یکی از بزرگ‌ترین افسانه‌های این است که این پدیده راهپیمایی بی‌وقفه‌ای از پیشرفت است. مسیر خطی نیست؛ اما درختی است که شاخه‌های زیادی دارد. گونه‌های جدید بهعنوان بخشی از هدفی طولانی‌مدت ظاهر نمی‌شوند؛ اما با فرصت‌هایی که در اطراف آن‌ها وجود دارد، سازگار می‌شوند.

به‌تازگی گروهی از دیرینه‌شناسان فسیلی رونمایی کرده‌اند که پادزهر قدرتمندی برای افسانه راهپیمایی پیشرفت می‌شود. این ماهی حدود ۳۷۵ میلیون سال پیش زندگی می‌کرد. در آن زمان، اجداد ما موجودات فلسدار با ظاهری شبیه مارماهی‌های بزرگ بودند که به‌کمک آرنج و زانو و مچ دست‌وپا روی زمین‌های گِلی راه می‌رفتند.

فسیل تازه کشف شده که قیکیقتانیا واکئی نام گرفته است، به این تبار تعلق دارد. اما آناتومی آن را نشان می‌دهد که اجداد او را اجرا می‌کند به‌سمت خشکی را ادامه نمی‌دهد. درعوض، راه رفتند و دوباره به شنا كردند. نیل شوبیندیرین زیست‌شناس دانشگاه شیکاگو می‌گوید: «غالباً فکر می‌کنم مسیر مشخصی دارد؛ اما اینطور نیست. برخی از گونه‌ها به خشکی آمدند و برخی واقعاً به آب برگشتند.»

کیکیکتانیا ویکی و تیکتالیک / Qikiqtania wakei

هنرمند از کیکیکتانیا ویکی (Qikiqtania wakei) به رنگ سبز و پسرعموی بزرگش، تیکتالیک (Tiktaalik roseae)

در سال ۲۰۰۴، دکتر شوبین و همکارانش حین جستوجوی فسیل‌ها در نوناووت، یکی از قلمروهای شمالگان کانادا، به کشف برجسته‌های دست پیدا کردند. آن‌ها ماهی بزرگ ۳۷۵ میلیون ساله را پیدا کردند که نزدیکی با مهره‌داران خشکی داشت. این موجود تیکتالیک نام گرفت. بارزترین تشابه آن‌ها در چهار باله شبیه پا بود. دو باله جلویی تیکتالیک استخوان‌هایی داشت که با استخوان بازو، زند زبرین، زند زیرین و استخوان مچ دست ما مطابقت داشت. این ترکیب به ماهی اجازه می‌داد که روی زمین‌های گلی و کف مرداب‌ها راه برود.

هر تیک به‌شدت در کانون توجه قرار گرفت که آن را روی درختی درکنار مهره‌داران خشکی (چهاراندامان) و سایر ماهی‌های شبیه چهاراندامان قرار دادند. تحقیقات با نگاه‌کردن به این شاخه‌ها می‌توانستند نحوه زندگی بدن چهاراندامان را به قدم‌های قدم بگذارند. ابتدا استخوانهای بلندی در پاهای خود داد و سپس مچ دست وپا به آن اضافه شد. بعدها، انگشتان دست و پا ظاهر شدند.

اکنون دکتر بین و همکارانش به‌کمک فسیلی که در نوناووت حتی پیش از پیدا کردن تیک‌تالیک کشف شده بود، شاخه دیگری را به درختی از طرح‌های ما اضافه کرده‌اند. این گروه پژوهشی اولین بار در سال ۱۹۹۸ به نوناووت رفتند و مجذوب سنگ‌هایی شدند که به نظر می‌رسد می‌تواند حاوی فسیل‌هایی از دوران چهاراندامان باشد. اما بررسی میدانی یکی از دیگری با نامیدی بهپایان رسید.

وقتی پژوهشگران در سال ۲۰۰۴ به آن منطقه برگشتند، امیدوارکننده‌های را روی تپه کوچکی نزدیک چادرهایشان پیدا کردند. دکتر شوبین: «روزی در این نقطه گفت ناهارخوردن و به پایین نگاه کردم و میدانی پوشیده از فلس‌های سفید را روی سنگ‌های تیره دیدم.»

