چگونه باله ها انگشت شدند

نوعی ماهی سنگواره زنده دریچه ای به روی پژوهشگران می گشاید تا نگاهی به آن ماشین ژنتیكی بیندازند كه سرانجام به پیدایش دست و پا در ما انسان ها منجر شد

نوعی ماهی سنگواره زنده دریچه‌ای به روی پژوهشگران می‌گشاید تا نگاهی به آن ماشین ژنتیكی بیندازند كه سرانجام به پیدایش دست و پا در ما انسان‌ها منجر شد.

باله‌های پاروماهی امروزی Polyodon spathula كه شاید ۲۰۰ میلیون سال پیش تكامل یافته باشد، براساس یك گزارش جدید، در الگوی شاخصی از فعالیت ژن‌ها با اندام‌های حركتی تمام جانوران چهارپا مشترك است.

به‌گفته نیل شوبین (N.Shubin)، زیست‌شناس تكاملی دانشگاه شیكاگو و موزه صحرایی شیكاگو، این یافته به پژوهشگران می‌گوید كه ساخت اندام‌های حركتی از مدت‌ها پیش آغاز شده بود. به نظر او «این نشان می‌دهد كه ساختارهای پیچیده تاریخی دارند و در طول زمان ذره‌ذره روی هم سوار شده‌اند – دفعتا و در یك وهله پدید نیامده‌اند.»

Polyodon اهل دودمانی باستانی از ماهی‌‌ها به نام باله شعاعی‌هاست كه ماهی حوض، قزل‌آلا و ماهی‌های معمولی دیگر را دربرمی‌گیرد. تقریبا ۴۱۵ میلیون سال پیش، ماهی‌های باله شعاعی از انواع باله لوب‌دار جدا شدند.

باله لوب‌دارها بعدها تكامل یافتند و ماهی‌های شش‌دار، دوزیستان و سرانجام پستانداران از آنها منشعب شدند. Polyodon به عنوان یكی از قدیمی‌ترین نمایندگان ماهی‌های باله‌شعاعی پنجره‌ای می‌گشاید كه از ورای آن می‌توان دید پیشینیان لوب‌دارترش چه شكلی بودند.

شوبین و همكارانش در دانشگاه شیكاگو زائده‌ای گوشتی در بن هر یك از باله‌‌های پشتی Polyodon را بررسی كردند. هر كدام از آنها حاوی ردیفی بادبزن مانند از استخوان متناظر با استخوان‌‌های پای جانوران چهارپا یا تتراپودها هستند.

تیم شوبین این نواحی را از نظر فعالیت گروهی از ژن‌های افشاگر به نام ژن‌های هاكس (Hox)، كه در طول تكوین جنینی تمام جانوران شناخته شده فعال هستند، بررسی كردند.

ژن‌های خانواده‌ هاكس جنین را به مجموعه‌ای از مناطق تقسیم می‌كنند كه هر كدام به شكل یكی از قسمت‌های مختلف بدن نظیر دم، شكم یا سر درخواهند آمد و این بستگی به تركیب خاصی از مجموعه ژن‌های هاكس دارد كه در آن فعال هستند.

چهارپایان در اواخر تكوین اندام‌های حركتی و هنگامی كه انگشت‌هایشان شكل می‌گیرد الگویی از فعالیت ژن‌های هاكس را نشان می‌دهند، اما ماهی‌های باله شعاعی امروزی، الگوی متفاوتی نشان می‌دهند كه پژوهشگران را به فكر فرو برده پس الگوی چهارپایان از كجا آمده است.

حالا زائده گوشتی Polyodon دارای همان الگوی فعالیت ژن‌های هاكس است كه در اندام‌های حركتی چهارپایان دیده می‌شد و معنایش این است كه ماهی‌های باله شعاعی امروزی باید این برنامه ژنتیكی باستانی را از دست داده باشند. به نظر شوبین این نتیجه با كشف پارسال گروهش، سنگواره موجودی نیمه‌ماهی نیمه چهارپا به نام Tiktaalik، كه در اندام‌های حركتی باله مانندش استخوانی كف دست مانند داشت، كاملا جور درمی‌آید.

كشف ژن‌های هاكس تبیین می‌كند كه Tiktaalik ساختار پیچیده اندام‌های حركتی‌اش را چگونه تولید كرد و همانطور كه جنیفر كلارك (J.Clark) دیرین‌شناس مهره‌داران موزه جانورشناسی دانشگاه كمبریج در انگلستان می‌گوید، پرش به چهارپایان چندان بزرگ نبود. این ما را در درك جابه‌جایی از باله به پا گام بزرگی به پیش می‌برد.

جی مینكل

ترجمه: كاوه فیض‌اللهی

tiktaalik.ushicago.edu

بازو همان بال همان باله است، صص ۷۹-۸۴ نشریه شهروند امروز شماره ۴، خرداد ۸۶