بیگ بنگ: نخستین موجودات پیچیده زمین ممکن است سرنخهایی درباره حیات در جهانهای دیگر در اختیار ما بگذارند.
به گزارش بیگ بنگ، فسیلهای بسیار قدیمی از زمین ممکن است زمان ظهور نخستین شکلهای پیچیدهی حیات سلولی را آشکار کنند؛ کشفی که میتواند درک ما از تاریخ تکامل و جستوجوی حیات در دیگر سیارات را تغییر دهد.
جستوجوی حیات در مریخ یا قمرهای یخی مانند اروپا و انسلادوس معمولاً توجه بیشتری را به خود جلب میکند، اما بررسی چگونگی شکلگیری حیات روی زمین نیز برای علم اخترزیستشناسی (Astrobiology) به همان اندازه اهمیت دارد.
دلیلش این است که موجودات میکروبی تقریباً ۹۰ درصد از تاریخ زمین را تحت سلطه خود داشتند و حیات پیچیده بسیار دیرتر ظاهر شد. به گفته راس اندرسون، دیرینهشناس دانشگاه آکسفورد در بریتانیا، حیات بیش از ۳.۵ میلیارد سال پیش روی زمین آغاز شد.
او توضیح میدهد که سیانوباکتریها و فرایند فتوسنتز تولیدکننده اکسیژن دستکم از حدود ۲.۳ میلیارد سال پیش وجود داشتند. پس از آن، نخستین یوکاریوتها (Eukaryotes) ــ موجوداتی که سلولهای پیچیدهتری دارند ــ حداکثر تا حدود ۱.۷ میلیارد سال پیش پدیدار شدند.
جلبکها دستکم از حدود ۱ میلیارد سال پیش وجود داشتند و احتمالاً حتی زودتر ظاهر شده بودند. جانوران نیز حداقل از حدود ۵۷۰ میلیون سال پیش روی زمین پدیدار شدند و شاید کمی قبلتر از آن نیز وجود داشتهاند. اما برای رسیدن به نیای مشترک گیاهان و جانوران، پژوهشگران باید حدود ۱.۶ میلیارد سال به عقب در تاریخ زمین سفر کنند.
به اصطلاح یوکاریوتهای تاجی (Crown Eukaryotes)، یعنی نخستین اعضای گروههای اصلی یوکاریوتی که امروزه در زمین میبینیم، نقش کلیدی در ظهور حیات پیچیده ایفا کردند. اندرسون معتقد است یوکاریوتها را میتوان نخستین موجودات واقعاً پیچیده در تاریخ زمین دانست؛ موجوداتی که مسیر را برای پیدایش گیاهان، جانوران و در نهایت انسان هموار کردند.
این موجودات باستانی نهتنها داستان تکامل زمین را روشنتر میکنند، بلکه ممکن است به دانشمندان کمک کنند بفهمند در جستوجوی حیات در سیارات و قمرهای دیگر، باید به دنبال چه نشانههایی باشیم.
یوکاریوتها امکان شکلگیری حیات پیچیده را فراهم کردند
یوکاریوتها دارای هسته سلولی هستند؛ جایی که DNA درون آن قرار گرفته است. اما ویژگی مهمتر آنها وجود اندامکها (Organelles)، یعنی ساختارهای کوچکی درون سلول است؛ مانند میتوکندری که انرژی مورد نیاز برای سبکهای پیچیدهتر زندگی را فراهم میکند.
به گفته اندرسون: «این یوکاریوتها هستند که توانستند چندسلولی بودنِ پیچیده و شکلهای بزرگتر حیات را به وجود آورند. تمام جانوران، گیاهان و قارچهایی که در اطراف خود میبینیم، همگی یوکاریوت هستند.»
بدنهای نرم، ردپای کمی از خود به جا گذاشتهاند
هیچ موجود زندهای قدیمیتر از ۵۰۰ میلیون سال دارای پوسته یا اسکلت سخت نبود، زیرا این ساختارها هنوز در آن زمان تکامل پیدا نکرده بودند. به همین دلیل، دیرینهشناسان مجبورند به دنبال محیطهای بسیار خاصی بگردند؛ مکانهایی که در آنها بقایای سلولی و بافتهای نرم بتوانند برای میلیاردها سال حفظ شوند.
در نتیجه، دانشمندان اطلاعات بسیار کمی درباره چگونگی تکامل حیات در دورهای از تاریخ زمین دارند که حدود ۹۰ درصد از کل تاریخ حیات روی سیاره را شامل میشود.
اندرسون میگوید: «چیزی که برای من جذاب است، این است که چگونه از سیارهای که فقط دارای باکتریها بود، به جهانی رسیدیم که موجودات چندسلولی پیچیده در آن زندگی میکردند. پیدا کردن چنین فسیلهای چندسلولیای بسیار دشوار است، بنابراین بخش زیادی از پژوهش من روی شیمی سنگها متمرکز است تا بفهمم این فسیلها در چه شرایطی بهتر حفظ شدهاند.»
این پژوهشها به دانشمندان کمک میکند تا یکی از بزرگترین رازهای تاریخ زمین را بهتر درک کنند: چگونه حیات ساده و میکروسکوپی، سرانجام به موجودات پیچیدهای مانند گیاهان، جانوران و انسان تبدیل شد.
