Νέα

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Στη μακρά ιστορία της εξέλιξης της ζωής, η εξέλιξη των σφουγγαριών ήταν πάντα ένα συναρπαστικό αλλά δύσκολο να λυθεί μυστήριο. Τα σφουγγάρια θεωρούνται ένα από τα πρώτα πολυκύτταρα ζώα στη γη και αποτελούν σημαντική γέφυρα μεταξύ μονοκύτταρων οργανισμών και πολύπλοκων ζώων. Ωστόσο, υπήρξε ένα τεράστιο γνωστικό κενό στην επιστημονική κοινότητα σχετικά με την προέλευση και την πρώιμη εξέλιξη των σφουγγαριών.

Μέχρι πρόσφατα, Κινέζοι επιστήμονες έκαναν μια σημαντική ανακάλυψη που παρείχε μια βασική ένδειξη για την επίλυση αυτού του μυστηρίου. Μια διεθνής συνεργατική ομάδα με επικεφαλής τον ερευνητή Yuan Xunlai από το Nanjing Institute of Geology and Palaeontology, Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, ανακάλυψε ένα απολίθωμα σφουγγαριού πριν από περίπου 550 εκατομμύρια χρόνια στο Yichang της επαρχίας Hubei.

Αυτή η ανακάλυψη όχι μόνο καλύπτει ένα σημαντικό κενό στην πρώιμη εξέλιξη των σφουγγαριών, αλλά μας παρέχει επίσης μια νέα προοπτική για να επανεξετάσουμε ολόκληρη την εξέλιξη της ζωής.

Εικόνα αποκατάστασης σπόγγου σπειροειδούς πλέγματος (πηγή εικόνας: Αναφορά 2)

Σφουγγάρια: ζωντανά απολιθώματα στο εξελικτικό δέντρο της ζωής

Τα σφουγγάρια, αυτή η φαινομενικά απλή αλλά μυστηριώδης ομάδα οργανισμών, κατέχουν μοναδική θέση στο ζωικό βασίλειο.

Τα σφουγγάρια έχουν απλή δομή σώματος και δεν έχουν εμφανή συστήματα οργάνων, αλλά έχουν εκπληκτικές δυνατότητες επιβίωσης. Το σώμα τους λειτουργεί σαν ένα γιγάντιο φίλτρο, απορροφώντας και διώχνοντας νερό για να αποκτήσει θρεπτικά συστατικά και οξυγόνο. Αυτός ο απλός και αποτελεσματικός τρόπος επιβίωσης επέτρεψε στα σφουγγάρια να ευδοκιμήσουν στη γη για εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια.

Στους σύγχρονους ωκεανούς, υπάρχουν πολλά είδη σφουγγαριών με διαφορετικά σχήματα. Μερικά σφουγγάρια μοιάζουν με ευαίσθητα βάζα, άλλα μοιάζουν με γιγάντιους κουβάδες ή βεντάλιες. Κυκλοφορούν επίσης σε μεγάλη ποικιλία χρωμάτων, με όλα όσα χρειάζεστε. Αυτά τα πολύχρωμα σφουγγάρια όχι μόνο προσθέτουν λαμπερά χρώματα στον υποβρύχιο κόσμο, αλλά συμβάλλουν επίσης σημαντικά στην ισορροπία του θαλάσσιου οικοσυστήματος.

Διάφορα σφουγγάρια (Πηγή εικόνας: Wikipedia)

Ένα σκληρό μυστήριο: τα «χαμένα χρόνια» των Sponges

Αν και τα σύγχρονα σφουγγάρια είναι τόσο διαδεδομένα, έχουν «λείψει» εδώ και πολύ καιρό στη γεωλογική ιστορία. Αυτό το φαινόμενο έχει προβληματίσει τους επιστήμονες, σαν ένα άλυτο παζλ.

