Mysteries of Evolution: Ancient Animals That Didn't Die Out

2024 Συγγραφέας: Seth Attwood | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-16 16:02

Η εξέλιξη της ζωής στη Γη περιέχει πολλά μυστήρια. Ένα από αυτά είναι τα εξελικτικά άλματα, κατά τα οποία, σε σύντομο χρονικό διάστημα για τα παλαιοντολογικά πρότυπα, εμφανίστηκαν νέες ομάδες έμβιων όντων ή νέα σημάδια που αλλάζουν ριζικά τη «δομή» ενός οργανισμού. Ένα παράδειγμα είναι η προέλευση των πτηνών από τους δεινόσαυρους.

Υπάρχουν όμως παραδείγματα της αντίθετης ιδιότητας: η εξέλιξη φαινόταν να σταματά για εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια.

Το φαινόμενο των «ζωντανών απολιθωμάτων» παραμένει ένα από τα πιο αμφιλεγόμενα στη σύγχρονη βιολογική επιστήμη και έχει συσσωρευτεί τεράστιος όγκος θεμάτων και υλικού προς συζήτηση. Γνωρίζουμε μια από τις ιστορίες σχολικών βιβλίων από το σχολείο: μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του '30 του 20ού αιώνα, η υπερτάξη των ψαριών με σταυροπτερύγια θεωρούνταν εξαφανισμένη την Κρητιδική περίοδο.

Ωστόσο, το 1938, ένα καταπληκτικό πλάσμα ανασύρθηκε από τον Ινδικό Ωκεανό, από βάθος 70 μέτρων, που αργότερα ονομάστηκε κολάκανθος. Αποδείχθηκε ότι τα ψάρια, στα πτερύγια των οποίων υπήρχαν μυϊκοί λοβοί, επέζησαν μέχρι τη σύγχρονη εποχή. Ιδιαίτερα έντονο ενδιαφέρον για το εύρημα προκλήθηκε από το γεγονός ότι η επιστήμη θεώρησε τα ψάρια με πτερύγια μια μεταβατική μορφή από ψάρια σε αμφίβια και τα "μυώδη" πτερύγια θεωρήθηκαν ως ένα βήμα προς τα πόδια, με τα οποία μπορείτε να μετακινηθείτε στη στεριά.

Επίσης, τα σταυροπτερύγια, όπως αποδείχθηκε, είχαν στενό κοινό πρόγονο με τα ψάρια της υπερτάξεως αναπνευστικά - δηλαδή μπορούν να αναπνέουν τόσο οξυγόνο διαλυμένο στο νερό όσο και ατμοσφαιρικό αέρα. Αυτός ο κλάδος άφησε απογόνους στη σύγχρονη πανίδα με τη μορφή ψαριών με κέρατο - και μπορούν επίσης να θεωρηθούν ένα είδος ζωντανών απολιθωμάτων, επειδή οι άλλοι πολυάριθμοι εκπρόσωποι της υπερτάξεως υπάρχουν μόνο στο γεωλογικό χρονικό.

Έτσι, τα ζωντανά πλάσματα αναφέρονται συνήθως ως ζωντανά απολιθώματα, τα οποία είτε μορφολογικά σχεδόν δεν διαφέρουν από γνωστά αρχαία ζώα (φυτά, βακτήρια), είτε έχουν κληρονομήσει κάποια αρχαϊκά χαρακτηριστικά από μακρινούς προγόνους.

Τι έγινε με το ρολόι;

Η ύπαρξη τέτοιων «δίδυμων ζευγών», που ενώνουν τους κατοίκους της αρχαίας Γης και τους συγχρόνους μας, έχει γίνει ένα από τα δύσκολα ερωτήματα της εξελικτικής θεωρίας. Άλλωστε, η εξέλιξη, σύμφωνα με τις σύγχρονες αντιλήψεις, βασίζεται σε ένα είδος βιολογικού ρολογιού. Σε μεγάλες χρονικές κλίμακες, τα γονιδιώματα θα πρέπει να συσσωρεύουν συγκρίσιμο αριθμό μεταλλάξεων. Και αν κάποια πλάσματα έχουν παραμείνει πρακτικά αμετάβλητα για εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, τότε το «ρολόι» τους έχει σταματήσει.

