کشف راز ماهی‌هایی که در بیابان زندگی می‌کنند

بیابان نوادا در شرق ایالت کالیفرنیا، مکانی غیرعادی برای پیدا کردن ماهی به نظر می‌رسد. «دره‌ی مرگ» (Death Valley) در بیابان نوادا یکی از خشک‌ترین و گرم‌ترین مناطق  آمریکای شمالی به حساب می‌آید. این دره زیستگاه طبیعی گونه‌ای از ماهیان «کپوردندان» (Pupfish) است. این ماهی‌های آبی نقره‌ای که به اندازه‌ی ماهی‌های قرمز خانگی هستند، در چشمه‌ی «سوراخ شیاطین» (Devils Hole) زندگی می‌کنند و در معرض خطر انقراض قرار دارند.

آب چشمه‌ی سوراخ شیاطین همیشه در دمای ۳۲ درجه‌ی سانتیگراد قرار دارد. این میزان حرارت اکثر ماهی‌های دیگر را می‌کشد. این حفره‌ی زیرزمینی که به یک دریاچه‌ی زیرزمینی عمیق متصل است، در سال به مدت دو ماه نور خورشید را دریافت نمی‌کند. علیرغم این شرایط سخت، دانشمندان معتقدند که جامعه‌ی کوچکی از کپوردندان‌ها بین ۱۰ تا ۲۰ هزار سال در آنجا زندگی کرده‌اند. این موجودات سرسخت، بازماندگان روزهایی هستند که دره‌ی مرگ یک منطقه‌ی حاصلخیز بود.

حالا شواهد جدید نشان می‌دهند که شاید عمر این ماهی‌ها بسیار کمتر از چیزی باشد که قبلا تصور می‌شد. در یک مطالعه‌ی جدید، این نظریه مطرح شده که کپوردندان‌های چشمه‌ی سوراخ شیطان، در واقع بین ۱۰۸ تا ۸۳۰ سال پیش در این غار آبی ساکن شدند. این باعث شد دانشمندان درباره‌ی چگونگی پیدایش این ماهی‌ها تجدیدنظر کنند.

سوراخ شیاطین، زیستگاه طبیعی کپوردندان ها، واقع در جنوب نوادا

«کریستوفر مارتین»، سرپرست این مطالعه و یکی از زیست‌شناسان دانشگاه کارولینای شمالی می‌گوید: “برآوردهای جدید ما از سن کم این گونه، آن را به موجود جذاب‌تری تبدیل می‌کند، چرا که نسبت به دیگر گونه‌ی کپوردندان‌ها ویژگی‌های منحصر به فرد بسیاری دارد.”

کپوردندان‌ها در ابتدا در یک دوره‌ی مرطوب به دره‌ی مرگ راه یافتند؛ احتمالا زمانی که این منطقه با آب به دریاچه‌ها و رودخانه‌های نقاط دیگر وصل شد. اما وقتی که با خشک شدن آب، آن منطقه به بیابان تبدیل شد، کپوردندان‌ها در چشمه‌های کوچکی منزوی و از هم جدا شدند. کپوردندان‌های چشمه‌های مختلف هم مثل فنچ‌های داروین (گونه‌هایی از پرندگان که در ابتدا توسط داروین نمونه‌برداری و ثبت شدند)، با گذر زمان و تکامل، ویژگی‌های مختلفی کسب کرده‌اند و به یک گونه‌ی منحصر به فرد تبدیل شده‌اند. آنها به ندرت با همدیگر ترکیب می‌شدند؛ این اتفاق معمولا وقتی رخ می‌داد که سیل به طور موقتی چشمه‌های مجزا را به هم متصل می‌کرد.

سوراخ شیاطین هم یک چشمه‌ی منزوی و مجزا بوده و جمعیت کپوردندان‌ها در آنجا کم است. از زمانی که نگه‌داری سوابق رسما از دهه‌ی ۷۰ میلادی آغاز شد، تعداد آنها بین ۳۵ تا ۵۴۸ ماهی تخمین زده شده است. براساس نظریه‌ی تکامل، بقای آنها یک پدیده‌ی غیرعادی به حساب می‌آید. چرا که چنین جامعه‌های کوچکی معمولا به شدت درون‌زا می‌شوند و در نهایت از بین می‌روند. مارتین می‌گوید: “براساس دانشی که ما از ژنتیک حفاظت داریم، جامعه‌های کوچک از جانوران، قاعدتا نباید بتوانند برای مدت طولانی به بقا ادامه دهند.”

اما اشتباه دانشمندان درباره‌ی عمر کپوردندان‌های چشمه‌ی سوراخ شیاطین این بود که برآوردهایشان بر مبنای اتفاقاتی مثل وقوع سیل‌هایی قرار داشت که آنها را به آنجا آورده بودند؛ و تاریخچه‌ی تکاملی آنها را در نظر نگرفته بودند. مارتین و همکاران‌اش این بار به سراغ ژنتیک رفتند تا عمر این ماهی‌ها را تخمین بزنند.

محققان برای اینکه تشخیص دهند کپوردندان‌ها چه زمانی از هم‌نوعان‌شان جدا شدند، ۱۳ هزار رشته‌ی DNA را از ۵۶ کپوردندان در حوالی دره‌ی مرگ و دیگر نقاط جهان، استخراج کردند. آن داده‌ها به محققان این امکان را داد که شجره‌نامه‌ی کپوردندان‌های ناحیه‌ی مورد نظر را بازسازی و زمان پیدایش گونه‌های متفاوت را محاسبه کنند.

