کشف شواهدی از تکامل انگشت در ماهی‌ها

نتایج پژوهشی جدید، پرده از یکی از اسرار تکامل ماهی‌ها به جانوران چهاراندام برمی‌دارد و سرنخ‌هایی درمورد تکامل انگشت در این جانوران در اختیار می‌گذارد.

جانوران چهاراندام چندین ویژگی مشترک دارند. آن‌ها دارای ستون فقرات و تقارن دوطرفه هستند و بیشتر ما در انتهای هرکدام از این اندام‌های خود، پنج انگشت داریم (پرنده‌ها نیز زمانی داشتند). اینکه این انگشتان در چه زمانی و چگونه، در جانوران ظهور پیدا کرد، یک معما بوده است. دیرینه‌شناسان به‌تازگی اولین شواهد از این ویژگی آناتومیکی را در باله‌ی ماهی که ۳۸۰ میلیون سال پیش می‌زیسته، پیدا کردند. اگرچه ممکن است این استخوان‌های انگشت ابتدایی چندان شبیه انگشت‌های امروزی نباشند، یکی از مهم‌ترین انتقال‌ها را در تکامل مهره‌داران نشان می‌دهند. جان لانگ، دیرینه‌شناس دانشگاه فلیندرز در استرالیا می‌گوید:

ما درمورد منشا اینکه چگونه اولین‌بار دست برای تمام مهره‌داران تشکیل شد، به پیشرفت بزرگی دست پیدا کرده‌ایم.

او در بیانیه‌ای گفت:

این اولین‌بار است که ما به‌طور واضح انگشتان قفل‌شده در باله‌ی دارای شعاع را در یک ماهی کشف می‌کنیم. انگشتان بنددار در باله مانند استخوان‌های انگشت یافت شده در دستان بیشتر جانوران است.

یکی از مهم‌ترین رویدادهای تاریخ تکاملی، انتقال از ماهی که در آب زندگی می‌کرد، به موجودات چهاراندام (تتراپود) است. اما هنوز شکاف‌های علمی قابل‌توجهی دراین‌زمینه وجود دارد. یکی از این شکاف‌ها، نقطه‌ای است که در آن ماهی‌ها از عمق آب خارج شده و در آب‌های کم‌عمق به جستجوی غذا مشغول شدند؛ چیزی که به‌عنوان مرحله‌ی حدواسط قبل‌از خزیدن روی زمین محسوب می‌شود. برای تکمیل این انتقال، جانوران به چیزی نیاز داشتند که برای خزیدن کاملا حیاتی بود، یعنی دست‌ها و پاها و انگشتان. این همان جایی است که نمونه‌ای از یک ماهی که به گروه لبه‌بالگان تعلق داشته و Elpistostege watsoni نام دارد، وارد تصویر می‌شود. این موجود، نوعی ماهی تتراپودمانند است که به راسته‌ای به‌نام الپیستوستگالیا (Elpistostegalia) تعلق داشته و روی خط اجدادی قرار دارد که به تتراپودها منتهی می‌شود. درک ما از پیدایش تتراپودها تا حد زیادی متکی‌بر دانشی است که درمورد این راسته داریم.

Elpistostege watsoni

رکوردهای فسیلی راسته‌ی الپیستوستگالیا بسیار کمیاب و در موارد موجود نیز آناتومی اسکلتی بخش باله‌ی سینه‌ای ناقص بوده است. تا اینکه در سال ۲۰۱۰ در کبک کانادا یک اسکلت کامل فسیل‌شده‌ی حدودا ۱/۵۷ متری از E. watsoni کشف شد. لانگ و دیرینه‌شناس دیگری به‌نام ریچارد کلوتیر از دانشگاه ریموسکی کبک، به دقت استخوان‌های فسیل شده را مورد مطالعه قرار دادند تا ببیند که این استخوان‌ها چه چیزی درمورد این جانور اسرارآمیز می‌گویند. این مقاله‌ی اول از مجموعه مقالاتی است که درمورد این فسیل منتشر خواهد شد و توضیح می‌دهد که چگونه پژوهشگران از سی‌تی‌اسکن برای کشف آناتومی اسکلت باله استفاده کردند. لانگ می‌گوید:

ما روی کشف استخوان‌های انگشت در باله متمرکز شدیم زیرا این کشف واقعا حیرت‌آوری بود، اولین مورد قطعی (نه بحث‌برانگیز) از یک ماهی که دارای استخوان‌های انگشت است. وقتی ما اسکلت باله‌ی Elpistostege را با اسکلت‌های بازو و دست جانوران خشکی‌زی مقایسه کردیم، مشخص شد که ردیف‌های استخوان‌های انگشت (در مفهوم تکاملی) همانند استخوان‌های بندانگشت در دستان جانوران خشکی است.

 آناتومی ابتدایی اندام تتراپود

مقایسه‌ی آناتومی  اندام تتراپود ابتدایی

استخوان‌ها دقیقا انگشتان واقعی نیستند زیرا درون باله که مانند دستکشی بدون پنجه است، گیر افتاده‌اند و نمی‌توانند آزادانه حرکت کنند. اما این ویژگی، جانور را به‌عنوان موجود حد واسط بین ماهی و تتراپود تأیید می‌کند. اگرچه برخی فکر می‌کردند که انگشتان و استخوان‌های کف دست منحصر به تتراپودها است، شواهدی برخلاف آن وجود دارد. برای مثال، آرایش تتراپودمانند استخوان‌های بازو، رادیوس (زند زبرین) و اولنا (زند زیرین) در ماهی‌های گروه لبه‌بالگان که در سال ۱۹۸۲ کشف شد. کلوتیر توضیح می‌دهد:

منشا انگشتان با توسعه‌ی توانایی ماهی برای حمایت وزن خود در آب‌های کم‌کمق یا برای سفرهای کوتاه روی خشکی ارتباط دارد. افزایش تعداد استخوان‌های کوچک در باله سطح بیشتری از انعطاف‌پذیری را مهیا می‌کند تا ماهی بتواند وزن خود را ازطریق باله پخش کند. ویژگی‌های دیگری که مطالعه نشان داد مربوط به ساختار استخوان بازو (هومروس) است که آن نیز ویژگی‌های را نشان می‌دهد که با دوزیستان اولیه مشترک است. Elpistostege لزوما جد ما نیست اما نزدیک‌ترین موجودی است که ما را به یک فسیل انتقالی یعنی واسط میان ماهی‌ها و تتراپودها می‌رساند.

پژوهشگران در ادامه‌ی پژوهش‌های خود، روی سر و بخش‌هایی از جمجمه تمرکز خواهد داشت و برای ردیابی بیشتر این ارتباطات تکاملی، مقایساتی را با تتراپودهای اولیه انجام خواهند داد. لانگ می‌گوید:

این واقعا نمونه‌ی شگفت‌آوری است.

نتایج این پژوهش در مجله‌ی Nature منتشر شده است.

منبع sciencealert

از سراسر وب

  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده

بیشتر بخوانید