گل‌ها احتمالا باستانی‌تر از دایناسورها هستند؛ اما زمان دقیق تکاملشان معلوم نیست

گل‌ها شاید حساس و ظریف به نظر برسند، اما گیاهان گل‌دار که دانشمندان آن‌ها را نهان‌دانه می‌نامند، یکی از موفق‌ترین موجودات زنده‌ی تکاملی روی سیاره زمین به شمار می‌روند. این گروه با دربرداشتن بیش از ۳۵۰ هزار گونه‌ی شناخته‌شده، بر سیستم زیست‌‌بومی غلبه دارد، به شبکه‌های غذایی شکل می‌دهد و نقشی حیاتی را در تولید اکسیژن ایفا می‌کند. علاوه بر این، درصد زیادی از آن‌ها مثل گل‌های رز، غلات و گوجه‌‌فرنگی‌ها محصولات تجاری ارزشمندی هستند.

اما آیا تاکنون به این فکر کرده‌اید که گل‌ها برای اولین بار چه زمانی به تکامل رسیدند و چه عاملی طی میلیون‌ها سال تکامل به رشد این گونه‌های زیبا انجامیده است؟ پژوهشی جدید دیدگاه‌های تازه‌ای را درباره‌ی این بحث دیرینه مطرح می‌کند.

وقتی به فسیل‌ها فکر می‌کنید، احتمالا دایناسورها و آمونیت‌ها (موجودات دارای استخوان یا پوسته‌های سخت که با وجود تغییرات زمین‌شناسی در سنگ‌ها حفظ شده‌اند)، به ذهنتان می‌آیند. بااین‌حال، گل‌ها با گلبرگ‌های ظریف و گرده‌های ریز هم ممکن است با به‌دام‌افتادن در کهربا یا به عبارت بهتر، کریستالیزه یا کربنیزه‌شدن، حفظ شوند.

به طور کلی، قانع‌کننده‌ترین شواهد فسیلی از اوایل دوره‌ی کرتاسه در حدود ۱۳۲ میلیون سال پیش به دست آمدند. با این‌حال، قدیمی‌ترین شواهد فسیلی یک غنچه‌ی گل به عصر ژوراسیک در حدود ۱۶۴ میلیون سال پیش بازمی‌گردد. این گونه که Florigerminis jurassica نامیده می‌شود، در چین کشف شده است؛ اما به دلیل تعریف‌های مختلف از اندام‌های گل‌ها، تمام دانشمندان موافق نیستند که این گونه یک نهان‌دانه باشد.

گل‌ها می‌توانند با جزئیات بالایی حفظ شوند. در حدود ۳۴ الی ۳۸ میلیون سال پیش، عصاره‌ی درخت‌ها و رزین باعث فسیل شدن گلبرگ‌ها و دانه‌های یک گل فسیلی در جنگل گیاهان مخروطی بالتیک شد. این گل که بزرگ‌ترین گل فسیلی کهربایی شناخته‌شده است، سه سانتی‌متر عرض دارد و با ابعاد سه برابر بزرگ‌تر از اغلب فسیل‌های گل، جزئیات زیبایی را نشان می‌دهد.

زمان تکامل گل‌ها هنوز موضوع بحث بین دانشمندان است، اما اغلب دانشمندان در یکی از این دو گروه قرار دارند: ژوراسیک یا کرتاسه. بر اساس تحلیل‌هایی که از داده‌های مولکولی (DNA یا توالی‌های پروتئینی) به دست آمدند، گل‌ها می‌توانند بسیار قدیمی‌تر از آن چیزی باشند که سوابق فسیلی نشان می‌دهند؛ به‌طوری‌که قدمتشان ممکن است به دوره‌ی ژوراسیک در حدود ۱۴۵ میلیون سال پیش یا حتی دوره‌ی تریاس در حدود ۲۰۱ میلیون سال پیش بازگردد.

دانستن زمان و چگونگی ظهور گیاهان گل‌دار و چگونگی واگرایی آن‌ها از دیگر گیاهان برای دانشمندان حائز اهمیت است. این اطلاعات به ما در درک چگونگی سازگاری نهان‌دانه‌ها با محیط‌های مختلف، ارتباط آن‌ها با دیگر موجودات زنده و واکنششان به رویدادهای زمین‌شناختی عمده مثل تغییرات اقلیمی و انقراض‌های جمعی کمک می‌کند.

یکی از روش‌هایی که دانشمندان برای تعیین زمان‌بندی رویدادهای تکاملی به کار می‌برند، ساعت مولکولی است. بر اساس این مفهوم، جهش‌های ژنتیکی تمایل دارند با سرعت ثابتی در طول زمان و بین گونه‌ها انباشته شوند. سرعت جهش را می‌توان به سرعت تیک‌تاک ثابت یک ساعت تشبیه کرد.