Το φαινόμενο των «ζωντανών απολιθωμάτων» καταλήφθηκε από δημιουργιστές που αρνούνται τους εξελικτικούς μηχανισμούς που εντόπισε η επιστήμη. Αφήστε για εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια γενετικές μεταλλάξεις και φυσική επιλογή να έχουν μετατρέψει κάποιο κλάδο δεινοσαύρων σε αετούς και βυζιά, αλλά γιατί αυτοί οι αντικειμενικοί νόμοι της φύσης άφησαν το σταυροειδές πτερύγιο, αν και σχετικό, αλλά αμετάβλητο;

Σαν να ανταποκρίνονται σε αυτό το είδος συλλογισμού, πολλοί βιολόγοι σήμερα τείνουν να θεωρούν γενικά τον όρο «ζωντανά απολιθώματα» (επιστρέφοντας, παρεμπιπτόντως, στον ίδιο τον Δαρβίνο) λανθασμένο. Και επειδή δεν έχει σαφή ορισμό, και επειδή υποδηλώνει ανακριβώς την ουσία του φαινομένου. Άλλωστε δεν τίθεται θέμα διακοπής της εξέλιξης. Πιο πρόσφατα, δημοσιεύθηκε μια μελέτη, που εκπονήθηκε από επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν, για οξύρρυγχους που ζουν στις αμερικανικές Μεγάλες Λίμνες.

Αυτό το ψάρι, που έχει μάλλον αρχαϊκή εμφάνιση, θεωρήθηκε ως ένα από τα υποψήφια για ζωντανά απολιθώματα - οι οξύρρυγχοι υπάρχουν στον πλανήτη μας εδώ και περίπου 100 εκατομμύρια χρόνια. Ωστόσο, όπως καταφέραμε να μάθουμε, οι κάτοικοι των Μεγάλων Λιμνών σε όλη την ιστορία επέδειξαν κολοσσιαίους ρυθμούς εξελικτικών αλλαγών - ενώ διατηρούσαν τα κύρια μορφολογικά χαρακτηριστικά, άλλαζαν συνεχώς σε μέγεθος. Οι Μεγάλες Λίμνες φιλοξενούσαν τόσο νάνους όσο και γιγάντια ψάρια, καθώς και οξύρρυγχο πολλών ενδιάμεσων μεγεθών.

Το υποβρύχιο πλοίο Ναυτίλος -κάτοικος στα βάθη του Ειρηνικού και του Ινδικού ωκεανού- είναι ένας από τους πιο θεαματικούς εκπροσώπους των «ζωντανών απολιθωμάτων». Ανήκει στη Nautiloidea - μια υπερτάξη κεφαλόποδων, των οποίων τα απολιθώματα ήταν γνωστά από την Κάμβρια (πριν από 500 εκατομμύρια χρόνια). Σε αντίθεση με άλλα κεφαλόποδα, όπως τα χταπόδια ή τα καλαμάρια, οι ναυτίλοι έχουν διατηρήσει τα εκπληκτικής ομορφιάς κοχύλια τους για μισό δισεκατομμύριο χρόνια. Από όλη την ποικιλία των ναυτιλοειδών, έχουν απομείνει μόνο λίγα είδη.

