گیاهان چطور به خشکی آمدند؟
در یک‌زمان خاص در تاریخ سیاره‌مان، جد مشترک همه خزه‌ها، سرخس‌ها، درختان و گل‌ها تکوین زاده‌ای را شروع کرد که در خشکی می‌توانست زنده بماند و بعداً بر کل زمین غلبه کرد. ولی در ۱۶ دسامبر در ترندس در گیاه‌شناسی، دانشمندان دانمارکی نتیجه گرفتند که بعضی جلبک‌های سبز هزاران سال قبل از پیدایش این صفت به خشکی مهاجرت کرده بودند و گیاهان خشکی زی در حقیقت از جلبک‌های خشکی به وجود آمده‌اند و نه از جلبک‌های دریایی.
گیاه‌شناسان این احتمال را از سال ۱۹۸۰ در نظر می‌گرفتند ولی موافقان این نظریه، دلیلی برای تائید حرفشان نداشتند. اکنون هارولت از آزمایشگاه کارلزبرگ، ایوین میستراپ و پیتر اولوسکوف از دانشگاه کپنهاگن شواهد ژنتیکی و ریخت‌شناسی را ارائه می‌دهند که این نظریه را تائید می‌کند. قابل‌توجه است، راهکارهایی که گیاهان خشکی زی امروزه برای زنده ماندن انجام می‌دهند به همان شکل در بعضی جلبک‌های سبز باقیمانده است.
این همکاری وقتی شروع شد که هارولت و اولوسکوف روی تکامل دیواره سلولی مطالعه می‌کردند که از نشانه‌های بزرگ سازگاری برای زندگی در خشکی است، به‌طوری‌که بدن را طی رشد، برابر تأثیر جاذبه زمین حمایت می‌کند.
هارولت، دبیر علمی آزمایشگاه کارلزبرگ می‌گوید “ما به این نتیجه رسیدیم که جلبک‌ها دیواره‌ای به پیچیدگی دیواره گیاهان خشکی زی دارند که این بسیار عجیب است زیرا جد جلبک‌ها ظاهراً در آب زندگی می‌کرده است. سپس ما به دنبال شواهد دیگری گشتیم که نشان می‌داد جلبک‌ها قبل از آنکه گیاهان خشکی زی را به وجود بیاورند به خشکی آمده‌اند”
با کار کردن با میستراپ، متخصص جلبک‌ها، آن‌ها ساختارهایی( یا به‌عبارت‌دیگر از دست دادن ساختارهایی) را توصیف کردند که با فرض بر اینکه جلبک‌ها فقط در آب بوده‌اند، توضیحشان بسیار سخت است. برای مثال بعضی از جلبک‌های سبز تاژک خود را ازدست‌داده‌اند، اندامکی شلاق مانند که برای حرکت تک‌سلولی‌ها در آب استفاده می‌شود. تمام جلبک‌های سبزی که با گیاهان خویشاوندی بیشتری دارند، فاقد لکه چشمی هستند، که برای جهت دادن به شنا به سمت نور استفاده می‌شد.
صفات دیواره سلولی به همراه ژنوم تازه توالی یابی شده جلبک سبز خشکی زی Klebsormidium (منتشرشده در سال ۲۰۱۴، doi:10.1038/ncomms4978) نشان می‌دهد که این جلبک سبز تعدادی از ژن‌هایش که مربوط به تحمل نور و خشکی است با گیاهان خشکی زی مشترک است. با داشتن این شواهد ژنتیکی ما می‌توانیم بفهمیم که صفت‌ها بیشتر به‌طور پشت سر هم به وجود آمده‌اند تا به‌صورت تکامل همگرا.
اگر این نظریه در برابر مطالعات دقیق‌تر و سؤالات موشکافانه‌تر دوام بیاورد، می‌تواند مطالبی که بیش از یک قرن در کتاب‌های علمی نوشته‌شده بود را تغییر بدهد. ایده حرکت گیاهان از آب به خشکی برای فردریک بویر گیاه‌شناس معتبر بود درحالی‌که معلوم نبود چه فرض‌های را درست در نظر گرفته است. او در سال ۱۹۰۸ در کتابش به نام “خواستگاه فلور خشکی” پیشنهاد کرد که به وجود آمدن تناوب نسل گیاهان ابتدایی خشکی را باوجود ساختاری مثل اسپوروفیت برای سازش بیشتر آماده می‌کند.
اولوسکوف به همراه دپارتمان گیاهان و علوم محیطی دانشگاه کپنهاگن می‌گوید “با همه این اطلاعات ژنتیکی و ریخت‌شناسی که در اختیارداریم به سخت است که توضیح بدهیم جلبک‌های آبزی به شکل گیاهان خشکی زی از آب بیرون آمدند، ما باید این تفکر را در ذهنمان عوض کنیم، ما اکنون شواهدی داریم”
بزرگ‌ترین چالش محققان اکنون اثبات این است که در یک دوره‌ی پیش سازگاری تشکیل ساختمان پیچیده دیواره سلولی گیاهان رهبری شده است (درحالی‌که حدود ۲۵۰ ژن جدید برای تشکیل این پوشش خشکی دوست در گیاهان لازم است). آن‌ها بر این باورند که این جلبک‌های سبز خشکی زی به‌اندازه کافی پیشرفته بوده‌اند که در زمین‌های ماسه‌ای دوام بیاورند و از آب باران به‌عنوان منبع رطوبت استفاده کنند. ولی با توجه به مدارک کم فسیلی از آن بازه زمانی نیاز به شواهد بیشتر ژنتیکی و مولکولی داریم تا این نظریه را قابل‌قبول بدانیم.
میستراپ، زیست‌شناس تکاملی می‌گوید “مورد عجیب برای من این است که اگر این جلبک‌ها برای مدت طولانی خشکی زی بوده، پس چرا اکنون تعداد بسیار کمی ازاین‌گونه‌ها باقیمانده‌اند؟ شاید به خاطر این است که به خاطر رقابت از کنار رفتند ولی من مطمئنم ما روزی تعداد بیشتری از این شاخه را پیدا می‌کنیم”
هارولت می‌گوید “شما باید صبور باشید و بعضی‌اوقات ایده‌های احمقانه‌تان را دنبال کنید حتی اگر ازلحاظ منطقی پر از اشکال به نظر برسد، اگر شما شاهد کافی را جمع‌آوری کنید ممکن است متوجه بشوید که در بعضی جاها حق با شماست”
منبع:علمنا
No tags for this post.
