داستان گلوگاه‌های فرگشتی و حیات در زمین

بیگ بنگ: شواهدی که می گوید رویدادهای زمین‌شناسی فاجعه‌آمیز باعث بروز گلوگاه‌های فرگشتی شد و رشته حیات در زمین را دچار تغییر کرد، شاید در دل سنگ‌های باستانی در زیر پاهایمان دفن شده باشند.

main large impact

برخورد شهاب سنگ‌های غول‌پیکر شاید چندین گلوگاه‌های فرگشتی ایجاد کرد و مسیر فرگشت را تغییر داد.

به گزارش بیگ بنگ، خلاء ۷۰۰ میلیون ساله‌ای در تاریخ زمین وجود دارد و در این بازه زمانی، یکی از انقلابی‌ترین رویدادها به وقوع پیوست: یعنی حیات پدیدار گشت. این بازه زمانی مفقود نه تنها می تواند راز نخستین اجداد انسان را در دل خود جای داده باشد، بلکه می تواند شیوه‌های جستجوی حیات در سیاره‌های دیگر را هم متحول سازد. در همین راستا، مقاله تازه‌ای که در مجله علمی «اختر زیست‌شناسی» منتشر شد، سعی کرد با بررسی اینکه زمین‌شناسی باستانی زمین به ما درباره زمان آغاز حیات در سیاره زمین چه می گوید، دنیای زمین شناسی و شیمی را با هم ادغام کند. باید دید که چگونه میتوان از محدودیت‌های زمین‌شناسی (مثل زمان برخورد شهاب‌سنگ به زمین) برای بررسی نظریه‌های مختلف درباره فرگشت(تکامل) حیات استفاده کرد.

«نورم اسلیپ» محقق و زمین‌شناس در دانشگاه استنفورد آمریکا در مقاله‌اش می نویسد: «زمین‌شناسان هنوز به شکل ضعیفی زمانی را که زمین به جایی قابل سکونت تبدیل شد و سپس حیات در بین بازه طولانی ۳٫۸۵ تا ۴٫۵ میلیارد سال پیش ظهور یافت، درک کرده‌اند.» با این وجود، بازه زمانی فوق نمی تواند بازه خوبی برای حضور در مجاورت زمین بوده باشد. اگرچه شواهد مربوط به آن در سالهای اخیر به شکل فزاینده‌ای مردود اعلام شده و مشاجره‌های زیادی را رقم زده است، اما دانشمندان زیادی همچنان بر این تصور هستند که در طول این بازه زمانی، شهاب‌سنگ‌ها به سیاره جوان زمین و سیاره های مجاور آن هجوم آوردند و این دوره با عنوان «بمباران سنگین» شناخته می شود.

برخورد شهاب سنگ یکی از رویدادهایی است که احتمال می رود در ایجاد گلوگاه‌های فرگشتی ایفای نقش کرده باشد. اگر قرار بود شهاب‌سنگ بزرگی به زمین اصابت کند، دمای سطح زمین به میزان زیادی افزایش پیدا می کرد و اقیانوس‌ها نیز دچار تبخیر می شدند. این شرایط می تواند برای طیف گسترده‌ای از موجودات زنده در زمین فاجعه‌آمیز باشد. اما اگر موجود زنده‌ای بتواند از این شرایط بغرنج جان سالم به در ببرد، می تواند در مکان‌های مختلف زمین پراکنده شود و در طول بازه زمانی چند میلیارد ساله فرگشت یافته و سرانجام به پیدایش گونه انسان ختم گردد.

نورم اسلیپ در مصاحبه با مجله «اخترزیست شناسی» بیان کرد: «اگر قسمت عمده حیات را در سطح زمین‌شناسی نابود کنید، بازماندگان سعی خواهند کرد کنام‌های گوناگونی را برای اِشغال بیابند و در این صورت، فرگشت سریع به وقوع می پیوندد. برای مثال، ترموفیل‌ها که از حضور در محیط های گرم لذت می برند، شاید در محیط‌هایی با دمای بالا زندگی کرده‌اند؛ محیط‌هایی که زندگی در آنها برای سایر موجودات زنده امکان‌پذیر نبوده است.»

