يحصل علماء الحفريات على لمحة عن الحياة منذ أكثر من مليار سنة في الماضي بناءً على آثار كيميائية في الصخور القديمة وعلم الوراثة للحيوانات الحية. تجمع الأبحاث المنشورة في مجلة Nature Communications بين الجيولوجيا وعلم الوراثة، وتوضح كيف أدت التغيرات التي حدثت على الأرض في وقت مبكر إلى حدوث تحول في كيفية تناول الحيوانات غذاءها.
ويعمل ديفيد غولد، الأستاذ المشارك في قسم علوم الأرض والكواكب بجامعة كاليفورنيا في ديفيس، في المجال الجديد لعلم الحفريات الجزيئية، مستخدمًا أدوات الجيولوجيا والأحياء لدراسة تطور الحياة. بفضل التكنولوجيا الجديدة، من الممكن استعادة الآثار الكيميائية للحياة من الصخور القديمة، حيث تندر الحفريات الحيوانية.
يمكن للدهون، على وجه الخصوص، البقاء على قيد الحياة في الصخور لمئات الملايين من السنين. عثر العلماء على آثار للدهون الستيرولية، التي تأتي من أغشية الخلايا، في الصخور التي يصل عمرها إلى 1.6 مليار سنة. حاليًا، تستخدم معظم الحيوانات الكولسترول (الستيرولات التي تحتوي على 27 ذرة كربون (C27)) في أغشية خلاياها. في المقابل، تستخدم الفطريات عادةً ستيرول C28، بينما تنتج النباتات والطحالب الخضراء ستيرول C29. تُعرف الستيرولات C28 وC29 أيضًا باسم فيتوستيرولات.
عثر العلماء على ستيرول C27 في صخور عمرها 850 مليون سنة، في حين تظهر آثار C28 وC29 بعد حوالي 200 مليون سنة. ويعتقد أن هذا يعكس التنوع المتزايد للحياة في هذا الوقت وتطور الفطريات الأولى والطحالب الخضراء.
ومن دون الحفريات الفعلية، من الصعب أن نقول الكثير عن الحيوانات أو النباتات التي جاءت منها هذه الستيرولات. ومع ذلك، فإن التحليل الجيني الذي أجراه غولد وزملاؤه يلقي بعض الضوء.
لا تصنعه، بل تناوله
معظم الحيوانات غير قادرة على إنتاج الفيتوستيرولات بنفسها، لكن يمكنها الحصول عليها عن طريق تناول النباتات أو الفطريات. في الآونة الأخيرة، اكتشف العلماء أن الطحالب (الديدان المجزأة، وهي مجموعة تشمل ديدان الأرض الشائعة) لديها جين يسمى SMT، وهو ضروري لصنع الستيرول. من خلال النظر إلى جينات SMT من حيوانات مختلفة، أنشأ غولد وزملاؤه شجرة عائلة لـ SMT أولاً داخل الطحالب ومن ثم عبر الحياة الحيوانية بشكل عام.
ووجدوا أن الجين نشأ في وقت بعيد جدًا في تطور الحيوانات الأولى، ثم مر بتغيرات سريعة في نفس الوقت تقريبًا الذي ظهرت فيه الفيتوستيرولات في السجل الصخري. وفي وقت لاحق، فقدت معظم سلالات الحيوانات جين SMT.
وقال غولد: «تفسيرنا هو أن هذه الحفريات الجزيئية للفيتوستيرولات تسجل ظهور الطحالب في المحيطات القديمة وأن الحيوانات تخلت عن إنتاج الفيتوستيرولات عندما كان بإمكانها الحصول عليه بسهولة من هذا المصدر الغذائي الوفير بشكل متزايد. إذا كنا على حق، فإن تاريخ جين SMT يؤرخ للتغير في استراتيجيات تغذية الحيوانات في وقت مبكر من تطورها».
ترجمة: ولاء سليمان
المصدر: phys.org
