صید یک فسیل زنده

مرد ماهیگیری که سال 1317 خورشیدی یک ماهی عجیب آبی‌رنگ با ظاهر ماقبل تاریخی را از تور خود در آفریقای جنوبی بیرون کشید، هیچ​گاه تصور نمی کرد که با این‌کار زمینه را برای حل یکی از چالش برانگیزترین معماهای جانورشناسی قرن فراهم می کند.

این ماهی که از خانواده نادر کوالاکانس هاست، نزدیک به 1.5 متر طول داشت. محققان پیشتر تصور می کردند این‌گونه خاص نزدیک به 70 میلیون سال پیش، از آب‌های کره زمین محو شده است.

شباهت با اجدادی که در عصر دایناسورها زندگی می کرده اند

تیمی متشکل از دانشمندان و محققان سراسر جهان موفق به آنالیز و تعیین توالی ژنوم (تمام ژن‌ها) ماهی کوالاکانس آفریقای جنوبی با نام علمی «Latimeriachalumnae» شده‌اند.

شکل ظاهری این ماهی شبیه ماهیان شش‌دار و بخصوص اجداد آنها یعنی گوشتی بالگان ابتدایی است.

گوشتی بالگان ابتدایی نیز درست همانند این ماهی، غضروفی هستند و گوشت بدنشان به یک استخوان اصلی در ناحیه کمر وصل است.

جالب اینجاست که ماهیان کوالاکانس در واقع بیشتر شبیه پستانداران هستند تا ماهیانی نظیر ماهی تن و قزل‌آلا که از خانواده شعاع‌بالگان هستند و باله‌های افراشته غضروفی دارند. گوشتی‌بالگان ابتدایی شاخه‌ای به نام آویزبالگان دارند که چند میلیون سال پیش دریاها را ترک و به طرف آب‌های آزاد کوچ کردند.

آویزبالگان بعدها به دو گروه عمده ماهی‌های شش‌دار و چهار اندامان تقسیم شدند. ماهی کوالاکانس مذکور نیز چنانچه پیشتر گفته شد، شبیه ماهیان شش‌داری است که در حدود 385 تا 397 میلیون سال پیش با ارتقای اعضای بدنشان، توانستند با زندگی خارج از آب سازگار شوند. مشخصه این ماهیان که در دوره تریاسیک به بیشترین تعداد رسیدند، آن بود که اگر به هر دلیلی با کمبود آب مواجه می‌شدند به بیرون از آب می‌آمدند و تنفس می‌کردند.

بررسی‌های ژنتیک

انتظار می‌رود ژنوم کشف شده کوالاکانس بتواند اطلاعات بیشتری درباره ماهیان شش‌دار و حتی ماهیان چهارپایی که تقریبا همان سیر تکامل را طی کرده‌اند، ارائه کند.

سرپرست این گروه مطالعاتی کریس آممیا که یک بیولوژیست از دانشگاه واشنگتن سیاتل است، می‌گوید اهمیت این مسیر تکاملی به آن سبب است که در نهایت به دوزیستان، مارها، پرندگان و پستانداران ختم شده است. او افزود ماهیان کوالاکانس در واقع زیربنای تلاش‌هایی هستند که تاکنون برای درک سیر تکامل ماهیان چهاراندامی انجام شده است.

گفتنی است ماهیان چهار اندامی تا دوران دوونین (397 تا 416 میلیون سال قبل) محیط زندگی خود را ترک نکردند. این موجودات که ماهیان چهارپا هم خوانده می‌شوند، تنها موجوداتی بودند که بعد از دوره دوونین نیز کماکان به حیات خود ادامه دادند. محقق ارشد این طرح می‌گوید آنالیز ژنوم این ماهی به یک بحث طولانی‌مدت خاتمه داده چرا که به‌وضوح مشخص می‌کند این ماهی نزدیک‌ترین خویشاوند زنده ماهیان چهاراندامی نیست بلکه در واقع به ماهیان شش‌دار تعلق دارد.

وی در ادامه می‌افزاید: «خیلی بعید به نظر می‌رسد که توالی ژن‌های ماهیان شش‌دار را بتوان مشخص کرد چرا که ماهیان شش‌دار نه‌تنها خیلی بزرگ‌تر از کوالاکانس‌ها هستند بلکه حتی ژن‌هایی خیلی پیچیده‌تر نیز دارند.» یکی دیگر از محققان این پژوهش کرستین لیندبلاد توه است.