تکه سنگی متعلق به سازند آکاستا نیس در مناطق شمال غربی کانادا که در بردارنده قدیمی‌ترین سنگ در جهان می باشد. آیا کربن موجود در این سنگ‌ها می تواند از وجود برخورد شهاب سنگ‌هایی حکایت داشته باشد که به گلوگاه‌های فرگشتی دامن زده‌اند؟

متاسفانه، شناسایی برخورد شهاب سنگ‌های باستانی در بافت زمین‌شناختی سیاره زمین با دشواری‌های زیادی همراه است؛ بخشی از دشواری را میتوان به صفحات تکتونیکیِ جابجا شونده زمین نسبت داد. با وجود این، آثار کربنی محبوس در سنگ‌های باستانی می تواند سرنخی را در اختیار محققان بگذارد: پس از برخورد فاجعه‌آمیز شهاب سنگ به زمین، احتمال می رود اتمسفر زمین حجم قابل توجهی از کربن دی اکسید را در دل خود جای داده باشد؛ لذا این عوامل با افزایش دما و فشار اتمسفری شدید بی ارتباط نیستند و می توانند شرایط را برای گسترش و شکوفایی حیات در زمین با چالش های جدی روبرو سازند. آقای اسلیپ در مقاله خود این چنین می نویسد: «زمین تا زمانی که این حجم بالای کربن دی اکسید به بخش گوشته نفوذ کرد، به محیط غیرقابل سکونت تبدیل نشده بود.»

شاید گلوگاه فرگشتی دیگری هم برای حیات روی داده باشد؛ موجود زنده خصوصیتی را در خود تقویت می کند تا تناسب خوبی با محیط زیست خود داشته باشد و می تواند در رقابت با سایر موجودات زنده پیروزی را از آنِ خود کند. اسلیپ افزود: «این موجود زنده خیلی زود در مکان های مناسب و قابل سکونت زمین سکنی گزیده و خیلی زود هم بر تعداد آن افزوده می شود. برای مثال، میتوان به موجود زنده‌ای اشاره کرد که توانایی استفاده از آهن یا سولفور را به منظور انجام فرایند فتوسنتز در خود ایجاد کرده و آن را به مرحله فرگشت می رساند. وقتی این آستانه حاصل آید، گذار به شکل سریع‌تری رخ می دهد. موجود زنده کارش را با جمعیت اندکی شروع کرده و پس از مدتی به تکثیر پرداخته و در کل سیاره پراکنده می شود. همه اینها البته فرضیه‌های قابل آزمایش هستند.»

اسلیپ در مقاله‌اش ذکر می کند که قسمت اعظم گونه‌های معدنی شناخته شده وجودشان را مدیون فرایندهای زیست‌شناسی هستند. وقتی از اسلیپ پرسیدند که محتمل‌ترین دلیل این گلوگاه‌های فرگشتی چه بوده است، در جواب گفت که شاید ترکیبی از هر دو عامل دخیل بوده است. هدف مقاله‌اش این نبود که از یکی از این دلایل حمایت کند؛ او سعی کرد افراد را وادار به تامل و اندیشیدن کند. او خاطر نشان کرد که دوست دارد افراد پرسش‌ها را به گونه ای مطرح کرده و بررسی نمایند تا عده زیادی در آن دخالت کنند و همگان از راه حل‌های ارائه شده بهره‌مند شوند. برخی محققان هم اذعان داشته‌اند که هرگز ممکن نیست همه افراد را وادار به داشتن عقیده‌ای یکسان کرد. دیدگاه‌های مربوط به فرگشت به این سادگی تغییر نمی یابند و افراد زمان زیادی را برای تجدید نظر نیاز دارند و مقاله آقای نورم اسلیپ هم گام تاثیرگذار و خوبی است که انتظار داریم مورد استقبال تعداد زیادی از اندیشمندان و مشتاقان علم قرار بگیرد.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: phys.org

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *