დაახლოებით 66 მილიონი წლის წინ დედამიწაზე დაცემულმა უზარმაზარმა კოსმოსურმა ლოდმა სამუდამოდ შეცვალა სიცოცხლის მიმართულება ჩვენს პლანეტაზე.
მთელს მსოფლიოში დაწყებულმა ცვლილებათა ჯაჭვურმა რეაქციებმა პლანეტის გიგანტურ არსებებს ბოლო მოუღო. გაქრნენ არამფრინავი დინოზავრები, მაგრამ მათმა მოსპობამ გზა გაუხსნა და ააღორძინა სიცოცხლის სხვა ფორმები.
ასტეროიდის დაცემიდან არცთუ ისე დიდი ხნის შემდეგ გამოჩნდნენ თანამედროვე ფრინველთა წინაპრები. ახლახან, მეცნიერებმა ამ კატასტროფის კვალი ფრინველების გენომში იპოვეს — მასობრივი გადაშენებით გამოწვეული დრამატული ცვლილებები, რომლებმაც ფრინველებს დივერსიფიცირების საშუალება მისცა, რის შედეგადაც, ისინი ცხოველების ძლიერ წარმატებული და მრავალფეროვანი კლასი გახდნენ.
„დღევანდელ ფრინველთა დნმ-ის შესწავლით, შეგვიძლია ვცადოთ იმ გენეტიკურ მიმდევრობათა მახასიათებლების დაფიქსირება, რომლებიც დედამიწის ისტორიაში ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი მოვლენების შემდეგ შეიცვალა. როგორც ჩანს, გადარჩენილთა გენომებში ამ მოვლენათა ხელწერა ისე ჩაიბეჭდა, რომ მისი დაფიქსირება დღეს, მილიონობით წლის შემდეგაც შესაძლებელია“, — ამბობს მიჩიგანის უნივერსიტეტის ორნითოლოგი ჯეიკ ბერვი.
უზარმაზარი ასტეროიდი დედამიწას თანამედროვე მექსიკის იუკატანის ნახევარკუნძულთან დაეცა და მისი შედეგები გამანადგურებელი იყო. გამოიწვია ცარცულ-პალეოგენური გადაშენება, როგორც მას ახლა უწოდებენ და მოსპო ცხოველური სიცოცხლის ფორმების დაახლოებით 76 პროცენტი.
ამ კოლოსალურმა დანაკარგმა ვაკუუმი გააჩინა, რომელიც გადარჩენილმა სიცოცხლემ სწრაფად ამოავსო, განვითარდა და გამრავალფეროვნდა ხელახლა შექმნილ სამყაროში ადგილის დასამკვიდრებლად. დრამატულად შეიცვალნენ მფრინავი დინოზავრები — გადაიქცნენ 10 000 ან უფრო მეტ ფრინველის სახეობად, რომელთაც დღეს ვხედავთ ჩვენ გარშემო.
რადგან ცხოველი ევოლუციურად იცვლება, მათი დნმ-ის გენომის შემადგენლობაში ცვლილებები ხდება.
დნმ-ის ფუნდამენტური საშენი მასალა — ნუკლეოტიდები — ოთხი სხვადასხვანაირი ფუძისგან შედგება, A, C, G და T. გენომში ამ ნუკლეოტიდი ფუძეების პროპორციები შეიძლება შეიცვალოს, რაც არსების განვითარებაში ცვლილებებს იწვევს.
ფრინველთა ევოლუციის წინა კვლევები აჩვენებდა დნმ-ის ფიქსირებულ შემადგენლობას, რომელსაც ცვლილება არ შეეძლო. ახლად შექმნილი პროგრამული უზრუნველყოფის გამოყენებით, მკვლევრებმა საპირისპიროს დამტკიცება შეძლეს — კვლევას ატარებდნენ იმ პარადიგმის ქვეშ, რომელიც ნუკლეოტიდი ფუძის პროპორციებს ცვლილების საშუალებას აძლევდა.