یک مشکل بزرگ: فسیلهای میکروسکوپی یوکاریوتی بهسختی باقی میمانند
یکی از مشکلات اصلی این است که فسیلهای میکروسکوپی یوکاریوتها در طول میلیاردها سال دستخوش فرسایش و تخریب شدهاند و بسیاری از آثار آنها از بین رفته است.
اما اندرسون میگوید: «ما میدانیم که گذار از موجودات تکسلولی به موجودات چندسلولی، چندین بار و در نقاط مختلف زمین اتفاق افتاده است. چیزی که برای ما جالب است این است که چگونه جانوران توانستند به این تنوع عظیمی که امروز میبینیم برسند.»
بخش زیادی از این تنوع زیستی در دورهی گذار میان ادیاکاران و کامبرین شکل گرفت؛ دورهای در حدود ۵۴۰ میلیون سال پیش که یکی از بزرگترین مراحل تکاملی تاریخ زمین به شمار میرود. در این دوره، حیات از موجودات نرمبدن اولیه عبور کرد و وارد انفجار کامبرین شد؛ رویدادی که طی آن جانورانی با توانایی حرکت، پوستههای سخت و اسکلتها بهسرعت در زمین ظاهر شدند.
سنگهای دورافتاده، سرنخهای نادر را حفظ کردهاند
اما برای پیدا کردن چنین فسیلهای میکروسکوپی یوکاریوتی باستانی، باید کجا را جستوجو کرد؟ اندرسون و همکارانش بهطور ویژه به منطقهای به وسعت حدود ۱۰۰ کیلومتر مربع علاقهمند هستند؛ منطقهای که در گذشته یک دریای کمعمق بوده و اکنون در نزدیکی مجمعالجزایری دورافتاده در نزدیکی سوالبارد نروژ، در حدود ۸۰ درجه عرض شمالی قرار دارد.
همچنین تنها یک سال پیش، پژوهشگران در استرالیا برخی از قدیمیترین فسیلهای میکروسکوپی یوکاریوتی کشفشده تاکنون را پیدا کردند که قدمت آنها به حدود ۱.۷۵ میلیارد سال پیش بازمیگردد.
بهترین شرایط برای یافتن چنین فسیلهایی معمولاً در مناطق ساحلی باستانی وجود دارد؛ جاهایی که یوکاریوتها به مواد آلی فراوان و مواد مغذی دسترسی داشتند و همین شرایط به آنها اجازه داد تا به سمت چندسلولی شدن و افزایش تنوع زیستی حرکت کنند.
این فسیلهای کوچک، پنجرهای به یکی از مهمترین لحظات تاریخ زمین باز میکنند؛ زمانی که حیات سادهی تکسلولی، مسیر خود را به سوی جهان پیچیدهای که امروز میشناسیم آغاز کرد.
زمین، مسیر جستوجوی حیات در جهانهای دیگر را نشان میدهد
ایده اصلی این است که به سراغ مناطقی برویم که یا کاملاً دستنخورده باقی ماندهاند، یا تاکنون بهطور گسترده بررسی و نمونهبرداری نشدهاند. خودِ اندرسون تخصصش را روی مناطقی گذاشته که در گذشته محل رسوبات عظیم رُسی بودهاند؛ رسوباتی که ممکن است به حفظ بقایای این یوکاریوتهای باستانی کمک کرده باشند.
اندرسون میگوید: «امروزه باید به دنبال مکانهایی مانند مناطق بیابانی یا قطبی رفت؛ جاهایی که پوشش گیاهی وجود ندارد و سنگها در معرض دید قرار دارند.»
اما این کار اصلاً آسان نیست. پیدا کردن فسیلهای میکروسکوپی یوکاریوتها واقعاً یک کار بسیار دشوار و طاقتفرسا است؛ زیرا این فسیلها هم بسیار کوچک هستند و هم از بافتهای نرم و بدون محافظ تشکیل شدهاند. همین موضوع باعث شده در طول میلیاردها سال، بهشدت تخریب شوند و بسیاری از آثارشان از بین برود.
زمین راهنمای جستوجوی حیات در دیگر سیارات است
اندرسون میگوید: «بزرگترین چالش امروز این است که رکورد فسیلی ما هنوز به اندازه کافی نمونهبرداری نشده است.» او ادامه میدهد: «ما تازه شروع کردهایم بفهمیم کدام سنگها بهترین مکان برای پیدا کردن فسیلهای اولیه هستند، و این اطلاعات به ما کمک میکند تاریخ نخستین حیات روی زمین را ثبت کنیم.»
اندرسون همچنین توضیح میدهد: «بخش زیادی از پژوهشهایی که روی رسهای زمین انجام دادهایم، با هدف پیدا کردن حیات در سیارات دیگر آغاز شد. اگر میخواهیم بدانیم احتمال شکلگیری حیات در جاهای دیگر چقدر است، ابتدا باید بهتر درک کنیم که حیات چگونه روی همین زمین شکل گرفت.»
در واقع، مطالعهی گذشتهی زمین فقط درباره تاریخ سیارهی ما نیست؛ بلکه میتواند نقشه راهی برای جستوجوی حیات در مریخ، قمرهای یخی منظومه شمسی و حتی سیارات دوردست خارج از منظومه شمسی باشد.
سایت علمی بیگ بنگ / منبع: scitechdaily.com
لینک کوتاه نوشته : https://bigbangpage.com/?p=109871
