کشف جای‌پای نخستین میهمان مهره‌دار خاک

احسان سنایی

دیرینه‌ترین شواهد حاکی از حضور حیوانات چهارپا بر روی خاک، اخیراً از بقایای تالابی باستانی که امروزه به معدنی متروک در جنوب غرب لهستان امروزی بدل گشته، به دست آمده است.

این آثار، شامل ده‌ها رد پای واضح و مشخص است که توسط نخستین گونه از زنجیره‌ی مهره‌داران چارباله‌، یعنی «تتراپاد»ها به جا مانده‌‌اند، جاندارانی که می‌بایست آن‌ها را جد خزندگان، پرندگان و پستانداران (از جمله انسان) امروزی‌ به حساب آورد.

بالا: طرحی از یک تتراپاد اولیه. پایین: تصویری از ردپاهای بحث‌برانگیز دیده‌شده در معدن متروک زاچلمی لهستان / نشنال جئوگرافیک

ارزش این کشف، چیزی فراتر از مشاهده‌ی دیگربار بقایای این گونه‌های کهن زیستی است، چراکه با استناد به این مشاهدات، مهره‌داران خاک‌زی میلیون‌ها سال پیش‌تر از آن‌چه تصورش می‌رفت از آب به خاک کوچیده‌اند.

معدن «زاچلمی» در کوهستان «صلیب مقدس»، به گمان دیرین‌شناسان در اواسط دوران «دوونین» (Devonian) (دورانی مابین ۴۱۶ تا ۳۵۹ میلیون سال پیش)، از خطوط ساحلی گنداب‌های گرمسیری محسوب می‌شده است.

سنگ‌های حاوی کربنات موجود در این معدن متروک، امروزه نمایشگاه باشکوهی از انجماد زمان‌ است، زمانی ‌که برخی از نخستین گونه‌های زیستی در قلمرو خود از این سو به آن سو می‌دویده‌اند و گاه می‌توان از قطعه‌ سنگی نه چندان بزرگ، ده‌ها ردپا با ابعاد متنوع استخراج نمود. حتی وجود منافذ ریز و پراکنده که توسط قطرات ریز باران ایجاد شده‌اند، به روباز بودن آن محدوده در گذشته‌ای دور، دست‌کم در اوقات خاصی از روز اشاره دارد.

با این حال برخی ردپاهای متعلق به تتراپادها آن‌چنان محفوظ مانده‌ که حتی می‌توان انگشتان جانور را شمرد. ابعادشان متغیر است و عرض برخی به ۲۶ سانتیمتر نیز می‌رسد.

با بررسی ابعاد و فواصل نسبی ردپاها، پژوهش‌گران از تعلق این آثار به جانوری پهن‌پیکر و سوسمار‌مانند به طول ۲.۵ متر، با پاهایی قوی و مستحکم حکایت می‌کنند که حرکتی به‌مانند دوزیستان داشته، هرچند هیچ دوزیستی تا میلیون‌ها ‌سال بعد پرورش نیافت.

شبیه‌سازی حرکت یک تتراپاد از طریق بررسی الگوی پراکندگی ردپاها / نیچر

تیمی متشکل از دانشمندان سوئدی و لهستانی با تجزیه و تحلیل الگوی آثار مشاهده‌ شده، موفق به بازسازی نحوه‌ی حرکت بازوان، زانوان و ران‌های این موجودات کهن در حین حرکت شدند.

نتایج این بررسی مشخص ساخت که تنها جانوران چهارپا، یا همان تتراپادها قادر به ایجاد چنین الگوهایی‌اند. بدین‌ترتیب این کشف، قدمت حضور چهارپایان در خشکی را به ۳۹۷ میلیون سال ارتقا داد.


طبق فرضیات موجود، نخستین جانداران خشکی‌زی از آبزیانی با دوباله‌ی منشعب تحول یافته‌اند و درک سازوکار چنین تحولی از پویاترین حوزه‌های پژوهشی سالیان اخیر بوده است.

از این میان، محتمل‌ترین فرضیه‌ی دیرینه‌شناسان، به بروز گذار زیستی سریع اما قابل توجهی میان سیر تکوینی جانداران آب و خشکی اشاره دارد و شاید از برجسته‌ترین نمونه‌های عینی پشتیبان این ادعا، فسیل جاندارای به نام «تیکتالیک روزئه» (Tikaalik roseae) باشد، جانداری که خصیصه‌های مشترکی از آبزیان و تتراپادها را به ارث برده بود.

