Fossil Archive

محققان میکروب‌های عصر پلیستوسن را احیا کردند 🦠

- البرز امیدی شاه‌آباد

رفرنس 📚
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025JG008759

محققان میکروب‌های عصر پلیستوسن را احیا کردند👇

این پوستر به تازگی برای یادبود مارک نورل ساخته شده.

او در سال ۱۹۵۷ در سنت پال به دنیا آمد و در سال ۱۹۶۵ به کالیفرنیا نقل مکان کرد. او از سنین پایین حشرات و فسیل‌ها را جمع‌آوری می‌کرد و نمایشگرها و دیوراماهایی با کیفیت بالا می‌ساخت. مدرسه‌اش این فرصت را به او داد تا در دوره‌های علوم آخر هفته در موزه لس‌آنجلس (LACM) شرکت کند، جایی که او چندین سال داوطلبانه در آنجا کار کرد.

در دوران دبیرستان، موزه لس‌آنجلس به مارک نورل پیشنهاد داد تا در سفرهای اکتشافی، تا صحرای موهاوی، شرکت کند و به این ترتیب حرفه‌ای را آغاز کرد که در آن ماجراجویی و اکتشاف فراوان بود.

او افراد زیادی را در این زمینه پرورش داد ⬇️

دکتر استیو بروسات : دیرینه‌شناس، متخصص تکامل دایناسورها، نویسنده‌ی برجسته‌ی کتاب «ظهور و سقوط دایناسورها» و رابط علمی.

استرلینگ نسبیت : متخصص آرکوسورها! او در روشن شدن روابط بین دایناسورها و خویشاوندان کروکودیلی آنها نقش داشت.

دیگو پول : تحقیقات دایناسورهای پاتاگونیایی؛ توصیفات مشترک و سنتزهایی در مورد ساروپودهای غول‌پیکر و ساروپودومورف‌های پایه

منبع: AMNH - سمینارهای علمی

- البرز امیدی شاه‌آباد

مطالعه‌ی جدید بقایای هموگلوبین را در فسیل دایناسورها نشان می‌دهد

با استفاده از روشی به نام «طیف‌سنجی رامان تشدیدی»، دیرینه‌شناسان توانسته‌اند بقایای هموگلوبین را در فسیل دو گونه دایناسور Brachylophosaurus canadensis و Tyrannosaurus rex شناسایی کرده و تأیید کنند که این مولکول واقعاً به خود این دایناسورها تعلق دارد. دانشمندان همچنین خاطرنشان می‌کنند که درک چگونگی تجزیه و تغییر هِم (++Fe) در طول زمان می‌تواند به توضیح چگونگی وقوع فسیل شدن و دلیل ماندگاری مولکول‌ها در طول میلیون‌ها سال کمک کند.

اگرچه بزرگترین یافته این است که دانشمندان می‌توانند از RR برای نشان دادن اینکه قطعات هموگلوبین می‌توانند ده‌ها میلیون سال دوام بیاورند، استفاده کنند، اما همچنین به بینش فوق‌العاده‌ای در مورد چگونگی تغییر این مولکول دست یافته‌اند. گوتیت یک کریستال معدنی است که به عنوان یک کریستال زیستی شناخته می‌شود. یعنی از کنش‌های زیستی تشکیل می‌شود. اما تاکنون کسی نمی‌دانست که گوتیت می‌تواند به قطعات پروتئین متصل شده و آنها را تثبیت کند. هِم در رسوباتی شناسایی شده است که بسیار بسیار قدیمی‌تر از دایناسورها هستند، بنابراین همچنان وجود دارد.

اگر بخواهیم بدانیم که این مولکول‌های باستانی چگونه در طی زمان طولانی باقی مانده‌اند، درک دلیل حفظ هموگلوبین و نقشی که هِم در این فرآیند ایفا می‌کند، واقعاً مهم است.

