چگونه ماهی تکامل یافت تا راه برود و در یک مورد به انسان تبدیل شد؟ - وبلاگ روزنوشت

به گزارش وبلاگ روزنوشت، وقتی به تکامل انسان فکر می کنید احتمال زیادی وجود دارد که شامپانزه ها را در حال کاوش در جنگل های باستانی یا انسان های اولیه را تصور کنید که در حال نقاشی کردن تصویر ماموت های پشمالو بر روی دیواره های غار هستند. با این وجود، ما انسان ها همراه با خرس، مارمولک، مرغ مگس خوار و تیرانوسوروس رکس در واقع ماهی های باله دار هستیم. ممکن است عجیب به نظر برسد، اما شواهد در ژن ها، آناتومی و فسیل های ما وجود دارند. ما به گروهی از حیوانات به نام گوشتی بالگان ساکن در خشکی تعلق داریم، اما تغییرات تکاملی گسترده ظاهر ما را پنهان نموده است.

به گزارش وبلاگ روزنوشت به نقل از کانورسیشن، ما ماهی ها را به عنوان شناگران ماهر در نظر می گیریم، اما در واقع ماهیان توانایی راه رفتن را دست کم تکامل بخشیده اند. بعضی از گونه های ماهیان با استفاده از باله های جلویی که به خوبی پیشرفته اند خود را به جلو می کشند در حالی که بعضی دیگر در امتداد کف اقیانوس راه می روند.

اجداد گوشتی بالگان مان ریه ها و سایر سازوکار های تنفس هوا، اندام های استخوانی و ستون فقرات قوی تر را پیش از ورود به زمین تکامل داده اند. این سازگاری ها نه تنها در محیط های آبی مفید بودند بلکه به اجدادمان اجازه دادند تا زمین را کشف کنند در واقع، آنان پیش سازگارشدگانی برای زندگی در خشکی بودند.

انتقال از آب به خشکی یکی از مهم ترین رویداد ها در تکامل مهره داران بود. شاید شروع این روند به عنوان راهی برای فرار از دست شکارچیان بوده باشد، اما چشم انداز ای که اجداد ما کشف نموده اند از قبل مملو از گیاهانی مانند خزه ها، دم اسب ها و سرخس ها و هم چنین بندخاتمه (هزارپا) بود که میلیون ها سال پیش در زمین حضور داشتند.

ما تنها نیستیم

راه رفتن به طور مستقل چندین بار در ماهی تکامل یافت و آن جانور را به نمونه ای از همگرایی تکاملی تبدیل کرد (ویژگی های مشابهی که به طور مستقل تکامل می یابند مانند بال در خفاش ها و پرندگان). اگرچه تکامل راه رفتن در ماهی نادر است. بیش از 30000 گونه ماهی وجود دارند که امروزه آنان را می شناسیم (نه به معنای تکاملی) که تنها تعداد انگشت شماری از آنان قادر به راه رفتن هستند.

گوشت بالگان از چند جهت مهم متفاوت از انواع دیگر ماهیان هستند. برای مثال، باله های مان دارای تکیه گاه های استخوانی و لوب های عضلانی هستند که به ما اجازه می دهند در خشکی حرکت کنیم.

تصور می گردد که این سازگاری برای تکامل چهارخاتمه (دوزیستان، پستانداران، خزندگان و پرندگان) در طول انتقال ما از آب به خشکی در دوره دونین پسین حدود 375 میلیون سال پیش حیاتی بوده اند.

بسیاری از ژن های دخیل در تشکیل اندام ها در چهارخاتمه در گونه هایی مانند لانگ فیش (ماهیان شش دار) نیز یافت می شوند که نشان می دهد این ویژگی ها در جد مشترک باستانی ما تکامل یافته اند.

ما نمی دانیم که این جد کدام گونه بوده است، اما احتمالا شبیه به کولاکانت است که دارای سابقه فسیلی غنی است و یک فسیل زنده است که امروزه در اقیانوس هند غربی و اندونزی ساکن است.

