کشف «دنیایی گمشده» متعلق به یک میلیارد سال قبل

ایسنا: آثار نشانگرهای زیستی تازه کشف شده حاکی از وجود گروه جدیدی از موجودات قبلا ناشناخته به نام «پروتوسترویدها»(protosteroids) است که حدود یک میلیارد سال پیش بر حیات پیچیده‌ی روی زمین حکومت می‌کردند.

به نقل از آی‌ای، دانشمندان میکروارگانیسم‌های باستانی را کشف کرده‌اند که بین یک تا ۱.۶ میلیارد سال پیش می‌زیسته‌اند. این موجودات احتمالا در محیط‌های دریایی زندگی می‌کردند.

به نظر می‌رسد هر چه بیشتر درباره‌ی تکامل حیات بیاموزیم، اسرار بیشتری کشف می‌کنیم. در تحقیقات جدید به تازگی فسیل‌هایی از موجودات ناشناخته کشف شده است که احتمالا متعلق به حدود یک تا ۱.۶ میلیارد سال پیش هستند. این موجودات کوچک که با نام «پروتوستول بیوتا» شناخته می‌شوند، در جهانی با اکسیژن بسیار کمتر از جو کنونی زندگی می‌کردند و در آبراهه‌های سیاره ما می‌زیسته‌اند.

این ارگانیسم‌ها که متعلق به خانواده‌ی یوکاریوت‌ها بوده‌اند، دارای ساختار سلولی پیچیده با میتوکندری و هسته بوده‌اند و با یوکاریوت‌های امروزی مانند حیوانات، گیاهان و آمیب‌ها بسیار متفاوت بوده و با نیازهای محیط خود سازگار بودند.

این موجودات باستانی که توسط دانشمندان دانشگاه ملی استرالیا(ANU) و انجمن هلمهولتز(Helmholtz) از مراکز تحقیقاتی آلمان کشف شدند، رکورد فعلی قدمت استروئیدهای فسیلی را تا ۱.۶ میلیارد سال(از ۸۰۰ میلیون) گسترش دادند. یکی دیگر از دستاوردهای قابل توجه در نحوه‌ی انجام این کشف نهفته است.

همانطور که جوخن بروکس(Jochen Brocks)، استاد دانشگاه ملی استرالیا و یکی از اولین نویسندگان این مطالعه توضیح داده است، دانشمندان ابتدا باید آنچه را که به دنبال آن بودند، با استفاده از ترکیبی از روش‌ها برای «تبدیل انواع استروئیدهای مدرن به معادل فسیل‌شده‌شان» ترسیم می‌کردند. این به آنها اجازه داد تا آثار نادیده گرفته شده در مولکول‌های چربی فسیلی را در داخل یک سنگ ۱.۶ میلیارد ساله که در انتهای اقیانوس در نزدیکی قلمرو شمالی استرالیا قرار دارد، بیابند.

انجام کشف

دکتر بنجامین نترشیم(Benjamin Nettersheim) از دانشگاه برمن و نویسنده اول دیگر مطالعه در مورد چگونگی تعیین مکان یافتن موجودات اولیه توضیح داده است. او می‌گوید که هدف آنها ردیابی بقایای مولکولی موجودات اولیه تا آنجا که ممکن است در تاریخ زمین است.

او توضیح می‌دهد: ما براساس تحقیقات قبلی می‌دانستیم که چگونه و در کجای زمین می‌توان این آثار مولکولی گران‌بها از حیات اولیه روی زمین را پیدا کرد. تنها چند مکان در جهان وجود دارد که رسوبات باستانی بیشتر از عمق چند کیلومتری در آن‌ها دفن نشده‌اند و هرگز به حدی گرم نشده‌اند که اطلاعات بوم‌شناختی تشخیصی بیومولکول‌های زیستی اصلی به‌طور کامل توسط گرما و فرآیندهای دگرگونی زمین‌شناسی از بین می‌رود.

یکی از این مکان‌ها که هنوز فسیل‌های مولکولی تشخیصی در آن وجود دارد، در شمال استرالیا است. همانطور که دکتر نترشیم توضیح داد، سنگ‌های رسوبی در آنجا در طول ۱.۶۴ میلیارد سال از تاریخ زمین شناسی تغییرات بسیار کمی را متحمل شده‌اند.