- البرز امیدی شاه‌آباد

قدیمی‌ترین DNA میکروبی وابسته به میزبان در جهان، از بقایای ماموت‌های پشمالو به‌دست آمد🧬

در یک پژوهش جدید، دانشمندان DNA میکروبی باستانی را از ۴۸۳ نمونه از بقایای ماموت که بازه‌ای بیش از یک میلیون سال را در بر می‌گیرد، تحلیل کردند. این مجموعه شامل ۴۴۰ نمونه تازه توالی یابی شده و منتشر نشده از یک ماموت با قدمتی بیش از یک میلیون ساله نیز بود. پژوهشگران با استفاده از غربالگری متاژنومی، فیلتر کردن آلودگی‌ها، تحلیل الگوهای آسیب و استنباط فیلوژنتیکی، موفق شدند ۳۱۰ میکروب را که به بافت‌های مختلف ماموت‌ها مرتبط بودند، شناسایی کنند.

رفرنس 📚
https://www.sci.news/genetics/mammoth-microbiome-14188.html

- البرز امیدی شاه‌آباد

💢 در موزه‌ها معمولا وقتی فسیل کامل نباشد، با یک نتیجه گیری منطقی، ماکتی جدید از قسمت‌های دست رفته می‌سازند تا به نمایش عموم گذاشته شود مانند یکی از پاهای Sue

به جز بخش پایینی یکی از پاها، جمجمه، و چند تا از مهره‌های گردن، دیگر قسمت‌های فسیل موجود در تصویر بقایای اصلی دایناسور هستند که باقی مانده‌اند

بالاخره Tyrannosaurus که یک پا نبوده! یا بدون سر به گشت و گذار و شکار نمی‌رفته است! اگر هم نقصی مادرزاد وجود داشت که باعث عدم شکل گیری یک پا در Sue بود، این دایناسور هرگز تا این حد رشد نمی‌کرد. یا اگر فسیلی ناقص از همین گونه در جایی دیگر از آمریکای شمالی یافت شود، پس از مقایسه با فسیل کاملی مانند Scotty یا Sue می‌توان دریافت که از همین گونه بوده است یا خیر! البته جمجمه‌ی اصلی Sue به صورت جداگانه از سایر قسمت‌های بدن، در موزه‌ی فیلد شیکاگو نگهداری می‌شود که در تصویر مشاهده میکنید.

اگر هم جایی در دنیا فسیلی یافت شود که شکل شکل دندان، یا فرم جمجمه‌اش و حتی تعداد انگشتان و شکل دستانش شبیه به Sue باشد ولی تفاوت های دیگری مانند اندازه هم داشته باشد، یعنی یکی از گونه های خانواده‌ی آنهاست.

- البرز امیدی شاه‌آباد

🦖 یکی از کامل ترین فسیل‌های جناب T-Rex

تا به حال نمونه‌های متعددی از فسیل های این دایناسور دوست داشتنی یافت شده که به دانشمندان برای درک ظاهر و تکامل این گونه و سایر تروپودها کمک‌های فراوانی کرده! بسیاری از این فسیل‌ها کامل بودند و برخی از آنها هم ناقص! حتی یک بار، نمونه‌ای از فسیل Tyrannosaurus به صورت اتفاقی توسط دو پسر بچه کشف شد.

اما Sue، دایناسور محبوب موزه‌ی فیلد شیکاگو یکی از کامل ترین فسیل‌های کشف شده از این دایناسور است. البته برخی فسیل های دیگر مانند Scotty هم بسیار کامل هستند. فسیل Sue شامل بیش از ۹۰ درصد بقایای استخوانی Tyrannosaurus rex است. جالب است بدانید دایناسورها تقریبا مانند درختان در هنگام رشد، حلقه بر جای می‌گذاشتند و بررسی های میکروسکوپی در این باره نشان می‌دهد که Sue در هنگام مرگ سنی میان ۲۷ تا ۳۳ سال داشته. آسیب های وارده به استخوان کتف هم نشان می‌دهد که احتمالا Sueی زبان بسته از مشکلات متعددی رنج می‌برده.

