مغز؛ بودن یا نبودن؟

فرادید: اسفنج‌ها در معنای زندگی و منشا حیات تعمق نمی‌کنند. اما از برخی جهات در کلیت قضیۀ زندگی کردن از ما بهترند. آنها میلیونها سال است که در این سیاره زندگی کرده‌اند، و توانسته‌اند با جذب مواد مغذی از طریق منافذ بدنشان، این همه مدت در کف اقیانوس دوام بیاورند.

به گزارش بی‌بی‌سی، در نظر ما، آنها تقریباً به شکل مضحکی ساده هستند. آنها مغز و البته سلول عصبی ندارند. اما بدون اینها، روزگارشان را به خوبی سپری می‌کنند.

بی‌مغزی اسفنجها حتی می‌تواند نکتۀ مثبتی باشد. برخی از دانشمندان بر این باورند، که اسفنج‌ها زمانی دارای مغز یا چیزی شبیه به آن بوده‌اند، اما در روند تکامل از شرش خلاص شده‌اند. و آنها تنها موجوداتی نیستند که این مسیر را طی کرده‌اند. از نظر ما مغز یک ضرورت است، اما به نظر می‌رسد که بعضی از حیوانات بدون آن زندگی بهتری دارند.


اسفنج‌ها با تصفیۀ مواد مغذی از آب، غذای مورد نیاز خود را تامین می‌کنند

مغز زمانی پدید می‌آید که تعداد زیادی از سلولهای عصبی که به آنها نورون گفته می‌شود، به شکل یک تودۀ بزرگ گرد هم بیایند. بسیاری از اورگانیسمها دارای مغز به معنای حقیقی آن نیستند، بلکه دارای "شبکه‌ای عصبی" از نورون‌ها هستند که در بدنشان پراکنده‌اند. با این وجود، اسفنج‌ها حتی آن را هم ندارند.

پیدایش مغز ما به حدود چهار میلیارد سال پیش بازمی‌گردد. زمانی که اولین بار حیات در روی زمین شکل گرفت. اولین نیاکان ما اورگانیسم‌های تک سلولی بودند، و یک میلیارد سال دیگر زمان برد تا اورگانیسم‌های پیچیده‌تری ظاهر شوند. مشخص نیست که آیا آنها سلولهای عصبی داشته‌اند یا خیر.


بهترین فسیلی که سیستم عصبی آن حفظ شده ۵۲۰ میلیون سال قدمت دارد

قدیمی‌ترین فسیل دارای مغز پیچیده‌ای که تاکنون یافت شده است، ۵۲۰ میلیون سال قدمت دارد. در آن زمان حیات در حال فراوانتر و متنوعتر شدن بود. اغلب به این دوره با اصطلاح "انفجار کامبرین" اشاره می‌شود.

این فسیل که در چین کشف شده، مربوط به حیوانی است که شبیه یک خرخاکی دارای پنجه بوده است. به نظر می‌رسد که این حیوان دارای مغزی نسبتاً پیچیده بوده که از مغز پیشین، پسین و میانی تشکیل می‌شده است. همۀ این بخشها دارای مدارهای عصبی تخصصی بوده‌اند.

این کشف نشان می‌دهد که مغزهای پیچیده حداقل از ۵۲۰ میلیون سال پیش وجود داشته‌اند. اما احتمالاً باقی نمانده‌اند.


اسفنج لوله‌ای زرد

بر اساس تحقیقات فرانک هرث از کینگز کالج لندن، اسفنج‌های دریایی در مسیر تکاملی دراز خود، زمانی دارای نورون بوده‌اند. او می‌گوید که این ساختارها را در روند "کاهش تکاملی" از دست داده‌اند.

موارد زیادی از این موضوع وجود داشته است. بسیاری از گونه‌ها، اندامهایی را که حیاتی به نظر می‌رسند را در روند تکامل از دست می‌دهند. برای مثال، سخت‌پوستانی که غارهای تاریک زندگی می‌کنند، در حال از دست دادن چشمهای خود هستند.

مهمترین مدرکی که در مورد حذف مغز در اسفنج‌ها وجود دارد از فیلوژنتیک، رشته‌ای که در آن تلاش می‌شود ارتباط میان گروهای مختلف حیوانات کشف شود، می‌آید. محققان یک "درخت زندگی" طراحی کرده‌اند، که همچون یک شجرۀ خانوادگی، این روابط را نشان می‌دهد.


