ژرفای اقیانوسها و سراشیبی صخرههای مرجانی، تاریخ طولانی حیات را در قالب موجودات زنده و مولکولهای باستانی در خود نگه میدارند. پژوهشی جدید از دانشگاه اوپسالا نگاه تازهای به تکامل اولیه حیوانات ارائه میدهد و نشان میدهد که اسفنجها، کهنترین گروههای جانوری، اسراری بسیار عمیقتر از آنچه تصور میشد در دل خود دارند.
کشفی که نگاه ما به تاریخ حیات را تغییر میدهد
دههها بود که دانشمندان چندین گروه مختلف از اسفنجها را بررسی میکردند که ظاهراً هیچ ارتباطی با یکدیگر نداشتند. این گروهها در شاخههای گوناگون طبقهبندی قرار گرفته بودند. اما تحلیلهای جدید DNA، نقشهبرداریهای گستردهٔ اعماق دریا و آزمایشهای شیمیایی دقیق، الگوی تازهای را آشکار کرده است.
تمام آن دودمانهای پراکنده در واقع به یک راستهٔ مشترک به نام Vilesida تعلق دارند. این نگاه یکپارچه، نقشهٔ دقیقتری از تکامل اسفنجها ترسیم میکند.
منشأ راستهٔ Vilesida
گروههای پژوهشی هنگام بررسی نشانگرهای ژنتیکی و ویژگیهای ریختشناسی از زیستگاههای مختلف دریایی موفق به شناسایی این راسته شدند.
در گذشته، این گروهها در Suberitida، Bubarida یا Axinellida طبقهبندی میشدند. اما نتایج مولکولی تازه یک شاخهٔ قدرتمند مشترک میان شکلهای نادر اسفنجی را نشان میدهد.
«کشف این راستهٔ جدید اسفنجها یک پیشرفت مهم در درک ما از طبقهبندی اسفنجها، تکامل آنها، تنوع زیستی دریایی و تاریخ اولیهٔ حیات روی زمین است.»
— خولیو دیاز، نویسنده اصلی پژوهش
او توضیح میدهد که اگرچه ظاهر بیرونی Vilesida شباهت زیادی به گروههای نزدیک خود دارد، اما تحلیلهای مولکولی نشان میدهد که این راسته در دورهٔ زمینشناسی مزوزوئیک، یعنی بیش از ۱۵۰ میلیون سال پیش، از سایر گروهها جدا شده است.
پراکندگی گستردهٔ Vilesida در پهنههای اقیانوسی
گونههای متعلق به این راسته در طیف وسیعی از پهنههای دریایی زندگی میکنند؛ از خلیجهای کمعمق و روشن تا شیبهای سرد و عمیق، صخرههای مرجانی و دیوارههای تند زیردریایی.
پژوهشگران مناطق وسیعی شامل آبهای اقیانوس اطلس، سواحل اقیانوس آرام، حوضهٔ مدیترانه و صخرههای کارائیب را بررسی کردند. هر منطقه، شکلهای تازهای از اسفنجها و سرنخهایی مهم برای فهم بهتر تکامل آنها در اختیار گذاشت.
برای نمونهبرداری از تجهیزات متنوعی مانند تورهای کفروب، ابزارهای کشش بستر و زیردریاییهای بدون سرنشین (ROV) استفاده شد. این روشها منجر به کشف چندین دودمان تازه، یک سردهٔ جدید به نام Murus و نسخهای کاملتر از Viles، سردهٔ ریشهای این راسته شد.
تحلیل دقیق نمونهها، ارتباط پنهان میان گروههایی را آشکار کرد که پیش از این در طبقهبندیهای قدیمی پراکنده بودند.
ساختار و نقش زیستگاهی Vilesida
بسیاری از گونهها به شکل ورقههای عمودی نازک یا ساختارهای بادبزنی پهن رشد میکنند. نمونههای بزرگ بهصورت ایستاده روی بسترهای سنگی قرار میگیرند و محیطی مناسب برای زیستمندان اطراف ایجاد میکنند.
این ساختارهای عمودی سطح تماس بیشتری در بستر دریا ایجاد کرده و پناهگاهها و فضاهای سایهدار ارزشمندی برای زیستجامعههای دریایی فراهم میکنند.