ماهیان گوشتی باله یا مانند تیکتالیک منقرض شده اند و یا به قدری تکامل یافته اند که دیگر آنان را به عنوان ماهی نمی شناسیم (چهارخاتمه). یکی از نمونه های ماهیان زنده ای که راه می رود گل خورک (انواع ماهی های گوبی goby که قادرند از آب به لجن زار بروند و حتی مدتی در هوای آزاد بمانند) از خانواده Oxudercidae است. این ماهیان در باتلاق های حرا و منطقه ها جزر و مدی زندگی نموده و از باله سینه ای خود برای راه رفتن در خشکی استفاده می کنند. این باله ها به آنان یاری می نماید تا از دست شکارچیان آبزی فرار کنند و در پی غذا باشند (مواد آلی را در گِل مصرف می کنند) و حتی با یافتن جفت با یکدیگر در خشکی تعامل دارند.

مثال دیگر گربه ماهی راه رونده (Clarias batrachus) است که از باله های سینه ای خود برای سفر در خشکی استفاده می نماید که به آن جانور یاری می نماید از حوضچه های در حال خشک شدن فرار نموده و زیستگاه تازه ای پیدا کند.

چگونه ژن های مرتبط با راه رفتن در ابتدا تکامل یافتند؟

اسکیت کوچک (Leucoraja erinacea) یک ماهی غضروفی است که به پرتو ها و کوسه ها مربوط می گردد (بر خلاف ماهی های استخوانی، از جمله گوشتی بالگان). این ماهی دیگری است که در زیر آب روی باله هایی مانند پا راه می رود و حرکات حیوانات زمینی را تقلید می نماید.

اسکیت کوچک به شدت مورد توجه دانشمندانی است که در خصوص تکامل حرکت تحقیق می کنند، زیرا راه رفتن مبتنی بر باله را مستقل از گوشتی بالگان تکامل داده است. با این وجود، تا به امروز به علت کمبود داده های با کیفیت آنالیز ژنتیک پشت راه رفتن اسکیت کوچک سخت بوده است.

زمانی که پژوهشگران سئول و نیویورک از فناوری پیشرفته برای ساخت مجموعه ای با کیفیت بالا از ژنوم اسکیت کوچک استفاده کردند این موضوع تغییر کرد. دانشمندان کشف کردند که اسکیت کوچک تنها از ده ماهیچه برای راه رفتن بر پایه باله استفاده می نماید در حالی که چهارخاتمه معمولا از 50 ماهیچه برای حرکت دادن اندام خود استفاده می کنند.

یک پرسش بزرگ در خصوص تکامل مهره داران این است: چه ژن هایی برای رشد ماهیچه هایی که راه رفتن را امکان پذیر می سازند مهم هستند؟ برای کشف این موضوع، این تیم آنالیز کردند که کدام ژن ها در اعصاب کنترل کننده عضلات اندام (اعصاب حرکتی) در موش، مرغ و اسکیت کوچک فعال هستند.

آنان الگو های بیان ژن مشابهی را در اعصاب حرکتی کشف کردند که به عملکرد این عضلات یاری می نماید. بنابراین، پیاده روی ماهی ممکن است چندین مسیر تکاملی مختلف را طی نموده باشد، اما مطالعه اخیر یک سازوکار ژنتیکی مشترک را نشان می دهد.

انسان ها تکامل یافته اند تا برترین راه روندگان باشند

دایناسور ها و پستانداران در خاتمه دوره تریاس تقریبا 201 میلیون توانایی دویدن بسیار خوبی داشتند. انسان ها این قدرت های حرکتی را اصلاح کردند و سازگاری های متعددی را ایجاد نمودند که ما را به یکی از کارآمدترین و تواناترین گونه های با قابلیت دوندگی روی کره زمین تبدیل می نماید. این سازگاری ها شامل یک تاندون آشیل فنری است که به ذخیره انرژی، گام بلند و مرکز ثقل متعادل و تعریق برای خنک شدن یاری می نماید. این سازگاری ها به ما اجازه می دهند تا مسافت های طولانی را با استقامت بسیار بالا هرچند با سرعت کم بدویم.

اجداد ما از دویدن برای شکار، فرار از شکارچیان و جستجوی علوفه استفاده می کردند. دویدن فیزیولوژی و فرهنگ ما را شکل داده است. بسیاری از مطالعات نشان می دهند که پیاده روی و دویدن برای سلامتی و سلامت جسمانی ما بسیار مهم است. از مبداء راه رفتن در اجداد ماهی مانند ما که برای اولین بار پا به زمین گذاشت راه رفتن مسیری طولانی را پیموده است. با این وجود، راه رفتن و دویدن بخش اصلی زندگی ما و موفقیت تکاملی مان بوده است.