قدیمیترین هزارپاهای زمین؛ راز تکامل ۴۶۰ میلیون ساله
هزارپاها مدتها به عنوان یکی از قدیمیترین دودمانهای جانوری روی خشکی شناخته میشدند. با این حال، یکی از مهمترین رازهای تکامل آنها تا امروز حل نشده باقی مانده بود.
پژوهش جدید این راز را حل کرده و نشان میدهد که هزارپاها ممکن است بسیار قدیمیتر از چیزی باشند که دانشمندان پیشتر تصور میکردند.
برای نخستین بار، پژوهشگران توانستند مسیر تکاملی تمامی راستههای زنده هزارپاها را بازسازی کنند. نتایج این تحقیق نشان میدهد که هزارپاها دستکم ۴۶۰ میلیون سال پیش روی زمین پدیدار شدهاند؛ یعنی بسیار پیشتر از قدیمیترین فسیلهای شناختهشده هزارپا.
جستوجوی دو گونه مرموز هزارپا
بخش مهمی از این معما به دو نوع عجیب هزارپا با نامهای Siphoniulida و Siphonocryptida مربوط میشد.
دانشمندان از وجود این گروهها اطلاع داشتند، اما به دلیل نبود نمونههای جدید DNA، نمیتوانستند جایگاه دقیق آنها را در درخت خانوادگی هزارپاها مشخص کنند.
یکی از این گروهها شامل هزارپاهایی کمتر از یک و نیم سانتیمتر است که تمام زندگی خود را در زیر زمین سپری میکنند. گروه دیگر تنها در تعداد محدودی از نقاط شناختهشده جهان باقی مانده است.
پل مارک، پژوهشگر اصلی این مطالعه و دانشیار حشرهشناسی در دانشگاه ویرجینیا تک، درباره این دو گونه گفت:
«این دو مورد آخر تقریباً مثل نهنگهای سفید ما بودند؛ چیزی که مدتها در جستوجوی آن بودیم.»
برای یافتن پاسخ، پژوهشگران به منطقه لوس توکسلاس در مکزیک و جزایر قناری در نزدیکی سواحل آفریقا سفر کردند.
آنها به دنبال دو گونهای بودند که تاکنون DNA آنها به این شکل بررسی نشده بود: Siphoniulus neotropicus و Hirudicryptus canariensis. پیدا کردن این موجودات کوچک بسیار دشوار بود.
لوئیسا واسکز-والورده، نویسنده اول مقاله و دستیار آزمایشگاه مارک، گفت:
«۱۰ نفر بیش از یک هفته زمان صرف کردند تا فقط همین یک نمونه بالغ کوچک ۱۰ میلیمتری را پیدا کنند.»
او افزود:
«پیدا کردن آنها در طبیعت سخت بود، زیرا فقط یک کرم سفید کوچک میدیدیم. تا زمانی که آن را زیر میکروسکوپ بررسی نکردیم، مطمئن نبودیم که واقعاً یک هزارپا است.»
ساخت درخت خانوادگی هزارپاها با کمک DNA
پس از جمعآوری نمونهها، پژوهشگران DNA آنها را توالییابی کردند و صدها ژن را در میان ۸۲ گونه هزارپا مقایسه کردند.
آنها این اطلاعات را با شواهد بهدستآمده از ۲۹ فسیل ترکیب کردند تا تاریخ تکاملی این جانوران را بازسازی کنند.
این پروژه به سیستمهای پیشرفته محاسباتی نیاز داشت تا روابط تکاملی موجوداتی را که صدها میلیون سال پیش زندگی میکردند، تحلیل کند. این فرآیند حجم عظیمی از دادههای ژنتیکی تولید کرد.
نتایج سرانجام این معما را حل کرد. دانشمندان دریافتند که گروه Siphonocryptida در واقع یک راسته مستقل هزارپا نیست.
این گروه به جای آن، بخشی از یک دودمان شناختهشده دیگر محسوب میشود. پژوهشگران همچنین جایگاه Siphoniulida را در میان نزدیکترین خویشاوندانش مشخص کردند.
این یافتهها در کنار هم، نخستین درخت تکاملی جامع برای تمامی راستههای زنده هزارپاها را تکمیل کردند.
زمین پیش از ظهور مهرهداران
این مطالعه نشان میدهد که هزارپاها حدود ۴۶۰ میلیون سال پیش ظاهر شدهاند؛ یعنی تقریباً ۳۵ میلیون سال پیشتر از قدیمیترین فسیلهای شناختهشده هزارپا.
