'شاید در انتظار چیزی هستند که تنها هزاران سال بعد اتفاق می‌افتد': زندگی پنهان 'خفته' در اعماق زمین برای میلیون‌ها سال

ایالات متحده - خبرگزاری اخباری

'شاید در انتظار چیزی هستند که تنها هزاران سال بعد اتفاق می‌افتد': زندگی پنهان 'خفته' در اعماق زمین برای میلیون‌ها سال

در اعماق سیاره ما، بسیار دور از سطح، دنیایی پنهان و تا حد زیادی ناشناخته نهفته است که میزبان گروهی شگفت‌انگیز از موجودات میکروسکوپی است که دانشمندان آن‌ها را «درون‌زی‌ها» (intraterrestrials) نامیده‌اند. این‌ها صرفاً بازماندگان معمولی نیستند؛ آن‌ها در حالت خواب عمیق وجود دارند، برخی برای صدها هزار، و بالقوه حتی میلیون‌ها سال. درک اینکه چگونه این «درون‌زی‌ها» در چنین محیط‌های شدیدی زنده می‌مانند و تکامل می‌یابند، و چه چیزی در نهایت ممکن است آن‌ها را به «بیدار شدن» وادار کند، مرزهای جدیدی را در زیست‌شناسی و علم تکامل می‌گشاید.

این بینش‌های جذاب از کار دکتر کارن جی. لوید، زیست‌شیمیدان میکروبی در دانشگاه کالیفرنیای جنوبی دورنسیف و نویسنده کتاب «درون‌زی‌ها: کشف عجیب‌ترین اشکال حیات روی زمین» (Intraterrestrials: Discovering the Strangest Life on Earth) (انتشارات دانشگاه پرینستون، ۲۰۲۵) ناشی می‌شود. کتاب لوید که نامزد جایزه ادبی علم «قلم/ای. او. ویلسون» شده است، به مفهوم تکامل در میان اشکال حیاتی می‌پردازد که قادرند برای دوره‌های زمانی عظیم زمین‌شناسی در حالت خفته باقی بمانند. سوال اساسی که تحقیق او به آن می‌پردازد این است: چگونه یک موجود زنده برای هزاران سال رشد خود را متوقف می‌کند و چه نشانه‌های محیطی ممکن است باعث بیداری آن شود؟

میکروب‌هایی را تصور کنید که عمیقاً در رسوبات بستر اقیانوس مدفون شده‌اند، دور از نور خورشید و تغییرات فصلی. این «درون‌زی‌ها» طبق چرخه‌های روزانه یا فصلی آشنای ما عمل نمی‌کنند. برای آن‌ها، مفهوم «روز» یا «سال» ممکن است کاملاً بی‌معنی باشد. آن‌ها در قلمرویی زندگی می‌کنند که زمان به جای ساعت یا روز، با هزاره‌ها اندازه‌گیری می‌شود. در عوض، این موجودات احتمالاً به ریتم‌های بسیار کندتر زمین‌شناسی حساس هستند. این‌ها ممکن است با تکتونیک صفحات مرتبط باشند، مانند باز شدن و بسته شدن حوضه‌های اقیانوسی، تشکیل و فرونشست زنجیره‌های جزیره‌ای جدید، یا تغییرات در جریان سیال ناشی از تشکیل آهسته شکاف‌ها در پوسته زمین.

این پدیده، درک متعارف ما از تکامل را به چالش می‌کشد، که اغلب با مثال‌هایی مانند تطابق منقار سهره‌های داروین با انواع خاصی از دانه‌ها یا تغییر رنگ خز روباه قطبی با فصول توضیح داده می‌شود. این مثال‌ها نشان می‌دهند که چگونه گونه‌ها یا افراد با تغییرات محیطی نسبتاً کوتاه‌مدت سازگار می‌شوند. با این حال، «درون‌زی‌ها» در مقیاس زمانی کاملاً متفاوتی عمل می‌کنند. به نظر نامحتمل می‌رسد که یک پرنده یا حشره در انتظار رویداد زمین‌شناسی که ۱۰۰,۰۰۰ سال یا یک میلیون سال دیگر رخ خواهد داد، تکامل یابد. با این حال، برای موجودی که میلیون‌ها سال زندگی می‌کند، این تغییرات آهسته زمین‌شناسی ممکن است دقیقاً همان «نشانه‌های» تکاملی باشند که به آن‌ها پاسخ می‌دهد.

