فسیلها دنیای اطلاعات پنهان
استخوانهای فسیلشده فراتر از شکل، اطلاعات زیستی دقیقی از گذشته حفظ کردهاند.
پژوهشگران دانشگاه نیویورک با شناسایی هزاران مولکول زیستی در استخوانهای فسیلشده جانوران باستانی نشان دادهاند که فسیلها فقط بقایای ظاهری نیستند، بلکه اطلاعات دقیقی از تغذیه، بیماری و محیط زندگی موجودات پیشاتاریخی را در خود حفظ کردهاند.
به گزارش پایگاه علمی خبری دانه، این پژوهش که نتایج آن در نشریه Nature منتشر شده، برای نخستینبار از روش متابولومیکس (metabolomics) برای مطالعه فسیلهایی با قدمت ۱٫۳ تا ۳ میلیون سال استفاده کرده است؛ روشی که پیشتر عمدتاً در پزشکی و زیستشناسی مدرن به کار میرفت.
متابولیت چیست و چرا اهمیت دارد؟
متابولیتها مولکولهای کوچکی هستند که در جریان سوختوساز بدن (متابولیسم) تولید یا مصرف میشوند؛ مانند ترکیباتی که هنگام هضم غذا، فعالیت سلولها یا واکنش بدن به بیماریها شکل میگیرند. بررسی مجموعه این مولکولها که «متابولومیکس» نام دارد، میتواند اطلاعاتی درباره سلامت، تغذیه و شرایط محیطی یک موجود زنده ارائه دهد.
تا پیشازاین، بیشتر پژوهشهای مربوط به بقایای باستانی بر (DNA)تمرکز داشتند؛ ماده ژنتیکیای که روابط تکاملی را نشان میدهد، اما جزئیات زندگی روزمره را بازتاب نمیدهد. این مطالعه نشان میدهد که استخوانهای فسیلشده میتوانند فراتر از ژنتیک، شواهدی از زیستشناسی عملی جانوران باستانی را حفظ کرده باشند.
چرا استخوانها اطلاعات شیمیایی را نگه میدارند؟
استخوان ساختاری متخلخل دارد و شبکهای از رگهای خونی بسیار ریز در آن جریان دارد. پژوهشگران معتقدند هنگام رشد استخوان، برخی مولکولهای موجود در خون در این فضاهای میکروسکوپی به دام میافتند و در شرایط خاص میتوانند برای میلیونها سال حفظ شوند.
یکی از عوامل کلیدی در این ماندگاری، کلاژن است؛ پروتئینی ساختاری که بخش اصلی استخوان و بافتهای همبند را تشکیل میدهد و پیشتر نیز شواهدی از بقای آن در فسیلهای بسیار قدیمی، حتی دایناسورها، گزارش شده بود.
بررسی جانوران همدوره انسانهای اولیه
در این پژوهش، استخوانهای فسیلشده جانورانی از شرق و جنوب آفریقا بررسی شد؛ مناطقی که بهعنوان زیستگاه انسانهای اولیه شناخته میشوند. نمونهها شامل جوندگان کوچک مانند موش و سنجاب زمینی، و جانوران بزرگتری مانند آنتیلوپ، خوک و فیل بودند.
با استفاده از طیفسنجی جرمی (روشی آزمایشگاهی برای شناسایی دقیق مولکولها بر اساس جرم آنها)، هزاران متابولیت در این فسیلها شناسایی شد؛ بسیاری از آنها شباهت زیادی به مولکولهای موجود در گونههای زنده امروزی داشتند.
رد بیماریهای باستانی در استخوان
نتایج نشان داد برخی متابولیتها با بیماریهای خاص مرتبط بودهاند. در یکی از نمونهها، استخوان سنجاب زمینیای با قدمت حدود ۱٫۸ میلیون سال، نشانههایی از آلودگی به انگلی را در خود داشت که امروزه عامل بیماری خواب در انسان است؛ بیماریای که توسط انگل Trypanosoma brucei و از طریق مگس تسه منتقل میشود.
همچنین نشانههایی از پاسخ التهابی بدن این جانور دیده شد که نشان میدهد سیستم ایمنی حیوان به این عفونت واکنش نشان داده بوده است.
بازسازی رژیم غذایی و اقلیمهای گمشده
متابولیتهای شناساییشده اطلاعاتی از نوع تغذیه جانوران نیز ارائه دادند. برای نمونه، ترکیباتی مرتبط با گیاهانی مانند آلوئهورا شناسایی شد که رشد آنها به شرایط خاص اقلیمی وابسته است. این دادهها به پژوهشگران اجازه دادند دما، میزان بارندگی و نوع پوشش گیاهی محیطهای باستانی را بازسازی کنند.
نتایج نشان میدهد مناطق موردبررسی در میلیونها سال پیش، بهطورکلی گرمتر و مرطوبتر از شرایط امروزی بودهاند؛ یافتهای که با شواهد زمینشناسی پیشین همخوانی دارد.
افق تازه در مطالعه جهان پیشاتاریخی
پژوهشگران معتقدند تحلیل شیمیایی فسیلها میتواند نگاه ما به گذشته را دگرگون کند و امکان بازسازی اکوسیستمهای باستانی را با دقتی بیسابقه فراهم آورد؛ بهگونهای که هر فسیل، روایتی زیستی از محیط، تغذیه و سلامت صاحب خود ارائه دهد.