وی که متخصص مقایسه ژنوم موجودات زنده از دانشگاه آپسالا سوئد است، می‌گوید به ماهیان کوالاکانس اغلب عنوان «فسیل‌های زنده» نسبت داده شده هرچند این ماهیان هیچ‌گاه به سمت انقراض کامل پیش نرفته‌اند.

تغییرات بطئی در ژن‌های ماهیان کوالاکانس

مقایسه میان پروتئین‌ها در ژن‌های ماهیان کوالاکانس با غضروف‌ ماهیان نشان می‌دهد که DNA کوالاکانس‌ها پیوسته دستخوش تغییر شده است. غضروف‌ماهیان؛ ماهیان آرواره‌‌دار با باله‌های جفت، حفره‌های قلبی جفت و استخوان‌بندی غضروفی هستند. کوسه‌ها به عنوان مهم‌ترین زیرمجموعه این گروه شناخته شده‌اند.

با این‌که DNA کوالاکانس‌ها تغییر کرده اما روند این تغییرات مشخصا کند بوده است. آخرین آنالیزها روی ماهی که سال 1317 صید شده، نشان می‌دهد ژن‌های کوالاکانس‌های جدید می‌تواند بقای یک فسیل زنده را مورد تائید قرار دهد.

جیمز نونان، متخصص علم ژنتیـک از دانشگاه ییل می‌گوید دانشمندان پیشتر به این مساله اشاره کرده بودند که سیر تکامل در ماهیان کوالاکانس کند است.

سال گذشته نیز محققان در ژاپن و تانزانیا نمونه‌های DNAماهیان صید شده آفریقا و اندونزی را با یکدیگر مقایسه کردند. آنها در این بررسی بخصوص روی ژن‌های هاکس تاکید کردند.

ژن‌های هاکس گروهی از ژن‌های مرتبط با یکدیگر هستند که روند تغییرات جنین موجودات زنده را در آینده مشخص می‌کنند. در حقیقت بعد از آن‌که جنین اولیه شکل گرفت، پروتئین‌های هاکس مسئولیت مشخص کردن نوع ساختار هر قسمت را برعهده می‌گیرند. به عنوان مثال کجا دست باشد، کجا پا و کجا هم باله و... این ژن‌های هاکس هستند که به جنین هویت می‌بخشند.

یافته ها حاکی است دو گونه ماهی کوالاکانسی که ژن‌های تقریباً مشابهی دارند، احتمالا در شش میلیون سال قبل از نظر ژنتیک از یکدیگر جدا شده اند. به سختی می‌توان ادعا کرد که روند آهسته و بطئی تکامل ماهیان کوالاکانس به‌واسطه انتخاب طبیعی بوده است.

کوالاکانس​های جدید همانند اجداد خود در اعماق اقیانوس‌ها جایی که حیات ثابت و بدون تغییر است، زندگی می کنند. اما می‌توان گفت این ماهیان دلایلی هم برای تغییر داشته‌اند. در هر صورت تغییر ژنتیکی آرام توضیح می‌دهد که چرا این ماهیان چنین شباهت چشمگیری با اجداد فسیل‌شده‌‌شان دارند.

تحقیقات ادامه دارد

بررسی‌ها نشان داد تمامی اجزای ژنوم ماهی‌ کوالاکانس صید شده به آرامی دستخوش تغییر شده است،‌ اما تعداد عناصری که در ژنوم تغییر کرده‌اند، به‌راستی زیاد هستند. عملکرد بخش‌های مهمی از ژنوم کماکان مشخص نشده اما تحقیقات فعلی نشان می‌دهد ماهیان کوالاکانس و ماهیان چهاراندامی از یک توالی ژنتیک خاص تبعیت می کنند و این توالی ژنتیک می تواند علت شکل گیری اندام‌های مختلف بدن را در آنها نشان دهد.

یکی از مهم‌ترین یافته ها این است که ماهیان کوالاکانس نخستین مهره‌دارانی هستند که ژن مربوط به آنتی بادی ابتدایی ایمونوگلوبین ام (یک پروتئین که در سیستم ایمنی جایگاه خاصی دارد) را ندارند و به جای آن دو ژن دیگر دارند. این دو ژن یک پروتئین ایمنی کاملا متفاوت با آنتی‌بادی مشخص تولید می‌کنند که البته در جای خود کارکرد متفاوت اما خوبی دارد.

پروفسور نونان در پایان افزود: هنوز تحقیقات بیشتری باید انجام شود تا بتوان با اطمینان درباره اعقاب مهره‌دارانی همچون پرندگان، دوزیستان و خزندگان صحبت کرد.

منبع: nature 
مترجم: فرناز حیدری