برای یافتن این فسیل‌های گمشده، دانشمندان مجبور شدند الگوهای جستجوی جدیدی را در آزمایشگاه ایجاد کنند و پس از آن شروع به یافتن استروئیدهای فسیلی در تقریبا تمام سنگ‌های دارای نشانگر زیستی در بازه‌ی زمانی بین ۸۰۰ میلیون تا ۱.۶ میلیارد سال کردند. به گفته نترشیم، از این میان، تنها هوپانوئیدهای(hopanoids) باکتریایی شناخته شده بودند.

او توضیح داد: اما اینها کلسترول‌های فسیلی نیستند، بلکه از نظر بیوسنتزی نسخه‌ی ابتدایی‌تری از آن‌ها هستند.

اکنون مشتقات فسیلی این مولکول‌ها را پیدا کرده‌ایم. ما فکر می‌کنیم که آنها احتمالا تا حدی از اجداد یوکاریوتی بسیار اولیه ما نشات می‌گیرند که در آن زمان باید بسیار گسترده‌تر و از نظر زیست محیطی بسیار مهم‌تر از آنچه قبلا تصور می‌شد، بوده باشند.

تغییر درک ما از تکامل

نترشیم در پاسخ به این سوال که چگونه این کشف بر دانش ما از فرآیندهای تکاملی تاثیر می‌گذارد، اظهار داشت: اگر تفسیر ما درست باشد که فسیل‌های مولکولی عمدتا از اجداد یوکاریوتی اولیه ما سرچشمه می‌گیرند، به این معنی است که اجداد اولیه ما  که بر اکثر محیط‌های دریایی بین ۱.۶ میلیارد تا حدود ۸۰۰ میلیون سال پیش هنوز به ساقه‌ی درخت یوکاریوتی‌ها تعلق داشتند.

این بدان معناست که در دوره‌ی تونین در حدود ۸۰۰ میلیون سال پیش بود که انواع مدرن یوکاریوت‌ها مانند جلبک‌های قرمز و یوکاریوت‌های هتروتروف و به اصطلاح پروتیست‌ها مانند مژک‌داران فزونی یافتند و این از نظر زیست محیطی در مقیاس جهانی مهم است.

چه چیزی باعث انقراض آن‌ها شد؟

محققان بر این باورند که یافته‌های آن‌ها درک ما را از تغییر عمده‌ای که در دوره تونین رخ داده است، بهبود می‌بخشد، زیرا زمانی از حدود یک میلیارد تا ۷۲۰ میلیون سال پیش شناخته شده است. نترشیم معتقد است که هم افزایش قابل توجه در تنوع فسیلی یوکاریوت‌ها و هم ظهور اولین فسیل‌های استرول مدرن به دنبال ۸۰۰ میلیون سال حضور استرول‌های منحصرا اولیه در آن بازه زمانی، دگرگونی قابل توجهی در اکوسیستم‌های دریایی در مقیاس جهانی به وجود آورد که باید منجر به انقراض این موجودات باستانی شده باشد.

او می‌گوید: این امکان وجود دارد که پروتوسترول بیوتای اولیه منقرض شده باشد یا به احتمال زیاد در اثر آشفتگی‌های زیست محیطی در این دوره به حاشیه رانده شده باشد. ممکن است نابودی آنها، به عنوان مثال، به دلیل ظهور یوکاریوت‌های مدرن و تغییرات در غلظت اکسیژن جو یا رژیم مواد مغذی بوده باشد.

جستجو برای دیگر موجودات باستانی

دانشمندان اکنون که برخی از میکروارگانیسم‌های یک میلیارد سال پیش را شناسایی کرده‌اند، به دنبال یافتن موارد بیشتری هستند. آن‌ها در تلاشند تا اکوسیستم‌های باستانی و تکامل زندگی اولیه را همانطور که در پرونده‌های سنگی ثبت شده با بیشترین جزئیات ممکن بازسازی کنند.

مطالعه آن‌ها با عنوان «دنیای گمشده‌ی حیات پیچیده و ظهور دیرهنگام تاج ‌یوکاریوتی» در مجله نیچر منتشر شده است.