سرنخهای تکاملی از «روغنهای سلولی»
بخش مهمی از این پژوهش بر استرولهای نادر موجود در سلولهای Vilesida متمرکز است. این ترکیبات، نقشی کلیدی در مقاومت و انعطافپذیری غشای سلولی دارند.
بیشتر جانوران از کلسترول استفاده میکنند. اما اسفنجهای Vilesida از 24-isopropylcholesterols بهعنوان استرول اصلی استفاده میکنند؛ ترکیباتی که با استروئیدهای فسیلی یافتشده در سنگهای دورهٔ ادیاکارین مطابقت دارد.
«یافتههای ما شواهد بیشتری برای فرضیهٔ نشانگرهای زیستی اسفنجها فراهم میکند؛ یعنی حیوانات حدود ۱۰۰ میلیون سال زودتر از آنچه قبلاً تصور میشد پدیدار شدهاند.»
— پاکو کاردنَس، نویسنده همکار پژوهش
الگوهای استرولی، پیوند محکمی میان گونههای مدرن و سیگنالهایی از سنگهای باستانی بیش از ۶۰۰ میلیون ساله ایجاد میکند.
گروههای نادیدهگرفتهشدهٔ اسفنجها
پژوهش حاضر شبکهای از گروههای کمبررسیشده را آشکار کرده است. بسیاری از گونهها دارای اسپیگلهای موجدار، شبکههای استخوانی متراکم و برآمدگیهای سطحیاند.
بهعنوان نمونه، Murus profunda در آبهای سرد و عمیق تا نزدیک یک متر رشد میکند. Murus sinenotis در ارتفاعات میانعمقی کوههای زیردریایی یافت میشود و نشانههای ژنتیکی متمایزی دارد.
نامهای قدیمی مانند Halichondria، Axinyssa، Ciocalypta، Topsentia یا Petromica اکنون جایگاه تازهای در راستهٔ Vilesida یافتهاند. یافتههای ژنتیکی و شیمی استرولی، گروههایی را که زمانی پراکنده بودند متحد کرده است.
جستوجو برای ترکیبات زیستفعال ارزشمند
استرولهای نادر در Vilesida توجه پژوهشگران دارویی را به خود جلب کرده است. مطالعات گذشته نشان دادهاند که این ترکیبات ظرفیت بالایی برای تولید داروهای ضد باکتری، ضد سرطان و ضد ویروس دارند.
«اکنون که این اسفنجها نامگذاری و جایگاه آنها مشخص شده، پژوهش ما میتواند به شیمیدانان و داروسازان کمک کند تا این ترکیبات ارزشمند را سریعتر پیدا کنند.»
— پاکو کاردنَس
راستهٔ Vilesida اکنون خانهای پایدار برای بسیاری از دودمانهای اسفنجی فراهم میکند و پایهای نوین برای پژوهش دربارهٔ منشأ حیوانات ایجاد کرده است. سرنخهای تازه از الگوهای چربی سلولی و نشانگرهای ژنتیکی، پیوند میان اسفنجهای امروزی و مراحل بسیار اولیهٔ تکامل جانوران را تقویت میکند.
این پیوندها نشان میدهند که چگونه نخستین جانوران ساختارهای سلولی ابتدایی را شکل دادند و خود را با دریاهای باستانی وفق دادند.
آیندهٔ پژوهش: جستوجوی فرمهای پنهان در اعماق
اکتشافهای اقیانوسی همچنان ممکن است گروههای پنهان دیگری را که در راستهٔ Vilesida قرار میگیرند آشکار کند. هر نمونهٔ تازه، نقشهٔ تنوع اسفنجها را دقیقتر کرده و برداشتهای قدیمی دربارهٔ تاریخ حیات را تغییر میدهد.
بررسیهای میدانی بیشتر در شیبهای عمیق، بسترهای مرجانی و دیوارههای اقیانوسی، سرنخهایی مهم برای پژوهشهای آینده فراهم خواهد کرد.
این پژوهش در Zoological Journal of the Linnean Society منتشر شده است.
