به یک ماهی تبدیل شویم

می‌خواهم راوی داستانی باشم که در آن استخوان به استخوان متحول شدیم تا به شکل آن چیزی که امروز هستیم درآمدیم.

حدود ۳۷۰ میلیون سال قبل نیاکان ما جانوران پولک‌داری بودند که در دریا زندگی می‌کردند و در حالی که با باله‌های خود شنا می‌کردند با آبشش‌هایشان از آب اکسیژن می‌گرفتند، اما نیای کهن ما، در طول دوره‌ای چند میلیون ساله و با روندی آهسته به نزدیکی خطوط ساحلی مهاجرت کرد و خود را با شرایط قلمرو خشکی وفق داد؛ این طور بود که آنها تتراپود (Tetrapod) یا چهارپا شدند؛ تتراپودها اجدادی بودند که در‌نهایت‌ دوزیستان، خزندگان، پرندگان و پستانداران امروزی طی تکامل از دل آنها برآمدند. به موازات این که دانشمندان فسیل‌های آن دوره را از زمین خارج می‌کردند درس‌هایی بسیار بلند و واضح با خود می‌آوردند: انتقال فقط یک جهش منفرد نبود بلکه رویدادی طولانی و تدریجی بود.

یکی از مهم‌ترین فسیل‌های آن دوره سال ۱۳۸۵ توجه مردم دنیا را به خود جلب کرد. گروهی از دانشمندان با حفاری در شمالگان کانادا فسیل جانور ۳۷۰ میلیون ساله‌ای را یافتند و لقب تیکتالیک به آن دادند. تیکتالیک به دودمانی از مهره‌داران آبزی موسوم به گوشتی باله تعلق دارد؛ گروهی که امروزه به ماهی شش‌دار و سیلاکانت موسوم‌اند. برخی از ویژگی‌های آناتومیک، گوشتی‌باله‌ها را از دیگر ماهی‌ها جدا می‌کند و آنها را به خویشاوندان نزدیک‌تری برای ما و دیگر چهارپایان تبدیل می‌کند. آنها باله‌های نیرومندِ استخوان‌داری دارند که با استخوان‌های بالایی بازوها و ران‌های ما متناظر است. برخی از فسیل‌های گوشتی‌باله‌ها نه‌تنها استخوانی متناظر با استخوان بازو (استخوان درازی که به شانه متصل است) را دارند بلکه زندزیرین و زندزبرین هم دارند!

تیکتالیک حتی میان گوشتی‌باله‌ها هم بسیار به چهارپایان شبیه است. برای مثال گردن مجزایی دارد و باله‌هایش استخوان‌های اضافی شاخه‌مانند دارند. غیر از استخوان‌های متناظر با بازو، زندزیرین و زندزبرین، تیکتالیک حتی استخوان‌های مچ‌مانندی دارد که همچون یک مفصل، درست مثل دست‌های ما عمل می‌کردند.

بدون انگشت‌ها تیکتالیک چطور می‌توانست شاخه‌ها را با باله‌هایش به چنگ بیاورد؟! تیکتالیک در گل‌ولای کم‌عمقی که در دوره دونین خانه‌اش بود بخوبی بالا می‌رفت. (نیل شوبین، یکی از کاشفان تیکتالیک داستان کشف این جانور را سال ۱۳۸۷ در کتاب «ماهی درونی شما» بیان کرده است‌) استخوان‌هایی که شوبین و همکارانش سال ۱۳۸۵ آن را شرح دادند مربوط به نیمه‌ جلویی تیکتالیک بود، اما حالا یعنی هشت سال پس از آن کشف، شوبین و همکارانش از نیمه‌‌ دیگر فسیل این جانور عجیب و غریب هم پرده‌برداری کردند. اکنون آنها انتقال از ماهی‌ها به چهارپایان را بیشتر شرح دادند.

چنین تأخیر هشت ساله‌ای در جهان دیرینه‌شناسی بسیار بی‌سابقه است. خارج‌سازی و تحلیل فسیل‌ها فرآیندی بسیار کند است. زمانی که سال ۱۳۸۳ شوبین و همکارانش تیکتالیک را در شمالگان کانادا کشف کردند کل استخوان‌ها را دقیقا در همان مکان و زمان از زمین استخراج نکردند. بلکه تخته سنگی یک متری را که فسیل هم در آن بود خارج کرده و با خود به دانشگاه شیکاگو بردند. دانشگاه شیکاگو جایی بود که آنها می‌توانستند با دقت و در محیط مناسب آزمایشگاه، فسیل را استخراج کنند.

اما پیش از این که آنها صخره را درون بالگرد بگذارند و سفر بازگشت به خانه را آغاز کنند باید صخره را به گچ مخصوصی اندود می‌کردند؛ دیرینه‌شناسان کاشف خیلی زود فهمیدند ‌ با چنین تخته سنگ حجیم و سنگینی نمی‌توانند به خانه بازگردند.

