چرا مارها دست و پای خود را از دست دادند؟
زومیت: مارها بسته به گونه و محیط خود سازگاری های شگفت انگیزی یافته اند. برخی از آنها در درختان زندگی می کنند و با بدنی باریک و انعطاف پذیر بین شاخه ها حرکت می کنند. برخی دیگر در بیابان های سوزان زندگی می کنند و برخی در جنگل ها، علفزارها یا حتی دریا زندگی می کنند. اما همه آنها یک چیز مشترک دارند: هیچ مار زنده ای پا ندارد. چگونه این ویژگی در طول تکامل ایجاد شد؟
بر اساس شواهد فسیلی، دانشمندان بر این باورند که مارها حدود ۱۰۰ تا ۱۵۰ میلیون سال پیش پاهای خود را از دست داده اند. با این حال، هنوز در مورد آنچه که اجداد آنها دقیقاً زندگی می کردند، اختلاف نظر وجود دارد. برخی از محققان بر این باورند که اجداد مارها آبزی بوده اند و برداشتن دست و پا به حرکت بهتر آنها در آب کمک کرده است. اما فرضیه دیگری می گوید که آنها بیشتر وقت خود را در زیر زمین گذرانده اند و زندگی حفاری دلیل اصلی از دست دادن پاها بوده است.
در سال ۲۰۱۵، گروهی از محققان فسیل یک دریای باستانی به نام Dinilisia patagonica را بررسی کردند. این حیوان در دوره کرتاسه زندگی می کرد. به گزارش IFL Science، نکته مهم در این تحقیق بررسی ساختار گوش داخلی این فسیل بود.
گوش داخلی در مهره داران نقش مهمی در تعادل و تشخیص حرکات سر دارد و شکل آن می تواند سرنخ هایی در مورد سبک زندگی حیوان بدهد. نتایج بررسی ها نشان داد که ساختار گوش این مار باستانی بیش از گونه های آبزی شبیه به خزندگان حفاری است. این یافته به نفع این ایده است که اجداد مارها احتمالاً برای زندگی در تونلها و زیرزمین سازگار شدهاند و در این فرآیند اندام خود را از دست دادهاند.
تبلیغات
هونگیو یی از دانشکده علوم زمین دانشگاه ادینبورگ در توضیح این نتایج گفت که چگونه مارها پاهای خود را از دست داده اند مدت ها برای دانشمندان یک راز بوده است، اما به نظر می رسد زمانی اتفاق افتاده است که اجداد آنها در حفاری مهارت پیدا کرده اند. وی تاکید کرد که گوش داخلی فسیل ها می تواند اطلاعات ارزشمندی را ارائه دهد، به خصوص زمانی که قسمت های بیرونی اسکلت آسیب دیده یا بسیار شکننده است.
برداشتن پاها در مارها یک فرآیند تدریجی بود. در برخی از گونه های امروزی که از نظر تکاملی ابتدایی تر به حساب می آیند، هنوز بقایای اندام های عقبی دیده می شود. به عنوان مثال، در مار بوآ و همچنین در مارهای پیتون، استخوان های کوچک و تحلیل رفته در نزدیکی کلواکا وجود دارد که به آن اندام های وستیژیال می گویند. این ساختارهای کوچک دیگر عملکرد حرکتی ندارند، بلکه یادگاری از گذشته چهارپایی اجداد مارها هستند. در گونه های پیشرفته تر، حتی این بقایای به طور کامل ناپدید شده اند.
سوال مهم دیگر این است که از نظر ژنتیکی چه اتفاقی افتاده است. یک تحقیق منتشر شده در سال ۲۰۲۳ با بررسی ۱۴ ژنوم از ۱۲ خانواده مختلف مار به سرنخ مهمی رسید. دانشمندان دریافتند بخش هایی از دینا در سه ناحیه ژنی به نام PTCH1 حذف شده است. این ژن نقش اساسی در مسیرهای مولکولی مربوط به رشد اندام ها دارد.
هنگامی که تغییر یا حذف در چنین ژنی رخ می دهد، می تواند روند تشکیل اندام را مختل کند. به گفته محققان، این حذف های ژنتیکی احتمالاً عملکرد ژن را تغییر داده و از رشد کامل انگشتان در جوانه های اندام جلوگیری می کند. آنها پیشنهاد کردند که این تغییرات در گروهی از خزندگان به نام حیوانات سمی در تکامل سیستم اسکلتی و از دست دادن اندام ها نقش داشته و ممکن است نمونه ای از “نوسازگاری یا تغییر عملکردی” باشد. یعنی قابلیتی که ابتدا برای هدف دیگری ایجاد شده و بعداً عملکرد جدیدی پیدا کرده است.
ژن مهم دیگری که در رشد اندام ها نقش دارد، ژن SHH است. این ژن یکی از تنظیم کننده های اصلی رشد جنینی در مهره داران است. هنگامی که تقویت کننده این ژن فعال می شود، مانند یک کلید نور عمل می کند و مسیرهای لازم برای تشکیل دست و پا را فعال می کند. اگر این تقویت کننده به درستی کار نکند، جوانه های اندامی تشکیل می شوند اما رشد آنها کامل نمی شود.
مارتین کوهن، استاد ژنتیک مولکولی و میکروبیولوژی در دانشگاه فلوریدا، توضیح داده است که در جنین پیتون، رشد اندامها بسیار فراتر از آن چیزی است که قبلا تصور میشد. در واقع، جنین آنها شروع به تشکیل یک پا می کند، اما سلول ها مرحله نهایی تشکیل کامل اسکلتی را طی نمی کنند. به عبارت ساده، پاها در برخی مواقع رشد نمی کنند و هرگز کامل نمی شوند.
با وجود این تغییر بزرگ تکاملی، مارها نه تنها منقرض نشدند، بلکه به یکی از موفق ترین گروه های خزندگان تبدیل شدند. آنها تقریباً در تمام قاره های جهان به جز قطب جنوب وجود دارند و بیش از چهار هزار گونه شناسایی شده است. از جنگلهای بارانی گرفته تا بیابانهای خشک و حتی اقیانوسها، مارها توانستهاند با بدن دراز و بدون پا خود سازگار شوند. برداشتن اندامها به آنها این امکان را میدهد که راحتتر از طریق شکافهای باریک، زیر خاک و از میان پوشش گیاهی متراکم حرکت کنند.
در نگاه اول، از دست دادن یک پا ممکن است وارونه به نظر برسد، اما در مورد مارها این تغییر یک مزیت تکاملی بود. تغییری که راه را برای تنوع گسترده و موفقیت جهانی آنها هموار کرد.
