حیات پس از مرحلۀ “زمین گلوله برفی” چقدر پیچیده شد؟

[ßяɪcε]

وقتی به عصر یخبندان فکر می‌کنیم، معمولأ دوران پلیستوسن به ذهنمان می‌آید که تقریبأ ۱۲۰۰۰ سال پیش به پایان رسید. اما این دوران در مقایسه با اتفاقی که حدود ۷۰۰ میلیون سال پیش افتاد و کل سیاره با یخ پوشیده شد (اغلب “زمین گلوله برفی” نامیده می‌شود)، یک تابستان مطبوع بود. اکنون محققان فسیل‌هایی را کشف کرده‌اند که داستان حیات را پس از این تحول عظیم جهانی شرح می‌دهد و می‌گوید که ممکن است بشر در اثر این تحول عظیم به وجود آمده باشد.

دیدن لینک ها برای شما امکان پذیر نیست. لطفا ثبت نام کنید یا وارد حساب خود شوید تا بتوانید لینک ها را ببینید.

چربی‌های فسیلی نشان می‌دهند که حیات پس از مرحلۀ زمینِ گلوله برفی چقدر پیچیده شده است

به گزارش بیگ بنگ، تیم تحقیقاتی با تجزیه و تحلیل مولکول‌های سنگ‌ها در برزیل که ۶۳۵ میلیون سال قدمت داشتند، یعنی پس از مرحلۀ زمین گلوله برفی، شروع به کار کردند. آنها یک نشانگر زیستی را کشف کردند که قبلأ ناشناخته بوده، آن را پالایش کردند و سپس از رزونانس مغناطیسی هسته‌ای برای شناسایی ساختار شیمیایی‌اش استفاده کردند. این مولکول که اکنون ۲۵,۲۸-bisnorgammacerane (BNG) نامیده می‌شود بعنوان ِ نوعی چربی شناخته شده است.

لنارت ون مالدگم، نویسندۀ ارشد این مطالعه گفت: «تمام اشکال حیات ِ حیوانی برتر، از جمله ما انسان‌ها، کلسترول تولید می‎‌کنیم. جلبک‌ها و باکتری‌ها مولکول‌های چربی خاص خودشان را تولید می‌کنند. چنین مولکول‌هایی می‌توانند به مدت میلیون‌ها سال درون سنگ‌ها باقی بمانند، همانند قدیمی‌ترین بقایای(شیمیایی) ارگانیسم‌ها، و به ما بگویند که اکنون چه نوع حیاتی در اقیانوس‌های سابق وجود دارد.»

اما این تیم هنوز مطمئن نیست که مولکول BNG از چه نوع ارگانیسمی ایجاد شده است. برای یافتن این مسئله، آنها سعی کردند نشانه‌هایی از آن در مکان‌های دیگر پیدا کنند. پس از مطالعۀ صدها نمونه‌ سنگ باستانی، منشأ آن را در سنگ‌های گرند کنیون پیدا کردند زیرا این سنگ‌ها غنی از این مولکول بودند.

محققان با کشف نمونه‌های بیشتر توانستند مولکول‌های دیگر را تجزیه و تحلیل کنند و درک ِ واضح‌تری از این مولکول جدید بدست آورند. پس از مشاهدۀ مولکول‌های دیگری که ممکن بود پیش‌ماندۀ BNG باشند، و همچنین توزیع استروئیدها و الگوهای ایزوتوپی کربن پایدار، این تیم حدس اولیه را زد – و آن “پلانکتون هتروتروفیک”، شکارچی اولیۀ حیات پیچیده، بود.

ون مالدگم گفت: «مثلأ برخلاف جلبک‌های سبزی که در فتوسنتز نقش دارند و به ارگانیسم‌های اتوتروف تعلق دارند، این میکروارگانیسم‌های هتروتروف شکارچیان واقعی بودند که انرژی خود را با شکار و خوردن جلبک‌ها و باکتری‌ها تأمین می‌کردند.»

به گفتۀ این تیم، چنین شواهد باستانی مربوط به شکار پلانکتون یک مرحلهۀ مهم را در فرگشت زنجیره‌ غذایی نشان می‌دهد. مهمتر از آن، این پلانکتون‌ها تعداد باکتری‌ها (اشکال حیات غالب آن موقع) را کاهش دادند و به ارگانیسم‌های پیچیده‌تر مثل جلبک‌ها اجازه دادند تا ظهور پیدا کنند. اشکال حیات بزرگتر از میان آنها ظهور پیدا کردند، از جمله تبارهایی که در نهایت انسان‌ها و تمام حیوانات دیگر را به وجود آوردند.

ون مالدگم گفت: «موازی با وقوع مرموز مولکول BNG، شاهد گذار از یک دنیا که اقیانوس‌هایش فقط حاوی باکتری بودند به یک زمینِ پیچیده‌تر حاوی جلبک‌های خیلی بیشتر بوده‌ایم. به نظرمان این شکار عظیم اقیانوس‌های غنی از باکتری را پاکسازی کرده و جا را برای جلبک‌ها باز کرده است.»

یافته‌ها انطباق خوبی با داستانی دارد که فرضیۀ زمین گلوله برفی تعریف می‌کند. تاکنون معتقد بودیم که شروع تکتونیک صفحه‌ای بیش از ۷۰۰ میلیون سال پیش پیامدهای فاجعه‌باری برای سیارۀ زمین داشته، مثلأ پوستۀ ترک خورده فعالیت لرزه‌ای و آتشفشانی را بیشتر کرد. این امر به نوبت یک رویداد یخبندان جهانی را ایجاد کرد.

پس از گذشت ۵۰ میلیون سال یا بیشتر، تصور می‌شود که برف و یخِ در حال ذوب شدن مقادیر زیادی مواد مغذی را وارد دریا کردند. این امر به نوبت اشکال ِ حیات اولیه مثل جلبک‌های پلانکتونی را به وجود آورد – برخی از دانشمندان این دوره را «ظهور جلبک‌ها» نامگذاری کرده اند. ظرف ۱۵ میلیون سال ِ آینده، برخی از این پلانکتون‌ها به درندگان تبدیل شدند و راه را برای یک شبکۀ غذایی پیچیده باز کردند که در نهایت منجر به ظهور ما شدند. جزئیات بیشتر این پژوهش در مجله‌ Nature Communications منتشر شده است.