ه‍.ش. ۱۳۹۵ خرداد ۱۳, پنجشنبه

دوران پرکامبرین

از: بهنام محمدپناه

فرگشت و ژنتيک


فهرست مندرجات

.



دوران پرکامبرین

(پیش از حیات)

فرگشت و ژنتيک

پرکامبرین (به انگلیسی: Precambrian) نامی است که به بازه‌ی بزرگی از زمان در تاریخ زمین داده شده که پیش از ابردوران حاضر یعنی پیدازیستی بوده‌ است (پرکامبرین را پیش از این در قیاس با اصطلاح پیدازیستی، نهان‌زیستی (Cryptozoic) نیز می‌نامیدند).

پرکامبرین یک بزرگ‌اَبَردوران (Supereon) به‌شمار می‌آید. این بزرگ‌ابردوران، خود به چند ابردوران تقسیم شده‌ است.

حد زیرین پرکامبرین در حقیقت هم‌زمان با پیدایش زمین در حدود ۴٫۶ میلیارد سال پیش است. با توجه به این‌که هیچ‌گونه اطلاعی از ۷۰۰ میلیون سال اولیه‌ی آن وجود ندارد، شاید بتوان این مدت را زمان قبل از زمین‌شناسی در نظر گرفت. به‌طور کلی پرکامبرین با قدیمی‌ترین سنگ‌های تعیین سن شده‌ی زمین در غرب گرینلند یعنی تقریباً ۳٫۸ میلیارد سال پیش شروع می‌شود. حد بالایی پرکامبرین را معمولاً با ظهور اولین جنس از تریلوبیت‌های مربوط به قاعده‌ی کامبرین مشخص می‌کنند. در واقع ظهور این تریلوبیت‌ها می‌تواند نشانهٔ پایان پرکامبرین باشد.[۱]

گفتیم که حدود ٣۵٠٠ میلیون سال (٣،۵ میلیارد سال) پیش، سلول‌های نخستین ساده از تشکیل یک غشای فسفولیپیدی و مولکول‌های زیستی گرفتار در آن متولد شدند. این سلول‌های ابتدایی، میلیاردها و میلیاردها بار تشکیل شدند و دوباره از بین رفتند. فرگشت (تغییر و تحول ساختار) آن‌ها بیش از ٢٠٠٠ میلیون سال طول کشید تا این‌که سرانجام سلول‌هایی به‌وجود آمدند که سازگاری زیادی با شرایط محیطی داشتند و می‌توانستند مدت زمان زیادی زنده بمانند و تولید مثل کنند!

زمین‌شناسان بر اساس نوع و ساختار فسیل‌های کشف‌شده، زمان‌های قدیم را به چند دوران تقسیم کرده‌اند. قدیمی‌ترین این دوران، پرکامبرین نام دارد. این دوران که پیش از حیات نیز نامیده می‌شود، از ۴۵٠٠ تا ۵۴٣ میلیون سال پیش را شامل می‌شود و به تنهایی بیش از ٨٨ ٪ تاریخ زمین را دربرم یگیرد. نخستین نشانه‌های حیات سلولی در اواخر این دوره شکل گرفته است.

پس از این دوران، پالئوزیک (دیرینه‌زیستی) آغاز شد که خود شامل شش زیر دوره‌ی کامبرین، اُردوویسین،سیلورین، دِوونین، کربونیفر و پرمین بود و از ۵۴٣ تا ٢۴٨ میلیون سال پیش را شامل می‌شود و حدود ٦٪ تاریخ زندگی زمین را تشکیل می‌دهد. دوران مزوزوئیک (میانه‌زیستی) نیز که شامل سه زیر دوره‌ی تریاس، ژوراسیک و کرتاسه بود از ٢۴٨ تا ٦۵ میلیون سال پیش طول کشید و حدود ۴٪ تاریخ زمین را تشکیل می‌داد. دوران سنوزوئیک (نو زیستی) نیز شامل دو دوره‌ی کوآترنری و ترشیاری بود و از ٦۵ میلیون سال پیش تاکنون طول کشیده است. این زمان ٦۵ میلیون سال، کمتر از ٢٪ سن زمین را در بر می‌گیرد. مقایسه‌ی طول این دوران‌ها نشان می‌دهد که تشکیل نخستین موجودات تک‌سلولی چقدر زمان زیادی برده است. تشکیل این سلول‌های زیستی، نخستین و مهم‌ترین قدم برای آغاز حیات در سیاره‌ی زمین بود و به‌دنبال آن قدم‌های بعدی که شکل‌گیری سلول‌های موسوم به پروکاریوت و سپس یوکاریوت و به‌دنبال آن پیدایش موجودات گوناگون حاصل از تجمّع و همیاری این سلول‌ها با شتاب بیشتری انجام شد.