Φανταστείτε αν ήσασταν παλαιοντολόγος που αναζητούσε τους προγόνους των σφουγγαριών. Έσκαψατε με ενθουσιασμό σε βραχώδεις σχηματισμούς διαφόρων γεωλογικών ηλικιών, μόνο για να διαπιστώσετε ότι πριν από την περίοδο της Κάμβριας, που ήταν περίπου 539 εκατομμύρια χρόνια πριν, το αρχείο απολιθωμάτων των σφουγγαριών ήταν σχεδόν κενό. Είναι σαν μια παχιά οικογενειακή ιστορία με όλες τις σελίδες των πρώτων κεφαλαίων να λείπουν.

Οι επιστήμονες εικάζουν μέσω της έρευνας της μοριακής βιολογίας και των μοριακών ρολογιών ότι τα σφουγγάρια θα έπρεπε να έχουν προέλθει περίπου 700 εκατομμύρια χρόνια πριν. Ωστόσο, στο πραγματικό αρχείο απολιθωμάτων, επιβεβαιωμένα απολιθώματα σφουγγαριών δεν εμφανίστηκαν σε μεγάλους αριθμούς μέχρι την Κάμβρια. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει ένα τεράστιο κενό 160 εκατομμυρίων ετών στο αρχείο απολιθωμάτων των σφουγγαράδων Αυτή η περίοδος αποκαλείται ζωηρά από τους επιστήμονες τα «χαμένα χρόνια» στην πρώιμη εξέλιξη των σφουγγαριών.

Γιατί υπάρχει μια τέτοια κατάσταση; Οι επιστήμονες έχουν προτείνει δύο βασικές υποθέσεις:

Η πρώτη υπόθεση είναι ότι ο κοινός πρόγονος των σφουγγαριών μπορεί να είχε ανοργανοποιημένα spicules (η υποστηρικτική δομή του σφουγγαριού). Ωστόσο, το περιβάλλον πριν από την Κάμβρια μπορεί να μην είναι ευνοϊκό για τη διατήρηση αυτών των οστών, καθιστώντας μας δύσκολο να βρούμε τα απολιθώματα τους.

Η δεύτερη υπόθεση υποδηλώνει ότι οι πρώιμοι σφουγγάρια μπορεί να μην έχουν καθόλου μεταλλοποιημένες κηλίδες, αλλά αντιθέτως αποτελούνταν από ιστό με μαλακό σώμα. Αυτό καθιστά ευκολότερη την καταστροφή τους κατά τη διαδικασία απολιθώματος και δυσκολότερο να τα αναγνωρίσουμε. Είναι σαν να ζωγραφίζεις σε ένα βράχο με νερό Θα εξατμιστεί γρήγορα και δεν θα αφήσει διαρκή ίχνη.

Αυτό το μυστήριο είχε προβληματίσει τους επιστήμονες μέχρι αυτή την πρόσφατη μελέτη, η οποία παρέχει μια βασική ένδειξη για την επίλυση αυτού του μυστηρίου.

Διάφοροι τύποι σπιτιών από σύγχρονα σφουγγάρια από ασβέστη (Πηγή εικόνας: Wikipedia)

Spiral Grid Sponges: The "Rosetta Stone" που ξετυλίγει τα μυστήρια της εξέλιξης των σφουγγαριών

Στο Yichang του Hubei, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ένα συναρπαστικό νέο απολίθωμα στο Shibantan Biota που χρονολογείται πριν από περίπου 550 εκατομμύρια χρόνια. Το απολίθωμα ονομάζεται «Spiral Grid Sponge».

Το σπειροειδές πλέγμα σφουγγάρι έχει εκπληκτικά μορφολογικά χαρακτηριστικά Το σώμα του παρουσιάζει ένα κομψό σχήμα κώνου και υπάρχει μια δομή σαν δίσκος στο κάτω μέρος, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να το αγκυρώσει στον πυθμένα της θάλασσας. Το πιο εντυπωσιακό είναι ότι η επιφανειακή δομή του αποτελείται από κανονικά τετράγωνα, τα οποία μπορούν να υποδιαιρεθούν σε μικρότερα τετράγωνα για να σχηματίσουν μια πολύπλοκη και τακτική δομή δικτύου.