Τα ίδια συμπεράσματα βγήκαν από τη σύγχρονη επιστήμη για τα κλασικά παραδείγματα «ζωντανών απολιθωμάτων» - του ίδιου κολάκανθου. Ο Patrick Laurenti, εξελικτικός βιολόγος στο Γαλλικό Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών CNRS, ήταν ένας από αυτούς που διαπίστωσαν ότι υπάρχουν αξιοσημείωτες ανατομικές διαφορές στο μέγεθος, στη δομή του κρανίου, της σπονδυλικής στήλης και άλλων μορφολογικών στοιχείων μεταξύ των κοελακάνθων - εκπροσώπων των κρητιδικών ψαριών. - και σύγχρονοι κοελακάνθοι. Και το πιο σημαντικό, ο ρυθμός αλλαγής στο γονιδίωμα είναι αρκετά συγκρίσιμος με τις αλλαγές στο DNA των πλασμάτων που έχουν υποστεί ριζικές μεταμορφώσεις στην πορεία της εξέλιξης.

Οι ασπίδες - μικρά καρκινοειδή του γλυκού νερού της υποκατηγορίας Notostraca - εμφανίστηκαν για πρώτη φορά στη Γη πριν από περίπου 265 εκατομμύρια χρόνια και έκτοτε διατήρησαν την εμφάνισή τους αναλλοίωτη. Ωστόσο, ούτε εδώ λειτούργησε η υπόθεση της διακοπής της εξέλιξης. Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της βρετανικής πόλης Hull ανέλυσαν την αλληλουχία πολλών γονιδίων από το DNA περίπου 270 ατόμων των ζωντανών ασπίδων.

Ως αποτέλεσμα αυτής της εργασίας, αποδείχθηκε ότι σήμερα οι ασπίδες δεν σχηματίζουν 11, όπως πιστευόταν προηγουμένως, αλλά 38 ξεχωριστά είδη και αυτά τα είδη ανήκουν σε δύο διαφορετικούς κλάδους, οι οποίοι χωρίστηκαν στην Ιουρασική περίοδο - περίπου 184 εκατομμύρια χρόνια πριν. Ταυτόχρονα, η ενεργός ειδογένεση και οι αντίστοιχες αλλαγές στο γονιδίωμα συνέβαιναν τακτικά, χωρίς να επηρεάζεται η βασική μορφολογία.

Η πράσινη ήπειρος έχει γίνει το μέρος στη Γη όπου οι πιο ασυνήθιστες ομάδες θηλαστικών έχουν εξελιχθεί σε απομόνωση για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Ήσυχο μέρος και καλή ρύθμιση

Αλλά αν η εξέλιξη εισάγει τακτικά, αν και όχι άμεσα αισθητές, αλλά συνεχείς εποικοδομητικές αλλαγές, γιατί προκύπτει το φαινόμενο των «ζωντανών απολιθωμάτων»; Για να δείξουμε αυτόν τον μηχανισμό, ας στραφούμε στην ανθρώπινη ιστορία. Μεγάλες μεταναστεύσεις όπως η Μεγάλη Μετανάστευση των Εθνών, ο σχηματισμός κρατών και αυτοκρατοριών, η εξάπλωση των παγκόσμιων θρησκειών - όλα αυτά οδήγησαν στην ανάμειξη των εθνοτικών ομάδων και μια συνεχή αλλαγή στον τρόπο ζωής των ανθρώπων από γενιά σε γενιά.

Υπάρχουν όμως περιπτώσεις που, ως αποτέλεσμα μακρο-διαδικασιών, οποιαδήποτε ξεχωριστή φυλή κατέληξε σε ένα απομακρυσμένο νησί, ή στα βάθη της ζούγκλας, ή σε άλλες συνθήκες που οδήγησαν σε μια απομονωμένη ύπαρξη, αλλά δεν συνέβαλαν σημαντικά στην ανάπτυξη του πολιτισμού. Και ενώ οι σιδηρόδρομοι τοποθετούνταν κάπου, οι σύγχρονες πόλεις χτίζονταν, τα αεροπλάνα πετούσαν στον ουρανό, η απομονωμένη φυλή συνέχιζε να ζει όπως ζούσαν οι πρόγονοί της, ίσως πριν από χιλιάδες χρόνια.