باکتری‌ها، ساده‌ترین موجودات تک سلولی بدون هسته (پروکاریوتی) هستند و تقریباً همه‌جا زندگی می‌کنند. آن‌ها به چهار هزار گونه‌ی مختلف تقسیم می‌شوند. برخی سودمند و برخی بیمار یزا هستند.

باستانیان (که قبلاً آرکی‌باکتری نامیده می‌شدند) دیگر موجودات تک‌سلولی پروکاریوتی هستند که از نظر محل سکونت و ساختار سلولی تفاوت عمده ای با باکتری‌ها دارند و حدود ۱٠٠ گونه هستند.

آغازیان نیز موجودات تك‌سلولی، اما از نوع هسته‌ی دار (یوکاریوتی) هستند. تاکنون ۴٣ هزار گونه‌ی مختلف شناسایی شده‌اند که به شاخه‌های آمیب‌ها، تاژک‌داران، ‌هاگ‌داران و ریزجلبک‌ها تقسیم می‌شوند.

گیاهان از موجودات چندسلولی یوکاریوتی هستند که غذای خود را از فرآیند شیمیایی فتوسنتز کسب می‌کنند و حدود ٣٠٠ هزار گونه هستند. نخستین گیاهان، جلبک‌های دریایی بودند. در حدود ۴۵٠ میلیون سال پیش، ابتدا خزه‌ها و سپس سرخس‌ها در خشکی ظاهر شدند. میلیون‌ها سال بعد نیز درختان مخروطی و گیاهان گُل‌دار به‌وجود آمدند.

قارچ‌ها نیز جزو موجودات پرسلولی یوکاریوتی و شبیه گیاهان هستند، اما چون سبزینه ندارند، نمی‌توانند از طریق فتوسنتز غذاسازی كنند و به ناچار از بقایای موجودات یا مواد معدنی تغذیه می‌کنند. آن‌ها ٧٧ هزار گونه هستند.

جانوران نیز با بیش از یک میلیون گونه‌ی متفاوت از حشرات، خزندگان، پرندگان، پستانداران و ماهی‌ها، بزرگ‌ترین و مشهورترین سر شاخه‌ی موجودات زنده‌ی پرسلولی زمین محسوب می‌شوند.

قدیمی‌ترین فسیل‌های میکروسکوپی کشف شده از دوره‌ی پرکامبرین متعلق به سیانوباکتری‌ها هستند. این موجودات تک‌سلولی، به کمک انرژی خورشید و مواد معدنی موجود در اقیانوس‌ها می‌توانستند عمل فتوسنتز انجام دهند و اکسیژن تولید کنند. تا پیش از آن، اکسیژن موجود در اتمسفر زمین بسیار کم بود، ولی این باکتری‌ها طی میلیون‌ها سال باعث افزایش اکسیژن اقیانوس‌ها و نیز هوای بیرون شدند و امکان به‌وجود آمدن موجودات هوازی را فراهم آوردند.