اما تیکتالیک‌ها نهایتا در حدود ۳۷۵ میلیون سال پیش موجود بوده‌اند و حتی با درنظرگرفتن برخی نمونه‌های فسیلی از بقایای دیگر موجودات باستانی، که به گذار تحولی زیستگاه‌ها از آب به خاک اشاره داشته و تنها اندکی از فسیل تیکتالیک‌ها قدیمی‌ترند، نمی‌توان قدمت نمونه‌های یافت شده در معدن زاچلمی را با نظریات موجود توجیه نمود.

به بیان دیگر، وصفیات صاف و ساده‌ای که تاکنون دیرین‌شناسان از نخستین کوچ آبزیان کهن به خشکی‌های زمین داشته‌اند، با مشاهدات اخیر اندکی به چالش کشیذه شد.

تصویر نمای نزدیک از یکی از ردپاهای مشاهده شده در معدن زاچلمی (چپ). طرح‌های سمت راست، نمایا‌ن‌گر شکل احتمالی استخوان‌بندی دست‌های یک تتراپاد باستانی است / نیچر

تتراپادها احتمالاً حاصل تکوین و تحول خانواده‌ای از ماهی‌ها موسوم به «Elpistostegid»ها هستند که شکل بدن و سرشان مشابه تتراپادها بوده اما به جای چهار باله، تنها یک جفت از آن را داشته‌اند. با این حال، ردپاهای دیده‌شده، متعلق به حدود ۱۰ میلیون سال پیش‌تر از فسیل Elpistostegid ها هستند و گویا این دو موجود هم‌عصر هم بوده و جد یکسانی نیز داشته‌اند.

دکتر «فیلیپ ژانویر» از موزه‌ی ملی تاریخ طبیعی پاریس که چنین کشفی را به اندازه‌ی نخستین قدم انسان بر ماه حائز اهمیت خوانده و آن را به منزله‌ی پرتاب نارنجکی به میان دانسته‌های پیشین‌مان در خصوص نحوه‌ی نقل مکان آبزیان به خشکی دانسته است، می‌گوید:

«کشف ردپاهای مسلمی از اولین سال‌های دوران‌ میانی دوونین – در حدود ۳۷۹ میلیون سال پیش – زمان دقیق انشعاب تیره‌ی آبزیان و مهره‌داران چهارپا را تا ۱۸ میلیون سال به عقب بازگرداند، اگر البته از این بیشتر نباشد. گمان می‌کنم هم‌اکنون می‌بایست زمان انشعاب را تا دوران امزین (Emsian) به عقب برد، شاید ۴۰۰ میلیون سال پیش. شگفت‌آور است، اما این همان چیزی است که مدارک فسیلی به ما می‌گوید».

تصویری شماتیک و ساده از نحوه‌ی تحول آبزیان به یک تتراپاد (از بالا به پایین)

شگفتی دیگر این کشف آن است که این‌گونه تتراپادها، در یک محیط دریایی می‌زیسته‌اند، احتمالاً تالابی مرجانی. تا پیش از این، آن‌چه تحت عنوان خاستگاه تتراپادهای نخستین مطرح می‌شد، محیط‌‌های باتلاقی همچون دلتای رودخانه‌ها یا دریاچه‌هایی بود که آب شیرین‌شان از فراوانی بیشتری برخوردار است.

به گفته‌ی پژوهش‌گران حاضر در این پروژه‌ی اکتشافی، این کشف الهام‌بخش حقایق دیگری نیز هست، چراکه با این حساب اجداد آبزی تتراپادها به تدریج از طریق گرایش به سمت منابع بکر و غنی از غذا که بواسطه‌ی وقوع جزر و مد از آب سر بر می‌آورده‌اند بود که شایستگی اقامت در خشکی را به دست آوردند.

به‌عبارتی با دو بار افول ارتفاع آب در هر روز طی جزر، میزی از غذاهای لذیذ و دست‌نخورده شامل توده‌هایی از آبزیان مرده یا در حال مرگ در خطوط ساحلی ظاهر می‌شد که طبیعتاً اجداد گرسنه‌ی ما را مجبور به اقامت کوتاهی در خشکی می‌ساخت.

جزئیات این کشف، در مقاله‌ای در آخرین شماره از نشریه‌ی علمی نیچر به چاپ رسیده است. هر چند نویسندگان این مقاله، چنین کشفی را «اغواکننده‌ی یک تجدید نظر اساسی در خصوص زمان‌سنجی، بوم‌شناسی و تعیین آهنگ محیطی گذار تحولی آبزیان به تتراپادها» خوانده‌اند، برخی صاحب‌نظران همچنان معتقدند ارائه‌ی تفسیری متقن و قطعی برای این ردپاها به شدت دشوار است و می‌بایست انتظار مدارک روشن‌تر و قانع‌کننده‌تری را کشید، پیش از آن‌که دانسته‌های موجود را به چالش کشید.