مطالعه جدید نشان می دهد که حیوانات ممکن است 200 میلیون سال زودتر از آنچه قبلا تصور می شد تکامل یافته باشند

یک مطالعه مدل‌سازی جدید نشان می‌دهد که اولین حیوانات ممکن است صدها میلیون سال زودتر از آنچه فسیل‌هایشان نشان می‌دهد روی زمین ظاهر شده باشند.

پیش از این، اولین شواهد فسیلی از حیوانات مربوط به حدود 574 میلیون سال پیش، در دوره ادیاکران (635 میلیون تا 538 میلیون سال پیش) بود. در مقاله جدید، یک تیم تحقیقاتی استدلال می‌کند که ما نمی‌توانیم فقط به سوابق فسیلی لکه‌دار تکیه کنیم، و نشان می‌دهد که حیوانات برای اولین بار 200 میلیون سال زودتر از قدیمی‌ترین فسیل‌های حیوانات شناخته شده ظاهر شدند.

در این مطالعه که جمعه (2 اکتبر) در مجله Science Advances منتشر شد، محققان استدلال می‌کنند که فقدان فسیل‌های حیوانات در برخی از سنگ‌های باستانی به‌خوبی حفظ‌شده به این معنی نیست که این حیوانات در تاریخ حضور ندارند. در عوض، آنها پیشنهاد می‌کنند که سابقه فسیلی ممکن است یک فصل کلیدی از تکامل حیوانات را از دست داده باشد و به طور بالقوه منشأ حیوانات را به بین 800 تا 700 میلیون سال پیش بازگرداند.

این امر ظهور حیوانات را در اعماق دوران نئوپروتروزوییک (1 میلیارد تا 539 میلیون سال پیش)، احتمالا قبل یا در طول برخی از شدیدترین عصرهای یخبندان زمین، قرار می دهد.

حتی اگر دانشمندان فسیل‌های جانوری بلامنازع نئوپروتروزوییک را پیدا نکرده‌اند، اما این بدان معنا نیست که حیوانات در آن زمان زندگی نمی‌کردند. فسیل‌ها می‌توانند به دلایل مختلفی در سنگ‌ها وجود نداشته باشند، از جمله به این دلیل که دانشمندان در مکان‌های نامناسبی جستجو می‌کنند یا شرایط برای ایجاد فسیل‌ها نامناسب است، که تعیین اولین حیوانات تکامل‌یافته را دشوار می‌کند.

راس اندرسون، یکی از نویسندگان این مطالعه، دانشیار تاریخ طبیعی در دانشگاه آکسفورد، در بیانیه ای گفت: «تا زمانی که این شواهد در دسترس قرار نگیرد، تاریخ دقیق تولد قلمرو حیوانات نامشخص باقی می ماند.

حیوانات کجا هستند؟

تا به حال، بیشتر محققان برای بررسی زمان‌بندی تکامل حیوانات به صخره‌های به‌خوبی حفظ‌شده از دوره ادیاکران، از جمله ونگان بیوتا با قدمت 590 میلیون ساله در چین، تکیه می‌کردند. از آنجایی که ذخایر سنگی در آنجا حاوی ارگانیسم‌های میکروسکوپی منحصربفردی هستند اما فسیل جانوری قطعی ندارند، متخصصان گاهی اوقات آنها را به‌عنوان نوعی حد بالایی برای زمانی که حیوانات می‌توانند تکامل یافته باشند، در نظر می‌گیرند.

کارما نانگلو، استادیار دیرین زیست شناسی تکاملی در دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید که در این مطالعه دخالتی نداشت، به لایو ساینس گفت: «بنابراین، این بازی اساسا چقدر قبل از اولین کشف فسیلی ما بوده و چه اتفاقی در آن جعبه سیاه تکاملی بین زمانی که واقعا منشأ می‌شوند تا زمانی که ما اولین پنجره فسیلی خود را دریافت می‌کنیم، است.

اما محققان متعجب بودند که آیا سایر مکان‌های فسیلی مربوط به دوره‌های حیوانی شناخته شده واقعا شواهدی از فسیل‌های حیوانات دارند یا خیر.

اندرسون و همکارانش برای کشف این موضوع، بیش از 140 نمونه را از خسین بیوتا در مغولستان مطالعه کردند که بیش از 40 میلیون سال جوان‌تر از کانسار 590 میلیون ساله Weng'an Biota است. با توجه به اینکه این ذخایر جوان‌تر است، محققان این فرضیه را مطرح کردند که باید شواهدی از حیات حیوانی در سنگ وجود داشته باشد. محققان با استفاده از میکروسکوپ اسکن الکترونی، فسیل‌های میکروسکوپی را مشاهده کردند که با جزئیات خارق‌العاده حفظ شده بودند، از جمله موجودات کوچک کروی و ساختارهای جنین مانند حاوی سلول‌های داخلی.

تصویر میکروسکوپ الکترونی از Asterocapsoides wenganensis، فسیل میکروسکوپی از خسین بیوتا در مغولستان. (اعتبار تصویر: درک بریگز.) با این حال، علی‌رغم کیفیت نگهداری، محققان نتوانستند هیچ یک از میکروفسیل‌ها را به عنوان جانور شناسایی کنند. این مهم است، زیرا در زمان ته نشین شدن خسین بیوتا، حیوانات در جاهای دیگر روی زمین حضور داشتند.

