پستانداران دریایی ممکن است هرگز توانایی بازگشت به خشکی را نداشته باشند

پژوهشگران با بررسی بیش از ۵ هزار پستاندار، دریافته‌اند که سازگاری برخی از انواع این جانوران با محیط دریایی ممکن است بازگشت‌ناپذیر باشد.

اگرچه سفر فرگشتی جانورانی چون نهنگ‌ها و فُک‌ها را می‌توان تا چهاراندامانی که اقیانوس‌ها را برای زندگی روی خشکی ترک کردند، ردیابی کرد؛ قدم زدن دوباره روی زمین خشک برای نوادگان پستاندارانی که کاملا به محیط‌های آبی خو گرفته‌اند، ممکن نخواهد بود.

در پژوهشی جدید، برونا فارینا، زیست‌شناس فرگشتی از دانشگاه فرایبورگ و همکارانش با مقایسه‌ی جرم، عادات غذایی و ژنوم ۵۶۳۵ پستاندار زنده یا به تازگی منقرض‌شده، مسیر سازگار شدن با زندگی آبی را از نظر اندازه‌ی بدن، تحرک، سامانه‌های حسی، تولید مثل، عادات غذایی و ظرفیت ریه، مورد بررسی قرار دادند.

از میان این گونه‌ها، ۹۷ درصد از آن‌ها کاملا خشکی‌زی باقی مانده‌اند. فقط ۳ درصدشان با نسبت‌های مختلفی، به زندگی در آب بازگشته‌اند.

این بازگشت در گروه‌های مختلف پستانداران، مستقل از یکدیگر روی داده است و برخی، بیش از دیگران به زندگی در آب وابسته شده‌اند. می‌توان این جانوران را به سه دسته تقسیم کرد:

جانوران نیمه‌آبزی مانند پلاتیپوس، حشره‌خوار آبی اوراسیا و صاریغ آبزی، جانورانی که گاهی از خشکی استفاده می‌کنند، مانند فک‌ها و سمور‌های آبی، و پستانداران دریایی مانند دلفین‌ها و فیل‌های دریایی.

هرچند در گذشته بعضی از گونه‌های نیمه‌آبزی، به زندگی کاملا خشکی‌زی بازگشته‌اند، پژوهشگران دریافتند که تغییر مجدد برای طیفی از جانوران نیمه‌آبزی تا کاملا دریایی غیرممکن شده است.

با افزایش وابستگی یک گونه به محیط آبی، جرم بدنش افزایش می‌یابد. نرخ افزایش جرم برای پستانداران نیمه‌آبزی، ۵ درصد در یک میلیون سال و برای پستانداران کاملا آبزی، تا ۱۲ درصد افزایش می‌یابد. این افزایش حتی در پستانداران کوچک‌تری چون جوندگان نیز دیده می‌شود.

بر اساس قانون برگمان، گونه‌های بزرگ‌تر در محیط‌هایی (مانند آب) زندگی می‌کنند که بتوانند به سرعت دمای بدن خود را کاهش دهند. عکس این موضوع نیز صادق است و کاهش نسبت سطح به حجم، به حفظ دمای بدن کمک می‌کند.

همچنین، اندازه‌ی جانوران خشکی، به دلیل نیاز‌های حرکتی آن‌ها محدود شده است، در حالی که در آب، این محدودیت بخاطر شناور شدن، وجود ندارد.

فراوانی شکار در اقیانوس‌ها نیز، نیاز غذایی گوشت‌خواران بزرگ‌تر را تامین می‌کند. در دلفین‌ها و نهنگ‌ها سامانه‌هایی برای فیلتر کردن و تغذیه به کمک والانه توسعه یافته است.

با وجود فراوانی علف دریایی و بستر‌های جلبکی، بیشتر پستانداران دریایی (به جز گاو‌های دریایی) از آن‌ها به عنوان منبع غذایی استفاده نمی‌کنند و به گوشت‌خواری روی آورده‌اند. به گفته‌ی پژوهشگران، دلیل این موضوع احتمالا نیاز آنزیم‌های هضم‌کننده‌ی گیاهان و جلبک‌ها به دمای بالاتر است.

بیشتر گاودریایی‌سانان، مانند فیل دریایی و گاو دریایی در آب‌های گرم زندگی می‌کنند. تنها پستاندار گیاه‌خوار آب‌های سرد، گاو دریایی اِستِلِر بود که در سده‌ی ۱۸ میلادی منقرض شد. این گونه، تا ۱۰ برابر سنگین‌تر از گونه‌های فعلی بود.

زندگی در آب نیازمند سامانه‌ی حرکتی آب‌لغز است که منجر به کوچک شدن اندام حرکتی و در نتیجه، ناتوانی در جابجایی بدن در خشکی می‌شود. کوچک شدن اندام حرکتی در نهنگ‌ها و دلفین‌ها با بیان نشدن چندین ژن تنظیم‌گر مرتبط است.

فرایند حذف ویژگی‌هایی به پیچیدگی پا‌ها بر اثر میلیون‌ها سال فشار انتخاب طبیعی و روی دادن جهش‌های اتفاقی، به سادگی برگشت‌پذیر نیست.

پژوهشگران در مقاله‌ی خود می‌نویسند: «قانون دولو عنوان می‌کند که در روند فرگشتی، وقتی اندامی پیچیده از بین می‌رود، دوباره بدست نمی آید. همان‌گونه که در پرنده‌هایی که توانایی پرواز خود را از دست داده اند، مشاهده می‌شود.»

این به معنی غیرممکن بودن شکل‌گیری دوباره‌ی ساختار‌هایی با کارکرد مشابه نیست؛ ولی با افزایش پیچیدگی یک ویژگی، احتمال تکرار میراث فرگشتی آن، بسیار کاهش می‌یابد، زیرا ژن‌های مرتبط با آن تغییر کرده یا از بین رفته‌اند.

گروه پژوهشی دانشگاه فرایبورگ می‌نویسند: «ناتوانی در رقابت با گوشت‌خواران فعلیِ خشکی که امکان استفاده‌ی بهینه از اندام‌های حرکتی خود روی زمین را دارند و می‌توانند شکار را تعقیب کنند، می‌تواند بازگشت به خشکی را برای پستانداران آبزی غیرممکن کند.»

تلاش خنده‌دار دلفین‌هایی که در حال خزیدن، تدارک حمله‌ای به سمت ساحل را می‌بینند، به سادگی توسط شکارچیان باهوش‌تر، خنثی خواهد شد.

منبع: خبرآنلاین