وزن زیاد تخته سنگ، پوشش گچی ضخیمی می‌طلبید در حالی که آنها گچ کافی همراه خود نداشتند. در عوض شوبین و همسفرانش تصمیم گرفتند صخره را دو نیم کرده و دو بخش را در پوشش‌های نازک‌تری اندود کنند.

دو تکه شدن باعث شد که صخره‌ها با امنیت به شیکاگو برسند. دانشمندان شروع به کار روی صخره‌ای کردند که شامل جمجمه و دیگر استخوان‌های قسمت جلویی تیکتالیک بود. به محض این که آنها استخوان‌ها را تحلیل کردند و جزئیات توصیفی آناتومی تیکتالیک را به نگارش درآوردند روی قطعه سنگی دیگر که برای چهار سال دست‌نخورده مانده بود، متمرکز شدند.

برخی از شعاع‌های باله‌ای متعلق به باله‌های شکمی بودند، برخی دنده‌ها‌ متعلق به نیمه عقبی جانور بودند و استخوان دیگری هم در صخره خفته بود که ارزش ویژه‌ای داشت؛ لگن خاصره!

این آن چیزی نبود که شوبین و همکارانش انتظار داشتند باشند. نزدیک‌ترین خویشاوندان گوشتی‌باله چهارپایان استخوان‌های ظریف لگن خاصره داشتند که فقط برای اتصال ماهیچه‌هایی که باله لگن خاصره را در طول شنا کنترل می‌کرد به کار می‌رفتند. تیکتالیک، اما استخوان لگن خاصره‌ حجیمی داشت به بزرگی نخستین تتراپودهایی که پا و انگشت داشتند و مانند ما حفره‌ حجیمی در پهلو داشت به طوری که گردی استخوان ران می‌توانست با آن جفت شود. این کشف ویژه، شوبین و همکارانش را مجبور کرد هزاران قطعه فسیل دیگر را که در طول سال‌ها در زمین فسیلی تیکتالیک پیدا کرده بودند، بازنگری کنند. بسیاری از آنها برای این دانشمندان همچون معما باقی ماند، اما مقایسه استخوان تازه کشف شده تیکتالیک با آن فسیل‌های طبقه‌بندی نشده، پنج لگن خاصره دیگر تیکتالیک‌ها را لو داد! تا زمانی که این دانشمندان دریافتند لگن خاصره تیکتالیک واقعا به چه چیزی شبیه است و اصلا نمی‌دانستند که دارند روی چه چیزی مطالعه می‌کنند. این استخوان‌های تازه کشف شده که میان ران و تهیگاه بودند توجه دقیق‌تری را به تیکتالیک معطوف کردند. استخوان‌ها ابتدا نشان می‌دادند که جانور باید بزرگ‌تر از آن چیزی که تصور می‌شد باشد؛ یعنی حدود 2.7 متر طول داشته است. به عبارت بهتر خویشاوندان باستانی ما تقریبا هم‌اندازه تمساح بوده‌اند!

فقط استخوان لگن خاصره این جانور بزرگ نبوده بلکه باله‌های متصل به آن هم بزرگ بودند. شوبین و همکارانش این طور تصور می‌کردند که تیکتالیک از لنگر این ماهیچه‌های حجیم استفاده می‌کرده تا لگن خاصره‌اش به باله‌های عقبی نیرو وارد کند، نه تنها برای شنا کردن بلکه برای راه رفتن زیر آب یا به منظور حرکت در سطوح گلی.

در عین این ‌که تیکتالیک مفاصل ران داشته و در اندازه چهارپامانندها بوده، اما آناتومی ماهی‌مانندها را داشته است. مفاصل ران ما با مهره‌های پشتی با هم یکی شده‌اند. این وضع برای تیکتالیک‌ها فاجعه‌بار می‌شده که به‌ طور آزاد شناور بودند زیرا ما قادر به بالا بردن بدن خود برخلاف جاذبه نیستیم از طرف دیگر نمی‌توانیم بیشتر نیروی تولید شده به واسطه‌ پاهایمان را به بقیه بدنمان منتقل کنیم. این وضع برای بیشتر چهارپایان هم ثابت است.

همه چهارپایان برای حرکت روی زمین خشک تطبیق یافته‌اند نه برای جابه‌جایی در آب. در ۳۶۰ میلیون سال قبل تتراپودهای اولیه اعضای خود را از لگن خاصره به ستون فقرات تکامل دادند.

اما ‌تیکتالیک مورد مطالعه مفاصل ران، شناوری آزاد داشته‌اند به عبارت بهتر تیکتالیک نشان داد که ۳۷۰ میلیون سال قبل نقشه بدن تتراپود از سر تا دم در حال پیشرفت زیادی بوده تا به جانوران امروزی تبدیل شود.

نیلوفر فشنگ‌ساز / جام جم