بازسازی سر Qikiqtania wakei

فلس‌ها الگوی لوزی‌مانند دارای ویژگی‌هایی هستند که فقط در ماهی‌ها می‌شود و ارتباط نزدیکی با چهاراندامان دارد. دکتر شوبین در نزدیکی صخره تیره متوجه فسیل آرواره یک ماهی شد. در نزدیکی آن، سنگی به‌اندازه فریزبی (نوعی بازی که از صفحه‌های مدوّر به قطر ۲۰ تا ۲۵ سانتی‌متر و وزن ۱۷۰ گرم ساخته شده است) قرار می‌دهد که آثاری شبیه به استخوان‌ها روی سطح آن دیده می‌شود.

دکتر شوبین همه‌چیز را در کیسه‌های جمع‌آوری کرد تا آن‌ها را به آزمایشگاهش برد. اما چهار روز بعد از پژوهشگران اولین فسیل‌های تیکتالیک را در محوطه دیگری در یک مایلی کمپ پیدا کردند. آن‌ها فوراً متوجه شدید به‌فردبودن، آن فسیل شدند و وقتی به شیکاگو برگشتند، آنچه دکتر شوبین حین ناهار پیدا کرده بود، به دست فراموشی سپرده شد. پژوهشگران آن را درو قرار دادند و به‌شدت روی تیکتالیک کشیدند.

مقالات مرتبط:

پژوهشگران در فصل‌های بررسی‌های میدانی بعدی خود، ۱۰ نمونه تیکتالیک را پیدا کردند که برخی از خُردسال و برخی بالغ بودند. هر سال رشد این حیوان را در طول عمرش رسم کنند و نشان دهند که طول آن به ۹ فوت (۲/۴ متر) می‌رسد. این فسیل‌ها به پژوهش اجازه داد تا روش راه‌نورد تیک‌تالیک را بسازد که نشان می‌داد شبیه وسیله نقلیه چهارچرخ حرکت می‌کرد. آن‌ها دریافتند که این حیوانات دندان نیش را در گلوی شکار خود فرومی‌کردند. در سال ۲۰۱۹ محققان توجه خود را به سنگ فریزبی معطوف کردند. دانشگاه شیکاگو اسکنری خریده بود که برای تولید تصاویر باوضوح از فسیل‌ها، حتی زمانی که هنوز در سنگ‌ها هستند، طراحی شده بود.

توماس استوارت پژوهشگر فوق‌دکتری در آزمایشگاه دکتر شوبین پس از اسکن فک و فلس‌ها سراغ اسکن سنگ رفت. سنگ حاوی یک باله نسبتاً کامل بود. باله‌های مهم مانند باله تیکال، تفاوت‌هایی داشت که حاکی از دومین گونه از ماهی‌های چهاراندامان بود که در نوناووت پیدا می‌شد. دکتر شوبین شگفت زده شده بود.

نیل شوبین / نیل شوبین

نیل شوبین تپه‌های را در نوناووت نشان می‌دهد که فسیل‌ها در آن پیدا شد.

در واقع، پژوهشگران با هیجان در آزمایشگاه دورهم جمع می‌شوند تا کشف خود را تفسیر کنند. اما دکتر استوارت باله پنهان را در ۱۳ اسفند ۲۰۲۰ کشف کرد. در مدت چند روز، با تعطیلی دانشگاه به‌علت دنیاگیری کوید ۱۹، آزمایشگاه تحقیقاتی را ترک کردند. در ژوئن ۲۰۲۰، دوباره به آزمایشگاه بروند و هر بار یک نفر می‌توانم به آزمایشگاه بیاید مراجعه کنم. پژوهشگران موفق شدند مقداری از سنگ را بتراشند تا اسکن بهتری از استخوانهای درون آن تهیه کنند. سپس، آنها این تصاویر را به‌مدت چند ماه به دقت بررسی کردند.

دانش‌آموز فسیل را Qikiqtania نامیدند که برگرفته از نام‌های منطقه‌ای است که فسیل در آن پیدا می‌شود (Qikiqtaaluk و Qikiqtani). بخش دوم نام آن یعنی wakei برگرفته از نام دیوید ویک، زیست‌شناس طبیعی دانشگاه کالیفرنی در برکلی است که یکی از استادان مشاور دکتر شوبین بود که سال گذشته از دنیا رفت.

