صید یک فسیل زنده

تاکنون دو گونه از ماهیان خانواده کوالاکانس‌ شناسایی شده: یک گونه در آفریقا و گونه دیگر در اندونزی. این ماهیان با باله های گوشتالود و چروکیده ، بدن غضروفی و دمی شبیه یک پاروی گرد و پهن از نظر ظاهری شباهت زیادی به ماهیان کوالاکانسی دارند که در دوره کرتاسه (زمان حضور دایناسورها) زیست می‌کرده‌اند.

مرد ماهیگیری که سال ۱۳۱۷ خورشیدی یک ماهی عجیب آبی رنگ با ظاهر ماقبل تاریخی را از تور خود در آفریقای جنوبی بیرون کشید، هیچ​گاه تصور نمی کرد که با این کار زمینه را برای حل یکی از چالش برانگیزترین معماهای جانورشناسی قرن فراهم می کند.

این ماهی که از خانواده نادر کوالاکانس هاست، نزدیک به ۱٫۵ متر طول داشت. محققان پیشتر تصور می کردند این گونه خاص نزدیک به ۷۰ میلیون سال پیش، از آب های کره زمین محو شده است.

شباهت با اجدادی که در عصر دایناسورها زندگی می کرده اند

Latimeria-chalumnaeتیمی متشکل از دانشمندان و محققان سراسر جهان موفق به آنالیز و تعیین توالی ژنوم (تمام ژن ها) ماهی کوالاکانس آفریقای جنوبی با نام علمی «Latimeriachalumnae» شده اند.

شکل ظاهری این ماهی شبیه ماهیان شش دار و بخصوص اجداد آنها یعنی گوشتی بالگان ابتدایی است. گوشتی بالگان ابتدایی نیز درست همانند این ماهی، غضروفی هستند و گوشت بدنشان به یک استخوان اصلی در ناحیه کمر وصل است.

جالب اینجاست که ماهیان کوالاکانس در واقع بیشتر شبیه پستانداران هستند تا ماهیانی نظیر ماهی تن و قزل آلا که از خانواده شعاع بالگان هستند و باله های افراشته غضروفی دارند. گوشتی بالگان ابتدایی شاخه ای به نام آویزبالگان دارند که چند میلیون سال پیش دریاها را ترک و به طرف آب های آزاد کوچ کردند.

آویزبالگان بعدها به دو گروه عمده ماهی های شش دار و چهار اندامان تقسیم شدند. ماهی کوالاکانس مذکور نیز چنانچه پیشتر گفته شد، شبیه ماهیان شش داری است که در حدود ۳۸۵ تا ۳۹۷ میلیون سال پیش با ارتقای اعضای بدنشان، توانستند با زندگی خارج از آب سازگار شوند. مشخصه این ماهیان که در دوره تریاسیک به بیشترین تعداد رسیدند، آن بود که اگر به هر دلیلی با کمبود آب مواجه می شدند به بیرون از آب می آمدند و تنفس می کردند.
بررسی های ژنتیک
انتظار می رود ژنوم کشف شده کوالاکانس بتواند اطلاعات بیشتری درباره ماهیان شش دار و حتی ماهیان چهارپایی که تقریبا همان سیر تکامل را طی کرده اند، ارائه کند.

سرپرست این گروه مطالعاتی کریس آممیا که یک بیولوژیست از دانشگاه واشنگتن سیاتل است، می گوید اهمیت این مسیر تکاملی به آن سبب است که در نهایت به دوزیستان، مارها، پرندگان و پستانداران ختم شده است. او افزود ماهیان کوالاکانس در واقع زیربنای تلاش هایی هستند که تاکنون برای درک سیر تکامل ماهیان چهاراندامی انجام شده است.

گفتنی است ماهیان چهار اندامی تا دوران دوونین (۳۹۷ تا ۴۱۶ میلیون سال قبل) محیط زندگی خود را ترک نکردند. این موجودات که ماهیان چهارپا هم خوانده می شوند، تنها موجوداتی بودند که بعد از دوره دوونین نیز کماکان به حیات خود ادامه دادند. محقق ارشد این طرح می گوید آنالیز ژنوم این ماهی به یک بحث طولانی مدت خاتمه داده چرا که به وضوح مشخص می کند این ماهی نزدیک ترین خویشاوند زنده ماهیان چهاراندامی نیست بلکه در واقع به ماهیان شش دار تعلق دارد.

وی در ادامه می افزاید: «خیلی بعید به نظر می رسد که توالی ژن های ماهیان شش دار را بتوان مشخص کرد چرا که ماهیان شش دار نه تنها خیلی بزرگ تر از کوالاکانس ها هستند بلکه حتی ژن هایی خیلی پیچیده تر نیز دارند.» یکی دیگر از محققان این پژوهش کرستین لیندبلاد توه است.

