فسیل‌های مرموز در کانادا، تاریخ پیدایش تولیدمثل جنسی را بازنویسی کردند

دانشمندان اکنون به این نتیجه رسیده‌اند که حیوانات مدت بسیار طولانی‌تری از آنچه پیش‌تر تصور می‌شد، تولیدمثل جنسی داشته‌اند. کشفی تازه در کوه‌های دورافتاده کانادا باعث شده است که آغاز پیدایش تولیدمثل جنسی در تاریخ حیات، میلیون‌ها سال به عقب رانده شود.

این شواهد از فسیل‌های موجوداتی به نام فونی‌سیا (Funisia) به دست آمده است؛ جانوری بسیار ساده و به‌اصطلاح غیرجذاب که از نظر ظاهری تا حدی شبیه مرجان‌ها بوده است. با وجود ظاهر ابتدایی، این موجودات از جمله نخستین جاندارانی هستند که شواهد نشان می‌دهد قادر به تولیدمثل جنسی بوده‌اند.

این جانوران دارای بدن‌هایی نرم، فاقد توانایی حرکت و متصل به بستر کف دریا بودند. بنابراین تولیدمثل جنسی در آن‌ها به شکل جست‌وجوی جفت در محیط اقیانوس انجام نمی‌شد، بلکه از طریق آزادسازی اسپرم و تخمک در آب صورت می‌گرفت؛ به‌طوری که این سلول‌های جنسی در ستون آب به هم می‌رسیدند و لقاح انجام می‌شد.

به گزارش آی‌اف‌ال ساینس، دیرینه‌شناسان به‌تازگی فسیل‌هایی از جنس فونی‌سیا را در کوه‌های مک‌کنزی، در منطقه‌ای بسیار دورافتاده از قلمروهای شمال‌غربی کانادا، در کنار فسیل بیش از ۱۰۰ گونه جانور چندسلولی موسوم به زیست‌وران ادیاکاران (Ediacaran biota) کشف کرده‌اند. قدمت این لایه فسیلی حدود ۵۶۷ میلیون سال برآورد شده است؛ یعنی ۵ تا ۱۰ میلیون سال قدیمی‌تر از قدیمی‌ترین شواهد شناخته‌شده قبلی از تولیدمثل جنسی در جانوران اولیه.

اما ظهور تولیدمثل جنسی همه‌چیز را تغییر داد. در این نوع تولیدمثل، DNA دو فرد با هم ترکیب و همین موضوع باعث ایجاد تنوع ژنتیکی بسیار بیشتر می‌شود. این تنوع، سرعت فرایند تکامل را به‌طور چشمگیری افزایش داد و از توان تولیدمثل غیرجنسی فراتر رفت. این شیوه جدید از موجوداتی ساده و شبیه توده‌های مرجانی آغاز و در نهایت زمینه‌ساز شکل‌گیری تنوع گسترده جانورانی شد که امروز در دریا، هوا و خشکی زندگی می‌کنند.

اسکات ایوانز، نویسنده اصلی پژوهش در بیانیه‌ای توضیح داد: «برای سه میلیارد سال، حیات روی زمین تحت سلطه میکروب‌ها بود. سپس ناگهان با جانوران دریایی عجیبی مواجه می‌شویم که به اندازه‌ای بزرگ هستند که دیده می‌شوند و رفتارهایی دارند که برای ما تا حدی آشنا به نظر می‌رسد. اگر بخواهیم این گذار را درک کنیم، یعنی زمانی که حیات برای نخستین بار به موجوداتی بزرگ، پیچیده و واقعاً جانوری تبدیل شد، محوطه جدید ظرفیت بسیار بالایی برای پژوهش دارد.»

پژوهشگران در مطالعه فسیل‌های دوره ادیاکاران معمولاً این عصر را به سه بازه زمانی اصلی تقسیم می‌کنند: دوره آوالون (حدود ۵۷۵ تا ۵۵۹ میلیون سال پیش)، دوره دریای سفید (حدود ۵۵۹ تا ۵۵۰ میلیون سال پیش) و دوره ناما (حدود ۵۵۰ تا ۵۳۸ میلیون سال پیش).

گروه آوالون قدیمی‌ترین مرحله است و عمدتاً شامل موجودات ساده ساکن در آب‌های عمیق می‌شود. پس از آن، دوره دریای سفید قرار دارد که با جانوران بزرگ‌تر و متنوع‌تر شناخته می‌شود. در نهایت، دوره ناما دیده می‌شود که در آن برخی از نخستین جانوران پیچیده با ساختارهای سخت یا شبه‌پوسته‌ای ظاهر شده‌اند.

یافته‌های تازه از کانادا مربوط به عصر دریای سفید است؛ دوره‌ای که پیش‌تر در اروپا، آسیا و استرالیا شناسایی شده بود، اما تاکنون در آمریکای شمالی گزارش نشده بود. اهمیت کشف جدید در این است که این لایه فسیلی با قدمت حدود ۵۶۷ میلیون سال، نه‌تنها متعلق به دوره دریای سفید است، بلکه حدود ۵ تا ۱۰ میلیون سال قدیمی‌تر از نمونه‌های قبلی این دوره محسوب می‌شود.

محوطه فسیلی مورد بررسی احتمالاً در محیطی عمیق‌تر از آن چیزی قرار داشته که پیش‌تر برای دوره «دریای سفید» تصور می‌شد. پژوهشگران می‌گویند این موضوع از این ایده حمایت می‌کند که نوآوری‌های تکاملی، از جمله تولیدمثل جنسی، ابتدا در اعماق دریا شکل گرفته و بعد به آب‌های کم‌عمق و سواحل گسترش یافته‌اند. به گفته ایوانز، محیط‌های عمیق اقیانوسی با وجود تاریکی، نسبتاً پایدار هستند و همین ثبات می‌تواند شرایط مناسبی برای شکل‌گیری نخستین جانوران فراهم کرده باشد.

پژوهش در ژورنال Science Advances منتشر شده است.