اعماق دریا دنیایی ناشناخته است که زندگی را در عجیب‌ترین شکل‌ها پنهان می‌کند. در این تاریکی دائمی، فشار خردکننده است، دما به نزدیکی نقطه انجماد می‌رسد، منابع غذایی محدود است. با این حال، ماهی‌ها در این محیط سخت شکوفا می‌شوند. شکل بدن آن‌ها نتیجه نیروهایی است که هنوز به طور کامل نمی‌شناسیم.
یک پژوهش جدید نشان می‌دهد که این موجودات طی میلیون‌ها سال چگونه تغییر کرده‌اند. همچنین توضیح می‌دهد که چرا ماهی‌های ساکن بخش‌های مختلف اعماق دریا مسیرهای تکاملی متفاوتی را طی کرده‌اند.
تحول شگفت‌انگیز شکل بدن ماهی‌ها در اعماق دریا
الیزابت سانتوس از دانشگاه ایالتی اوهایو همراه تیمش حدود سه هزار گونه ماهی اعماق دریا را بررسی کرد. آن‌ها شکل بدن، زیستگاه، تاریخ تکاملی و عوامل زیستی مؤثر بر تفاوت‌ها را تحلیل کردند.
نتیجه این بود که دنیای اعماق دریا یک محیط یکنواخت نیست. شرایط میان آب آزاد و بستر دریا به شدت متفاوت است. همین تفاوت‌ها ماهی‌ها را به سوی فرم‌های بدنی متفاوت سوق می‌دهد.
تفاوت شکل بدن میان ماهی‌های pelagic و benthic
ماهی‌های pelagic در آب آزاد شنا می‌کنند. ماهی‌های benthic روی بستر دریا یا نزدیک آن زندگی می‌کنند. این مطالعه نشان داد که تنوع شکل در گونه‌های pelagic بیشتر است. از ماهی‌های گرد مانند انگلرفیش تا شکل‌های روبانی مانند مارماهی‌ها.
در مقابل، ماهی‌های benthic شباهت بیشتری به هم دارند. اغلب بدنی باریک و نوک‌تیز دارند که برای حرکت مداوم در نزدیکی بستر مناسب است.
«یافتیم که تکامل شکل بدن ماهی‌ها بسته به benthic یا pelagic بودن در جهت‌های متفاوت کشیده می‌شود. ما از اعماق دریا به عنوان یک محیط یکپارچه حرف می‌زنیم. اما این‌طور نیست. این محیط به شدت متنوع است.» — سانتوس
ریشه این تنوع به سبک زندگی و شیوه تغذیه برمی‌گردد. آب آزاد فضای زیاد اما پناه کم دارد. بستر دریا ساختار دارد اما امکان حرکت گسترده کمتر است. همین تفاوت‌ها دو مسیر کاملاً مجزا برای تکامل ماهی‌ها ایجاد کرده است.
عمق چگونه تکامل ماهی‌ها را تغییر می‌دهد؟
هرچه یک ماهی در عمق بیشتری زندگی کند، سرعت تکامل شکل بدنش بیشتر می‌شود. سانتوس و همکارانش دریافتند که گونه‌های اعماق دریا سریع‌تر از گونه‌های کم‌عمق تکامل می‌یابند. اما سرعت زیاد به معنی تنوع زیاد نیست.
ماهی‌های benthic با وجود تغییر سریع، همچنان شبیه هم باقی می‌مانند. ماهی‌های pelagic آرام‌تر تکامل پیدا می‌کنند اما شکل‌های بسیار متنوع ایجاد می‌کنند.
«ورود به ناحیه pelagic اعماق دریا مسیر رایج‌تری برای ایجاد تنوع است تا benthic.» — سانتوس
در آب آزاد، گونه‌های جدید از نقاط مختلف وارد محیط می‌شوند. نسل‌های قدیمی و جدید با هم تلاقی می‌کنند و شبکه‌ای گسترده از بدن‌های غیرمرتبط شکل می‌گیرد. در بستر دریا، تکامل بیشتر در یک مسیر بسته اتفاق می‌افتد. یک دودمان به دودمان‌های نزدیک و مشابه تقسیم می‌شود.
