گوی‌های فسیلی یک‌میلیاردساله؛ قدیمی‌ترین حیات چندسلولی شناخته‌شده زمین

دانشمندان حلقه گمشده تکاملی نادری کشف کرده‌اند که مربوط به ابتدایی‌ترین فصل زندگی روی زمین است. این فسیل میکروسکوپی توپی‌شکلی است که شکاف بین ابتدایی‌ترین موجودات زنده (موجودات تک‌سلولی) و حیات چندسلولی پیچیده‌تر را پر می‌کند. فسیل کروی مذکور حاوی دو نوع سلول مختلف است: ۱. سلول‌های کروی محکمی که دیواره‌ی سلولی بسیار نازکی دارند و به‌طور فشرده درکنارهم قرار گرفته و در مرکز کره دیده می‌شوند؛ ۲. لایه‌ی خارجی که از سلول‌های سوسیس‌شکل با دیواره‌های ضخیم‌تر تشکیل شده است. به‌گزارش لایو ساینس، پژوهشگران در مطالعه‌ای جدید گزارش کردند این فسیل که تخمین زده می‌شود یک‌میلیارد سال قدمت داشته باشد، قدیمی‌ترین فسیل شناخته‌شده از موجودی چندسلولی است.

به‌طورکلی، پذیرفته شده است که حیات روی زمین از اشکال تک‌سلولی تکامل یافته است که در اولین اقیانوس‌ها ظاهر شدند؛ اگرچه فسیل جدید در رسوبات کف منطقه‌ای پیدا شد که زمانی دریاچه‌ای در اسکاتلند کوهستانی بوده است. دانشمندان در مطالعه‌شان گفتند این کشف دیدگاه جدیدی درباره مسیرهای تکاملی ارائه می‌کند که حیات چندسلولی را شکل داده است. چارلز ولمن، استاد گروه علوم جانوری و گیاهی دانشگاه شفیلد بریتانیا و نویسنده مقاله گفت:

منشأ حیات چندسلولی پیچیده و منشأ حیوانات دو مورد از مهم‌ترین رویدادهای در تاریخ حیات روی زمین در نظر گرفته می‌شوند. کشف ما دانش جدیدی درباره این دو رویداد فراهم می‌کند.

امروزه، شواهد اندکی از اولین موجودات زمین باقی مانده است. فسیل‌های میکروسکوپی که تخمین زده می‌شود ۳/۵ میلیارد سال قدمت داشته باشند، قدیمی‌ترین فسیل‌های زندگی روی زمین در نظر گرفته می‌شوند؛ اگرچه برخی کارشناسان این سؤال را مطرح کرده‌اند که آیا نشانه‌های شیمیایی این به اصلاح فسیل‌ها واقعا منشأ زیستی داشته‌اند؟ انواع دیگر فسیل‌های مرتبط با میکروب‌های باستانی حتی قدیمی‌تر هستند؛ مثلا موج‌های رسوبی در گرینلند ۳/۷ میلیارد سال و لوله‌های هماتیت در کانادا ۳/۷۷ تا ۴/۲۹ میلیارد سال قدمت دارند. فسیل‌های قدیمی‌ترین جلبک‌های شناخته‌شده که جد تمام گیاهان زمین محسوب می‌شوند، حدود یک‌میلیارد سال و قدیمی‌ترین آثار حیات جانوری (آثار شیمیایی مرتبط با اسفنج‌های باستانی) حداقل ۶۳۵ میلیون سال قدمت دارند و حتی ممکن است قدمتشان به ۶۶۰ میلیون سال برسد.

