حیات آغازین در زمین چگونه بود؟

زمین آغازین با شکل کنونی تفاوت‌های زیادی داشت و انقراض‌های انبوه به نابودی نسل‌های گذشته و پیدایش جانداران جدید منجر شدند.

در دماغه‌ی جنوب‌شرقی نیوفاندلند، صخره‌ها‌ی خشن و مستحکم تا بالای سطح دریا رشد کرده‌اند. به این صخره‌ها Mistaken Point یا نقطه‌ی اشتباه گفته می‌شود؛ زیرا معمولا مقصد کشتی‌های متعددی بوده‌اند که ملوانان بی‌موقع و به‌اشتباه در این نقطه لنگر گرفته‌اند. حالا این صخره‌های خشن به‌دلیل دیگری به‌شهرت رسیده‌اند و سوژه‌ی بحث بزرگ‌ترین رازهای زمین، ازجمله زمان و چگونگی ظهور حیات پیچیده شده‌اند.

فسیل‌ها می‌توانند تاریخ دوره‌ی ادیاکاران در ۵۷۰ میلیون سال پیش را بازگو کنند. در این دوره، مجموعه‌ای از فوران‌های آتشفشانی کف دریا را با خاکستر پوشاندند؛ بنابراین، بستر دریاها می‌توانند پنجره‌ای به حیات در آن دوره باشند. دان می‌گوید:

چنین تصویری مانند قدم‌زدن در شهر پمپئی است. می‌توانید روح موجوداتی را ببینید که مدتی در آن دوران زندگی کرده و زیر خاکستر آتشفشانی مدفون شده‌اند. تجربه‌ی شگفت‌انگیزی است.

^{نامیبیا یکی از تنها نقاطی است که سوابق گذار بین دوره‌های ادیاکاران و کامبرین را در خود حفظ کرده است.}

فسیل‌های ادیاکاران راهنمایی برای بازه‌ای آبی در تاریخ زمین هستند. در چهار میلیارد سال گذشته، اقیانوس‌هایی که منبع میکروب‌های تک‌سلولی بودند، ناگهان پر از اشکال پیچیده و جدیدی از حیات شدند که امروزه، نمونه‌ای از موجودات پیچیده‌ی آن زمان دیده نمی‌شود.

برخی از موجودات ازجمله رنجومورف‌ها مشابه سرخس‌های غول‌‌آسای برگ‌دار، برخی دیگر شبیه بوته یا کلم‌مانند، برخی مشابه کیسه‌های بی‌شکل یا بالشت و برخی نیز مشابه قلم‌های غول‌آسای دریایی (موجودی از راسته‌ی مرجان‌ها) هستند. سیمون داروک، دیرینه‌شناس دانشگاه واندربیلت در تنسی می‌گوید:

اغلب موجودات ادیاکاران نرم‌تن هستند؛ زیرا قابلیت تشکیل پوسته یا اسکلت تا انتهای دوره‌ی ادیاکاران ظهور نکرده بود.

 مدت‌ها است شکل‌ها و طرح جدید بدن موجودات این دوره ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده است و آن‌ها نمی‌دانند این موجودات باید در کدام بخش از درخت حیات قرار گیرند. داروک می‌گوید:

موجودات را براساس دوره‌های مختلف تاریخی دسته‌بندی می‌کنیم. در مقطعی، شاهد سلطه‌ی ستاره‌های دریایی هستیم و در مقطعی دیگر، شاهد فراموشی و انقراض نوعی گونه‌ی جانوری دیگر. در ۲۰ سال گذشته، رفته‌رفته مشخص شد موجودات طیف گسترده‌ای از جانداران و جانوران را تشکیل می‌‌دهند.

البته جانوران حدود ۴۰ میلیون سال پیش از انفجار کامبرین ظهور کردند. انفجار کامبرین که قدمت آن به ۵۴۱ میلیون سال پیش بازمی‌گردد، دوره‌ی تغییرات ناگهانی در سوابق فسیلی جانوران است که ازطریق اعضای بدن آن‌ها ازجمله تیغه‌ها، پاها، پوسته‌ها و اسکلت‌ها شناسایی می‌شوند. بخش زیادی از پیشینیان جانوران مدرن را می‌توان در این مقطع زمانی پیدا کرد.

