راز داروین و شکوفه های ۱۲۳ میلیون ساله: نگاهی نو به تاریخچه گیاهان گلدار

به گزارش بخش اخبار علمی زوم تک , برای چارلز داروین، پیدایش ناگهانی گیاهان گلدار در تاریخ زمین‌ شناسی یکی از «رازهای نفرت‌ انگیز» زیست‌ شناسی بود؛ پدیده‌ای که با هیچ‌ یک از مشاهدات تدریجی نظریه تکامل همخوانی نداشت. اما حالا، پژوهش‌ های جدید پرده از راز این ظهور غیرمنتظره برداشته‌اند. شواهد فسیلی و ژنتیکی نشان می‌دهند که گیاهان گلدار، بسیار زودتر از آنچه پیش‌ تر تصور می‌شد، زمین را تسخیر کرده‌اند؛ دستاوردی که شاید سرانجام به بزرگ‌ ترین معمای ناتمام داروین پاسخ دهد.

شگفتی در تکامل: گل‌ ها زودتر از آنچه داروین تصور می‌کرد زمین را تسخیر کردند

تصور کنید دنیایی بدون رنگ و بوی دل انگیز گل ها. شاید برای ما که به حضورشان عادت کرده ایم سخت باشد، اما زمانی زمین چنین چهره ای داشته است. حالا، یافته های جدید دانشمندان، پرده از رازی کهن برداشته و نشان می دهد که باغچه های زمین، بسیار زودتر از آنچه فکر می کردیم، با شکوفه ها آراسته شده اند. کشف دانه های گرده ای که ۱۲۳ میلیون سال در دل سنگ ها پنهان بوده اند، تاریخچه گیاهان گلدار را بازنویسی کرده و ما را به سفری شگفت انگیز در اعماق زمان می برد. این یافته نه تنها نشان می دهد که اولین گل ها میلیون ها سال زودتر از تصورات پیشین شکفته اند، بلکه سرآغاز داستان یکی از متنوع ترین و گسترده ترین گروه های گیاهی بر روی کره خاکی را روایت می کند، گروهی که امروزه نقش بی بدیلی در اکوسیستم ها و زندگی ما ایفا می کند.

دانشمندان با بررسی رسوبات باستانی در کشور پرتغال، به دانه های گرده ای میکروسکوپی دست یافته اند که قدمتی باورنکردنی دارند: ۱۲۳ میلیون سال! این ذرات کوچک که با چشم مسلح هم به سختی دیده می شوند، مثل کپسول های زمان، داستان ظهور اولین گیاهان گلدار را برای ما بازگو می کنند. این کشف، رکورد قبلی قدیمی ترین نمونه شناخته شده از گیاهان گلدار را که حدود ۱۲۰.۴ میلیون سال قدمت داشت و در جزیره وایت انگلستان پیدا شده بود، بیش از دو میلیون سال جابجا می کند. شناسایی این دانه های گرده مینیاتوری، که عرض هر کدام تنها ۰.۰۲ میلی متر است، به لطف یک ویژگی جالب ممکن شده است: آنها در زیر نور لیزر مخصوص میکروسکوپ کانفوکال، خاصیت فلوئورسانس از خود نشان می دهند و می درخشند. محققان با تاباندن این لیزر به نمونه های رسوبی که از فاصله ۲۷ کیلومتری جمع آوری شده بودند، موفق به شناسایی چهار دانه گرده بسیار ریز شدند. بررسی های دقیق تر نشان داد که این گرده ها دارای سه شیار بر روی دیواره خارجی خود هستند، مشخصه ای که به آن “سه شیاری” یا “تریکولپات” می گویند و امروزه در بیش از ۷۰ درصد گیاهان گلدار امروزی نیز دیده می شود. به نظر می رسد این دانه های گرده باستانی، پس از افتادن در رودخانه، با جریان آب به دریا راه یافته و در آنجا در میان رسوبات دفن شده اند. سن دقیق این گرده ها با استفاده از روش تحلیل ایزوتوپ های استرانسیم در صدف های دریایی که در همان لایه رسوبی همراه با گرده ها پیدا شده اند، تعیین گردیده است؛ روشی که دقت بسیار بالایی در تاریخ گذاری فسیل ها دارد.

امروزه وقتی صحبت از گیاه می شود، اغلب ما ناخودآگاه به یاد گل ها و درختان میوه می افتیم. این گروه از گیاهان که به نام نهاندانگان یا گیاهان گلدار شناخته می شوند، چنان در سیاره ما گسترده شده اند که تصور دنیای گیاهی بدون آن ها دشوار است. از چمنزارهای وسیع گرفته تا جنگل های انبوه و باغچه های رنگارنگ ما، همگی تحت سلطه این گروه گیاهی قرار دارند. با این حال، این سلطه همیشگی نبوده است. در بخش قابل توجهی از تاریخ حیات گیاهی بر روی خشکی، یعنی حدود سه چهارم آن، اصلاً خبری از گیاهان گلدار نبود. در آن دوران، گیاهان دیگری مانند مخروطیان (که کاج ها و سروها از معروف ترین اعضای آن هستند) حکمرانان اصلی جنگل ها، به خصوص در مناطق شمالی، بودند و هنوز هم بلندترین درختان زمین از این گروه هستند. علاوه بر آن ها، گیاهان بدون گل دیگری مانند خزه های فروتن و سرخس های زیبا نیز وجود داشتند که اغلب در سایه سار سایر گیاهان به زندگی خود ادامه می دادند. ظهور گرده و به همراه آن، قابلیت های جدید برای پراکندگی و تسخیر سرزمین های تازه، نقطه عطفی در تاریخ گیاهان بود که همه چیز را دگرگون کرد. اما این تغییر بزرگ نیز یک شبه اتفاق نیفتاد. میلیون ها سال طول کشید تا نهاندانگان به تدریج گسترش یافته و به اندازه ای رایج شوند که ردپای فسیلی واضحی از خود به جای بگذارند.

