دانشمندان این معمای بزرگ را حل کردند!

فرارو: کدام اول آمد مرغ یا تخم مرغ؟ در طول سالیان دراز این معما نه تنها مغز‌های جوان بلکه مغز روشنفکران را نیز به خود مشغول کرده بود.

با این وجود، طبق نتیجه مطالعه تازه‌ای که توسط دانشگاه بریستول صورت گرفته و در قالب مقاله‌ای در نشریه Nature Ecology and Evolution منتشر شده به نظر می‌رسد شرط بندی بر روی این نظریه که ابتدا مرغ آمده ایده هوشمندانه تری خواهد بود، زیرا نتایج نشان می‌دهند که اولین خزندگان و پرندگان ممکن است فرزندان خود را به دنیا آورده باشند.

دانشمندان دریافته اند که اجداد پرندگان و خزندگان امروزی ممکن است در وهله نخست بدون تخم به دنیا آمده باشند. برخی از گونه‌هایی که تخم گذاری می‌کنند می‌توانند از اجدادی که در گذشته با ظاهری دیگر می‌زیسته اند به دنیا آمده و تکامل یافته باشند و گونه‌ها می‌توانند طی فرآیند تکاملی در هر دو جهش پیدا کنند.

پژوهشگران دانشگاه بریستول در همکاری با محققان دانشگاه نانجینگ با این دیدگاه مخالفت کرده‌اند که تخم‌های با پوسته سخت کلید موفقیت مایع آمنیوتیک* در رحم مادر باردار هستند حیواناتی که جنین‌های شان در داخل آمنیون (غشاء یا کیسه) داخل تخمک رشد می‌کند.

پستانداران جنین‌های خود را در داخل حفظ می‌کنند که به عنوان حفظ جنین طولانی یا EER شناخته شده و به آن‌ها اجازه می‌دهد پیش از تولد تا سنین جوانی درون مادر رشد کنند.

علیرغم آن که مارمولک‌ها و مار‌ها نیز تمایل دارند جنین خود را برای مدت زمان طولانی تری در داخل خود نگه دارند پس از آن معمولا به تخم گذاری ادامه می‌دهند، اما برخی از آن‌ها می‌توانند جوان زنده به دنیا بیاورند.

مطالعات قبلی نشان داده بودند که اشکال اولیه پستانداران، مارمولک‌ها، تمساح‌ها و پرندگان که تحت عنوان آمنیوت‌ها قرار می‌گیرند توانایی نگهداری جنین‌های خود را در داخل ندارند.

مطالعه جدید که نتایج آن در مجله Nature Ecology & Evolution منتشر شده نشان می‌دهد که تمام شاخه‌های درخت تکاملی آمنیوت‌ها از جمله کروکودیل‌ها و پرندگان تخم گذار معاصر، اجدادی دارند که جنین را برای مدت طولانی‌تری قبل از تولید مثل در داخل خود نگه می‌داشتند.

اعتقاد بر این بود که این موضوع در نهایت به بحث دیرینه در این باره که اول مرغ بود یا تخم مرغ پایان خواهد داد. با این وجود، طبق نتایج مطالعه تازه نخستین اجداد خزنده مرغ که میلیون‌ها سال قبل از تشکیل دایناسور‌ها زندگی می‌کردند ممکن است برخلاف آن چه پیش‌تر تصور می‌شد تخم گذاری نکرده باشند.

در مطالعه تازه ۵۱ گونه فسیلی و ۲۹ گونه فعلی مورد ارزیابی قرار گرفتند که ممکن است به عنوان تخم زا (به این معنی که تخم‌های سخت یا پوسته نرم می‌گذارند) یا زنده زا (به این معنی که جوان زنده به دنیا می‌آورند) طبقه بندی شوند.

نتیجه این مطالعه نشان داد که همه گونه‌های اصلی آمنیوتا، از جمله پستانداران (پستانداران)، لپیدوسوریا (مارمولک‌ها و سایر خزندگان)، و آرکوسوریا (دایناسورها، کروکودیل‌ها، و پرندگان) زنده زا هستند و شواهدی از نگهداری طولانی مدت جنین مشاهده شد.

