يُظهر التحليل الأكثر شمولاً لأكبر مجموعة من الحيوانات على وجه الأرض - المفصليات - أنها تطورت تدريجيًا، مما يتحدى النظرية السائدة القائلة بأن الحيوانات الأولى ظهرت كلها تقريبًا مرة واحدة قبل 540 مليون سنة.
حفريات الأنسجة الرخوة لحيوان مفترس من العصر الكامبري، تنتمي إلى عائلة المفصليات. أعلى اليسار: نتوء في مقدمة المخلوق المعدل يُظهر تشابهًا مع المفصليات الحديثة. أسفل اليمين: عينة لكامل الجسم من الحفرية تظهر زوجًا واحدًا من الأطراف الأمامية (مشار إليها بأسهم بيضاء) وفم يحتوي على أسنان (مشار إليه بسهم أسود) على الرأس. تصوير: أ. دالي، جامعة أكسفورد
بدأت جميع المجموعات الرئيسية للحيوانات في الظهور في السجل الأحفوري قبل 540-500 مليون سنة - وهو الحدث المعروف باسم " الانفجار الكمبري " - لكن دراسة جديدة أجراها باحثون من جامعتي أكسفورد ولوزان تدعي أنه بالنسبة لمعظم الحيوانات - كان هذا "الانفجار" في الواقع عملية أكثر تدريجية.
أدى الانفجار الكامبري إلى خلق أكبر مجموعة من الحيوانات وأكثرها تنوعًا - المفصليات، والتي تشمل الحشرات، وسرطان البحر، والعناكب، وثلاثيات الفصوص، ومجموعة كبيرة ومتنوعة من الأنواع الحيوانية الأخرى، والتي انقرضت معظمها بالفعل. يشكل هذا النظام أكثر من 80% من جميع أنواع الحيوانات الموجودة على الأرض، وهي عنصر أساسي في جميع النظم البيئية للأرض، مما يجعلها المجموعة الأكثر أهمية منذ ظهور الحيوانات لأول مرة منذ أكثر من 500 مليون سنة.
أجرى فريق من الباحثين من متحف التاريخ الطبيعي بجامعة أكسفورد وزملائهم من جامعة لوزان التحليل الأكثر شمولاً على الإطلاق لأحافير المفصليات. وفي مقال نشر في المجلة العلمية PNAS، أظهروا أن السجل الأحفوري الإجمالي يظهر زيادة تدريجية في العديد من أنواع المفصليات خلال العصر الكامبري المبكر، أي قبل 540-500 مليون سنة.
تشكل نتائج التحليل الجديد تحديًا للفرضيتين الرئيسيتين المتنافستين حول التطور المبكر للحيوانات. يتحدث المرء عن تطور بطيء وتدريجي للمفصليات بدءًا من 650 إلى 600 مليون سنة مضت، وهو الأمر الذي ينبثق أيضًا من طرق التأريخ الجزيئي. تدعي الفرضية الثانية أن المفصليات ظهرت على الفور تقريبًا قبل 540 مليون سنة وتطورت بسرعة بفضل معدل التطور المرتفع.
تقدم الدراسة الجديدة حلا وسطا، حيث أن المفصليات نشأت قبل 550 مليون سنة، وفقا للتقديرات الأحدث لطرق التأريخ الجزيئي، ووفقا للتنوع الذي سيحدث على مدى الأربعين مليون سنة القادمة.
يوضح البروفيسور أليسون: "كل طريقة لتأريخ الحفريات لها حدود، وتختلف من طريقة إلى أخرى، ولكن عندما يتم قياس كليهما معًا، فإن ذلك يجعل من الممكن الحصول على صورة متسقة لأصل ثوران المفصليات خلال العصر الكامبري المبكر والوسطى". دالي الذي نفذ العمل في متحف التاريخ بجامعة أكسفورد وجامعة لوزان. "وهذا يشير إلى أن الانفجار الكامبري، بدلا من أن يكون حدثا مفاجئا، حدث تدريجيا على مدى 40 مليون سنة من الكامبري المبكر والوسطى."
يعد توقيت أصل المفصليات مهمًا جدًا لأنه يؤثر على الطريقة التي نرى بها وتفسير تطور المجموعة. بهذه الطريقة يمكننا متابعة تطور السمات الجسدية، مثل الأعضاء. حتى الآن، كان الادعاء السائد هو أن نقص الحفريات المفصلية من عصر ما قبل الكمبري، قبل حوالي 540 مليون سنة، كان بسبب نقص الحفاظ على الحفريات، لكن البحث الجديد يظهر أن هذا ليس هو الحال.
يقول الدكتور جريج إيدجكومب من متحف التاريخ الطبيعي في لندن، والذي لم يشارك في الدراسة: "إن فكرة أن غياب المفصليات في عصر ما قبل الكمبري يرجع إلى ثغرات في حفظ الحفريات يمكن رفضها الآن". "يقدم المؤلفون حجة مقنعة مفادها أن أواخر عصر ما قبل الكامبري وأوائل العصر الكامبري متشابهان للغاية من حيث الحفاظ على الحفريات، وهناك تفسير واحد معقول فقط: المفصليات لم تتطور بعد."
تقول هارييت دراج، طالبة دكتوراه في قسم علم الحيوان بجامعة أكسفورد وأحد مؤلفي البحث: "عندما يتعلق الأمر بفهم التاريخ المبكر للحياة، فإن أفضل مصدر للأدلة لدينا هو الحفرية الشاملة". يُظهر السجل أن المفصليات نشأت في أوائل العصر الكامبري الأوسط. إنهم يشهدون بقوة على أصل المفصليات في وقت كان فيه السجل الأحفوري هو الأفضل على الإطلاق."
