کشفی هیجان‌انگیز درباره حیات؛ اشتباه بزرگ دانشمندان چه بود؟

یک بررسی علمی جدید نشان داده است فسیل‌هایی که چند سال پیش به‌عنوان شواهدی از قدیمی‌ترین جانوران میکروسکوپی جهان معرفی شده بودند، در واقع متعلق به موجودات میکروبی هستند که صدها میلیون سال پیش در اقیانوس‌های اولیه زمین زندگی می‌کردند.

به نقل از پاپولر مکانیکس، در تاریخ حیات روی زمین، دوره «ادیاراکارن» یکی از اسرارآمیزترین فصل‌ها به شمار می‌رود؛ دوره‌ای که حدود ۶۳۵ تا ۵۳۹ میلیون سال پیش جریان داشت و نخستین اشکال پیچیده حیات در آن ظاهر شدند. موجوداتی نرم‌تن، عجیب و متفاوت که نه کاملاً شبیه جانوران امروزی بودند و نه شباهت زیادی به گیاهان یا قارچ‌ها داشتند.

در همین دوره بود که موجوداتی مانند «دیکینسونیا» با بدن‌های تخت و نرم، یا «اسپریگینا» با ظاهر کرم‌مانندشان بر بستر اقیانوس‌های اولیه زمین حرکت می‌کردند. این موجودات از نخستین جانوران شناخته‌شده تاریخ زمین محسوب می‌شوند.

اما در میان فسیل‌های آن دوران، ساختارهای رشته‌ای و مرموزی نیز کشف شده بود که سال‌ها دانشمندان را سردرگم کرده بود. برخی پژوهشگران تصور می‌کردند این رشته‌های سنگواره‌شده ممکن است حتی قدیمی‌تر از نخستین جانوران شناخته‌شده باشند و نشانه‌ای از ظهور بسیار زودهنگام حیات جانوری روی زمین ارائه دهند.

اکنون اما یک مطالعه جدید نشان می‌دهد این برداشت احتمالاً اشتباه بوده است.

کشفی هیجان‌انگیز درباره حیات

ماجرا به سال ۲۰۱۷ بازمی‌گردد؛ زمانی که پژوهشگران در برزیل، فسیل‌هایی رشته‌ای‌شکل کشف کردند. در آن زمان، برخی دانشمندان معتقد بودند این آثار متعلق به قدیمی‌ترین «میوفونا» یا جانوران بسیار ریز بی‌مهره روی زمین است؛ گروهی متنوع از موجودات میکروسکوپی مانند نماتدها و سخت‌پوستان ریز که میان دانه‌های شن و رسوبات کف آب زندگی می‌کنند.

اگر این فرضیه درست بود، کشف مذکور می‌توانست یکی از مهم‌ترین شواهد درباره آغاز حیات جانوری پیچیده روی زمین باشد؛ زیرا قدیمی‌ترین فسیل‌های شناخته‌شده جانوران چندسلولی به همین دوره ادیاراکارن تعلق دارند و تاکنون هیچ نمونه‌ای از میوفونای آن دوران پیدا نشده بود.

اما برونو بکر-کربر، دیرینه‌شناس و پژوهشگر اصلی مطالعه جدید، نسبت به این تفسیر تردید داشت. او و تیمش متوجه شدند برخی ویژگی‌های این فسیل‌ها با چیزی که از ردپا یا تونل‌های به‌جامانده از جانوران ریز انتظار می‌رود، سازگار نیست.

فناوری جدید، نگاه تازه

پژوهشگران برای بررسی دوباره این نمونه‌ها از فناوری‌هایی استفاده کردند که هنگام کشف اولیه در دسترس نبود. تیم تحقیقاتی با کمک نوعی تصویربرداری پیشرفته در شهر کامپیناس برزیل، ساختار درونی فسیل‌ها را بدون آسیب‌زدن به آن‌ها بررسی کردند.

این فناوری که گاهی «زوم توموگرافی» نیز نامیده می‌شود، امکان مشاهده جزئیات بسیار ریز درون نمونه‌ها را فراهم می‌کند. پژوهشگران همچنین از طیف‌سنجی رامان و میکروسکوپ نوری برای تحلیل ترکیبات معدنی و ساختار فسیل‌ها استفاده کردند. نتایج بررسی‌ها تصویر متفاوتی ارائه داد.

فسیل جانوران نبود بلکه بقایای میکروب‌ها بود

تیم تحقیقاتی دریافت که درون این رشته‌ها، مواد معدنی مانند پیریت پیش از سنگواره‌شدن تشکیل شده‌اند. برخی رشته‌ها ساختاری مستقیم داشتند و برخی دیگر پیچ‌خورده و منحنی بودند؛ موضوعی که نشان می‌داد احتمالاً چندین گونه مختلف میکروارگانیسم در این ساختارها حضور داشته‌اند.