Περίπου το ίδιο πράγμα, μόνο σε διαφορετικές χρονικές κλίμακες, συνέβη στην ιστορία της άγριας ζωής. Οι πρόγονοι των περισσότερων «ζωντανών απολιθωμάτων» ανήκαν στο μακρινό παρελθόν σε πολύ πιο εκτεταμένες συγγενείς ομάδες πλασμάτων. Αυτός ο πολυάριθμος συγγενής στο παρελθόν, έχοντας πέσει κάτω από το τσεκούρι της φυσικής επιλογής, είτε προσαρμόστηκε στις μεταβαλλόμενες συνθήκες, μεταμορφωνόταν σταδιακά αγνώριστος, είτε εξαφανίστηκε, μετατρέποντας σε αδιέξοδα κλαδιά.

Και μόνο ένα μικρό μέρος της ομάδας, με τη θέληση των περιστάσεων, έγινε παλαιοενδημικό. Βρέθηκε σε συνθήκες που, πρώτον, πρακτικά δεν άλλαξαν κατά τη διάρκεια εκατομμυρίων ετών και επομένως δεν απαιτούσαν ριζική προσαρμογή και, δεύτερον, απομόνωσαν αυτόν τον πληθυσμό από φυσικούς εχθρούς. Σε αυτά τα εξελικτικά εργαστήρια, το γενετικό ρολόι πέρασε με την ίδια ταχύτητα, ωστόσο, η φυσική επιλογή δεν είχε άλλη επιλογή από το να τελειοποιήσει την κάποτε καθιερωμένη μορφολογία.

Βίβλος και ροκ εν ρολ

Αρκετά άλλα παλαιοντολογικά φαινόμενα σχετίζονται στενά με το φαινόμενο των «ζωντανών απολιθωμάτων». Το «Φαινόμενο του Λαζάρου» πήρε το όνομά του από έναν βιβλικό χαρακτήρα που αναστήθηκε από τον Χριστό. Μιλάμε για είδη που, αφού καταγραφούν στο αρχείο απολιθωμάτων, μετά φαίνονται να εξαφανίζονται για μεγάλο χρονικό διάστημα, και μετά να εμφανίζονται («ανασταίνουν») ξανά.

Τις περισσότερες φορές αυτό οφείλεται απλώς στην έλλειψη παλαιοντολογικών δεδομένων: τελικά, ο σχηματισμός ενός απολιθώματος δεν είναι τόσο ο κανόνας όσο μια σπάνια περίπτωση, και αν για μια δεδομένη εποχή δεν βρέθηκαν τα λείψανα οποιουδήποτε πλάσματος, αυτό δεν είναι σημαίνει ότι δεν ήταν. Ίσως ήταν απλώς «άτυχος» να αφήσει ίχνη στα απολιθώματα, ή αυτά τα ίχνη δεν έχουν ακόμη βρεθεί. Το φαινόμενο Lazarus περιλαμβάνει επίσης σπάνιες περιπτώσεις όπου ένα ζώο που θεωρείται εξαφανισμένο εμφανίζεται ξαφνικά μεταξύ των ζωντανών.

Το αίνιγμα των βάθων

Η Latimeria, λόγω της εξαιρετικά «προϊστορικής» εμφάνισής της, θεωρείται εδώ και καιρό κλασικό παράδειγμα «ζωντανού απολιθώματος». Ωστόσο, με την πάροδο του χρόνου, εντοπίστηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ αυτού του κατοίκου του Ινδικού Ωκεανού και των αρχαίων κελακανθών. Συγκεκριμένα, ορισμένα από τα μεταβολικά χαρακτηριστικά υποδεικνύουν ότι οι συγγενείς των απολιθωμάτων του κελακάνθου ζούσαν σε σώματα γλυκού νερού, όπου, πιθανώς, τα μυϊκά πτερύγια τους βοηθούσαν να κινηθούν, βασιζόμενοι στον πυθμένα του ρηχού νερού. Επιπλέον, η σύγχρονη κοελακάνθη είναι μεγαλύτερη από το αρχαίο ψάρι με σταυροπτερύγια.