Φωτογραφία απολιθώματος σπόγγου σπειροειδούς πλέγματος (α) και υψομετρικού χάρτη σάρωσης λέιζερ (β) (Πηγή εικόνας: Chongqing

Η δομή θυμίζει μοντέρνα εξαγωνικά σφουγγάρια, αλλά με μια βασική διαφορά: το πλέγμα του σπόγγου με σπειροειδές πλέγμα είναι κατασκευασμένο από οργανική ύλη και όχι από ανοργανοποιημένα σπόγγους.

Αυτή η ανακάλυψη παρέχει μια νέα προοπτική για την πρώιμη εξέλιξη των σφουγγαριών. Μας λέει ότι στη μακρινή όψιμη περίοδο του Εδιάκαρα, υπήρχαν ήδη σφουγγάρια χωρίς ανοργανοποιημένα spicules. Είναι σαν να ανακαλύψαμε μια «πρωτόγονη εκδοχή» ενός σφουγγαριού που δεν έχει αναπτύξει ακόμα σκληρές πλάκες, αλλά έχει ήδη τα βασικά χαρακτηριστικά των σφουγγαριών.

Οι επιστήμονες διεξήγαγαν λεπτομερή έρευνα και ανάλυση για το σπειροειδές πλέγμα σφουγγάρι. Συνέκριναν το απολίθωμα με μια ποικιλία ζωντανών ζώων και άλλα απολιθώματα, κατασκεύασαν μια σύνθετη μήτρα δεδομένων και διεξήγαγαν αυστηρές φυλογενετικές αναλύσεις. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ο σπόγγος με σπειροειδή πλέγμα ανήκει στο σπόγγο της ομάδας κορώνας και σχετίζεται στενά με το σφουγγάρι των έξι ποδιών. Αυτή η ανακάλυψη επιβεβαιώνει περαιτέρω τη σημαντική θέση του σπόγγου σπειροειδούς πλέγματος στην εξέλιξη των σφουγγαράδικων ζώων.

Ένα ορισμένο είδος ζώου με έξι σφουγγάρια έχει πυριτικές ίνες. Επομένως, αυτή η κατηγορία ονομάζεται επίσης γυάλινο σφουγγάρι. (Πηγή εικόνας: Wikipedia)

Η ανακάλυψη του σπόγγου με σπειροειδή πλέγμα παρέχει βασικές πληροφορίες για την κατανόησή μας για την πρώιμη εξέλιξη των ζώων. Μας λέει ότι όταν ψάχνουμε για απολιθώματα σφουγγαριών της Προκάμβριας, δεν μπορούμε να χρησιμοποιούμε απλώς τα σύγχρονα σφουγγάρια ως πρότυπο. Τα πρώιμα σφουγγάρια μπορεί να μην έχουν ανοργανοποιημένα spicules και μπορεί να στερούνται κάποια από τα χαρακτηριστικά που γνωρίζουμε. Αυτή η ανακάλυψη διευρύνει τους ορίζοντές μας και δείχνει νέες κατευθύνσεις για μελλοντική έρευνα.

Sponges and the Explosion of Life: Reexaming the Process of Life Evolution

Η ανακάλυψη των σπόγγων με σπειροειδή πλέγμα μας παρέχει επίσης μια νέα προοπτική για ολόκληρη την εξέλιξη της ζωής. Οι επιστήμονες πίστευαν εδώ και πολύ καιρό ότι τα βιοϊώματα του Προκάμπριου και του Κάμβριου ήταν πολύ διαφορετικά.

Η περίοδος Ediacaran θεωρείται μια εποχή όπου κυριαρχούν πλάσματα με παράξενα σχήματα και άγνωστες συγγένειες. Στην Κάμβρια περίοδο, διάφορες σύγχρονες κατηγορίες ζώων εμφανίστηκαν ξαφνικά σε μεγάλους αριθμούς Αυτή είναι η περίφημη «έκρηξη της Κάμβριας». Αυτή η άποψη είναι σαν να περιγράφει δύο εντελώς διαφορετικούς κόσμους: ο ένας είναι ένας αρχαίος κόσμος γεμάτος μυστηριώδη πλάσματα και ο άλλος είναι το πρωτότυπο του σύγχρονου θαλάσσιου οικοσυστήματος που γνωρίζουμε.

