به گزارش اطلاعات آنلاین، یک مطالعه جدید سرانجام توانست شجره‌ نامه تکاملی هزارپایان را تکمیل ‌کند و سرنخ‌های شگفت‌انگیزی در مورد این مهندسان اکوسیستم باستانی و دفاع‌ شیمیایی اولیه آنها آشکار ‌سازد. این تجزیه‌کنندگان نقش کلیدی در برخی از نخستین اکوسیستم‌های زمینی سیاره ایفا کردند. با این حال، علیرغم تاریخ قابل توجه آنها، پرسش های اصلی در مورد تکامل آنها بی‌پاسخ مانده است.

اکنون، یک تیم بین‌المللی به سرپرستی محققان دانشگاه ویرجینیا تک، یکی از آخرین شکاف‌های موجود در شجره‌نامه هزارپایان را پر کرده و اطلاعات جدیدی در مورد موجودات باستانی که به آماده‌سازی زمین برای زندگی در خشکی کمک کردند، ارائه می‌دهد.

این مطالعه اولین تاریخچه تکاملی کامل از تمامی راسته‌های هزارپایان زنده را ارائه می‌دهد. محققان با ترکیب داده‌های DNA از گونه‌های مدرن با شواهد فیزیکی حفظ شده در فسیل‌ها، منشأ هزارپایان را تقریباً به ۴۶۰ میلیون سال پیش ردیابی کردند که نشان می‌دهد آنها مدت‌ها قبل از قدیمی‌ترین فسیل‌های هزارپایانی که تاکنون کشف شده‌اند، وجود داشته‌اند.

پل مارک، محقق اصلی این مطالعه و دانشیار گروه حشره‌شناسی دانشکده کشاورزی و علوم زیستی، گفت: "هزارپایان بیش از ۸۰ میلیون سال قبل از مهره‌داران به خشکی آمدند. آنها واقعاً زمینه را برای زندگی بعدی در خشکی، از جمله انسان‌ها و مهره‌داران، فراهم کردند."

حل یک معمای دیرینه

بیش از ۱۰۰ سال است که دانشمندان وجود دو گروه نادر هزارپا، یعنی دو جنس با نام های علمی « Siphoniulida» و «Siphonocryptida»  را تشخیص داده‌اند. با این حال، از آنجا که نمونه‌های تازه برای تجزیه و تحلیل DNA در دسترس نبودند، محققان نتوانستند دقیقاً مشخص کنند که این گروه‌ها در کجای شجره‌نامه هزارپایان قرار دارند.

یک گروه شامل هزارپایانی با طول کمتر از یک سانتی‌متر است که زندگی خود را در زیر زمین می‌گذرانند. گروه دیگر فقط در تعداد انگشت‌شماری از مکان‌های شناخته‌شده زنده می‌مانند.

محققان برای یافتن آنها به «لوس توکستلاس» در مکزیک و جزایر قناری اسپانیا سفر کردند. در آنجا آنها گونه های  «Siphoniulus neotropicus» و« Hirudicryptus canariensis» را جمع‌آوری کردند؛ دو گونه‌ای که DNA آنها قبلاً هرگز در یک مطالعه تکاملی گنجانده نشده بود.

«لوئیزا فرناندا» و«اسکز-والورده»، نویسنده اول مقاله و دستیار آزمایشگاه مارک، گفت: "۱۰ نفر در طول یک هفته فقط برای یافتن این موجود کوچک ۱۰ میلی‌متری بالغ تلاش کردند. پیدا کردن آنها در مزرعه سخت بود، چون ما فقط موجودات سفید کوچکی را می‌دیدیم و تا وقتی که زیر میکروسکوپ نگاه نکردیم، مطمئن نبودیم که هزارپا است."

این تیم، DNA دو گروه را توالی‌یابی کرده و صدها ژن را در ۸۲ گونه هزارپا با هم مقایسه کرد. آنها همچنین شواهدی از ۲۹ فسیل را نیز در این بررسی گنجاندند. این داده‌ها در کنار هم به محققان اجازه داد تا مشخص کنند که گروه‌های مرموز در کجای تکامل هزارپا قرار می‌گیرند و چه زمانی دودمان‌های آنها برای نخستین بار پدیدار شدند.