ბერვმა და მისმა კოლეგებმა ამ პროგრამული უზრუნველყოფით შეისწავლეს ფრინველთა ყველა ძირითად ჯგუფების გენომებს შორის სხვაობები. შედეგად, გამოავლინეს ცარცულ-პერმული გადაშენების შემდეგ მათი გენომის შემადგენლობაში მომხდარი ცვლილებები.
ძირითადი ყურადღება მიმართეს ასტეროიდის დაცემის შემდეგ 5-მილიონ წლიან პერიოდებზე; დაადგინეს, რომ დაახლოებით 3-5 მილიონ წელიწადში, გადაშენების მოვლენამ ფრინველთა გენომში მნიშვნელოვანი ცვლილებები წარმოქმნა.
ეს ცვლილებები კონკრეტულად ეხებოდა ზრდასრული ფრინველის ზომას, მათ მეტაბოლიზმს და როგორ ჩამოყალიბდა გამოჩეკის უნარი.
მაგალითად, ზრდასრული ფრინველები იმაზე გაცილებით პატარები გახდნენ, ვიდრე მფრინავი დინოზავრები იყვნენ. ცვლილება შეეხო ნაშიერებსაც — ისინი გაცილებით პატარები, სუსტები, ბუმბულების გარეშე იბადებიან და საჭიროებენ მშობლების მხრიდან ინტენსიურ მზრუნველობას. დღეს ზოგიერთ ფრინველს მშობლების ზრუნვა არ სჭირდება, მაგალითად, იხვის ჭუკები და ქათმის წიწილები. ამ თვისებას გამოჩეკისთანავე დამოუკიდებლობას უწოდებენ და ამის მტკიცებულება მფრინავ დინოზავრებშიც შეინიშნება.
„დავადგინეთ, რომ ზრდასრული სხეულის ზომა და გამოჩეკამდელი განვითარების მახასიათებლები ფრინველის ბიოლოგიის ის ორი მნიშვნელოვანი თვისებაა, რომლებიც შეგვიძლია დავუკავშიროთ იმ გენეტიკურ ცვლილებებს, რომლებიც ჩვენ დავაფიქსირეთ. რამდენადაც ჩვენთვის ცნობილია, დნმ-ის შემადგენლობის ცვლილება აქამდე არ ყოფილა დაკავშირებული ცარცული პერიოდის ბოლოს მომხდარ გადაშენებასთან“, — ამბობს ბერვი.
აქამდე, დნმ-ში შემადგენლობითი ცვლილება მასობრივი გადაშენების კონტექსტში დეტალურად შესწავლილი არ ყოფილა. და ვინაიდან ვიცით, რომ მასობრივ გადაშენებას დრამატული ეფექტი აქვს მსოფლიოზე, ცვლის მთელ ეკოსისტემებსა და მათ ურთიერთქმედებებს, ისევე როგორც ურთიერთობას მათში არსებულ ორგანიზმებს შორის.
ეს კვლევა მიუთითებს, რომ არსებობს ცვლილებათა სიღრმეები, რომლებამდეც ჯერ არ ჩავსულვართ.
„ჩვენი კვლევა ხაზს უსვამს, რომ გადაშენების მოვლენებს ორგანიზმთა ბიოლოგიაზე კიდევ უფრო სიღრმისეული გავლენა შეიძლება ჰქონდეს — შეცვალოს მათი გენომის განვითარების მნიშვნელოვანი ასპექტები. ეს კვლევა კიდევ უფრო აღრმავებს ჩვენს წარმოდგენას მასობრივ გადაშენებათა დრამატული ბიოლოგიური გავლენების შესახებ. წარმოაჩენს, რომ მასობრივი გადაშენება, რომელმაც გიგანტური დინოზავრები მოსპო, ბიოლოგიურად ერთ-ერთი ყველაზე გავლენიანი მოვლენა იყო მთლიანი პლანეტის ისტორიაში“, — — ამბობს კემბრიჯის უნივერსიტეტის პალეონტოლოგი დანეილ ფილდი.
კვლევა Science Advances-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია news.umich.edu-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
