کرده که این کار یک تلاش جمعی است که موزهها، مراکز تصویربرداری و مؤسسات بینالمللی را دربر میگیرد. این نکته یادآور میشود: داستان فصلهای عمدهٔ زندگی بر روی زمین اغلب نهبا یافتن سایتهای جدید، بلکه با نگاهی نو به نمونههای قدیمی بازنویسی میشود.
دکتر آلیس کلمانت، چپ، و دانشجوی دیرینهشناسی هانا تیل در دانشگاه فلایندرز، استرالیا.
دیدگاه کارشناسان
«فسیلها شواهد ایستا نیستند؛ آنها فرضیاتیاند که در انتظار بازنگری هستند»، میگوید دکتر ماریا لوپز، دیرینهزیستشناس تکاملی که با این مطالعات همکاری نداشته است. «وقتی تصویربرداری ساختار داخلی را آشکار میکند که از سطح قابل رؤیت نبود، جایگاههای فیلوژنتیکی کامل میتوانند جابجا شوند. این تأثیر موجگونه، نحوه مدلسازی منشأ اندامها، ریهها و مجموعه ویژگیهایی را که ماهیها را به تتراپودها پیوند میدهد، تغییر میدهد.»
این مطالعات دفترِ پایان را روی ماهیان ریهای دویون نمیبندند؛ بلکه صفحات جدیدی میگشایند. با هر اسکن و هر بازتحلیل، دیرینهشناسان به بازسازی نهفقط اینکه این جانوران چه کسانی بودند، بلکه چگونه و با چه سرعت و تکراری آزمایشهای تکاملی در یک بازه حیاتی از تاریخ زمین رخ داده است، نزدیکتر میشوند. احتمالاً فسیل بعدی که بهنظر مرموز میآید همان خواهد بود که شکاف دیگری در پل میان آب و خشکی را پر میکند.
از منظر پژوهشی و سئو علمی، این مجموعه یافتهها چندین پیام کلیدی برای جامعه دیرینهشناسی و تاریخ تکاملی دارد:
- اهمیت بازنگری نمونههای قدیمی: نمونههایی که پیشتر «آسیبدیده» یا «نارسا» فرض شده بودند میتوانند با تکنیکهای نوین اطلاعات کلیدی را فاش کنند.
- توزیع جغرافیایی آزمایشات تکاملی: شواهد از استرالیا و چین نشان میدهد که نوآوریهای آناتومیک در میان ماهیان ریهای در گستره وسیعی از گندووانا تا لوراسیا رخ دادهاند.
- فناوری بهعنوان عامل تغییر روایت: اسکنرهای CT و بازسازی سهبعدی، همراه با تحلیلهای مقایسهای از گونههای زنده، امکان بررسی دقیقتری از سامانههای شنیداری، حفره مغزی و مکانیک فک فراهم میکنند.
بهعلاوه، ترکیب این یافتهها با دادههای رسوبشناختی و سنیابی رادیومتریک میتواند چارچوب زمانی دقیقتری برای این «انفجار» تکاملی ارائه دهد. برآیند مطالعات آینده احتمالاً شامل تلفیق دادههای مورفومتریک دیجیتال، تحلیلهای فیلوژنتیکی با مدلهای تغییرات سرعت تکاملی و آزمایشهای عملکردی بازسازی شدهٔ مکانیک فک خواهد بود.
در نتیجه، این پژوهشها نهتنها دانش ما را درباره ماهیان ریهای دویون گسترش میدهند، بلکه روش کار دیرینهشناسی مدرن — تلفیق میدانی، آزمایشگاهی و محاسباتی — را نیز تقویت میکنند. برای پژوهشگران تکامل و عموم علاقهمندان به تاریخ طبیعت، پیام روشن است: هر نمونهٔ قدیمی میتواند پنجرهای نو بسوی تحول حیات بر روی زمین باشد.
منبع: scitechdaily
نظرات
دیتا_x
من خودم تو آزمایشگاهم دیدم CT چقدر میتونه جزئیات پنهان رو نشون بده؛ خوشحال کنندهست که گروههای بینالمللی همکاری کردن.
نسیمرو
کمی اغراق توی تیترها هست، «انفجار نوآوری» خوبه ولی هنوز باید نمونههای بیشتری بیارن، دو قاره کفایت نمیکنه، imo
مهران
نکتهٔ مهم اینه: فسیلها ثابت نیستن، فرضین. بازنگری لازمه، نه اینکه همه چیزو یکباره قطعی بدونیم
لابکور
خُب بازخوانی خوبه، اما وقتی میگن پیوند گندووانا و لوراسیا چه شواهد محکم دیگهای وجود داره؟ سنیابی رو دیدن؟
رودکس
وااای، اینکه یه جمجمهی «اشتباه» بتونه کلی چیزو عوض کنه؛ آدم هیجانزده میشه... CTها واقعاً معجزهان!
ارسال نظر