فسیل‌های ۵۶۷ میلیون ساله، طلوع حیات جانوری را بازنویسی می‌کنند؛ تکامل پیچیده ۱۰ میلیون سال به عقب رانده شد

برای دهه‌ها، داستان تکامل جانوران حول یک نقطه عطف دراماتیک می‌چرخید: انفجار کامبرین. دیرینه‌شناسان عمدتاً دوران پیش از آن، یعنی دوره ادیاکاران، را به عنوان یک اتاق انتظار تکاملی آرام می‌دیدند که تحت سلطه موجودات ساده و بی‌حرکت بود که در آب‌های کم‌عمق ساحلی شناور بودند یا بی‌حرکت می‌نشستند. فرض بر این بود که حیات برای میلیون‌ها سال نسبتاً ساده باقی مانده بود و سپس ناگهان حدود ۵۴۱ میلیون سال پیش به اشکال پیچیده و قابل تشخیص فوران کرد. اما مجموعه‌ای از فسیل‌های تازه تحلیل شده از یک رشته کوه دورافتاده کانادایی، این روایت را زیر و رو می‌کند و ثابت می‌کند که جهش‌های تکاملی که ما با کامبرین مرتبط می‌دانیم، میلیون‌ها سال زودتر در حال وقوع بوده‌اند.[1][2]

شواهد از یک سایت فسیلی فوق‌العاده غنی در کوه‌های مکنزی در قلمروهای شمال غربی کانادا به دست آمده است که در سرزمین‌های سنتی مردم ساتو دنه و متیس قرار دارد. این سایت که قدمت آن به ۵۶۷ میلیون سال پیش می‌رسد، بیش از ۱۰۰ نمونه از موجودات نرم‌تن متعلق به زیست‌بوم ادیاکاران را به دست داده است. این فسیل‌ها جدول زمانی نقاط عطف بیولوژیکی کلیدی – از جمله حرکت جانوران، طرح‌های بدنی دوطرفه (متقارن) و تولید مثل جنسی – را ۵ تا ۱۰ میلیون سال به عقب می‌رانند. اسکات ایوانز، نویسنده اصلی این مطالعه و دیرینه‌شناس در موزه تاریخ طبیعی آمریکا، خاطرنشان کرد: «برای ۳ میلیارد سال، حیات روی زمین تحت سلطه میکروب‌ها بود. سپس، ناگهان، ما این حیوانات دریایی عجیب و غریب را داریم که به اندازه کافی بزرگ هستند تا دیده شوند و قادر به رفتارهایی هستند که امروزه برای ما آشناست.»[3][4][5][6]

داده‌های بازیابی شده از این سایت، شش گروه از موجوداتی را معرفی می‌کند که قبلاً در آمریکای شمالی ثبت نشده بودند و قاره باستانی لورنتیا را به یک داستان تکاملی جهانی متصل می‌کند که پیش از این از قطعاتی در روسیه، استرالیا و نامیبیا گردآوری شده بود. از مهم‌ترین یافته‌ها می‌توان به دیکینسونیا (Dickinsonia) اشاره کرد، یک موجود صاف و شیاردار که فاقد دهان بود اما فعالانه در کف دریا حرکت می‌کرد و باکتری‌ها و جلبک‌ها را از زیر بدن خود جذب می‌کرد. وجود دیکینسونیا در این قدمت، برخی از اولین شواهد فسیلی مستقیم از حرکت یک حیوان با نیروی خود برای جستجوی غذا را فراهم می‌کند.[1][2][3][4][5]

سوابق فسیلی در این سایت همچنین بینش‌های حیاتی در مورد خاستگاه تولید مثل و تقارن بدن ارائه می‌دهد. محققان فونیزیا (Funisia) را شناسایی کردند، یک موجود لوله‌ای شکل که در خوشه‌هایی با اندازه‌های مشابه رشد می‌کرد. این الگوی خوشه‌ای به طور گسترده به عنوان قدیمی‌ترین شواهد فسیلی شناخته شده از تولید مثل جنسی تفسیر می‌شود، که نشان می‌دهد این حیوانات اولیه، رهاسازی اسپرم و تخمک را در ستون آب هماهنگ می‌کردند، بسیار شبیه به کاری که مرجان‌های امروزی انجام می‌دهند. علاوه بر این، تیم نمونه‌هایی از کیمبرلا (Kimberella) را پیدا کرد، موجودی با پای عضلانی که کف دریا را می‌خراشید. کیمبرلا به عنوان یک خویشاوند اولیه نرم‌تنان و احتمالاً قدیمی‌ترین دوجانبه متحرک شناخته شده در نظر گرفته می‌شود – حیوانی با جلو، عقب، بالا و پایین متمایز، طرح بدنی که اکنون بیش از ۹۹ درصد از کل گونه‌های جانوری زنده را تشکیل می‌دهد.[1][2][4][6]