مارک گفت:
«بزرگترین شگفتی این بود که برخی از این دودمانها تا چه اندازه باستانی هستند.»
در آن دوران، زمین شباهت بسیار کمی به جهان امروزی داشت. جنگلها هنوز وجود نداشتند. گیاهان گلدار تکامل نیافته بودند و حتی گیاهان دانهدار نیز وجود نداشتند.
مارک توضیح داد:
«هیچ مهرهداری، هیچ درختی، هیچ برگ، هیچ گیاه گلدار و هیچ گیاه دارای دانهای وجود نداشت. هزارپاها از خزههای در حال پوسیدن، مواد تجزیهشده و بقایای اولیه روی سطح زمین تغذیه میکردند.»
دانشمندان معتقدند هزارپاهای اولیه نقش مهمی در شکلگیری اکوسیستمهای خشکی داشتند. آنها با تجزیه مواد آلی مرده، مواد مغذی را بازیافت میکردند و شرایط لازم برای شکلگیری گونههای بعدی حیات را فراهم میساختند.
مارک گفت:
«هزارپاها بیش از ۸۰ میلیون سال زودتر از مهرهداران وارد خشکی شدند. آنها واقعاً زمینه را برای زندگی بعدی روی زمین، از جمله انسانها و دیگر مهرهداران، فراهم کردند.»
سلاح شیمیایی هزارپاها برای بقا
درخت تکاملی کاملشده همچنین زمان ظهور یکی از مؤثرترین ابزارهای دفاعی هزارپاها را مشخص کرد.
بسیاری از هزارپاها مواد شیمیایی دفاعی تولید میکنند که شکارچیان را دور نگه میدارد. برخی گونهها ترکیباتی با بوی ناخوشایند آزاد میکنند و برخی دیگر موادی تولید میکنند که میتواند باعث تحریک پوست یا چشم شود.
مارک گفت:
«آنها نخستین سلاحهای شیمیایی را ساختند. آنها کارخانههای کوچک شیمیایی هستند.»
این پژوهش نشان داد که منشأ این دفاعهای شیمیایی به حدود ۲۶۰ میلیون سال پیش بازمیگردد و دقیقترین خط زمانی تاکنون برای تکامل این ویژگی را ارائه میدهد.
هزارپاهای ناشناخته بسیاری هنوز در انتظار کشف هستند
هزارپاها معمولاً به اندازه حشرات، پرندگان یا پستانداران مورد توجه قرار نمیگیرند. با این حال، آنها همچنان اعضایی ضروری در اکوسیستمهای سراسر جهان هستند.
این جانوران با تجزیه برگهای ریختهشده، چوبهای مرده و دیگر مواد گیاهی، مواد مغذی را دوباره به خاک بازمیگردانند.
مارک گفت:
«واقعاً عجیب است که آنها چنین نقش مهمی در اکوسیستم دارند، اما تا این اندازه ناشناخته باقی ماندهاند.»
دانشمندان تاکنون بیش از ۱۴ هزار گونه هزارپا را توصیف کردهاند، اما بسیاری از متخصصان معتقدند دهها هزار گونه دیگر هنوز کشف نشدهاند.
گونههای جدید همچنان در مکانهای غیرمنتظره، از مناطق شهری گرفته تا محوطه دانشگاهها، پیدا میشوند.
برای پژوهشگرانی که این جانوران باستانی را مطالعه میکنند، این موضوع به معنای باقی ماندن رازهای فراوان است.
واسکز-والورده گفت:
«این همه فرصت برای کشف وجود دارد. همین موضوع باعث میشود همیشه فکر کنم چه چیزهای دیگری پیدا خواهیم کرد.»
نتایج کامل این پژوهش در مجله علمی Current Biology منتشر شده است.
نتیجهگیری
پژوهشهای جدید درباره هزارپاهای باستانی نشان میدهد که این موجودات کوچک، تاریخی بسیار طولانیتر از تصور ما دارند. آنها صدها میلیون سال پیش از بسیاری از جانوران امروزی روی زمین حضور داشتند و نقش مهمی در شکلگیری نخستین اکوسیستمهای خشکی ایفا کردند.
اگر به رازهای تکامل، تاریخ زمین و موجودات شگفتانگیز طبیعت علاقه دارید، مقالات علمی ما را دنبال کنید تا با تازهترین کشفیات جهان آشنا شوید.