Ωστόσο, η ανακάλυψη του σπόγγου σπειροειδούς πλέγματος δημιούργησε μια γέφυρα μεταξύ αυτών των δύο φαινομενικά χωριστών κόσμων. Μας λέει ότι στην ύστερη περίοδο του Ediacaran, υπήρχαν ήδη πλάσματα που είχαν άμεση σχέση εξελικτικής με τα σύγχρονα ζώα. Με άλλα λόγια, στην αρχαία οικογενειακή ιστορία, βρέθηκε μια βασική φωτογραφία που συνδέει αρχαίους προγόνους και σύγχρονους απογόνους.

Αυτή η ανακάλυψη μας κάνει επίσης να ξανασκεφτούμε τη φύση της «Έκρηξης της Κάμβριας». Ίσως, η εξέλιξη της ζωής να μην είναι μια ξαφνική «έκρηξη», αλλά μια σταδιακή διαδικασία. Διάφορες φυλές ζώων μπορεί να άρχισαν να διαφοροποιούνται πριν από την Κάμβρια, αλλά δεν είχαν αναπτύξει σκληρά κοχύλια ή οστά και επομένως ήταν δύσκολο να διατηρηθούν στα απολιθώματα.

Αυτή η νέα ανακάλυψη μας φέρνει επίσης περισσότερα ερωτήματα: πριν από τον σπόγγο με σπειροειδή πλέγμα, υπήρχαν νωρίτερα σφουγγάρια; Πώς απέκτησαν οι πρόγονοι των σφουγγαριών την ικανότητα να ανοργανοποιούν τα οστά; Οι απαντήσεις σε αυτά τα ερωτήματα μπορεί να κρύβονται σε αρχαίους βραχώδεις σχηματισμούς, που περιμένουν να ανακαλυφθούν από μελλοντικούς επιστήμονες.

Εξελικτικές σχέσεις μεταξύ σπόγγων σπειροειδούς πλέγματος και άλλων ζώων (Πηγή εικόνας: Αναφορά 2)

συμπέρασμα

Η εξέλιξη των σφουγγαριών είναι σαν ένα έπος που εκτείνεται σε εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια. Από την αρχική μαλακή δομή του σώματος μέχρι την μετέπειτα ανάπτυξη πολύπλοκων ανοργανοποιημένων οστών, κάθε βήμα καταγράφει το μυστήριο της εξέλιξης της ζωής. Η ανακάλυψη του σπόγγου με σπειροειδή πλέγμα προσθέτει μια πλούσια πινελιά σε αυτό το έπος, επιτρέποντάς μας να έχουμε μια γεύση από το μυστηριώδες πρόσωπο του αρχαίου ωκεανού.

Στο μέλλον, με την πρόοδο της τεχνολογίας και την εφαρμογή νέων μεθόδων, μπορεί να είμαστε σε θέση να ανακαλύψουμε περισσότερα πρώιμα απολιθώματα ζώων και να βελτιώσουμε περαιτέρω την εικόνα της εξέλιξης της ζωής. Οι ιστορίες των σφουγγαριών θα συνεχίσουν να μας εμπνέουν να σκεφτόμαστε τη φύση της ζωής, να μας ενθαρρύνουν να εξερευνήσουμε άγνωστες περιοχές και να επιδιώξουμε τα μυστήρια της εξέλιξης της ζωής.

βιβλιογραφικές αναφορές:

1. Xiaopeng Wang, Alexander G. Liu, Zhe Chen, Chengxi Wu, Yarong Liu, Bin Wan, Ke Pang, Chuanming Zhou, Xunlai Yuan & Shuhai Xiao, Ένα σφουγγαράκι με στέμμα όψιμου Ediacaran

Παραγωγή: Popular Science China

Συγγραφέας: Li Jinjuan (Πανεπιστήμιο Waseda)

Παραγωγός: China Popular Science Expo