- البرز امیدی شاه‌آباد

این خزنده جزو ترسناک ترین موجودات تاریخ زمین بود اما آنچنان شرور نبود!

فریب ظاهر عجیب و غریب این خزنده‌ی منحصر به فرد را نخورید چرا که Estemmenosuchus یک خزنده‌ی همه چیز خوار (غالبا گیاه) بود! اگر هم کمی دقیق تر به آن نگاه کنیم بیشتر عقب مانده به نظر می‌رسد تا ترسناک (: البته Estemmenosuchus با قدمتی بیش از ۲۶۷ میلیون سال، یک دایناسور نبوده بلکه بیشتر به پستانداران نزدیک بوده تا دایناسورها! چرا که تحلیل‌های سوراخ های جمجمه نشان می‌دهد که این موجود فقط یک حفره‌ی گیجگاهی واحد دارد که این یعنی یک سیناپسید بوده!

اقوام نزدیکتر Estemmenosuchus، همگی از زیرراسته‌ی Dinocephalia بودند. این زیرراسته، از تراپسیدهایی بودند که از سیناپسیدها تکامل پیدا کرده بودند. این گروه حدود ۲۸۰ میلیون سال قبل تکامل پیدا کردند. در این گروه استخوان Dentary بزرگتر شد تا حدی که تقریبا بزرگترین استخوان در جمجمه به حساب می‌آمد و صورت موجودات هم کشیده‌تر شد و این ویژگی در موجوداتی مانند Biarmosuchus خودنمایی می‌کرد. حفره گیجگاهی نسبت به سیناپسیدهای ۳۰۰ میلیون ساله مقداری کشیده‌تر بوده و کم کم دندان های عجیب پیدا شدند

- البرز امیدی شاه‌آباد

صفات نوظهور تکاملی 🔻

توصیف تکاملی جاکوب بازگشتی به مفهوم تغییر نسل‌های داروین است. تشکیل گونه‌ای جدید، ساختارهای پیچیده و نوظهور نیز می‌توانند حاصل تغییرات تدریجی ساختارهای اجدادی باشند! در اکثر موارد ساختارهای پیچیده، از تکامل نمونه ساده‌تری پدید آمدند که دارای وظیفه اصلی مشابهی بود. برای مثال چشم انسان را در نظر بگیرید که یک عضو پیچیده است و از قسمت‌های متعددی ساخته شده که با کمک یکدیگر تصویر چشم انسان را می‌سازند و به مغز منتقل می‌کنند! چگونه چشم انسان می‌تواند از طریق دوره‌های نمو تدریجی شکل گرفته باشد یا اگر چشم کنونی به همه قسمت‌های سازنده‌اش برای عملکرد خود نیاز دارد پس یک چشم کامل نشده چه استفاده‌ای برای نیاکان ما داشته است؟

همانطور که پیش از این داروین هم ذکر کرده بود اشکالاتی در این استدلال وجود دارد! در واقع از این فرض منشا می‌گیرد که تنها یک چشم با ساختار پیچیده می‌تواند مفید واقع شود! در حقیقت بسیاری از حیوانات دارای چشمانی هستند که بسیار ساده‌تر از چشمان ما هستند. ساده‌ترین چشمی که وجود دارد شکل از سلول‌های گیرنده حساس به نور هستند که به نظر می‌رسد تنها بین روشنایی و تاریکی تمایز قائل می‌شوند! این نوع چشم اکنون در جانوران گوناگونی مانند صدف‌های دریایی و نرم تنان کوچکی به نام limpets، دیده میشود. این چشم‌ها هیچ عدسی یا تجهیزات دیگری برای متمرکز کردن تصاویر ندارند ما به هر حال به جاندار کمک می‌کنند تا بین تاریکی و روشنایی تمایز قائل شود! هنگامی که سایه بر سر صدف‌های دریایی بیفتد کم‌تر به صخره‌های خود می‌چسبند و این یک سازگاری رفتاری است که خطر شکار را کاهش می‌دهد! از آن جایی که این صدف‌های دریایی دارای یک پیشینه تکاملی بسیار طولانی هستند می‌توانیم نتیجه بگیریم که چشمان ساده آنها برای حفظ بقا و تولید مثلشان کاملاً مناسب است!

