آیا تا به حال فکر کردهاید که وجود ما ممکن است مدیون یک انفجار بزرگ از نوع فضولات باستانی باشد؟ بر اساس یک مطالعه جدید که در نشریه روندهای بومشناسی و تکامل منتشر شده است، اگر حیوانات اولیه به طور مداوم دست به تولید فضولات نمیزدند، شاید حیات هرگز به تنوع شگفتانگیز امروزی نمیرسید.
دانشمندان در استرالیا و آلمان دریافتهاند که انفجار کامبرین، یعنی دورهای در ۵۴۰ میلیون سال پیش که اجداد اکثر گروههای جانوری امروزی پدیدار شدند، تا حد زیادی تحت تأثیر انباشت و پخش فضولات موجودات پیشین قرار داشته است. راسل بیکنل، زیستشناس تکاملی از دانشگاه فلیندرز، میگوید که در کنار عواملی مانند افزایش سطح اکسیژن، اهمیت فضولات در اکوسیستمهای باستانی اغلب نادیده گرفته میشود.
حیات برای اولین بار حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش بر روی زمین ظاهر شد، اما پس از آن شروع اولیه، تکامل برای میلیاردها سال متوقف ماند و موجودات از چند سلول ساده فراتر نرفتند. با این حال، وقتی تکامل بالاخره به سمت حیات پیچیدهتر حرکت کرد، در یک بازه زمانی ۲۵ میلیون ساله، تنوعی خیرهکننده از موجودات عجیب و غریب را به وجود آورد.
این مطالعه جدید پیشنهاد میکند که یک «انقلاب مدفوعی» نقش مهمی در این جهش داشته است. در اقیانوسهای امروزی، فضولات شناور نقش حیاتی در چرخه مواد مغذی مانند کربن، آهن و نیتروژن دارند و آنها را از آبهای سطحی به اعماق اقیانوس منتقل میکنند. محققان مینویسند که در دوره کامبرین نیز، با افزایش تعداد حیوانات دارای دستگاه گوارش، حجم مواد آلی که به اعماق آب میرسید به طور مداوم افزایش یافته است.
برای بررسی این فرضیه، پژوهشگران به سراغ فضولات فسیلشده باستانی رفتند که به آنها «کوپرولیت» میگویند. قدیمیترین نمونههای یافت شده به اوایل دوره کامبرین بازمیگردند؛ جایی که با افزایش تنوع گونهها، تنوع و اندازه فضولات نیز به وضوح بیشتر میشود. در حالی که نمونههای اولیه به شکل گلولههای ریز بودند، با بزرگتر شدن موجودات، فضولات نیز به شکلهای پیچیدهتری درآمدند که گاهی حاوی بقایای پوسته حیوانات دیگر بود.
بیکنل میگوید که با این تغییرات، تکامل سیستمهای گوارشی پیچیده، بهویژه در بندپایان اولیه، به وضوح در فسیلها دیده میشود. این فرآیند باعث توزیع بهتر مواد مغذی شد و شرایطی را ایجاد کرد که اکوسیستمهای مدرن بر پایه آن بنا شدهاند.
در نهایت، محققان نتیجهگیری میکنند که توسعه سیستمهای دریایی پیچیده تنها با ترکیبی از دما، تغذیه و محرکهای بیولوژیکی امکانپذیر است. این چرخه بازخورد مثبت، که در آن افزایش اندازه موجودات به افزایش اندازه فضولات و در نتیجه غنیتر شدن محیط منجر شد، موتور محرک تکامل در دوره کامبرین بوده است. این دیدگاه جدید که در نشریه Trends in Ecology & Evolution بازتاب یافته، دریچهای متفاوت برای درک چگونگی شکلگیری حیات روی زمین به روی دانشمندان گشوده است.
