ماذا يمكن أن تخبرنا ذوات الصدفتين التي يبلغ عمرها 460 مليون عام عن التطور والانقراض؟

جان بارتيك – AncientPages.com – في كثير من الأحيان ، تخطو الحياة على الأرض إلى ساحة لعب شبه خالية وتواجه فرصة مذهلة. يتغير شيء ما رئيسي – في الغلاف الجوي أو في المحيطات ، أو في الكائنات الحية نفسها – وتبدأ الأنواع الموجودة في التفرع إلى عالم جديد تمامًا. ينبهر العلماء بهذه العملية ، لأنها نظرة فريدة للتطور في لحظات محورية في تاريخ الحياة.

فحوصات التصوير المقطعي المحوسب الدقيقة لذوات الصدفتين Anomalodonta (يسار) وفانوكسيميا (يمين) التي يبلغ عمرها 460 مليون عام ، وهي من أوائل السلالات التي أدت إلى ظهور الأسقلوب ، وبلح البحر ، والمحار ، والكوكل ، والكواهوج ، والعديد من الأنواع الأخرى. الائتمان: ستيوارت إيدي

فحصت دراسة جديدة قادها علماء من جامعة شيكاغو كيف تطورت ذوات الصدفتين – المجموعة التي تضم البطلينوس وبلح البحر والاسكالوب والمحار – من بين العديد من الأنواع الأخرى في فترة التطور السريع المعروفة باسم الانفجار الكمبري. وجد الفريق أنه على الرغم من أن العديد من السلالات الأخرى تنفجر وتطور بسرعة مجموعة متنوعة من الأشكال والوظائف ، فإن ذوات الصدفتين تخلفت عن الركب ، ربما لأنها استغرقت وقتًا طويلاً لتطوير تكيف معين احتاجته للازدهار.

قال العلماء إن الدراسة لها آثار على كيفية فهمنا للتطور وتأثير الانقراضات.

شل ومياه عالية

منذ ما يزيد قليلاً عن 500 مليون سنة ، انفجر فجأة تنوع الحياة على الأرض. شهدت هذه الحلقة الدرامية ، المعروفة باسم الانفجار الكمبري ، ظهور العديد من أشكال الحياة التي لا تزال قائمة حتى يومنا هذا.

ومن بين هذه الكائنات ذات الصدفتين – وهي كائنات صلبة ذات قشرة مزدوجة تعيش في قاع البحر. قررت مجموعة من الباحثين تصنيف صعود ذوات الصدفتين لمعرفة مدى نجاحهم في بحر فارغ تقريبًا بتصميم جسم جديد تمامًا.

قام فريق البحث ، بما في ذلك ستيوارت إيدي (دكتوراه 18) بمتحف سميثسونيان الوطني للتاريخ الطبيعي ، وكاتي كولينز بمتحف التاريخ الطبيعي في المملكة المتحدة ، وشارون زو ، طالبة جامعية في السنة الرابعة في جامعة شيكاغو ، بالاطلاع على الحفرية سجل وفحص كل نوع من الأحافير المعروفة بعناية للحصول على صورة لكيفية تطور ذوات الصدفتين لأشكال وطرق جديدة للعيش – مثل الحفر في رواسب قاع البحر مقابل ربط نفسها بالصخور. وأوضح تشو: “على سبيل المثال ، يمكنك النظر إلى شكل القشرة ومعرفة ما إذا كانت تحفر على الأرجح في رواسب قاع البحر ، لأنها تصبح طويلة ورقيقة للحفر”.

لقد قاموا بتجميع صورة شاملة لتطور ذوات الصدفتين – وفوجئوا.

قال ديفيد جابلونسكي ، أستاذ الخدمات المتميزة في العلوم الجيوفيزيائية في UChicago والمؤلف المشارك في William R. Kenan Jr. الورقة. “لكنهم لم يفعلوا”.

بدلاً من ذلك ، تشعبت ذوات الصدفتين ببطء مقارنة بالمجموعات الأخرى التي نشأت في ذلك الوقت. قال جابلونسكي: “إنه لأمر مدهش أنهم نجحوا في ذلك على الإطلاق”. “حتى بعد أن قاموا بعملهم معًا وبدأوا في التنويع خلال 40 مليون سنة ، لم يظهروا أبدًا انفجارًا حقيقيًا في الأنواع أو البيئة.”

كان الشيء الوحيد الذي أرادوا التحقق منه هو ما إذا كان هذا انطباعًا خاطئًا ناتجًا عن فجوة ما في السجل الأحفوري. أوضح كولينز أنه من الصعب العثور على حفريات من تلك الحقبة في المقام الأول – فقد تحولت العديد من الصخور منذ ذلك الحين إلى أنواع صخرية أخرى – ومن الصعب أيضًا تحديد مكان وجودها.

ومع ذلك ، أجرى Edie و Zhou سلسلة من الاختبارات والمحاكاة الحاسوبية ووجدوا أنه من غير المرجح أن يؤثر ذلك على النتائج: قال إيدي: “نحتاج إلى محاكاة شديدة للغاية لتغيير النمط الذي نراه في الصخور”. “من المرجح أن تكون هذه البداية البطيئة هي القصة الحقيقية.”

ليس من الواضح سبب تأخر ذوات الصدفتين ، لكن أحد الاحتمالات هو أنهم لم يطوروا بعد عضوًا رئيسيًا سمح لهم بالإقلاع: خيشومية متضخمة لتصفية العوالق من الماء ، كما تفعل العديد من ذوات الصدفتين اليوم. بحلول الوقت الذي توصلوا فيه إلى هذا التعديل ، كان قاع البحر أكثر ازدحامًا. قال جابلونسكي: “إذا حضرت مبكرًا إلى حلبة الرقص ، يمكنك أن تفعل ما تريد ، لكن إذا حضرت متأخرًا ، فهذا يحد من نطاق الحركات”.

لكن ذوات الصدفتين تبقى على قيد الحياة بل وتزدهر اليوم ، على الرغم من تأخرها. قال جابلونسكي: “يخبرنا أن هناك أكثر من طريق واحد للنجاح ، حتى عندما تبدأ في بداية الحياة متعددة الخلايا”.

يهتم العلماء بشكل خاص بفهرسة حسابات التطور هذه ، لأنهم يستطيعون اقتراح كيف تتكيف الحياة وتشع في أعقاب الاضطرابات أو الانقراضات الرئيسية. يخطط الباحثون للنظر في استجابة ذوات الصدفتين للانقراض بمرور الوقت ومعرفة ما إذا كانت تظهر أنماط مماثلة.

قال جابلونسكي: “لجميع أنواع الأسباب ، نريد أن نفهم ما يعنيه إعادة التوطين بعد الانقراض – على سبيل المثال ، ما يمكن أن يحدث نتيجة للانقراض الكبير الذي نمر به الآن”.

كانت الدراسة أيضًا تجربة تعليمية لـ Zhou ، وهو طالب جامعي في جامعة شيكاغو.

كانت تشو تعتزم التخصص في الرياضيات ، لكنها كانت مدمنة على علم الأحياء التطوري بعد أن أخذت دورة لتلبية متطلبات UChicago الأساسية في العلوم. أمضت عدة سنوات في العمل في مختبر جابلونسكي ، وتخطط الآن للالتحاق بكلية الدراسات العليا في هذا الموضوع.

قال تشو: “كيف تحدث الحياة على الأرض – بالنسبة لي ، هذا أحد أعظم الألغاز التي يمكننا محاولة حلها”.

تم نشر الدراسة في رسائل علم الأحياء

كتب بواسطة جان بارتيك – AncientPages.com كاتب طاقم