شایان ذکر است بزرگ‌ترین راز مربوط به ادیاکاران‌ها اتفاقی است که برای آن‌ها رخ داده‌. رشد این موجودات در مقطعی افزایش یافت: فسیل رنجومورف‌ها و دیگر موجودات کشف‌شده در مناطق مختلف سراسر دنیا از روسیه تا استرالیا و نامیبیا تا چین شواهد رشد این گونه‌ها را نشان می‌دهند؛ اما براساس سوابق فسیلی، این موجودات با سرعت نسبتا زیاد و تقریبا ۳۰ میلیون سال پس از رشد سریع ناپدید شدند.

ظهور کامبرین‌ها

نکته‌ی مهم برای پی‌بردن به اتفاقات را می‌توان در مجموعه‌ فسیل‌های معروف به «گروه ناما» در جنوب نامیبیا جست‌وجو کرد. در حدود ۵۶۰ میلیون سال پیش، زمین به‌تدریج گرم شد و عصر یخبندان به‌پایان رسید؛ درنتیجه، منطقه‌ی جنوب نامیبیا با آب‌های یخچالی پوشیده شد و دریایی کم‌عمق به‌وجود آمد. با قدم‌زدن در صدها کیلومتر از این منطقه، در هر جهتی می‌توان سوابقی از جانداران کهن را دید که روی سطح سنگ‌ها حک شده‌اند. منطقه‌ی جنوب نامیبیا، تنها جایی است که گذار بین دوره‌های ادیاکاران و کامبرین دیده می‌شود. این دوره یکی از دوره‌های متلاطم زیستی در تاریخچه‌ی کره‌ی زمین است.

_{حیات در دوره‌ی انفجار کامبرین در ۵۴۰ میلیون سال پیش، گسترده و پیچیده شد.}

در سال ۲۰۱۳، داروک موفق شد میدان‌های گسترده‌ای از حفره‌های زیرزمینی در رسوبات ناما را بیابد؛ علائمی که نشان می‌دهد جانوران جوان‌تر در جست‌وجوی منابع گیاهی در بستر دریا حرکت کردند. داروک می‌گوید:

اغلب ادیاکاران‌ها جانوران نسبتا ساده‌ای هستند. به اطراف حرکت نمی‌کردند یا تمایل داشتند نزدیک به منبع غذای خود زندگی کنند. این جانداران شبکه‌های میکروبی چسبناکی بودند که روی بستر دریا زندگی می‌کردند. با‌این‌حال در نامیبیا، از ۵۴۰ میلیون سال پیش به این سو، افزایش پایداری در تراکم و تنوع رفتارهای لانه‌سازی دیده می‌شود و نشان می‌دهد جانوران در آن دوره تحرک بیشتری داشته‌اند و در جست‌وجوی غذا رفته‌‌رفته هوشمند‌تر شده‌اند.

 به‌اعتقاد داروک، ظهور حیوانات مدرن به سبک کامبرین می‌تواند محیط را برخلاف تمایل ادیاکاران‌ها تغییر داده باشد. برای مثال، ممکن است با تغییر رسوبات و مختل‌شدن شبکه‌های میکروبی، شرایط تغذیه‌ی ادیاکاران‌ها دشوارتر شده باشد.

برخی از حفره‌های درون رسوبات دقیقا مانند حفره‌هایی هستند که شکارچیانی مثل شقایق دریایی ایجاد می‌کنند. اگر شکارچیان در آن زمان وجود داشته‌اند، قطعا عامل مرگ ادیاکاران‌هایی بوده‌اند که نتوانسته‌اند از چنگ آن‌ها فرار کنند. بااین‌حال، دانشمندان دیگر هنوز به این نظریه مشکوک هستند. راشل وود، استاد علوم زمینی کربناتی در دانشگاه ادینبورگ، درباره‌ی این موضوع می‌گوید:

میلیون‌ها سال پیش، انواع حیات با یکدیگر هم‌زیستی کرده‌‌اند و شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد این انواع در بخش‌های مختلف دریا می‌زیسته‌اند؛ بنابراین، لزوما با یکدیگر تعامل بوم‌شناختی نداشته‌اند.

