کشف قدیمی‌ترین مدرک از جنبش حیاتی در سیاره زمین

دانشمندان با کشف فسیل‌های قدیمی تاریخ ثبت نخستین تحرک‌های موجودات روی زمین را از ۷۵۰ میلیون سال، به ۲.۱ میلیارد سال پیش تغییر دادند. این فسیل‌های ارزشمند در کشور آفریقایی گابُن جایی‌که قدیمی‌ترین جانداران چندیاخته‌ای کشف شده بودند، یافت شد. دانشمندان در مورد آثار قبلی حدود ۶۰۰ میلیون سال قدمت را تخمین می‌زند که مصادف با دوره زمین‌شناسی اِدیاکاران از اَبَردوران پیشین‌زیستی (Proterozoic) است که در آن ارگانیسم‌های چند سلولی نرم‌تن یا جانداران چندیاخته‌ای تکامل پیدا کردند.

یک تیم بین‌المللی و چند رشته‌ای با هماهنگی متخصص زمین‌شناسی، عبدالرزاق الالبانی زیر نظر مرکز ملی پژوهش‌های علمی فرانسه (CNRS) قدیمی‌ترین فسیل‌ها از جنبش حیاتی را کشف کردند که نتایج آن در هفته‌نامه مقاله‌های آکادمی ملی علوم ایالات متحده آمریکا (PNAS) منتشر شد. این کشف به دانشمندان اجازه داد تا قدمت زندگی چند‌سلولی را حدود ۱.۵ میلیارد سال دیگر افزایش دهند. این کشف منحصر به‌فرد که در شرق گابُن در شهر فرانسویل رخ داد. دانشمندان فرصتی مهم پیدا کردند تا رازهای وقایع بیولوژیکی در محیط اکسیژنی و کم‌عمق دریایی آن دوران و وقایع پیش وپس از رویداد بزرگ اکسیژنی (Great Oxygenation Event) را بررسی کنند.

با بازسازی ریخت‌شناسی و برش‌نگاری سه‌بعدی مشخص شد این ارگانیسم چند سلولی بوده که توانایی حرکت به‌ اطراف و حتی سمت بالا را برای رسیدن به منابع غذایی تجربه می‌کرد. ارگانیسم‌های چندسلولی در این اکوسیستم اولیه دریایی به‌قدری رشد پیدا کردند که توانایی حرکت در محیط گل‌آلود خود را پیدا کرده بودند.

با استفاده از میکروسکوپ ترکیبی، برش‌نگاری ریز پرتو ایکس و علوم زمین‌شیمی و رسوب‌شناسی، مسائل بیشتری برای دانشمندان حل شد. آن‌ها با برش‌نگاری ریز پرتو ایکس که به تولید تصاویر سه‌بعدی بدون تخریب از اشیاء می‌پردازد، ساختارهای رشته‌ای را مشخص کردند که در لایه‌های سنگ‌های رسوبی شکل گرفته بود. با بهره‌گیری از علم زمین‌شیمی و رسوب‌شناسی منشأ بیولوژیکی این موجودات ثابت شد و برای دانشمندان معلوم شد که این ارگانیسم‌ها در همان دوره زمین‌شناسی وجود داشتند.

این کشف درکنار زیست‌لایه‌ای است که از مجموعه میکروارگانیسم‌ها شکل گرفته است. زیست‌لایه‌ها موجب افزایش مقاومت میکرو‌ارگانیسم‌ها نسبت به شرایط خشن زیستی می‌شوند و به‌صورت یک لایه روی سطوح قابل رویت قرار دارند. احتمال فراوانی می‌رود که این ارگانیسم‌ها به‌سمت عناصر مغذی و دی‌اکسیژن که از محصولات سیانوباکتری‌ها یا باکتری فیروزه‌ای بودند، حرکت می‌کردند. سیانوباکتری‌ها طبق برآوردها بیش از ۲.۳ میلیارد سال پیش با حضور خود روی زمین به تولید اکسيژن مشغول بودند و از عوامل اصلی رویداد بزرگ اکسیژنی هستند. وجود کلروفیل نوع a باعث انجام این نوع فرایند در سیانوباکتری‌ها می‌شود که از نور در جهت تولید اکسیژن و مواد زیستی استفاده می‌کند. اخیراً نیز کشف کارکرد کلروفیل نوع f موجود در برخی سیانوباکتری‌ها نشان داد که آن‌ها با نوری نزدیک به مادون‌قرمز نیز می‌توانند فتوسنتز انجام‌ دهند که می‌تواند به‌معنی شکل‌گیری عوامل اصلی حیات توسط سیانوباکتری‌ها در سیاره‌هایی باشد که از نور کمی برخوردار هستند.

هنوز مشخص نشده که این ارگانیسم‌های آمبیوئیدی از نوع تجربیات شکست‌خورده‌ی طبیعت برای تکامل حیات هستند یا می‌توان آن‌ها را به‌عنوان مقدمه‌ای برای نوآوری بعدی روند تکامل در نظر گرفت که پس از دوره سرد یا کریوژنین شکل گرفته است. در این دوره، یخچال‌ها بیشترین پیشروی را روی زمین داشتند تاجایی‌که احتمال می‌رود با گسترش به‌سمت استوا، زمین را تبدیل به‌ یک گوی برفی بزرگ کرده باشند. دوره ادیاکاران بعد از دوره کریوژنین شکل گرفته است و اواخر دوران پیشین‌زیستی به‌شمار می‌رود. چه‌بسا سرما و افزایش مقدار اکسیژن توسط سیانوباکتری‌ها باعث از بین رفتن حالت گلخانه‌ای زمین در آن دوران شده است.

شرح دقیق نحوه زندگی این جانداران چندیاخته‌ای هنوز کار سختی است؛ ولی می‌توان گفت که وقتی یک کلونی آمیبی دچار کمبود منابع برای ادامه حیات می‌شود، همانند حرکت ریشه‌های یک گیاه به سمت محیط مناسب حرکت می‌کند. درهرصورت آمیب‌ها نیز توانایی شگفت‌انگیز خود را در گذشته به دانشمندان دانشگاه توکیو در حل مسئله فروشنده دوره‌گرد ثابت کرده بودند.

تاکنون کهن‌ترین نشانه‌های جنبشی شناخته‌شده به چندصد‌ میلیون سال پیش باز می‌گشت که قدمت آن توسط روش ساعت مولکولی که در برآورد زمان فرایند تکامل گونه‌ها به‌کار گرفته می‌شود، تعیین شده است. شواهد جدیدی که از این فسیل‌ها به‌دست آمده، سؤال‌های مهم و جدیدی را درباره تاریخ حیات در روی زمین مطرح می‌کند. آیا این نوآوری بیولوژیکی نمونه‌ای از آغاز تکامل حیات در دوران کهن زمین است یا تنها یک تجربه شکست‌خورده از طرف طبیعت بعد از رویداد بزرگ اکسیژنی؟ جواب این سؤال‌ها می‌تواند باعث بازنویسی تاریخ حیات در زمین شود.