تغییر در توالی‌های ژنی بین گونه‌های مختلف می‌تواند به دانشمندان بگوید که چه زمانی گونه‌ها از جد مشترکشان جدا شدند. پژوهشگرها برای ساخت یک ساعت مولکولی، آن بخش‌های ژنی را تحلیل می‌کنند که در طول تکامل یک گونه حفظ می‌شوند.

برای مثال، پژوهشگرها با مقایسه‌ی DNA می‌توانند تخمین بزنند که چه زمانی نهان‌دانه‌های کنونی و نزدیک‌ترین خویشاوندانشان مثل گیاه بازدانه‌ها از یکدیگر جدا شدند. گیاهان مخروطی مثالی از گیاه بازدانه‌ها هستند. دانشمندان همچنین می‌توانند میزان دوری رابطه‌ی بین گونه‌های نهان‌دانه را با مقایسه‌ی DNA آن‌ها تخمین بزنند.

خصوصیات فیزیکی می‌توانند نکات زیادی درباره‌ی تکامل اولیه‌ی گل‌ها به ما بگویند. دانشمندان به بررسی گیاهان فسیلی می‌پردازند و تغییرات تدریجی را در ساختارهایی مثل برگ‌ها، گل‌ها و دانه‌ها بررسی می‌کنند. مقایسه‌ی آناتومی به پژوهشگرها امکان می‌دهد شباهت‌ها و تفاوت‌های بین گونه‌های منقرض‌شده و امروزی یا گونه‌هایی در تبارهای مختلف را شناسایی کنند.

با این‌حال، رویکرد فوق محدودیت‌هایی دارد. خصلت‌های بیولوژیکی که به یکدیگر شباهت دارند، ممکن است حاصل تکامل همگرا باشند که نشان‌دهنده‌ی تغییر خصلت‌ها بر اثر سازگاری محیطی است نه تشابه ژنتیکی.

برای مثال باله‌ نهنگ‌ها و ماهی‌ها به‌صورت مستقل برای شنا به تکامل رسیدند. این باله‌ها شاید به یکدیگر شبیه باشند، اما حتی در یک دسته‌ی تکاملی هم قرار ندارند؛ زیرا نهنگ‌ها پستاندار هستند و ماهی‌ها غیرپستاندار. به‌طور مشابهی، بال‌های پرندگان، خفاش‌ها و برخی حشرات مثل پروانه‌ها هم برای قابلیت پرواز به تکامل رسیدند، اما ازنظر آناتومی و ژنی تفاوت‌های زیادی دارند.

برای تخمین سن نهان‌دانه‌ها می‌توان از رویکردهای ریاضی مثل روش پل براونی بیزی (BBB) استفاده کرد. این مدل آماری فرمولی علمی است که از توزیع فسیل‌ها در طول زمان برای تخمین سن یک گروه استفاده می‌کند.

یک گروه پژوهشی بین‌المللی با استفاده از روش BBB به این نتیجه رسیدند که منشأ نهان‌دانه‌ها از فرضیه‌ی پیش‌کرتاسه پشتیبانی می‌کند؛ بدین معنی که گل‌ها ممکن است در کنار دایناسورها به تکامل رسیده و از آن‌ها بیشتر عمر کرده باشند.

یافته‌ی فوق همچنین از فرضیه‌ی چارلز داروین درباره‌ی گل‌ها پشتیبانی می‌کند که براساس آن، گل‌ها در طول دوره‌ی کرتاسه با سرعت بالایی تغییر کردند. این پژوهش نشان داد که مسیر تکامل نهان‌دانه‌ها بین ۱۲۵ میلیون تا ۷۲ میلیون سال پیش با افزایش اندوختگی تباری روبه‌رو بوده است یا به بیان دیگر شاخه‌هایی از یک خانواده در خانواده‌های جدید افزایش یافته‌اند.

درک منشأ نهان‌دانه‌ها دیدگاه‌های ارزشمندی را درباره‌ی شبکه‌ی درونی حیات روی سیاره ما فراهم می‌کند. همچنین می‌توان به تلاش‌های کشاورزی و حفاظت از محیط کمک کند؛ بنابراین، دفعه‌ی بعد که به یک گل زیبا خیره شدید یا از یک میوه آبدار لذت بردید، به یاد داشته باشید که داستان نهان‌دانه‌ها روایت تاب‌آوری، سازگاری و زیبایی است که بخش زیادی از آن در انتظار کشف‌شدن به سر می‌برد.