در فرمانروی حیوانات انواع مختلف چشم‌های پیچیده به دفعات و به طور مستقل از چنین ساختارهای پایه‌ای تکامل یافتند. بعضی از نرم تنان مانند اختاپوس‌ها و Cephalopodها چشمانی به پیچیدگی چشمان انسان و سایر مهره‌داران دارند. اگرچه چشم‌های پیچیده نرم تنان به طور مستقل از چشمان مهره‌داران تکامل یافته است اما منشا هر دوی این‌ها همان سلول‌های ساده گیرنده نور است که در جد مشترک وجود داشت. این واگرایی از طریق دسته‌ای از تغییرات تدریجی صورت پذیرفت که در هر مرحله منفعتی را برای صاحبان چشم‌ها به همراه داشت. شواهد این واگرایی تکاملی در ساختار آنها یافت می‌شود چون چشم‌های مهره‌داران نور را در لایه پشتی شبکه تشخیص می‌دهند و سپس تحریک عصبی را به سمت جلو انجام می‌دهند و این در صورتی است که چشم مرکب نرم‌تنان برعکس این کار را انجام می‌دهد!

در تمام طول تاریخچه تکاملی چشم، آنها عملکرد اصلی خود یعنی بینایی را حفظ کرده‌اند اما صفات نوظهور تکاملی همچنین می‌توانند زمانی ایجاد شوند که ساختارهایی که اساساً نقش خاصی را ایفا می‌کنند به تدریج نقش دیگری نیز پیدا کنند! به عنوان مثال در حالی که Cynodontها به پستانداران اولیه تکامل پیدا می‌کردند، استخوان‌هایی که قبلاً در ساختار مفصل آرواره‌ها به کار رفته بودند یعنی استخوان‌های Articular و Quadrate، در ساختار گوش پستانداران به کار رفتند و جایی که در نهایت ظیفه‌ای جدید یعنی انتقال صدا را بر عهده گرفتند! ساختارهایی که در یک زمینه نمو می‌یابند اما به عنوان همکاری کننده در عملکردهای دیگر نیز ایفای نقش انجام می‌دهند را گاهی اوقات تکامل exaptation خطاب میکنند. دقت کنید که این نوع تکامل به این معنا نیست که یک ساختار حتماً بر اساس پیش بینی استفاده‌ای که در آینده از آن می‌شود نمو پیدا می‌کند در واقع انتخاب طبیعی نمی‌تواند آینده را پیش بینی کند بلکه فقط یک ساختار را در زمینه عملکرد کنونی‌اش بهبود می‌بخشد!

ویژگی‌های نوظهور مانند مفصل آرواره‌های جدید یا استخوان‌های گوش پستانداران اولیه می‌توانند به تدریج و از طریق مجموعه‌ای از مراحل حد واسط پدید آمده باشند در حالی که هر کدام از این مراحل حد واسط عملکردی در فعالیت فعلی جاندار دارد!

📚منبع قسمت‌هایی از این یادداشت : بیولوژی کمبل🌱

- البرز امیدی شاه‌آباد

• تکامل هدفمند نیست

مطالعات ما در مورد تکامل کلان چه چیزی را درباره‌ی عملکرد تکامل به ما می‌گوید؟ اولین نکته این است که در طول تاریخ حیات، پیدایش گونه‌های جدید یا تحت تاثیر عوامل با مقیاس کوچک مثل انتخاب طبیعی که در جمعیت‌ها رخ می‌دهد بوده است، یا تحت تاثیر عواملی با مقیاس‌های بسیار بزرگ مثل رانش قاره‌ای که موجب افزایش گونه زایی در سراسر جهان شد!

