ماهیهای مرکب و سپیداج، از باهوشترین و عجیبترین ساکنان اقیانوسها، برای دههها یک راز بزرگ را در دل خود پنهان کرده بودند: اینکه چگونه از بزرگترین انقراض تاریخ زمین جان سالم به در بردند و سپس اقیانوسها را تسخیر کردند. اکنون، با توالییابی ژنومهای جدید و تحلیل دادههای جهانی، دانشمندان مؤسسه علوم و فناوری اوکیناوا (OIST) سرانجام پرده از این راز برداشتهاند.
این پژوهش که در نشریه Nature Ecology & Evolution منتشر شده، نشان میدهد که این موجودات عجیب و هوشمند، حدود 100 میلیون سال پیش در اعماق اقیانوس پدید آمدند و با عقبنشینی به پناهگاههای غنی از اکسیژن در اعماق، از انقراض دستهجمعی پایان دوره پرمین جان سالم به در بردند. برای میلیونها سال، تکامل آنها تقریباً ثابت ماند تا اینکه یک انفجار پس از انقراض، تنوع سریع آنها را رقم زد.
معمای دیرینه حل شد
سابقه فسیلی محدود و ژنومهای بسیار پیچیده و عظیم (تا دو برابر ژنوم انسان)، مطالعه تکامل سرپایان دهاندامی (decapodiform) را به یک چالش بزرگ تبدیل کرده بود. دکتر گوستاوو سانچز، نویسنده اول مطالعه، میگوید: «ماهیهای مرکب و سپیداج موجودات قابل توجهی هستند، اما مطالعه تکامل آنها به طور بدنامی دشوار بوده است. با اطلاعات ژنومی جدید، توانستهایم برخی از اسرار مربوط به خاستگاههای آنها را حل کنیم.»
تیم تحقیقاتی با ترکیب سه ژنوم جدید ماهی مرکب با مجموعهدادههای ژنومی گسترده، نخستین درخت تکاملی جامع را برای این گروه ساختند. این درخت نشان میدهد که الگوی تکامل آنها مانند یک «فیوز طولانی» بوده: دورهای طولانی از تغییرات اندک و سپس انفجاری از تنوع پس از انقراض بزرگ.
چرا عمق اقیانوس نجاتبخش بود؟
انقراض پایان پرمین که حدود 252 میلیون سال پیش رخ داد، بیش از 90 درصد گونههای دریایی را از بین برد. اما سرپایان دهاندامی به لطف پناهگاههای عمیق که اکسیژن کافی داشتند، زنده ماندند. دکتر سانچز توضیح میدهد: «برخی از تبارها فقط در سیستمهای صخرهای گرمسیری فراوان هستند و برخی دیگر فقط در اعماق دریا یافت میشوند. ما خوششانس بودیم که برخی گونههای کلیدی را در نزدیکی محلکار خود در اوکیناوا پیدا کردیم.»
پس از انقراض، با بازگشت شرایط پایدار و ظهور زیستگاههای جدید در آبهای کمعمق، این موجودات فرصتطلب به سرعت تکامل یافتند و اشکال متنوعی از پوسته داخلی (از استخوان سپیداج گرد تا گلادیوس تیغهمانند) را توسعه دادند. برخی حتی پوسته خود را کاملاً از دست دادند. این تنوع ساختاری همان چیزی است که امروزه در گونههایی مانند ماهی مرکب عظیمالجثه، سپیداجهای رنگارنگ و ماهی مرکب شاخ قوچ مشاهده میکنیم.
دستاوردی بزرگ در ژنومیک دریایی
این پژوهش بخشی از پروژه Aquatic Symbiosis Genomics به رهبری مؤسسه ولکام سانگر بود. توالییابی ژنومهای عظیم سرپایان نیازمند فناوری پیشرفته و توان محاسباتی بالا بود. دکتر سانچز میگوید: «بازسازیهای قبلی از تکامل با وضوح محدود ساخته شده بودند. دادههای ژنوم کامل اکنون تصویر تمیزتر و سازگارتری ارائه میدهد.»
این یافتهها نهتنها به درک بهتر از تکامل یکی از باهوشترین جانوران دریایی کمک میکند، بلکه نشان میدهد که چگونه موجودات میتوانند با یافتن پناهگاههای مناسب از فجایع جهانی عبور کنند. شاید این درس برای آینده خود ما نیز کاربرد داشته باشد: در جهانی که تغییرات اقلیمی و انقراضهای دستهجمعی در پی دارد، بقا ممکن است به یافتن «پناهگاههای اکسیژن» خودمان بستگی داشته باشد.