شاید پارادایم‌شکن‌ترین ادعا در مجموعه شواهد، محل زندگی این حیوانات باشد. دیرینه‌شناسان مدت‌ها فرضیه داده بودند که حیات ماکروسکوپی پیچیده ابتدا در آب‌های گرم، آفتابی و کم‌عمق ساحلی تکامل یافته و سپس به اقیانوس عمیق مهاجرت کرده است. با این حال، تجزیه و تحلیل زمین‌شناسی الگوهای رسوبی اطراف فسیل‌های کوه‌های مکنزی نشان می‌دهد که آنها در یک محیط شیب قاره‌ای آب‌های عمیق رسوب کرده‌اند. این امر دقیقاً مسیر مخالف را نشان می‌دهد: نوآوری تکاملی ممکن است در واقع در اقیانوس عمیق آغاز شده و بعداً به سمت ساحل گسترش یافته باشد.[2][3][5][6]

مکانیسم پشت این داستان خاستگاه آب‌های عمیق، بر پایداری محیطی متمرکز است. در حالی که اقیانوس عمیق تاریک است و عموماً نامناسب تلقی می‌شود، همچنین از نوسانات شدید آب و هوایی که در طول دوران نئوپروتروزوئیک سطح زمین را در هم کوبید، از جمله یخبندان‌های شدید معروف به «گلوله برفی زمین»، در امان مانده است. دریای عمیق یک پناهگاه پایدار با نوسانات کمتر در دما و اکسیژن ارائه می‌داد و شرایط ثابتی را فراهم می‌کرد که برای حیات جانوری اولیه و شکننده برای آزمایش طرح‌های بدنی و رفتارهای پیچیده ضروری بود.[2][6]

با وجود غنای این سایت، محققان در مورد محدودیت‌های شواهد صریح هستند. از آنجا که موجودات ادیاکاران فاقد بخش‌های سخت مانند صدف یا استخوان بودند، حفظ آنها نیازمند شرایط زمین‌شناسی بسیار خاص و نادر بوده است. فسیل‌ها اساساً اثرات منفی یا «ماسک‌های مرگ» هستند که در ماسه‌سنگ باقی مانده‌اند، به این معنی که آناتومی داخلی را نمی‌توان مستقیماً مشاهده کرد. در حالی که اشکال بیرونی موجوداتی مانند کیمبرلا به شدت نشان‌دهنده تقارن دوطرفه و پای عضلانی است، مرتبط کردن قطعی این اشکال عجیب و غریب و نرم‌تن به تبار جانوری مدرن، بیشتر یک استدلال قیاسی تطبیقی است تا اثبات آناتومیک مطلق.[1][2][3][4][6]

علاوه بر این، رابطه تکاملی دقیق بین موجودات بی‌حرکت آب‌های عمیق مجموعه آوالون قدیمی‌تر (۵۷۵ تا ۵۵۹ میلیون سال پیش) و موجودات متنوع‌تر و متحرک مجموعه دریای سفید (که این فسیل‌های جدید نماینده آن هستند) هنوز مورد بحث است. کشف کوه‌های مکنزی، موجودات نوع دریای سفید را تا حدی در چارچوب زمانی قرار می‌دهد که قبلاً تصور می‌شد منحصراً تحت سلطه موجودات نوع آوالون است. این همپوشانی نشان می‌دهد که آزمایش‌های تکاملی مختلف برای میلیون‌ها سال در کنار هم زندگی می‌کردند، نه اینکه به طور واضح در مراحل زمین‌شناسی متمایز جایگزین یکدیگر شوند.[2][3][4][6]

این سفر اکتشافی، که نیازمند ۱۴ ساعت رانندگی و پرواز با هلیکوپتر به مناطق دورافتاده بود، با همکاری نزدیک جوامع ساتو دنه و متیس، و همچنین سازمان‌های زمین‌شناسی کانادا و یوکان انجام شد. حجم عظیمی از سنگ‌هایی که هنوز در این سایت بررسی نشده‌اند – صدها فوت رسوب رویی – نشان می‌دهد که این تازه آغاز کشفیات است. در حالی که دیرینه‌شناسان برای سفرهای اکتشافی آینده به منطقه برنامه‌ریزی می‌کنند، فسیل‌های ۵۶۷ میلیون ساله که قبلاً بازیابی شده‌اند، اساساً جدول زمانی اولین اجداد ما را بازنویسی کرده‌اند و ثابت می‌کنند که اقیانوس عمیق مدت‌ها قبل از اینکه دریاهای کامبرین مملو از فعالیت شوند، یک آزمایشگاه پر جنب و جوش برای حیات بوده است.[1][2][4][5][6]