نخستین جانوران زمین چه شکلی بودند؟ پژوهشی تازه بالاخره پاسخ می‌دهد

از زمانی که دانشمندان برای نخستین بار سازوکار تکامل را درک کردند، پرسشی قدیمی و چالش‌برانگیز ذهنشان را درگیر کرده است: نخستین جانور زمین چه شکلی بود؟ پژوهشگران بر اساس تحلیل‌های ژنتیکی، دو گزینه‌ی اصلی را معرفی کرده‌اند. گروهی باور دارند اسفنج‌های امروزی، یعنی اسفنج‌های شاخی از شاخه‌ی روزنک‌تباران (Porifera)، بیشترین شباهت را به نیای اولیه‌ی جانوران دارند. در مقابل، گروهی دیگر شانه‌دارتباران (Ctenophora) را گزینه‌ی محتمل‌تری می‌دانند.

اما پژوهشی تازه از مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) معادله را به نفع اسفنج‌ها تغییر داده است. پژوهش با بررسی سرنخ‌های شیمیایی در سنگ‌های باستانی نشان داده است که اسفنج‌ها احتمالاً بیش از ۵۴۱ میلیون سال پیش و در دوران پیشین‌زیستی نو (نئوپروتروزوییک) روی زمین پدید آمدند.

فسیل‌های جانوران اولیه تصویر روشنی از آن دوران ارائه نمی‌دهند. در واقع، شواهد مربوط به موجودات نرم‌تن مانند اسفنج‌ها یا شانه‌داران به‌ندرت حفظ می‌شود، زیرا آن‌ها فاقد مواد سختی مثل استخوان یا غضروف بودند که قابلیت فسیل شدن داشته باشد.

در فقدان فسیل‌های مستقیم، دانشمندان به سراغ شواهد شیمیایی رفته‌اند. آن‌ها در نفت و رسوبات دوره ادیاکارن به دنبال امضاهای مولکولی گشتند که بتواند بدون نیاز به فسیل معمولی، منشأ اسفنجی حیات جانوری را تأیید کند.

راجر سامنز، زیست‌زمین‌شناس از مؤسسه فناوری ماساچوست، می‌گوید: «ما دقیقاً نمی‌دانیم آن موجودات چه شکلی بوده‌اند، اما مطمئنیم که در اقیانوس زندگی می‌کردند، بدن نرم داشتند و اسکلت سیلیسی نداشتند.»

در سال ۲۰۰۹، سامنز در مطالعه‌ای شرکت داشت که در سنگ‌های ماریونان در عمان، مقادیر چشمگیری از استرول‌های فسیل‌شده‌ی شبیه به اسفنج‌ها یافت. این ترکیب‌های نادر کربنی موسوم به C30 استرول، مولکول‌های چربی که در غشای سلولی همه‌ی جانداران پیچیده یافت می‌شوند، نشانه‌ای از فعالیت اولیه‌ی اسفنج‌ها به شمار می‌روند. موجودات ساده‌تر پیش از اسفنج‌ها چنین مولکول‌هایی تولید نمی‌کردند، اما اسفنج‌های شاخی امروزی هنوز آن‌ها را می‌سازند.

لوبنا شاوار، ژئوشیمی‌دان آلی از مؤسسه فناوری ماساچوست و نویسنده‌ی اصلی پژوهش، می‌گوید: «پیداکردن استرولی با ۳۰ اتم کربن واقعاً نادر است.» این کشف نشان می‌دهد که اسفنج‌های باستانی احتمالاً نخستین جانوران روی زمین بوده‌اند و بسیار زودتر از سایر موجودات چندسلولی وجود داشته‌اند.

با وجود این، برخی دانشمندان تردید داشتند و معتقد بودند فسیل‌های استران کشف‌شده در عمان ممکن است منشأیی غیرزیستی یا جلبکی داشته باشند. تیم شاوار با کشف فسیل شیمیایی دیگری حاوی C31 این فرضیه را رد کرد. این مولکول از همان ژن اسفنجی تولید می‌شود که C30 را می‌سازد و واکنش شیمیایی مشابهی هنوز هم در بعضی از اسفنج‌های زنده دیده می‌شود.

شاوار می‌گوید: «در این پژوهش نشان دادیم چطور می‌توان یک نشانگر زیستی را تأیید کرد؛ یعنی مطمئن شد سیگنالی که می‌بینیم واقعاً از حیات آمده و نه از آلودگی یا واکنش‌های غیرزیستی.»

برای اطمینان بیشتر، تیم پژوهشی فرایند فسیل‌شدن استرول‌ها را در آزمایشگاه بازسازی کردند. آن‌ها هشت نوع استرول مصنوعی C31 را تحت شرایطی قرار دادند که صدها میلیون سال تغییرات در پوسته‌ی زمین را شبیه‌سازی می‌کرد. در پایان، دو نمونه‌ی مصنوعی دقیقاً با بقایای باستانی C31 مطابقت داشت که نشان می‌دهد منشأ این مولکول‌ها بی‌تردید زیستی است.

راجر سامنز می‌گوید: «ما سه خط شواهد هماهنگ داریم؛ چیزی که در سنگ وجود دارد، چیزی که در اسفنج هست و آنچه که در آزمایشگاه می‌توان ساخت. این سه مسیر مستقل به یک نتیجه می‌رسند: اسفنج‌ها از نخستین جانوران روی زمین بوده‌اند.»

لوبنا شاوار نیز می‌افزاید: «استران‌های خاص همیشه آنجا بودند؛ فقط باید یاد می‌گرفتیم سؤال‌های درستی بپرسیم تا آن‌ها را بیابیم و منشأشان را درک کنیم.» اکنون که امضاهای شیمیایی باستانی تأیید شده‌اند، تیم پژوهشی قصد دارد نمونه‌های زمین‌شناسی بیشتری را بررسی کند تا سرنخ‌های تازه‌ای از نخستین نیاکان جانوری ما پیدا کند.

نتایج پژوهش در نشریه PNAS منتشر شده است.