كشف قديمي ترين اسپرم جانوري جهان با عمر ۱۰۰ ميليون سال
پژوهشگران، قديمي‌ترين نمونه اسپرم جانوري شناخته‌شده را كشف كرده‌اند كه قدمت آن به ۱۰۰ ميليون سال پيش باز مي‌گردد. يك قطعه كهربا، ده‌ها جاندار سخت‌پوست كوچك به‌نام صدفيان يا «استراكودها» (Ostracods) را در برگرفته، به‌طوري‌كه قسمت‌هاي نرم بدن اين جانداران به سمت خارج قرار گرفته است. اسپرم صدفيان اندازه بزرگي دارد، به گونه‌اي كه اندازه هر اسپرم برابر با يك سوم طول بدن جاندار است. در اصطلاح عاميانه اين جانداران به‌عنوان «ميگوي دانه‌اي» (Seed Shrimp) نيز شناخته مي‌شوند. طول بدن صدفيان ۱ تا ۳ سانتي‌متر است و بدن آن‌ها توسط پوسته دوتايي محافظت مي‌شود كه گاهي زائده‌هاي ريزي مانند خرچنگ از آن بيرون مي‌آيند.
استراكودها از جمله جانداراني هستند كه اغلب در بقاياي فسيلي يافت مي‌شوند كه از دوران «اردويسين» (Ordovician) تا به امروز (بيش از ۴۸۰ ميليون سال) باقي مانده‌اند؛ اما به‌طور معمول در آثار فسيلي به‌جاي مانده از اين جانداران معمولا تنها پوسته‌هاي سخت آهكي‌شده آن‌ها برجاي مانده است و مشاهده بافت‌هاي نرم آن‌ها در فسيل‌ها بسيار نادر است. همين امر، كشف جديد را بسيار شگفت‌انگيز مي‌كند. همان‌طور كه در بالا اشاره شد، يك قطعه كهربا ۳۹ استراكود منفرد را در خود به دام انداخته و خصوصيات آن‌ها را با جزئيات بي‌سابقه‌اي حفظ كرده است.
تصوير ميكروسكوپي (SEM) از فسيل استراكود كه پوشش دوتايي آن قابل مشاهده است
امروزه هزاران گونه از صدفيان زنده وجود دارند و بسياري از آن‌ها داراي سلول‌هاي غول‌پيكر اسپرم هستند كه بزرگ‌ترين آن‌ها اسپرمي در حدود ۱۱٫۸ ميلي‌متر دارد كه بسيار بزرگ‌تر از جاندار توليدكننده آن است. اكنون، دانشمندان نمونه‌اي از اين اسپرم‌هاي غول‌پيكر را در يك استراكود مربوط به دوره كرتاسه از ۱۰۰ ميليون سال پيش پيدا كرده‌اند. اين نمونه، قديمي‌ترين اسپرم جانوري در ۵۰ ميليون سال گذشته است.
اسپرم محبوس در كهربا
اسپرم غول‌پيكر در داخل ديسك كهربايي به اندازه يك تمبر پستي در معدني واقع‌در شمال ميانمار كشف شد. در اين قطعه كوچك رزيني درخت، ۳۹ استراكود وجود دارند كه ۳۱ مورد از آن‌ها متعلق به گونه‌اي است كه قبلا هرگز ديده نشده و اكنون «Myanmar cypris hui» ناميده مي‌شود. طول هر استراكود به‌تنهايي برابر با ۰٫۵۹ ميلي‌متر است.
در اين كشف، جالب‌ترين موردي كه توجه پژوهشگران را به خود جلب كرد، مشاهده يك استراكود ماده بود كه تمام بافت‌هاي نرم بدنش به‌طور كامل سالم حفظ شده بود؛ به‌طوري‌كه درون آن ۴ تخم (هر كدام با قطري برابر با ۵۰ ميكرومتر، كمتر از قطر موي انسان) وجود داشت كه داخل كيسه ذخيره اسپرم در بدن جانور ماده قرار گرفته بودند. كهربا درواقع موجودات را با چنان جزئيات بالايي حفظ كرده بود كه پژوهشگران توانستند نطفه درون كيسه‌هاي توليد مثلي آن‌ها را نيز مشاهده كنند.
«هي وانگ»، ديرينه‌شناس و پژوهشگر پسادكترا در آكادمي علوم چين، با استفاده از توموگرافي يا برش‌نگاري كامپيوتري، تصويري سه‌بعدي از اين توده را بازسازي و آن را براي «رناته ماتزك كاراسز»، متخصص استراكود و ديرين‌شناس در دانشگاه لودويگ ماكسيميليان مونيخ ارسال كرد. كاراسز پس از مشاهده نمونه، براي داشتن قديمي‌ترين اسپرم جانوري بازسازي شده، به هي وانگ تبريك گفت.
قطعات كهربا كه استراكودها به‌همراه اسپرم‌هاي غول‌پيكر در آن‌ها قابل مشاهده است
وانگ، كاراسز و همكارانشان تخمين زدند كه هر اسپرم ۲۰۰ ميكرومتر طول داشته است. نتايج اين كشف و مطالعه در ۱۶ سپتامبر در مجله Proceedings of the Royal Academy B منتشر شد.
تكامل اسپرم غول‌پيكر
قبل از اين كشف، قديمي‌ترين اسپرم جانوري تأييدشده مربوط به حدود ۵۰ ميليون سال پيش است. اين اسپرم در يك پيله كرم در منطقه‌اي از قطب جنوب كشف شد. قدمت قديمي‌ترين اسپرم استراكود پيدا شده قبل از اين كشف، به ۱۷ ميليون سال پيش برمي‌گردد (اگرچه در آن زمان به‌عنوان قديمي‌ترين اسپرم جانوري ثبت شده بود).
كاراسز در مورد اين كشف بيان كرد: «كشف اسپرم غول‌پيكر با قدمت ۱۰۰ ميليون سال بسيار هيجان‌انگيز است، زيرا اسپرم غول‌پيكر يك روش توليد مثلي است كه به انرژي بالايي نياز دارد. استراكودها بايد انرژي زيادي براي ساخت اسپرم و فضاي زيادي براي نگه‌داري آن در لوله‌هاي دستگاه توليد مثلي اختصاص دهند. علاوه‌بر اين، زمان انجام جفت‌گيري با وجود اسپرم‌هاي غول‌پيكر طولاني‌تر خواهد بود. ممكن است اين تصور وجود داشته باشد كه داشتن اسپرم‌هاي غول‌پيكر در استراكودها از نقطه انديشه متخصصين تكاملي منطقي نيست، اما به‌انديشه متخصصين مي‌رسد كه اين مورد در استراكودها بيش از ۱۰۰ ميليون سال است كه مؤثر واقع شده است.» استراكودهاي كنوني هنوز با همين مكانيسم جفت‌گيري مي‌كنند و درواقع براي بيش از ۱۰۰ ميليون سال است كه اين روش توليد مثلي بدون تغيير باقي مانده است.
كاراسز افزود: «فقط حدود ۲۰ نمونه از بافت نرم استراكود كه توسط فسيل حفظ شده‌اند، دردسترس هستند. پيدا كردن اين جانوران آبزي در رزين گياهان فسيل‌شده عجيب بود؛ بنابراين گام بعدي مطالعات، جست‌وجوي ساير نمونه‌هاي كهربا از دوره‌هاي زماني ديگر است كه ممكن است حاوي استراكودها باشند.»
هم انديشي ها