نتیجه این مطالعه نشان می‌دهد که تخم آمنیوتیک بسیار متفاوت از تخم آنامنیوتیک دوزیستان موجود است که فاقد پوسته و غشای خارج جنینی هستند. تخم آمنیوتیک شامل مجموعه‌ای از غشا‌های جنینی شامل آمنیون، کوریون و آلانتویس و همچنین یک پوسته خارجی است که می‌تواند به شدت معدنی شود یا از نظر معدنی ضعیف باشد.

حفظ جنین طولانی (EER)، حالت تولید مثل اولیه

این حالت وضعیتی را توصیف می‌کند که در آن بچه‌ها توسط مادران شان بسته به این که آیا شرایط برای بقا مساعد است یا خیر، برای مدت‌های مختلف نگهداری می‌شوند. بر اساس نتیجه مطالعه تازه به نظر می‌رسد که نگهداری طولانی‌تر جنین جایگزین تخم‌های پوسته سخت شده است. اولین چهار پایانی که اندام‌هایی را از باله‌های ماهی ایجاد کردند قبل از آمنیوت‌ها، عمدتا از نظر رفتار آبزی بودند. به گفته "مایکل بنتون" یکی از نویسندگان مرتبط با این پژوهش، آنان همانند دوزیستان معاصر مانند قورباغه‌ها و سمندر‌ها برای خوردن و تولیدمثل نیاز داشتند در آب یا نزدیک آن زندگی کنند.

به گفته او آمنیوت*‌ها در زمان پیدایششان حدود ۳۲۰ میلیون سال پیش توانستند از آب فرار کنند، زیرا پوست‌های ضد آب و سایر خصوصیات را تکامل دادند که به آنان اجازه می‌داد از دست دادن آب را تنظیم کنند. با این وجود، تخمک آمنیوتیک عنصری کلیدی بود. گفته می‌شود که به مثابه یک "برکه خصوصی" است که در آن خزنده در حال رشد از خشک شدن در آب و هوای گرم محافظت می‌شود و آمنیوتا را قادر می‌سازد از کنار آب دور شده و بر اکوسیستم‌های زمینی تسلط یابد.

"یائو جیانگ" استاد دانشگاه نانجینگ در این باره می‌گوید: "با این نتایج دیدگاه استاندارد به چالش کشیده شده است. زیست‌شناسان متوجه شده بودند که بسیاری از مارمولک‌ها و مار‌ها استراتژی‌های تولید مثلی انعطاف پذیری را در طول تخمک ریزی و زنده زایی نشان می‌دهند. گاهی اوقات، گونه‌های نزدیک به هم هر دو رفتار را نشان می‌دهند و معلوم می‌شود که مارمولک‌های زنده می‌توانند خیلی راحت‌تر از آن چه تصور می‌شد به تخم‌گذاری برگردند".

امروزه "حفظ جنین طولانی" (EER) که در آن مادر بچه‌های در حال رشد را در بدن خود نگه می‌دارد در بین مهره داران بسیار شایع است. این امر در مارمولک‌ها و مار‌ها نیز بسیار فراگیر و متنوع است. این حیوانات در مراحل مختلف زندگی می‌توانند بچه‌ها را چه در داخل تخم مرغ و چه به عنوان چرخاننده‌های کوچک رها کنند. علیرغم آن که مادران می‌توانند بچه‌های خود را در حالی که هوا گرم است و مواد غذایی کافی وجود دارد رها کنند "حفظ جنین طولانی" ممکن است سودمند باشد.

بنتون به این نتیجه می‌رسد که مطالعه کنونی مدل کلاسیک "تخم خزندگان" کتاب‌های درسی را به همراه سایر مطالعات اخیر سالیان گذشته منسوخ می‌کند و ممکن است نشان دهد که "حفظ جنین طولانی" به جای یک پوسته تخم سخت از آمنیوت‌ها سرچشمه می‌گیرد تا از جنین در حال رشد آن‌ها محافظت کند.

*مایع آمنیوتیک از مادر تراوش می‌شود و ابتدا فقط حاوی آب و الکترولیت‌ها است، ولی از حدود دوازده تا چهارده هفتگی پروتئین، کربوهیدرات، چربی، فسفولیپید و اوره نیز به داخل آن ترشح می‌شود.
*آمنیوت‌ها دسته‌ای از مهره داران چهارپایان هستند که شامل سورپسید‌ها (از جمله خزندگان و پرندگان) و سیناپسید‌ها (از جمله پستانداران) می‌شوند.