وی که متخصص مقایسه ژنوم موجودات زنده از دانشگاه آپسالا سوئد است، می گوید به ماهیان کوالاکانس اغلب عنوان «فسیل های زنده» نسبت داده شده هرچند این ماهیان هیچ گاه به سمت انقراض کامل پیش نرفته اند.

تغییرات بطئی در ژن های ماهیان کوالاکانس

مقایسه میان پروتئین ها در ژن های ماهیان کوالاکانس با غضروف ماهیان نشان می دهد که DNA کوالاکانس ها پیوسته دستخوش تغییر شده است. غضروف ماهیان؛ ماهیان آرواره دار با باله های جفت، حفره های قلبی جفت و استخوان بندی غضروفی هستند. کوسه ها به عنوان مهم ترین زیرمجموعه این گروه شناخته شده اند.
نکته:ماهیان کوالاکانس در واقع بیشتر شبیه پستانداران هستند تا ماهیانی نظیر ماهی تن و قزل آلا که از خانواده شعاع بالگان هستند و به آنها  اغلب عنوان «فسیل های زنده» نسبت داده شده هر چند این ماهیان هیچ گاه به سمت انقراض کامل پیش نرفته اند.

با این که DNA کوالاکانس ها تغییر کرده اما روند این تغییرات مشخصا کند بوده است. آخرین آنالیزها روی ماهی که سال ۱۳۱۷ صید شده، نشان می دهد ژن های کوالاکانس های جدید می تواند بقای یک فسیل زنده را مورد تائید قرار دهد.

جیمز نونان، متخصص علم ژنتیـک از دانشگاه ییل می گوید دانشمندان پیشتر به این مساله اشاره کرده بودند که سیر تکامل در ماهیان کوالاکانس کند است.

سال گذشته نیز محققان در ژاپن و تانزانیا نمونه های DNAماهیان صید شده آفریقا و اندونزی را با یکدیگر مقایسه کردند. آنها در این بررسی بخصوص روی ژن های هاکس تاکید کردند.

ژن های هاکس گروهی از ژن های مرتبط با یکدیگر هستند که روند تغییرات جنین موجودات زنده را در آینده مشخص می کنند. در حقیقت بعد از آن که جنین اولیه شکل گرفت، پروتئین های هاکس مسئولیت مشخص کردن نوع ساختار هر قسمت را برعهده می گیرند. به عنوان مثال کجا دست باشد، کجا پا و کجا هم باله و… این ژن های هاکس هستند که به جنین هویت می بخشند.

یافته ها حاکی است دو گونه ماهی کوالاکانسی که ژن های تقریباً مشابهی دارند، احتمالا در شش میلیون سال قبل از نظر ژنتیک از یکدیگر جدا شده اند. به سختی می توان ادعا کرد که روند آهسته و بطئی تکامل ماهیان کوالاکانس به واسطه انتخاب طبیعی بوده است.

کوالاکانس​های جدید همانند اجداد خود در اعماق اقیانوس ها جایی که حیات ثابت و بدون تغییر است، زندگی می کنند. اما می توان گفت این ماهیان دلایلی هم برای تغییر داشته اند. در هر صورت تغییر ژنتیکی آرام توضیح می دهد که چرا این ماهیان چنین شباهت چشمگیری با اجداد فسیل شده شان دارند.

تحقیقات ادامه دارد

بررسی ها نشان داد تمامی اجزای ژنوم ماهی کوالاکانس صید شده به آرامی دستخوش تغییر شده است، اما تعداد عناصری که در ژنوم تغییر کرده اند، به راستی زیاد هستند. عملکرد بخش های مهمی از ژنوم کماکان مشخص نشده اما تحقیقات فعلی نشان می دهد ماهیان کوالاکانس و ماهیان چهاراندامی از یک توالی ژنتیک خاص تبعیت می کنند و این توالی ژنتیک می تواند علت شکل گیری اندام های مختلف بدن را در آنها نشان دهد.

یکی از مهم ترین یافته ها این است که ماهیان کوالاکانس نخستین مهره دارانی هستند که ژن مربوط به آنتی بادی ابتدایی ایمونوگلوبین ام (یک پروتئین که در سیستم ایمنی جایگاه خاصی دارد) را ندارند و به جای آن دو ژن دیگر دارند. این دو ژن یک پروتئین ایمنی کاملا متفاوت با آنتی بادی مشخص تولید می کنند که البته در جای خود کارکرد متفاوت اما خوبی دارد.

پروفسور نونان در پایان افزود: هنوز تحقیقات بیشتری باید انجام شود تا بتوان با اطمینان درباره اعقاب مهره دارانی همچون پرندگان، دوزیستان و خزندگان صحبت کرد.