Ένα κλασικό παράδειγμα της ταξινομίας Lazarus είναι το πουλί takahe χωρίς πτήση στο νότιο νησί της Νέας Ζηλανδίας. Τα υπολείμματα του πουλιού ανακαλύφθηκαν στα μέσα του 19ου αιώνα και παρόλο που το είδος του δεν είναι ιδιαίτερα αρχαίο, για 100 χρόνια το takahe θεωρούνταν εντελώς εξαφανισμένο. Όμως η ανάσταση ακολούθησε. Περίπου την ίδια μοίρα είχαν οι Chak bakers, ένας μαλλιαρός κάτοικος της Νότιας Αμερικής που μοιάζει με γουρούνι. Το 1930, τα οστά του ανακαλύφθηκαν, τα οποία δεν έχουν ακόμη απολιθωθεί, υποδηλώνοντας μια σχετικά πρόσφατη εξαφάνιση του είδους. Και μόνο 45 χρόνια αργότερα αποδείχθηκε ότι δεν υπήρξε εξαφάνιση - απλώς το ζώο κρύφτηκε καλά από τα αδιάκριτα μάτια.

Το «φαινόμενο Elvis» μαρτυρεί επίσης ένα είδος επιστημονικής αυταπάτης. Όπως γνωρίζετε, μετά τον πρόωρο θάνατο του βασιλιά του ροκ εν ρολ, πολλοί ήταν αυτοί που είδαν τον Έλβις ζωντανό σε διάφορα μέρη της Αμερικής και του κόσμου. Με τον ίδιο τρόπο, πλάσματα με πολύ παρόμοια μορφολογικά χαρακτηριστικά, χωρισμένα με μεγάλα χρονικά διαστήματα, μερικές φορές μπερδεύονταν με τα ίδια βιολογικά είδη που είχαν επιζήσει εποχές. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα προέρχεται από τον κόσμο των θαλάσσιων ασπόνδυλων γνωστών ως βραχιόποδα ή βραχιόποδα.

Ένα είδος βραχιόποδα που ονομάζεται Rhaetina gregaria έχει καταγραφεί στα απολιθώματα του Ύστερου Τριασικού. Το Τριασικό, περίπου 200 εκατομμύρια χρόνια πριν, ακολούθησε ένα γεγονός γνωστό ως Τριασική (ή Τριασική-Ιουρασική) εξαφάνιση, που οδήγησε στην εξαφάνιση πολλών ειδών ασπόνδυλων.

Ωστόσο, απολιθώματα που χρονολογούνται από την Ιουρασική περίοδο περιέχουν επίσης τα λείψανα ενός πλάσματος πολύ παρόμοιου με το Rhaetina gregaria. Ωστόσο, περαιτέρω έρευνα έδειξε ότι το Jurassic brachiopod είναι ο ίδιος «αναστημένος Έλβις», δηλαδή ένα πλάσμα που δεν είναι απόγονος του τριασικού ώμου, αλλά εκπρόσωπος άλλου κλάδου, ο οποίος απέκτησε ομοιότητες ως αποτέλεσμα της συγκλίνουσας εξέλιξης. - ένα φαινόμενο που έδωσε φτερά σε πουλιά και νυχτερίδες που δεν έχουν στενή σχέση.

Ο κατάλογος των πλασμάτων που έχουν επιβιώσει, όπως λέγαμε, αμετάβλητες, ολόκληρες γεωλογικές εποχές είναι εκτενής και περιλαμβάνει θηλαστικά, ψάρια, πουλιά, μαλάκια, καθώς και φυτά και βακτήρια. Όμως, όπως δείχνουν τα δεδομένα της επιστήμης, κανένα από αυτά τα πλάσματα δεν μπορεί να είναι απόδειξη «σταμάτημα της εξέλιξης». Απλώς δεν ξέρουμε πάντα τον δρόμο της.