این پروژه به اندازه ترابایت‌ها داده ژنتیکی تولید کرد. برای بازسازی روابط تکاملی که صدها میلیون سال قدمت دارند، نیاز به منابع محاسباتی پیشرفته «تحقیقات ویرجینیا تک» بود.

نتایج نشان داد که جنس «Siphonocryptida»  برخلاف تصور قبلی، یک راسته جداگانه از هزارپایان نیست، بلکه در عوض به یک دودمان موجود تعلق دارد. در همین حال، «Siphoniulida» سرانجام در کنار نزدیکترین خویشاوندان تکاملی خود قرار گرفت.

هزارپایان در دوران باستان

این تجزیه و تحلیل نشان می‌دهد که هزارپایان ممکن است تقریباً ۴۶۰ میلیون سال پیش، حدود ۳۵ میلیون سال زودتر از قدیمی‌ترین فسیل‌های هزارپا شناخته شده و به طور قابل توجهی زودتر از تخمین‌های قبلی، منشأ گرفته باشند.

در آن زمان، زمین بسیار متفاوت از امروز به نظر می‌رسید. به گفته مارک، هزارپایان از پیشگامان اولیه حیات در خشکی بودند و با تغذیه از مواد آلی در حال پوسیدن در برخی از نخستین اکوسیستم‌های زمینی به بازیافت مواد مغذی کمک می‌کردند.

مارک گفت: " هیچ مهره‌داری، هیچ درختی، هیچ برگی، هیچ گیاه گلدار و هیچ گیاهی با دانه در آن زمان وجود نداشت. هزارپایان از خزه‌های در حال پوسیدن، لجن تجزیه‌شده و مواد چسبنده اولیه روی سطح زمین تغذیه می‌کردند."

ریشه‌های دفاع شیمیایی هزارپا

این درخت تکاملی که به تازگی تکمیل شده است، همچنین به محققان کمک کرد تا زمان ظهور یکی از قابل توجه‌ترین سازگاری‌های این گروه را مشخص کنند. مارک گفت: "آنها نخستین سلاح‌های شیمیایی را ساختند. آنها کارخانه‌های شیمیایی کوچکی هستند."

این مطالعه نشان می‌دهد که سیستم های دفاع‌ شیمیایی هزارپایان از حدود ۲۶۰ میلیون سال پیش سرچشمه گرفته‌اند و آشکارترین شواهد تاکنون را برای زمانی که هزارپاها برای نخستین بار این قابلیت را تکامل دادند، ارائه می‌دهد.

مهندسان اکوسیستم گمنام

امروزه، هزارپایان همچنان جزو مهم‌ترین ریزه خواران جهان هستند. آنها با تجزیه مواد گیاهی مرده به بازیافت مواد مغذی و حمایت از اکوسیستم‌های سالم کمک می‌کنند. مارک گفت: "واقعاً گیج‌کننده است که آنها چنین عملکرد مهمی در اکوسیستم دارند، اما با این حال بسیار کم شناخته شده‌اند."

حتی با وجود بیش از ۱۴۰۰۰ گونه توصیف شده در سراسر جهان، محققان معتقدند که ده‌ها هزار گونه هزارپا هنوز ممکن است هنوز کشف نشده باشند. مارک و دانشجویانش گونه‌های جدیدی را در مکان‌هایی از پردیس «بلکزبرگ ویرجینیا تک» گرفته تا لس‌آنجلس یافته‌اند.

برای دانشمندانی مانند واسکوئز-والورده، این حس اکتشاف بخشی از جذابیت است. او گفت: "این همه پتانسیل برای کشف وجود دارد. این باعث می‌شود از خودم بپرسم که قرار است چه چیزهای دیگری پیدا کنیم."

نتایج این پژوهش که در Current Biology منتشر شده است توسط دانشمندانی از موزه تاریخ طبیعی فیلد، کالج همپدن-سیدنی، دانشگاه د لا لاگونا، دانشکده علوم گیاهی و محیطی ویرجینیا تک، مجموعه ملی حشرات استرالیا، دانشگاه ویرجینیای غربی و دانشگاه اتونوما دل استادو د هیدالگو در مکزیک انجام شده است.