غواصان مشغول جمع آوری داده از کپوردندان های سوراخ شیاطین هستند

دانشمندان قبلا باور داشتند که گونه‌های کپوردندان میلیون‌ها سال قبل به دره‌ی مرگ آمدند، اما این بررسی‌های جدید نشان می‌دهد که آنها ۱۰ هزار سال پیش در این منطقه پیدا شدند، یعنی تقریبا هم‌زمان با آخرین سیلی که در این دره اتفاق افتاد. همچنین براساس این تحقیق، کپوردندان‌های چشمه‌ی سوراخ شیاطین کمتر از هزار سال پیش از دیگر کپوردندان‌های دره‌ی مرگ جدا شدند.

این یافته‌ها چندین تحقیق کوچک‌مقیاس دیگر، حاکی از پیدایش کپوردندان‌های سوراخ شیاطین در هزار سال اخیر را تایید می‌کند. «کرگ استاک‌ول» (Craig Stockwell)، یکی از زیست‌شناسان دانشگاه داکوتای شمالی می‌گوید: “شباهت یافته‌های این تحقیقات به همدیگر واقعا جالب توجه است. من معتقدم شواهد بسیاری وجود دارد که ثابت می‌کند این ماهی‌ها جوان‌تر از چیزی هستند که قبلا تصور می‌شد.” استاک‌ول در سال ۲۰۱۴ بررسی ژنتیکی مشابهی را در مقیاس کوچک‌تری منتشر کرد.

«شان لما» (Sean Lema)، زیست‌شناسی در دانشگاه پلی‌تکنیک کالیفرنیا که نقشی در این مطالعه نداشت می‌گوید: “یکی از مهم‌ترین سوالات مربوط به این گونه‌ها که سال‌ها ذهن ما را درگیر کرده، این است که آنها چگونه به سوراخ شیاطین راه یافتند. این تحقیق، تاکنون یکی از بهترین تلاش‌هایی است که برای تشخیص علت جدایی این گونه از ماهی‌ها صورت گرفته.”

کپوردندان‌های سوراخ شیاطین علیرغم سن کمی که دارند، ویژگی‌های منحصر به فردی کسب کرده‌اند. آنها نسبت به هم‌نوعان‌شان کوچک‌تر بوده و کمتر تهاجمی هستند. چشمان بزرگ‌تری دارند و فلس‌هایشان تیره‌تر است؛ و بال لگنی که معمولا در دیگر کپوردندان‌های بیابانی یافت می‌شود، در آنها دیده نمی‌شود. اگر محاسبات و ارزیابی‌های مارتین درست باشد، ماهی‌ها این ویژگی‌ها را طی هزار سال اخیر و بر اثر تکامل کسب کرده‌اند. براساس مقیاس زمانی تکاملی، تغییرات این ماهی‌ها بسیار سریع شکل گرفته است.

دره مرگ، یک دره بیابانی در شرق کالیفرنیا که گرمترین و خشکترین منطقه آمریکای شمالی است

مارتین می‌گوید: “من فکر می‌کنم علت تمایز و شاخص بودن کپوردندان‌های سوراخ شیاطین، ویژگی‌های منحصر به فرد این زیستگاه باشد. این چشمه در مقایسه با دیگر زیستگاه‌هایی که در طبیعت یافت می‌شود، سخت‌ترین شرایط را برای ماهی‌ها دارد.” ماهی‌ها روی سطح بسیار کوچکی تخم‌ریزی می‌کنند که کوچک‌ترین زیستگاه برای هر جانور مهر‌ه‌داری به حساب می‌آید. غذا به سختی در این غار تیره و تاریک یافت می‌شود. این محیط زیست چالش‌برانگیز کپوردندان‌ها را تحت فشار می‌گذارد تا به سرعت خودشان را با شرایط محیط وفق دهند و تغییر کنند. البته مشخص نیست که این تطبیق‌ها و سازگاری‌ها تا چه حد مفید هستند.

مارتین تاکید می‌کند که این یافته‌ها در مراحل اولیه هستند و باید مطالعات بیشتری انجام شود تا اسرار تاریخچه‌ی تکاملی کپوردندان‌های دره‌ی مرگ برملا شود. به عنوان مثال، مشخص نیست که کپوردندان‌ها دقیقا چگونه در چشمه‌ی سوراخ شیاطین ساکن شدند چرا که سیل آنها را به این چشمه نیاورد. مارتین می‌گوید ممکن است انسان‌ها در این موضوع نقش داشته باشند. احتمالا بومیان آمریکا از کپوردندان‌ها تغذیه می‌کردند و بعضی از آنها را به آنجا منتقل می‌کردند. همچنین شاید پرندگان به طور ناآگاهانه تخم این ماهیان را از یک چشمه به چشمه‌ی دیگری منتقل می‌کردند.

آینده‌ی کپوردندان‌های چشمه‌‌ی سوراخ شیاطین در هاله‌ای از ابهام قرار دارد. طی سال‌های اخیر تعداد انگشت‌شمار آنها کمتر هم شده و دانشمندان درباره‌ی علت آن مطمئن نیستند. اما در حال حاضر، همچنان به مقاومت ادامه می‌دهند. مارتین می‌گوید: “وقتی من به این زیستگاه فکر می‌کنم، متحیر می‌شوم.”

‌

منبع: Science Mag