شاید توصیف فرانسوا جاکوب، متخصص ژنتیک و برنده جایزه نوبل، بتواند کمک حال درک این موضوع باشد. تکامل شبیه نوعی سرهم‌بندی است : فرایندی که در آن اشکال جدید به وسیله تغییراتی تدریجی از اشکال پیشین موجود منشا می‌گیرند. در طول زمان چنین سرهم‌بندی هایی وجب شکل‌گیری سه ویژگی کلیدی جهان طبیعت شده است که آن سه ویژگی امل تناسب چشمگیر موجودات زنده با محیط زندگی‌شان، ویژگی های مشترک حیات و تنوع بسیار حیات است.

انتخاب طبیعی غایتی ندارد! فقط موجودات سازگار با شرایط محیطی برگزیده می‌شوند تا زنده بمانند و ژن‌های خود را به نسل بعدی برسانند. شرایط محیطی ممکن است تغییر کنند، مثلا برای مدتی هوا سرد باشد و سپس دما زیاد شود.

- البرز امیدی شاه‌آباد

جغرافیای زیستی درمورد تکامل چه می‌گوید ⁉️

دسته‌ی بعدی از شواهد تایید کننده تکامل، مربوط به جغرافیای زیستی یعنی چگونگی پراکنش جغرافیایی گونه‌ها است. پراکنش جغرافیایی جانداران تحت تاثیر عوامل بسیاری قرار دارد از جمله جابجایی قاره‌ها که عبارت است از حرکت آرام قاره‌های کره زمین در طول زمان. چنین حرکتی در حدود ۲۵۰ میلیون سال پیش تمام خشکی‌های بزرگ کره زمین را در کنار یکدیگر قرار داد و یک قاره بزرگ به نام پانگه‌آ را به وجود آورد.

حدودا ۲۰۰ میلیون سال پیش این ابرقاره شروع به قطعه قطعه شدن کرد و ۲۰ میلیون سال پیش قاره‌های امروزی در چند صد کیلومتری مکان فعلی‌شان قرار داشتند. ما می‌توانیم با استفاده از دانش خود درباره تکامل و جابجایی قاره‌ها، مکان‌هایی را که می‌توان فسیل‌های گروه‌های مختلف جانداران را در آنجا یافت تشخیص دهیم به عنوان مثال یک زیست شناس تکاملی درخت فیلوژنی اسب‌ها را بر اساس داده‌های آناتومیکی آنها ترسیم کرده و بر اساس این درخت‌ها و سن فسیل‌های اجداد اسب‌ها محققان برآورد کرده‌اند که اسب‌های امروزی در حدود ۵ میلیون سال پیش در آمریکای شمالی به وجود آمده‌اند. در آن زمان قاره‌های آمریکای شمالی و جنوبی همانند موقعیت امروزی خود به یکدیگر نزدیک بودند اما هنوز به یکدیگر وصل نشده بودند و بنابراین جابجایی بین این دو قاره برای اسب‌ها امکان‌پذیر نبود.

از این رو ما می‌توانیم حدس بزنیم که قدیمی‌ترین سنگواره‌های اسب‌ها فقط بایستی در قاره‌ای که اسب‌ها در آن منشا گرفتند یافت شود، یعنی قاره آمریکای شمالی! صحت این قسمت‌ها از نظریه تکامل در مورد سایر گروه‌های جانداران نیز مورد تایید قرار گرفته است و شواهد بیشتری را در تایید تکامل ارائه می‌کند. ما همچنین می‌توانیم با کمک اطلاعاتی که درباره تکامل داریم، یافته‌های جغرافیای زیستی را نیز توضیح دهیم به عنوان مثال جزایر عموماً دارای تعداد زیادی گونه‌های گیاهی و جانوری بومی هستند، به این معنی که در هیچ جای دیگر جهان غیر از این نواحی یافت نخواهند شد.

