یک مطالعه جدید از دانشگاه کمبریج نشان میدهد نخستین جانورانی که روی زمین پدیدار شدند، بهدلیل نوع تولیدمثل خود، ناخواسته جلوی تنوع زیستی را گرفتند و میلیونها سال تکامل را در حالت تقریباً ایستا نگه داشتند. این پژوهش که در مجله Nature Ecology and Evolution منتشر شده، معمایی دیرینه در دیرینهشناسی را حل میکند: چرا پس از ظهور جانوران در دوره ادیاکاران، تنوع آنها برای مدت طولانی محدود ماند تا اینکه ناگهان انفجار کامبرین رخ داد.
آزمایش اولیه حیات
دوره ادیاکاران، از حدود ۶۳۵ تا ۵۳۹ میلیون سال پیش، اولین جانوران را به خود دید. موجوداتی مثل Fractofusus که ارتفاعشان به دو متر هم میرسید، اما بیشترشان کوچک بودند. این جانوران اولیه نه دهان داشتند، نه اندام و نه توانایی حرکت؛ بیشتر شبیه سرخسهای امروزی بودند و مواد مغذی را مستقیماً از آب دریا جذب میکردند. آنها در آغاز دوره کامبرین حدود ۵۴۰ میلیون سال پیش از سوابق فسیلی ناپدید شدند و ارتباطشان با جانوران امروزی هنوز نامشخص است.
مطالعات پیشین نشان داده بود که بسیاری از این موجودات به صورت غیرجنسی و با تولید فرزندان ژنتیکی یکسان از طریق استولون (رانر) تکثیر میشدند، درست مثل گیاه توتفرنگی. در اقیانوسهای سرشار از مواد مغذی ادیاکاران، این استراتژی کاملاً جواب میداد.
«زندگی در دوره ادیاکاران بسیار خوب بود، بنابراین نیاز به رابطه جنسی نسبتاً محدود بود. رقابت کم بود و فشار واقعی برای تغییر وجود نداشت.» – دکتر امیلی میچل، نویسنده اصلی مطالعه
فسیلها، هوش مصنوعی و اکوسیستمهای باستانی
دکتر امیلی میچل و همکارش پروفسور آندرهآ مانیکا برای کشف دلیل کندی تکامل، به سراغ فسیلهای Mistaken Point در نیوفاندلند رفتند. آنها با ترکیب اسکن لیزری، تحلیل فضایی و هوش مصنوعی، ساختار جوامع باستانی و نحوه تعاملشان را بازسازی کردند.
ابتدا نشان دادند که تولیدمثل غیرجنسی از طریق رانرها، رقابت بین موجودات همسایه را کاهش میدهد. سپس هزاران شبیهسازی کامپیوتری با استراتژیهای تولیدمثلی مختلف اجرا کردند. یک شبکه عصبی ساده تشخیص میداد کدام سناریوها با شواهد فسیلی مطابقت دارند. با استفاده از روش Approximate Bayesian Computation، محققان از روی فسیلها تخمین زدند که موجودات چقدر گسترش یافته و چقدر برای منابع رقابت کردهاند.
چرا رقابت مهم است
نتایج نشان داد که پراکندگی محدود ناشی از تولیدمثل غیرجنسی، دلیل اصلی کمتعداد بودن گونهها در اکوسیستمهای اولیه بوده است. زمانی که موجودات شروع به گسترش در فواصل بیشتر و تولیدمثل جنسی کردند، تنوع زیستی به طرز چشمگیری افزایش یافت.
رقابت یکی از مهمترین محرکهای تکامل است، اما سبک زندگی مبتنی بر رانر در موجودات ادیاکاران نیاز به رقابت را از بین برده بود. به گفته مانیکا: «اگر به همسایهات توسط رانرها متصل باشی، مواد مغذی را به اشتراک میگذاری و نیازی به رقابت با آنها نداری.»
با گسترش تدریجی حیات از آبهای عمیق به محیطهای کمعمق دریایی، شرایط چالشبرانگیزتر شد. جزر و مد، طوفانها و تغییرات دما فشارهای جدیدی ایجاد کردند. در این محیطهای پرتنش، تولیدمثل جنسی مزیت رقابتی بزرگی به همراه داشت: تنوع ژنتیکی بالا امکان سازگاری سریعتر را فراهم میکرد.
این پژوهش نشان میدهد که چگونه یک تغییر ساده در نحوه تولیدمثل، مسیر تاریخ حیات روی زمین را برای همیشه دگرگون کرد. شاید اگر آن موجودات اولیه از رانرها دست نمیکشیدند، امروز خبری از انسان و میلیونها گونه دیگر نبود.