اندرسون گفت: «خسین بیوتا این استدلال را می‌شکند که میکروفسیل‌های استثنایی ونگ‌آن به این معنی است که اگر در آن زمان وجود داشت، فسیل‌های حیوانات را در مجموعه‌ای می‌دیدیم». ریزفسیل‌های خسین به همان اندازه به خوبی حفظ شده‌اند، با این حال حیوانات همچنان وجود ندارند - علی‌رغم این واقعیت که ما در آن زمان می‌دانیم که وجود داشته‌اند.

استفاده از ساعت های مولکولی

با توجه به فقدان شواهد فسیلی، اندرسون و همکارانش به روش رایج دیگری که برای تاریخ‌گذاری زندگی باستانی استفاده می‌شد، روی آوردند: ساعت‌های مولکولی. ساعت‌های مولکولی با مقایسه تفاوت‌های ژنتیکی موجودات زنده و ترکیب آن تفاوت‌ها با نرخ تغییرات ژنتیکی تخمین می‌زنند که چه زمانی دودمان تکاملی از هم جدا شده‌اند. برای مثال، اگر دو گونه پرنده پنج تغییر DNA داشته باشند و یک تغییر DNA حدود 1 میلیون سال طول بکشد تا انباشته شود، دانشمندان می توانند تخمین بزنند که این دو گونه حدود 5 میلیون سال پیش از هم جدا شده اند.

ننگلو گفت: «ساعت‌های مولکولی زمانی مفید هستند که سابقه فسیلی خوبی برای یک گروه مورد علاقه یا یک دوره زمانی مورد علاقه نداشته باشیم.

هنگامی که تجزیه و تحلیل توسط ذخایر جوانتر Weng'an محدود شد، منشا تخمینی حیوانات نسبتا جدید بود. زمانی که آنها از محدودیت‌های زمین‌شناسی قدیمی‌تر استفاده کردند - به‌ویژه سازندهای سنگی در نروژ، استرالیا و آریزونا که بین 850 تا 730 میلیون سال پیش رسوب‌کرده‌اند و در گذشته برای یافتن اجداد اولیه حیوانات مورد استفاده قرار می‌گرفتند، جدول زمانی تغییر کرد.

با مقایسه DNA حیوانات مدرن با تاریخ های مرجع از سوابق فسیلی همراه با نرخ های تکاملی تغییرات - تخمین آنها تقریبا 200 میلیون سال به حدود 800 میلیون تا 700 میلیون سال پیش تغییر کرد.

اورین لول دوربین، نویسنده اول مطالعه، دانشجوی دکترای دیرین زیست شناسی در ویرجینیا تک که در زمان مطالعه در مقطع لیسانس دانشگاه آکسفورد بود، در بیانیه ای گفت: «فسیل های بدن حیوانات پیش از ادیاکران هنوز از ما دور هستند و این تجزیه و تحلیل ثابت نمی کند که حیوانات 800 میلیون سال پیش وجود داشته اند. در همین حال، تجزیه و تحلیل‌های ساعت مولکولی ما نشان می‌دهد که تاریخ تکاملی آن‌ها تا چه اندازه می‌تواند بیشتر باشد.»

آیا حیوانات می توانستند قبل از "زمین گلوله برفی" زندگی کرده باشند؟

سرنخ های دیگری نیز وجود دارد که نشان می دهد حیوانات ممکن است سابقه طولانی تری داشته باشند.

فسیل‌های شیمیایی یا نشانگرهای زیستی، به عنوان شواهدی مطابق با اسفنج‌هایی که حداقل 650 میلیون سال پیش زندگی می‌کردند، ده‌ها میلیون سال قبل از قدیمی‌ترین فسیل‌های حیوانی شناخته شده تفسیر شده‌اند.

داستان های مرتبط

قدیمی ترین فسیل حیوانی جهان در واقع از جلبک های پوسیده به دست آمده است

«توپ‌های» فسیلی ۱ میلیارد سال قدمت دارند و می‌توانند قدیمی‌ترین حیات چند سلولی زمین باشند

کشف فسیل نشان می دهد که حیوانات پیچیده ۱۰ میلیون سال زودتر از آنچه قبلا تصور می شد تکامل یافته اند

اگر جانوران 800 میلیون سال پیش به وجود آمدند، پیدایش آنها با دوره برودتی که حدود 720 میلیون سال پیش به عنوان بخشی از دوران نئوپروتروزوییک آغاز شد، تلاقی می کرد. در طول این فاصله، زمین یخبندان های عظیمی را تجربه کرد که اغلب به آنها "زمین گلوله برفی" می گویند.

اگرچه هیچ پاسخ قطعی برای زنده ماندن حیوانات در این زمان نامشخص وجود ندارد، محققان قصد دارند سنگ‌های نئوپروتروزوییک اضافی را با محیط‌ها و شرایط نگهداری متفاوت جستجو کنند تا شواهد بیشتری برای تجزیه و تحلیل آنها بیابند.

ننگلو گفت: «فسیل‌ها خود بنا به تعریف به نوعی از دید عمومی پنهان هستند.» فراتر از آن، دنیایی حتی پنهان‌تر وجود دارد و پتانسیل زیادی برای گفتن منشأ حیوانی به ما دارد.

فکر می کنید در مورد انتخاب طبیعی می دانید؟ دست خود را در مسابقه تکامل ما امتحان کنید!