زندگی در تاریکی مطلق
بعد از عمق ۲۰۰ متری، نور ناپدید می‌شود. گیاهان نمی‌توانند زنده بمانند. شکارچیان باید با تاریکی سازگار شوند. پژوهش نشان داد که بدن‌های بلند و باریک در این ناحیه غالب هستند. این فرم انرژی را ذخیره می‌کند.
ماهی‌های demersal مانند گرنادیرها و هالاسورها با حرکات موج‌دار، مسافت‌های طولانی را با صرف انرژی کم طی می‌کنند.
«در ستون آب عمیق، شناگران قدرتمند کم دیده می‌شوند. محیط تاریک است. ماهی‌ها بیشتر منتظر غذا می‌مانند تا دنبال آن حرکت کنند.» — سانتوس
در نبود نور، غذا کمیاب است. بسیاری از ماهی‌های بستر دریا لاشه‌خوار هستند. برخی بی‌حرکت می‌مانند تا انرژی ذخیره کنند. هر حرکت هزینه دارد.
چرا ماهی‌های اعماق دریا شکل‌های عجیب پیدا می‌کنند؟
در نزدیکی سطح دریا قوانین طراحی سخت است. ماهی‌های سریع لزوماً بدنی باریک دارند. ماهی‌های صخره‌ای غالباً扁 هستند. اما در اعماق دریا این قوانین فرو می‌ریزند.
در آب آزاد اعماق، نیاز کمی به سرعت وجود دارد. همین آزادی از فشار انتخاب طبیعی باعث بقای شکل‌های عجیب شده است.
- برخی مانند بالن شناور هستند.
- برخی مثل روبان یا مار به نظر می‌رسند.
- برخی مانند انگلرفیش، چراغ‌های زیستی دارند.
زیست‌تابی (Bioluminescence) حتی می‌تواند تناسبات بدن را تغییر دهد. وجود اندام‌های نورزا silhouette ماهی را دگرگون می‌کند.
ژرفا چگونه الگوهای جدید ایجاد می‌کند؟
در آب‌های کم‌عمق، سرعت و چابکی مهم است. در اعماق، دوام مهم‌تر از سرعت است. پژوهشگران دریافتند که یکی از ویژگی‌های مشترک میان ماهی‌های عمیق‌زی، کشیدگی بدن است. آب سرد و متراکم چنین فرمی را ترجیح می‌دهد.
اما هر زیستگاه قوانین خودش را دارد. گونه‌های benthic با سرعت زیاد اما ظاهر محافظه‌کار تکامل می‌یابند. گونه‌های pelagic کندتر اما متنوع‌تر هستند. این توازن میان سرعت و تنوع وابسته به زیستگاه شکل می‌گیرد.
یک معمای زنده در دنیای تاریک
سانتوس و تیمش مسیرهای تکاملی گونه‌ها را روی نقشه زمانی دنبال کردند. برخی از بستر دریا به اعماق بیشتر رفتند. برخی از آب آزاد وارد اعماق شدند و در آنجا ماندگار شدند.
این رفت‌وبرگشت‌ها یک «موزاییک تکاملی» ایجاد کرده است؛ مجموعه‌ای از مسیرهای متفاوت که هر کدام به شکل‌های تازه‌ای انجامیده است.
شکل‌هایی که هنوز کشف نشده‌اند
اعماق دریا یکی از معدود نقاط دست‌نخورده زمین است. میلیون‌ها گونه ناشناخته در این تاریکی بی‌انتها زندگی می‌کنند. هر پژوهش فقط دریچه‌ای کوچک به این جهان مرموز باز می‌کند.
«اعماق دریا تنها جایی است که انسان هنوز بر آن تسلط پیدا نکرده است. هنوز چیزهای بسیاری درباره آن نمی‌دانیم.» — سانتوس
این پژوهش نشان می‌دهد که تکامل بسته به دقیق‌ترین بخش‌های زیستگاه می‌تواند کاملاً متفاوت عمل کند. هر شکل، هر نور، هر حرکت داستان بقای موجودی است که در تاریک‌ترین جهان زمین زنده مانده است.
این مطالعه با همکاری سارا فریدمن از مرکز تحقیقات شیلات آلاسکا NOAA و کریستوفر مارتینز از دانشگاه کالیفرنیا ارواین انجام شده و در مجله Evolution منتشر شده است.