اما مهم‌ترین کشف، وجود نشانه‌هایی از دیواره سلولی و بقایای آلی بود؛ ویژگی‌هایی که بیشتر به میکروب‌ها شباهت داشت تا ردپا یا تونل‌های ایجادشده توسط جانوران ریز. به گفته پژوهشگران، اندازه این ساختارها نیز بیشتر با بقایای میکروب‌هایی مانند سیانوباکتری‌ها سازگار بود تا با آثار جانوران میکروسکوپی.

در واقع، آنچه دانشمندان ابتدا به‌عنوان شواهدی از حرکت یا حفاری جانوران اولیه تفسیر کرده بودند، احتمالاً فقط بقایای بدن نرم میکروارگانیسم‌هایی بوده که پس از مرگ، در رسوبات مدفون و به‌تدریج سنگواره شده‌اند.

چه چیزی در این فسیل‌ها وجود نداشت؟

یکی از نکات مهمی که پژوهشگران به آن اشاره می‌کنند، نبود برخی ویژگی‌هایی است که معمولاً در آثار جانوران حفار دیده می‌شود. بسیاری از موجودات ریز هنگام حرکت در رسوبات، دانه‌های گل و ذرات رسوبی را در دیواره تونل‌های خود جمع می‌کنند. اما در این فسیل‌ها هیچ اثری از چنین ساختاری دیده نشد.

پژوهشگران همچنین معتقدند لایه‌های پیریت اطراف رشته‌ها احتمالاً در نتیجه فعالیت باکتری‌هایی شکل گرفته که سولفات را تجزیه می‌کردند؛ فرایندی که امروزه نیز در برخی باکتری‌ها و جلبک‌ها مشاهده می‌شود. به عبارت دیگر، آنچه در سنگ‌ها باقی مانده، احتمالاً نتیجه فعالیت میکروبی و فرایندهای شیمیایی بوده، نه حرکت جانوران پیچیده.

هنوز همه چیز روشن نیست

با وجود این یافته‌ها، پژوهشگران تأکید می‌کنند که هنوز همه جزئیات مشخص نشده است. آن‌ها می‌گویند اگرچه شواهد موجود بیشتر از فرضیه «فسیل میکروبی» حمایت می‌کند، اما حفظ‌نشدن دقیق جزئیات ظاهری باعث شده تعیین هویت قطعی این موجودات دشوار باشد.

ساختار ساده و فرسوده این فسیل‌ها اجازه نمی‌دهد دانشمندان با اطمینان کامل بگویند این میکروب‌ها دقیقاً به چه گروهی تعلق داشته‌اند. با این حال، پژوهشگران احتمال می‌دهند این بقایا متعلق به جلبک‌های قرمز یا سبز باستانی، باکتری‌های اکسیدکننده گوگرد یا سیانوباکتری‌ها باشند؛ موجوداتی میکروسکوپی که احتمالاً در اقیانوس‌های اولیه زمین زندگی می‌کردند.

چرا این کشف اهمیت دارد؟

شاید در نگاه اول این نتیجه ناامیدکننده به نظر برسد؛ زیرا یکی از نامزدهای «قدیمی‌ترین جانوران زمین» کنار گذاشته شده است. اما برای دانشمندان، اصلاح فرضیه‌های قدیمی بخش مهمی از روند علمی محسوب می‌شود. این مطالعه نشان می‌دهد که فناوری‌های جدید چگونه می‌توانند برداشت‌های پیشین را تغییر دهند و تصویر دقیق‌تری از تاریخ حیات روی زمین ارائه کنند.

همچنین این پژوهش بار دیگر یادآوری می‌کند که تشخیص تفاوت میان آثار جانوران اولیه و فعالیت میکروبی در سنگ‌هایی با قدمت صدها میلیون سال، کاری بسیار پیچیده و دشوار است.

دانشمندان هنوز دقیقاً نمی‌دانند نخستین جانوران میکروسکوپی چه زمانی روی زمین ظاهر شدند، اما دست‌کم اکنون به نظر می‌رسد موجوداتی که در این فسیل‌های برزیلی دیده شده‌اند، از جمله حیات اولیه جانوری نبودند.

به بیان دیگر، شاید جانوران پیچیده آن زمان هنوز خیلی زودتر از آنچه تصور می‌شد، به صحنه حیات وارد نشده بودند و زمین همچنان عمدتاً در اختیار میکروب‌ها و موجودات ساده قرار داشت.