^{.چشم‌انداز نامیبیا سرنخ‌های متعددی درباره‌ی ظاهر زمین در ۵۶۰ میلیون سال پیش نشان می‌دهد}

رویداد فاجعه بار

فرضیه‌ی جایگزین دیگری که بسیاری از دانشمندان هوادار آن هستند، کاهش سطح اکسیژن اقیانوس‌ها است که به اولین انقراض گسترده روی زمین منجر شده است؛ انقراضی که می‌توان آن را با برخورد سیارکی مقایسه کرد که به محو دایناسورها انجامید. زمین‌شناسان می‌توانند با اندازه‌گیری مقادیر انواع مختلف اورانیوم در سنگ‌های رسوبی، سطح اکسیژن اقیانوس‌ها در آن زمان را محاسبه کنند. وقتی سنگ‌ها با آب‌های کم‌اکسیژن احاطه شوند، جذب مقادیر سنگین‌تری از اورانیوم را آغاز می‌کنند و برعکس وقتی سطوح اکسیژن زیاد باشند، مقادیر کمتر اورانیوم را جذب می‌کنند.

^{سیبری دیگر منطقه‌ی مهم و ارزشمند برای جست‌وجوی زندگی و حیات در گذشته است.}

 دانشمندان با روش یادشده ثابت کردند سطوح اکسیژن در طول دوره‌‌ی ادیاکاران، نوسان‌ها زیادی داشته است؛ به‌طوری‌که سطح آن قبل از ظهور اولین جانوران افزایش و در فاصله‌ی کوتاهی قبل از نابودی آن‌ها، کاهش یافته است. براساس یکی از بررسی‌ها، در دوره‌ی ادیاکاران ممکن است درصد آب کم‌اکسیژن کف اقیانوس‌ها به بیش از ۶۰ تا ۷۰ درصد رسیده باشد. درمقابل، مقدار اکسیژن در اقیانوس‌های امروزی تنها ۰/۱ درصد است. شیائو شوهای، دیرینه‌شناس و زمین‌زیست‌شناس دانشگاه فناوری ویرجینیا می‌گوید:

به شواهد گسترده‌ای درباره‌ی گسترش سراسری آنوکسیا (کم‌اکسیژنی) در اقیانوس رسیده‌ایم که رابطه‌ی نزدیکی با ناپدیدشدن جانوران ادیاکاران دارد.

با وجود گسترش آب‌های بدون اکسیژن در دریاهای کم‌عمق، سازگاری برخی گونه‌ها از گونه‌های دیگر بیشتر بود. شوهای می‌افزاید:

بخش زیادی از جانوران ادیاکاران غیرمتحرک بودند؛ بنابراین پس از تغییرات محیطی سریع، نتوانستند خود را با شرایط تطبیق دهند و درمعرض انقراض قرار گرفتند. اگر این گونه‌ها نیز مانند بسیاری از جانوران کامبرین متحرک بودند، احتمال بقای بیشتری داشتند و می‌توانستند به پناهگاه‌های آب اکسیژنی بروند.

نابودی ادیاکاران‌ها هر دلیلی که داشته باشد، راه را برای انفجار حیات جانوری کامبرین هموار کرده است. راشل وود می‌گوید:

با بررسی دوره‌های متعدد زمین‌شناسی می‌توانید رویدادهای بازگشتی را ببینید. در این دوره‌ها پس از انقراض‌های گسترده، افزایش گونه‌زایی دیده می‌شود و به‌طورکلی، فرایند زندگی همین است. وقتی همه‌چیز تاحد‌ممکن به تکامل برسد، باید انرژی زیادی را برای حذف آن صرف کرد؛ بنابراین، هر اتفاقی که به حذف این گونه‌ها منجر شود، می‌تواند زمینه‌ساز تکامل نسل‌های بعدی باشد.