چارلز داروین، دانشمند بزرگ و بنیانگذار نظریه تکامل، ظهور ناگهانی و گسترش سریع گیاهان گلدار در سوابق فسیلی را “راز نفرت انگیز” نامیده بود. از دید او، این گیاهان با ساختار ظریف و پیچیده شان، گویی یک شبه از هیچ به همه جا رسیده بودند و به سرعت بر زمین مسلط شدند. این موضوع با نظریه تکامل تدریجی او که بر تغییرات آهسته و پیوسته تاکید داشت، در تضاد به نظر می رسید. در زمان داروین، ابزارهای دقیق تاریخ گذاری و شواهد فسیلی میکروسکوپی امروزی وجود نداشت. اما حالا ما می دانیم که آن “چند لایه سنگی” که به نظر می رسید فاصله کوتاهی بین نبود گیاهان گلدار و سلطه کامل آن ها بر زمین ایجاد کرده، در واقع نمایانگر میلیون ها سال تکامل و گسترش تدریجی است. کشف اخیر در پرتغال نیز بر این دیدگاه صحه می گذارد و نشان می دهد که ریشه های این گروه گیاهی بسیار عمیق تر و قدیمی تر از آن چیزی است که داروین تصور می کرد. این یافته ها به ما کمک می کنند تا قطعات پازل تکامل گیاهان گلدار را بهتر کنار هم بچینیم و از آن “راز نفرت انگیز” رمزگشایی کنیم.

هنوز نمی دانیم دقیقاً اولین گل تاریخ چه شکلی بوده یا به کدام گونه گیاهی تعلق داشته است، اما این دانه های گرده سرنخ هایی به ما می دهند. گیاهانی که این گرده های ۱۲۳ میلیون ساله را تولید کرده اند، از دسته دو لپه ای ها یا “یودیکات ها” (eudicots) بوده اند؛ گروه بسیار بزرگی از گیاهان گلدار که هنگام جوانه زدن دو برگچه اولیه دارند و بسیاری از گل های آشنای امروزی، درختان میوه و سبزیجات را شامل می شوند. به احتمال زیاد، این گیاهان اولیه، بوته ها یا گیاهان علفی کوچکی بوده اند. نکته جالب دیگر، محل کشف این گرده هاست. پرتغال در دوران کرتاسه اولیه، یعنی زمانی که این گل های باستانی می روییدند، مانند امروز در عرض های جغرافیایی میانی زمین قرار داشته است. این موضوع، فرضیه قدیمی تر مبنی بر اینکه گیاهان گلدار ابتدا در مناطق گرمسیری و استوایی پدیدار شدند را تا حدی به چالش می کشد، هرچند نویسندگان این مقاله معتقدند که این فرضیه هنوز هم می تواند معتبر باشد و شاید گیاهان گلدار در نقاط مختلفی به طور همزمان یا با فاصله کمی شروع به تکامل کرده باشند. این احتمال نیز وجود دارد که منشا اصلی این گیاهان جای دیگری بوده و این گرده ها تنها شاهدی بر گسترش اولیه آنها به این منطقه باشند. پروفسور اولریش هایمهوفر از دانشگاه لایبنیتس هانوفر، یکی از محققان این پروژه، تاکید می کند که “ظهور گیاهان گلدار تنوع زیستی را به طور چشمگیری دگرگون کرد.” دکتر جولیا گراوندیک، نویسنده اصلی مقاله از دانشگاه بن، نیز می افزاید: “اما اینکه دقیقاً این تحول چه زمانی و در کجا آغاز شد، همچنان معمایی است که حتی خود داروین آن را یک راز نفرت انگیز نامیده بود.”

کشف این دانه های گرده باستانی در پرتغال، گامی مهم در جهت روشن کردن این معمای دیرینه است. این یافته نه تنها تاریخچه گیاهان گلدار را چند میلیون سال به عقب می برد، بلکه به ما یادآوری می کند که داستان تکامل حیات روی زمین، هنوز پر از شگفتی های کشف نشده است. هر ذره خاک، هر لایه سنگ، می تواند کلیدی برای درک بهتر گذشته و در نتیجه، آینده سیاره ما باشد. تحقیقات آینده بدون شک بر روی یافتن فسیل های کامل تری از این گیاهان اولیه و همچنین بررسی مناطق دیگر جهان برای یافتن شواهد قدیمی تر متمرکز خواهد شد تا تصویر ما از зарево (zorevo – зарево به معنی зарево درخشش سپیده دم) تکاملی این گروه حیاتی از گیاهان کامل تر شود. این مطالعه که جزئیات آن در مجله علمی معتبر “گزارش های آکادمی ملی علوم ایالات متحده (PNAS)” منتشر شده است، بار دیگر اهمیت پژوهش های دیرینه شناسی و استفاده از فناوری های نوین در کشف اسرار گذشته زمین را به اثبات می رساند.