مقایسه دقیق آناتومی آن متوجه شد که کیکیکتانیا ارتباط نزدیکی با چهاراندامان داشته باشد و ممکن است نزدیکترین خویشاوند شناخته شده باشد. اما وقتی کیکیکتانیا از تیک تالیک جدا شد، آن را در مسیر کاملاً متفاوتی قرار داد. نکته مهم اینکه اندازه آن بسیار کوچکتر شود و شاید طول آن به حدود ۳۰ اینچ (۷۶ سانتی‌متر) رسید. تغییر چشمگیر در باله های کیکیکتانیا رخ داد.

در تیک و سایر ماهی‌های شبیه چهاراندامان، استخوان‌های بازو برجستگی‌ها و شیارهایی که می‌توانند قوی‌تر باشند، برای راه‌رفتن از آن‌ها، می‌شدند. اما استخوان بازوی کیکیکتانیا صاف بود که نشان می‌دهد حمایتی از آنها نمی‌تواند. پژوهشگران تفاوت چشمگیر دیگری را در آرنج پیدا کردند. تیک برای راه‌رفتن به آرنج خود متکی بود و حرکتی خود را با زاویه ۹۰ درجه خم می‌کرد و در موقعیت مکانی قرار می‌داد. آرنج کیکیکتانیا متحرک نبود و به‌گفته دکتر شوبین، مانند پارو بود.

بازسازی باله سینه‌ای Qikiqtania wakei

کیکیکتانیا چتر بزرگ‌تری از شعاع‌ها را در انتهای باله خود نیز داشت که شاید در شناکردن به کمک می‌کرد. این ساختار کمکی به راه‌رفتن نمی‌کرد. دکتر شوبین حدس می‌زند که کیکیکتانیا عادت‌های راه‌رفتنی را ترک می‌کند که اجدادش را دوباره انجام داد و به‌جای آن مانند پوزه‌پاروی‌های مدرن به شنا در آب‌های آزاد پرداخت.

دکتر شوبین برای تغییر تغییر چشمگیر کیکیکتانیا به چهاراندامانی اشاره می‌کند که میلیون‌ها سال بعد به آب‌ند می‌رسد. برای مثال، حدود 50 میلیون سال پیش، پستانداران خشکی به شکل حیوانات آبزی درآمدند و درنهایت، به نهنگ ها و دلفین ها تبدیل شدند. کشف کیکیکتانیا نشان می‌دهد برخی از خویشاوندان باستانی ما به‌محض راه‌رفتن، آن را کنار گذاشتند.

بااینحال، کیکیکتانیا به‌سادگی و با بازگشت به حالت بدن اجداد شناگر خود به آب برنگشت. این جانور احتمالاً روش جدید حمله گازگرفتن و مکیدن را نشان داد که ماهی‌های شبیه چهاراندامان آن را توسعه دادند. استفانی پیرسدیرینزیست شناس دانشگاه هاروارد گفت:

بسیار عالی است که ببینیم درخت زندگی در اینجا پر می شود. هر فسیل سالی که به ما کمک کنیم تا بفهمیم در اولین مراحل طرح بدن چهاراندامان چه اتفاقی افتاده است، بسیار مهم است. زیرا فسیلهای کمی داریم که این دوره را مستند ساز.

بااینحال، دکتر پیرس برای فرضیه دکتر شوبین به فسیل‌های بیشتر از کیکیکتانیا نیاز دارد. برای مثال، هنوز متقاعد نشده است، این ماهی به‌شکل پارویی ثابت‌پذیر و ثابت بوده است. دکتر شوبین و همکارانش در حال بررسی دوباره برخی از فسیل‌های تیک تالیک هستند تا ببینند که آیا آن‌ها واقعاً از کیکیکتانیا نشئت گرفته‌اند یا خیر. آنها کنجکاو هستند که آیا فسیل اسرارآمیزی از جانوری شبیه چهاراندامان است که در دهه ۱۹۹۰ در اسکاتلند کشف شد، ممکن است به تبار کیکیکتانیا تعلق داشته باشد.

سال آینده، دکتر شوبین و همکارانش دوباره به نوناووت برمی‌گردند. آنها قصد دارند به محل صرف ناهار دکتر شوبین برگردند و به‌دنبال فسیل‌های بیشتر بگردند. این امکان وجود دارد که آن‌ها شبیه‌های چهاراندامان را بیشتر می‌سازند که سازگاری‌های عجیبی را پیدا کنند.

اگر دوست داشتی امتیاز دادن یادت نره!