قرن‌هاست که دانشمندان و ناظران از تنوع گسترده ماهی‌هایی که در رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و اقیانوس‌ها زندگی می‌کنند، شگفت‌زده شده‌اند. برخی از آن‌ها با رنگ‌های زنده خود جلب توجه می‌کنند، در حالی که برخی دیگر با اشکال غیرمعمول و دندان‌های متمایز خود حیرت‌آورند.
محققان برای مدت طولانی ویژگی‌های اسکلتی ماهی‌ها، به‌ویژه ساختار دهان آن‌ها را مورد مطالعه قرار داده‌اند تا دریابند که چگونه گونه‌های مختلف با تغییرات محیطی سازگار می‌شوند.
پس از سال‌ها پژوهش در دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، یک دانشمند سرنخ جدیدی در مورد اینکه چگونه گونه‌های ماهی سریع‌تر از بیشتر مهره‌داران تکامل می‌یابند، کشف کرده است.
دندان‌های منحصربه‌فرد، عامل سازگاری ماهی‌ها
ماهی‌ها نه‌تنها در رنگ و اندازه، بلکه در شکل دندان‌های خود نیز تفاوت‌های قابل توجهی دارند. این دندان‌ها متناسب با نوع تغذیه و محیط زندگی آن‌ها تکامل یافته‌اند.
برخی از ماهی‌ها دارای دندان‌های نوک‌تیز و میله‌ای‌شکل هستند، در حالی که برخی دیگر دندان‌های چندنوک‌دار دارند که در یک واحد دندانی قرار گرفته‌اند.
نیک پیپلز، نویسنده اصلی مقاله و دانشجوی تحصیلات تکمیلی در گروه تکامل و بوم‌شناسی دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، می‌گوید:
“این یافته، دیدگاه ما را درباره نوآوری‌های کلیدی در تکامل دگرگون می‌کند.”
سیچلایدها و تغییرات آسان در دندان‌ها
گروه ماهیان سیچلاید در دریاچه‌های بزرگ آفریقا به‌خاطر توانایی بالای خود در سازگاری با منابع غذایی مختلف مشهورند. برخی از این ماهی‌ها جلبک می‌خورند، برخی دیگر موجودات ریز آبزی را شکار می‌کنند، و برخی نیز هر چیزی را که در اطرافشان شناور باشد، تغذیه می‌کنند.
نیک پیپلز توضیح می‌دهد:
“موضوع فقط شکل دندان‌ها نیست، بلکه سرعت تغییر آن‌ها نیز اهمیت دارد.”
دانشمندان مشاهده کرده‌اند که سیچلایدها می‌توانند به‌سرعت بین دندان‌های ساده مخروطی‌شکل و دندان‌های پیچیده چندنوک‌دار جابجا شوند.
الگوی تغییر در ساختار دندان‌ها
محققان با استفاده از یک مجموعه داده وسیع، لحظاتی را در تاریخ تکاملی ماهی‌ها شناسایی کردند که در آن ساختار دندان‌ها از یک نوع به نوع دیگر تغییر کرده است.
این بازسازی تاریخی نشان داد که شاخه‌هایی از ماهی‌ها که توانایی تغییر بین دندان‌های ساده و پیچیده را دارند، با سرعتی غیرمعمول گونه‌های جدیدی را تشکیل می‌دهند.
به نظر می‌رسد این توانایی در تغییر ساختار دندان‌ها، بدون موانع عمده، یک امتیاز خاص به ماهی‌ها می‌دهد و باعث افزایش سرعت گونه‌زایی در محیط‌های مختلف می‌شود.
دندان‌های پیچیده، یک مزیت تکاملی
محققان یادآور شده‌اند که:
“دندان‌های پیچیده یکی از نوآوری‌هایی هستند که به موفقیت تکاملی شاخه‌های مهمی از مهره‌داران کمک کرده‌اند.”
بررسی‌های انجام‌شده بر روی فسیل‌های باستانی و نمونه‌های مدرن تأیید می‌کند که این ساختارها در طی زمان در چندین خانواده از ماهی‌ها ظاهر شده‌اند.
برخی از ماهی‌ها در آب‌های پرجمعیت رقابت بهتری داشته‌اند، در حالی که برخی دیگر توانسته‌اند از منابع غذایی جدیدی که نیازمند سطوح دندانی بیشتری بودند، بهره‌برداری کنند. نرخ گونه‌زایی در زمانی که تغییر بین دندان‌های ساده و پیچیده به‌سرعت رخ می‌دهد، پنج برابر بیشتر است.