نمونه هولوتیپ (گونه‌نام) بیسلوم براسیری

توده‌های سلولی فسیل‌شده کوچک که دانشمندان آن‌ها را بیسلوم براسیری نامیدند، به‌خوبی در حالت سه‌بُعدی حفظ شده و در گره‌هایی از موادمعدنی فسفات محبوس بودند. پل استروتر، نویسنده مقاله از گروه علوم زیست‌محیطی و زمین کالج بوستون گفت:

این توده‌های سلولی مانند عدسی‌های سیاه کوچکی در چینه‌های سنگی قرار داشتند و ضخامت آن‌ها به حدود یک سانتی‌متر می‌رسید. آن‌ها را با استفاده از اره الماس برش دادیم و مقاطع نازکی از آن‌ها ایجاد کردیم. برش‌ها را به‌اندازه‌ی کافی نازک کردیم که نور بتواند از آن عبور کند تا بتوانیم این فسیل‌های سه‌بُعدی را زیر میکروسکوپ بررسی کنیم.

نمای سطحی از سلول‌های کشیده و طویل موجود در نمونه بیسلوم براسیری

پژوهشگران نه‌تنها توده سلولی بی.‌ براسیری را پیدا کردند که در فسفات قرار گرفته بود؛ بلکه چندین نمونه از توده‌های کروی را یافتند که همان ساختار سلولی دوگانه و سازمان‌دهی در مراحل مختلف رشد را نشان می‌دادند. این امر به دانشمندان کمک کرد تا تأیید کنند یافته‌ی آن‌ها زمانی موجود زنده بوده است. بیسلوم به‌معنای دوسلولی است و براسیری برگرفته از نام مارتین براسیری، دیرین‌شناس فقیدی است که یکی از نویسندگان مقاله بوده. براسیری پیش از مرگش در سال ۲۰۱۴، استاد پالئوبیولوژی دانشگاه آکسفورد بود.

در فسیل‌های بی.‌ براسیری که قطرشان به حدود ۰/۰۳ میلی‌متر می‌رسید، دانشمندان شاهد چیزی بودند که قبلا هرگز ندیده بودند: شواهدی از سوابق فسیلی که نشانگر انتقال از حیات تک گ‌سلولی به موجودات چندسلولی بود.

مشخص نیست بی. براسیری نماینده کدام تبار چندسلولی است؛ اما سلول‌های گِرد آن دیواره‌های سخت ندارند؛ بنابراین، احتمالا نوعی جلبک نبوده است. درحقیقت، شکل و سازمان‌دهی سلول‌های آن بیشتر با منشأ همه‌زیان سازگاتر است. همه‌زیان گروهی شامل جانوران چندسلولی و موجودات تک‌سلولی هستند که نزدیک‌ترین خویشاندان جانوران هستند.

محوطه‌ی اسکاتلند کوهستانی قبلا دریاچه‌ای باستانی بوده و همان جایی است که دانشمندان در آن بی. براسیری را پیدا کردند. این محوطه قطعه‌ی جذاب دیگری از معمای تکامل اولیه را ارائه داده است. استروتر توضیح داد معمولا تصور می‌شود قدیمی‌ترین اشکال حیات زمین از اقیانوس‌ها منشأ گرفته باشند؛ زیرا بیشتر فسیل‌های باستانی در رسوبات دریایی حفظ شده‌اند. این در حالی است که رسوبات دریاچه‌ای با این قدمت فراوان نیستند؛ بنابراین، سوگیری در رکوردهای سنگی برای رکوردهای فسیلی دریایی دربرابر رکوردهای آب شیرین وجود دارد. بی. براسیری سرنخ مهمی است که نشان می‌دهد اکوسیستم‌های دریاچه‌های باستانی ازنظر تکامل اولیه حیات می‌تواند به‌اندازه‌ی اقیانوس‌ها مهم بوده باشد. استروتر گفت اقیانوس‌ها محیط نسبتا پایداری برای موجودات زنده فراهم می‌کنند؛ درحالی‌که اکوسیستم‌های آب شیرین بیشتر مستعد تغییرات شدید در دما و خاصیت قلیایی هستند و چنین تغییراتی زمانی‌که حیات پیچیده‌تر روی زمین در مراحل اولیه خود بوده است، می‌توانسته تکامل در دریاچه‌های آب شیرین را تسریع کند.

یافته‌های این پژوهش در مجله Current Biology منتشر شده است.