فسیل کرم پهن و نوعی جلبک متعلق به اواخر دوران پرکامبرین با قدمت ٦٠٠ میلیون سال

با افزایش تولید مثل، برخی از انواع سلول‌ها گرد هم جمع شدند و کلونی (تجمیع) سلولی را به‌وجود آوردند. به مرور زمان، تغییراتی در ساختار این توده‌ها ایجاد شد. سلول‌هایی که قبلاً هر کدام به تنهایی غذای خود را از املاح شناور در دریا تهیه می‌کردند، غذای خود را به اشتراک گذاشتند و نوعی همکاری میان آن‌ها آغاز شد. البته توضیح این نکته ضروری است که طی این مدت، کلونی سلول‌ها چیزی یاد نگرفتند، بلکه این همکاری به دلیل تغییرات فرگشتی مفید در آن‌ها بود و چون این همکاری، احتمال زنده ماندن و تولید مثل آن‌ها را بیشتر کرد، خصوصیات جدید به نسل‌های بعدی نیز منتقل شدند. سرانجام با وقوع فرگشت‌های مفید بعدی، نخستین موجودات چند سلولی به‌وجود آمدند.

استروماتولیت‌های غرب استرالیا؛ سنگ‌های رسوبی حاصل از عملکرد سیانوباکتری‌ها در دوران پرکامبرین،قدیمی‌ترین شواهد حیات بر روی کره‌ی زمین محسوب می‌شوند.

موضوع مهم دیگر که باید یادآوری کنیم این است که بر اساس انتخاب طبیعی، همه‌ی فرگشت‌ها و تغییراتِ جانداران مفید نیستند. در تاریخ حیات زمین، میلیون‌ها و میلیون‌ها موجودِ فرگشت یافته، از بین رفته‌اند؛ زیرا فرگشت آن‌ها با شرایط و تغییرات محیط طبیعی سازگار نبوده است. به‌همین دلیل کلونی سلول‌ها نیز به سرعت تبدیل به موجودات چند سلولی نشدند، بلکه تنها معدودی از فرگشت‌ها که در هزاران شاخه از موجودات روی داده بود، توسط طبیعت پذیرفته و انتخاب شدند. پیشرفت سیستم‌های انتقال پیام در کلونی سلول‌ها، پیش‌نیاز پیدایش جانداران پرسلولی بود.

طبق برآورد دانشمندان ۱۵٠ میلیون سال طول کشید تا نخستین چند سلولی‌های اولیه از فرگشت‌های متمادی کلونی سلول‌ها به‌وجود بیایند. در موجودات پدید آمده‌ی جدید، سلول‌های همکار هر یک وظیفه‌ی خاصی انجام می‌دادند؛ مثلاً برخی مسئول تهیه‌ی غذا بودند و برخی نیز وظیفه‌ی تولید مثل را بر عهده داشتند. بیشتر موجودات چندسلولی اولیه مانند مرجان‌های دریایی امروزی، در یک‌جا ساکن بودند یا فقط به کمک امواج اقیانوسی جابه‌جا می‌شدند و عملاً قدرت حرکت مستقل نداشتند، اما به مرور و طی فرگشت‌های طولانی، تعدادی از این موجودات در جهت دسترسی به غذای بیشتر، اندام‌های حرکتی مانند باله به‌دست آوردند. کسب اندام‌های حرکتی به‌طور منطقی، شانس بقای این‌گونه از جانداران را افزایش داد و به این ترتیب نسل آن‌ها رو به فزونی نهاد. جانوران این دوره اغلب بی‌مهره‌گانی نظیر اسفنج‌ها، ستاره‌های دریایی و عروس‌های دریایی و کرم‌های پهن بودند و چون آن‌ها فاقد پوشش سخت بیرونی بودند، عملاً فسیل زیادی از این دوران کشف نشده است.


[] يادداشت‌ها




[] پی‌نوشت‌ها

[۱]- پرکامبرین، برگرفته از ویکی‌پدیا، دانشنامه‌ی آزاد


[] جُستارهای وابسته




[] سرچشمه‌ها

محمدپناه، بهنام، فرگشت و ژنتيک، تهران: آمه، ۱٣٨۹، صص ٢۵-٢٨