توانایی باقی ماندن در حالت خفته برای چنین دوره‌های طولانی، دو سوال حیاتی را مطرح می‌کند: اول، آیا این میکروب‌ها از نظر تکاملی برای اجتناب از تقسیم سلولی برای هزاران سال سازگار شده‌اند، یا این حالت صرفاً به طور تصادفی رخ می‌دهد؟ دوم، اگر سازگار شده باشند، تکامل برای موجودی که ظاهراً هرگز فرزند تولید نمی‌کند، چگونه عمل می‌کند؟

تجزیه و تحلیل دکتر لوید نشان می‌دهد که بقا برای صدها هزار سال احتمالاً نیازمند سازگاری فیزیولوژیکی قابل توجهی است، نه صرفاً یک اثر جانبی از یک زندگی "معمولی" سریع. اگر این سبک زندگی خفته تصادفی باشد، زندگی فعال آن‌ها باید در محیط دیگری رخ دهد. با این حال، تحقیقات نشان می‌دهد که انواع میکروب‌هایی که در رسوبات زیردریایی یافت می‌شوند، اغلب برای این زیستگاه تخصصی شده‌اند و به طور معمول در جاهای دیگر یافت نمی‌شوند. شواهدی مانند تولید آنزیم‌های بسیار خاص برای مواد اولیه موجود در زیر سطح، نشان می‌دهد که آن‌ها به طور خاص برای این محیط سازگار شده‌اند.

این میکروب‌های زیرسطحی همچنین دارای سازگاری‌هایی برای متابولیسم‌های بسیار آهسته و تقسیم سلولی هستند. این نشان می‌دهد که آن‌ها از نظر تکاملی برای حالت طولانی‌مدت عدم رشد آماده شده‌اند. در اینجا پارادوکس نهفته است: طبق نظریه تکامل از طریق انتخاب طبیعی داروین، موجودات برای تکامل باید رشد کرده و تولید مثل کنند. تکامل زمانی رخ می‌دهد که جهش‌ها در طول تولید مثل رخ می‌دهند، و جهش‌های مفید، سازگاری موجود زنده را افزایش می‌دهند و منجر به انتشار آن‌ها می‌شوند. اما این فرآیند چگونه می‌تواند در جمعیت‌هایی که تولید مثل نمی‌کنند، کار کند؟ چگونه یک موجود زنده می‌تواند خود را با نداشتن فرزند سازگار کند؟

یک مدل بالقوه برای درک این پدیده را می‌توان در خواب زمستانی فصلی کوتاه‌مدت یافت. موجوداتی که در طول زمستان به خواب زمستانی می‌روند، یک مزیت تکاملی کسب می‌کنند زیرا زمانی که شرایط مطلوب در بهار بازمی‌گردد، جمعیت بیشتری را حفظ می‌کنند. این موجودات نسبت به دیگران "شروعی" دارند و می‌توانند ژن‌های خواب زمستانی خود را به گروه بزرگ‌تری از نسل منتقل کنند. این یک نمونه کلاسیک از انتخاب طبیعی داروین است.

با این حال، «درون‌زی‌ها» یک چالش عمیق‌تر را ارائه می‌دهند. اگر این موجودات میلیون‌ها سال در حالت خواب باقی بمانند، انتخاب طبیعی چگونه عمل می‌کند؟ آیا ممکن است مکانیسم‌های تکاملی ناشناخته‌ای وجود داشته باشند که در مقیاس‌های زمانی بسیار کندتر عمل کنند؟ برخی دانشمندان پیشنهاد می‌کنند که تکامل ممکن است نه تنها به جهش‌های تصادفی در طول تولید مثل، بلکه شاید به مکانیسم‌های دیگر، مانند نوترکیبی ژنتیکی یا حتی انتقال افقی ژن، که ممکن است حتی در غیاب تولید مثل آشکار رخ دهد، متکی باشد. همچنین ممکن است مفاهیم جدیدی از "سازگاری" در این محیط‌های شدید وجود داشته باشد، جایی که زنده ماندن در یک حالت امن و خفته برای دوره‌های طولانی، سودمندترین استراتژی است.

کشف و مطالعه «درون‌زی‌ها» ما را وادار می‌کند تا تعاریف خود از زندگی، تکامل و حتی خود زمان را بازنگری کنیم. این موجودات میکروسکوپی که در اعماق زیر پاهای ما خفته‌اند، گواهی بر توانایی شگفت‌انگیز زندگی برای سازگاری و بقا در شدیدترین شرایط هستند و به ما یادآوری می‌کنند که کیهان، حتی در سیاره خودمان، هنوز مملو از اسرار عمیقی است که منتظر کشف شدن هستند.

خبرگزاری اخباری