• تاریخ گذاری های رادیومتری و تکامل🔻

تاریخ گذاری رادیومتری نشان می دهد که زمین حدود ۴/۵ میلیارد سال پیش شکل گرفته است. اولین فسیل‌ها مربوط به موجوداتی شبیه میکروارگانیسم‌هایی مانند باکتری‌ها و سیانوباکتری‌ها هستند. قدیمی ترین این فسیل ها در سنگ هایی با قدمت بیش از ۳/۵ میلیارد سال ظاهر می شوند. قدیمی‌ترین فسیل‌های حیوانی شناخته شده با حدود ۷۰۰ میلیون سال قدمت، از موجودات کرم‌مانند کوچک با بدن نرم به دست آمده‌اند. اولین مهره داران (حیواناتی با ستون فقرات) حدود ۴۰۰ میلیون سال پیش تکامل یافتند و در نهایت اولین پستانداران، کمتر از ۲۰۰ میلیون سال پیش. تاریخچه زندگی ثبت شده توسط فسیل ها شواهد قانع کننده ای از تکامل ارائه می دهد.

همانند ماهی‌های باله شعاعی، گروه اصلی دیگری از ماهیان استخوانی به نام ماهیان باله گوشتی در طول دوره دونین به وجود آمدند و صفت اشتقاقی کلیدی تمام آنها وجود استخوان‌های میله‌ای شکل احاطه شده با لایه ضخیمی از ماهیچه بود. مانند ماهی Coelacanth که امروزه در آب‌های سواحل آفریقای جنوبی و اندونزی زندگی می‌کند اما به دلیل قدمت چندین میلیون ساله‌اش که به دوره‌ی کرتاسه برمی‌گردد به شدت کمیاب ست و حتی تصور می‌شد که حدود ۸۳ میلیون سال پیش منقرض شده. عدم تغییر شکل زیاد این ماهی ناشی از کنار آمدن با شرایط طبیعی در طول دوران کرتاسه تاکنون است. درواقع تا چندین میلیون سال پیش از کوئلاکانت، آرواره داران اولین بار در دوران اردویسین یعنی در حدود ۴۴۰ میلیون سال پیش ظاهر شدند و پیوسته نوع زیستی بیشتری پیدا کردند و موفقیت آنها احتمالاً به دلیل ویژگی آناتومیک آنها بود یعنی داشتن بالاهای زوج و دم که باعث می‌شد برای تعقیب شکار بهتر شنا کنند و و همچنین وجود آرواره که آنها را قادر می‌ساخت شکار خود را بگیرند. در یک بازه زمانی نسبتا متوسط بالاهای پشتی و شکمی و مخرجی که توسط ساختارهای استخوانی به نام fin ray محکم شده بودند، در آرواره داران تکامل یافتند. گروهی از آنها Placoderms بودند که معروف‌ترین گونه‌ی آنها Dunkleosteus با طول بیش از ۱۰ متر بوده حدوداً می‌توانسته نیرویی معادل ۵۶۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع در نوک آرواره‌های نیم متری‌اش وارد کند. در نهایت این گروه حدود ۳۵۹ میلیون سال پیش شروع به منقرض شدن کردند.

📚منبع قسمت‌هایی از این یادداشت : بیولوژی کمبل🌱

- البرز امیدی شاه‌آباد

مرتبط برای خواندن 👈 تکامل اسب ها

کولوسال بایوساینسز : اگر قرار بود یک دایناسور را انقراض زدایی کنید، کدام بود؟

شاید اگر کولوسال واقعا می‌توانست دایناسورها (و سایر موجودات ماقبل تاریخ) را احیا کند، این سوال جالب تر می‌شد. اما کولوسال فقط موجوداتی شبیه به آنها را به کمک گرفتن از ژنوم اقوام امروزی‌شان تولید می‌کند. به هرحال پاسخ من به این سوال Ankylosaurus است.

بازگشت گرگ‌های وحشت به زندگی؟

پی نوشت : من به هیچ وجه منکر قدم بزرگ کولوسال نیستم. شرکت کولوسال بایوساینسز کار بسیار بزرگی را انجام داد که پیش از این هیچ شرکت دیگری نتوانسته بود به آن دست یابد. اما تحقیقات علمی آنها به اشتباه در فضای مجازی به عنوان بازگشت گرگ‌های وحشت معرفی شد!