جعبه ابزار ژنتیکی
دانشمندان فرض می‌کنند که برخی ماهی‌ها دستورالعمل‌های ژنتیکی برای هر دو نوع دندان را در خود حفظ کرده‌اند. این موضوع ممکن است توضیح دهد که چرا آن‌ها می‌توانند راحت‌تر از سایر گروه‌ها بین این دو نوع دندان جابجا شوند.
این تغییر در دریاچه‌های آفریقا سریع‌تر از زیستگاه‌های دریایی رخ می‌دهد. احتمالاً تغییرات ناگهانی در شرایط آبی یا دسترسی به غذا باعث این تغییرات سریع در دندان‌های سیچلایدها می‌شود.
فراتر از دریاچه‌های آفریقا
اگرچه ماهیان سیچلاید در کانون توجه قرار دارند، اما ماهیان دیگر در مناطق مختلف نیز نشانه‌هایی از سازگاری مشابه را نشان می‌دهند.
برخی از گونه‌های صخره‌زی می‌توانند ساختار دهان خود را برای خراشیدن صخره‌ها یا بریدن جلبک‌ها تغییر دهند. ماهی‌هایی که می‌توانند به الگوهای قدیمی دندانی خود بازگردند، به نظر می‌رسد در برابر رقابت با سایر ماهیان مجهزتر باشند.
الگوهای تکاملی و تنوع زیستی
شاخه‌بندی گونه‌ها نشان می‌دهد که چگونه یک گونه به شکل‌های جدید تکامل می‌یابد. عوامل مختلفی مانند اقلیم، رفتار جفت‌یابی و استفاده از منابع در سرعت این فرایند نقش دارند.
در گروه‌هایی که سریع تکامل می‌یابند، تغییرات ژنتیکی جزئی می‌توانند تأثیرات بزرگی بر بقا و تولیدمثل داشته باشند. این انعطاف‌پذیری، احتمال پیدایش یک جایگاه زیستی جدید و موفق را افزایش می‌دهد.
نقش دندان‌ها در بقای ماهی‌ها و حفاظت از آن‌ها
دانشمندان معتقدند که فرآیندهای مشابهی ممکن است در سایر ویژگی‌های فیزیکی نیز اتفاق بیفتد. برای مثال، بالشتک‌های چسبنده روی پاهای خزندگان بالارونده یا منقارهای تخصصی پرندگان، بارها و بارها در گروه‌های مختلف تکامل یافته‌اند.
برخی از شاخه‌های زیستی ممکن است این الگوهای ژنتیکی را در خود نگه داشته باشند و در شرایط مناسب دوباره آن‌ها را فعال کنند، در حالی که برخی دیگر این قابلیت را از دست داده و در مسیر تکامل به بن‌بست می‌رسند.
متخصصان حفاظت از محیط‌زیست می‌توانند از این یافته‌ها برای شناسایی گونه‌هایی که ظرفیت تطبیق‌پذیری بالاتری دارند، استفاده کنند. اگر یک ماهی بتواند به‌سرعت ساختار دندان‌های خود را تغییر دهد، ممکن است بهتر بتواند با تغییرات ناگهانی زیستگاه خود سازگار شود.
پژوهش‌های آینده
دانشمندان اکنون کنجکاوند که ژن‌های خاصی را که به ماهی‌ها اجازه می‌دهند به‌راحتی بین طرح‌های دندانی مختلف تغییر کنند، شناسایی کنند.
شناخت این ژن‌ها می‌تواند راه‌های جدیدی برای درک تغییرات در سایر مهره‌داران فراهم کند. حتی ممکن است مهندسان از این ساختارهای انعطاف‌پذیر دندان برای طراحی ابزارهایی که به وظایف مختلف سازگار می‌شوند، الهام بگیرند.
تأثیر فرهنگی ماهیان سیچلاید
در برخی از جوامع آفریقایی، ماهیان سیچلاید دریاچه ویکتوریا جایگاه مهمی در رژیم غذایی دارند. تطبیق‌پذیری این ماهیان باعث شده تا در بازارها فراوان باشند و نیاز به پروتئین محلی و مغذی را تأمین کنند.
همچنین این ماهیان مورد توجه علاقه‌مندان به آکواریوم در سراسر جهان هستند که رنگ‌های زیبا و رفتارهای منحصربه‌فرد آن‌ها را تحسین می‌کنند.