سیستم عصبی در قلمرو حیوانات

مدتها تصور می‌شد که اسفنج‌ها، با همۀ دیگر موجودات زنده خواهر هستند، و شاخۀشان خیلی زود جدا شده است. این بدین معنی است، که از میان همۀ حیوانات، اسفنج‌ها بیش از همه به حیوانات اجدادی مشابهت دارند.

این موضوع، به دنبال مقاله‌ای که در سال ۲۰۰۸ در مجلۀ "نیچر" به چاپ رسید، به چالش کشیده شده است.

محققان، نمونه‌های ژنی از بسیاری اورگانیسم‌ها را از جمله، ژن‌های گروه دیگری از حیوانات دریایی به نام شانه‌داران را بررسی کردند. شانه‌داران، حالا به عنوان خواهر همۀ حیوانات دیگر، جای اسفنج‌ها را گرفته‌اند و نزدیکترین گونه به حیوانات اجدادی باستانی محسوب می‌شوند.

موضوع عجیب این است که شانه‌داران سیستم عصبی پیچیده‌ای دارند. این موضوع به این معناست که اجداد این گونه، که حتماً می‌بایست اجداد اسفنج‌ها نیز بوده باشند، هم احتمالاً دارای سیستم عصبی بوده‌اند. اگر این موضوع حقیقت داشته باشد، یک جا در مسیر تکامل، اسفنج‌ها عصب‌های خود را از دست داده‌اند.


یک شانه‌دار

شواهد ژنتیکی‌ای در تایید این موضوع وجود دارد. جوزف رایان، از دانشگاه فلوریدا، می‌گوید که اسفنج‌ها بسیاری از ژن‌هایی را که برای ساختن سیستم عصبی لازم است را دارند. اما این کار را نمی‌کنند.

خلاص شدن از دست مغز ایدۀ خوبی به نظر نمی‌رسد. بنابراین، چرا اسفنج‌ها خودشان را از مغز خلاص کرده‌اند؟

اول از همه اینکه، مغز میزان عظیمی انرژی مصرف می‌کند. در انسان‌ها، بیش از ۲۰ درصد انرژی بدن صرف تغذیۀ مغز می‌شود.

در عین حال، اسفنج‌ها مشخصاً در کاری که می‌کنند استادند: یعنی تصفیۀ آب و قاپیدن آنچه که به کار می‌آید، یعنی ذرات مغذی. افزودن یک سیستم عصبی، نمی‌تواند کمکی به این کار بکند.

هرث می‌گوید: "وقتی که کف دریا نشسته باشید و کارتان تنها جذب غذایی که می‌آید باشد، نیازی به مغز ندارید. داشتن مغز تنها انرژی هدر دادن است و قادر نخواهید بود که نیاز آن به انرژی را رفع کنید."


یک اسفنج بشکه‌ی غول‌پیکر

رایان می‌گوید: "مدتها فکر می‌‎کردیم که اسفنج‌ها شدیداً ساده هستند و به همین خاطر هرگز سیستم عصبی نداشته‌اند. مدتی طول خواهد کشید تا این تصور تغییر کند."

اسفنج‌ها احتمالاً تنها مخلوقاتی نیستند که سیستم عصبی خود را از دست داده‌اند یا حداقل آن را ساده کرده‌اند. برخی انگل‌ها، مانند کرم کیلک، که تنها سلولهای عصبی بسیار ابتدایی دارند، به نظر می‌رسد که در مقایسه با خویشاوندان نزدیکشان، پیچیدگی عصبی خود را از دست داده‌اند. هرث می‌گوید: "می‌توان حدس زد که سبک زندگی انگلی آنها نیازی به یک مغز پیچیده ندارد."

بر اساس تحقیقات رایان و هرث، گروه دیگری از حیوانات به نام "تخت‌زیان"، که خویشاوندان نزدیک اسفنج‌ها هستند، نیز سیستم‌های عصبی خود را از دست داده‌اند.

از طرفی، "آب‌دزدک‌های دریایی" در طول حیاتشان، مغز خود را ساده می‌کنند. لاروهای این موجود، صاحب مغز پیشرفته‌ای هستند، اما به محض اینکه روی کف دریا مستقر می‌شوند و به آب دزدک بالغ تغییر شکل می‌دهند، ساختارهای مغزی کاهش می‌یابند.

با این وجود، همه به اینکه این حیوانات نورون‌ها و مغزهای خود را از دست داده‌اند باور ندارند.


آب دزدک دریایی

لئونید موروز، عصب شناس، از دانشگاه فلوریدا، معتقد است که اسفنج‌ها از ابتدا نورون نداشته‌اند.

او می‌گوید که اسفنج‌ها و اجدادشان اصلاً به نورون احتیاجی نداشته‌اند. "پانصد میلیون سال است که این حیوانات محیط زیست یکسان، رفتار تصفیه‌ای یکسان و انواع محدودی از حرکت را داشته‌اند."

موروز معتقد است که نه اسفنج‌ها و نه آب دزدک‌ها، ژنی را که بتوان جزء ژن‌های عصبی دسته بندی کرد، ندارند. او همچنین می‌گوید که هیچ فسیلی پیدا نشده که نشان دهد این حیوانات قبلاً صاحب نورون بوده‌اند.

در این صورت، سوال این است که چگونه شانه‌داران چنین سیستم عصبی پیچیده‌ای پیدا کرده‌اند، آن هم در حالی که اجدادشان و اجداد اسفنج‌ها، فاقد سیستم بوده‌اند.


شانه‌دارانی همچون این دارای مغز هستند

موروز معتقد است که جواب این سوال را می‌توان با تکیه بر این که مغز بیش از یک بار تکامل پیدا کرده، داد.

وقتی که ژنوم شانه داران در سال ۲۰۱۳ به طور کامل رمزگشایی شد، محققان دریافتند که این حیوانات از لحاظ ژنتیکی منحصر به فرد هستند. موروز نام آنها را "بیگانه" گذاشته است. او می‌گوید: "آنها از ترکیب مولکولی کاملاً متمایزی بهره می‌برند که با هر حیوان دیگری در سیارۀ ما متفاوت است."

با این وجود، به طریقی توانسته سیستم عصبی برای خود به وجود آورند. موروز می‌گوید: "طبیعت به ما نشان داده است که برای ساخت نورون بیش از یک راه وجود دارد. ما می‌توانیم نورون‌هایی طراحی کنیم که اصول کاملاً متفاوتی دارند. طبیعت بیش از آنچه که ما فکر می‌کنیم، خلاق است."


اسفنج بشکه‌ای

ارگان‌هایی که بیش از یک بار تکامل پیدا کرده‌اند مسبوق به سابقه‌اند. کشف شده است که برخی از ارگان‌ها، نظیر چشم، به دفعات در گونه‌های مختلف تکامل پیدا کرده‌اند. به طور مثال، چشمان اختاپوس‌ها با ما بسیار متفاوت است. موروز می‌گوید، این موضوع نشان می‌دهد که ساختن یک ساختار پیچیده بیش از یک بار کاملاً امکانپذیر است.

این استدلال در مارس امسال در لندن مطرح شد. موروز و هرث دیدگاه‌های خود را مطرح کردند و هر کدام نیز به پژوهش منتشر شدۀ خود متکی استناد کردند. هر دو شدیداً معتقدند که نظرشان درست است.

آنجلیکا استولورک، از دانشگاه کویین مری در لندن، می‌گوید که در حال حاضر نمی‌توان گفت که کدام فرضیه درست است. با شواهدی که در دست داریم، هر دوی این فرضیات امکان درستی دارند. ممکن است که سیستم عصبی دو بار دچار تکامل شده باشد یا اینکه ممکن است این سیستم در اسفنج‌ها کاهش یافته باشد.

حل این اختلاف، آسان نخواهد بود. احتمالاً برای حل آن لازم است فسیل‌های خوبی از اسفنج‌ها و شانه‌داران اولیه یافت شود تا معلوم شود که آیا اجداد این گونه‌ها صاحب مغز بوده‌اند یا خیر.


یک شانه‌دار

به هر روی، داستان مغز اسفنج‌ها یادآوری می‌کند که یکی از افسانه‌های پرطرفدار راجع به تکامل، عاری از حقیقت است.

بسیاری از ما تصور می‌کنیم که تکامل اورگانیسم‌های ساده را به اورگانیسم‌های پیچیده تبدیل می‌کند. بعضی اوقات ماجرا از این قرار است، اما در برخی موارد تکامل می‌تواند دقیقاً عکس این تصور عمل کند و چیزها را ساده کند. و بعضی وقتها هم تغییری در حیوانات ایجاد نمی‌کند و برخی حیوانات عملاً برای میلیونها سال بدون تغییر باقی می‌مانند.

اسفنج‌ها از این مورد اخیرند. آنها بدون فکر، و حتی بدون مغزی که با آن فکر کنند، میلیون‌ها سال است که بقای خود را حفظ کرده‌اند. آنها هرگز نیاز به پیچیده‌تر شدن نداشته‌اند و هوش کمکی به آنها نمی‌کرده است.