كيف انتهى الأمر بالسمك المفلطح بعين جانبية ملحمية

السمك المفلطح يشبه هلوسة السمكة. جسمه مسطح كالفطيرة، ورأسه مائل بشكل دائم إلى أحد الجانبين، وبدلاً من أن تكون له عين واحدة على كل جانب من رأسه، تتزاحم كلتا العينين على جانب واحد.

هذا التشريح، على الرغم من غرابته، هو أحد قصص النجاح الرائعة للتطور. السمك المفلطح، مثل أكثر من 800 نوع آخر من الأسماك المفلطحة، يرقد بشكل مسطح في قاع البحر، وعيناه تنظران إلى المياه فوق رؤوسهما. عندما تسبح سمكة أصغر حجمًا، تنطلق سمكة مفلطحة وتضرب. أحد الأنواع، سمك الهلبوت في المحيط الهادئ، يمكن أن ينمو إلى حجم سمكة باب الحظيرة.

لقد حيرت الأجسام الغريبة للأسماك المفلطحة علماء الأحياء لفترة طويلة. في الواقع، استخدمه منتقدو تشارلز داروين كدليل ضد نظريته في التطور.

في كتابه “أصل الأنواع”، جادل داروين بأن الانتقاء الطبيعي يفضل الاختلافات الصغيرة. وكل زيادة بسيطة تفيد كائنًا حيًا. وقال إنه على مدى أجيال لا حصر لها، أدت هذه الزيادات تدريجياً إلى تحولات واسعة النطاق.

رفض منتقدو داروين فكرة إمكانية حدوث مثل هذه التغييرات بالفعل. استخدم سانت جورج جاكسون ميفارت، عالم الأحياء البريطاني، الأسماك المفلطحة كدليل أ: بدا من المستحيل بالنسبة له أن تكون الهجرة البطيئة للعين حول رأس السمكة مفيدة في كل مرحلة على طول الطريق.

“كيف يمكن لمثل هذا العبور لعين واحدة خلال جزء صغير من الرحلة نحو الجانب الآخر من الرأس أن يفيد الفرد، هو في الواقع أمر غير واضح على الإطلاق،” ميفارت كتب في عام 1871. وأضاف أن فكرة أن الانتقاء الطبيعي يمكن أن يخلق سمكة مسطحة تدريجيًا، “يبدو أنها لا تتعارض مع الخيال، بل مع العقل”.

نجت نظرية داروين من اعتداءات ميفارت، لكن لغز السمكة المفلطحة ظل قائمًا. لعقود من الزمن، ظل العلماء في حيرة بشأن نوع السلف الذي تطورت منه هذه الكائنات. كان للأسماك المفلطحة، وسمك الهلبوت، والأسماك الوحيدة وجميع الأسماك المفلطحة الأخرى أجسام متشابهة جدًا، مما يشير إلى أنها كانت مرتبطة ارتباطًا وثيقًا ببعضها البعض. لكنهم كانوا جميعًا غريبين جدًا لدرجة أنه كان من المستحيل التعرف على أقرب أبناء عمومتهم الأحياء.

بدأ اللغز بالكشف في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، عندما اكتشف علماء الأحياء أن أقرب الأقارب الجينيين للأسماك المفلطحة لا يشبهونها على الإطلاق. وكان من بين أبناء عمومتهم سباحون كبار وسريعون أمضوا حياتهم في المحيط المفتوح، بما في ذلك أسماك التونة والباراكودا والمارلين.

وقال ريكاردو بيتانكور آر، عالم الأحياء البحرية في معهد سكريبس لعلوم المحيطات، الذي اكتشف الاتصال في عام 2013.

قدم الحمض النووي للأسماك المفلطحة بعض الأدلة حول كيفية حدوث التحول. ومن خلال إحصاء الطفرات التي تراكمت لدى الأسماك المفلطحة وأقاربها، تمكن الباحثون من تقدير متى انقسمت فروعها التطورية. اتضح أنه أن الأسماك المفلطحة وأبناء عمومتها الذين يسبحون بسرعة انقسموا بعد وقت قصير من تعرض الأرض لكارثة ضخمة قبل 66 مليون سنة.

في ذلك الوقت، اصطدم كويكب يبلغ عرضه ستة أميال بالكوكب وحول السماء إلى اللون الأسود، مما أدى إلى انقراض أكثر من نصف الأنواع سواء على الأرض أو في المحيط. لقد فتح الانقراض الجماعي فرصًا بيئية للناجين. انقسمت إحدى السلالات الباقية، حيث وجد بعض الأفراد فرصًا في المحيط المفتوح واستقر آخرون في قاع البحر.

يبدو الحمض النووي للأسماك المفلطحة كما تتوقع إذا تطورت كما تصورها داروين. فضل الانتقاء الطبيعي سلسلة من الطفرات التي غيرت تدريجيًا جسم سلف عادي المظهر، مما أدى إلى تكوين تشريح السمكة المفلطحة.

توفر الحفريات أيضًا لمحات عن هذا التحول. في عام 2008، مات فريدمان، وهو الآن مدير متحف علم الحفريات في جامعة ميشيغان، اكتشف أن حفريات نوعين مبكرين من الأسماك المفلطحة كانت لها عيون على جانبي رؤوسها. لكن إحدى العينين كانت قريبة من أعلى الجمجمة. لقد وثقت الحفريات بالضبط نوع الشكل الانتقالي الذي تنبأ به داروين، والذي ادعى ميفارت أنه مستحيل.

لفهم كيفية تغير عيون الأسماك المفلطحة بشكل جذري، يراقب بعض علماء الأحياء بيض الأسماك المفلطحة وهو يفقس ويتطور إلى أسماك بالغة. تبدأ اليرقات في الظهور مثل الأسماك الطبيعية. فقط عندما يمرون بالتحول إلى البالغين، تهاجر عين واحدة إلى الجانب الآخر من الرأس. ثم تستقر الأسماك في قاع البحر لتنتظر الفريسة.

تؤدي هرمونات الغدة الدرقية إلى تحفيز اليرقات على المرور بهذا التحول. تقوم الهرمونات بتشغيل الجينات الموجودة في جمجمة السمكة المفلطحة مما يتسبب في تغيير شكلها، مما يساعد على دفع عين واحدة إلى موضع جديد. داخل العين نفسها، تعمل جينات أخرى على تحفيز نمو الخلايا العصبية حتى تتمكن من البقاء على اتصال بالدماغ أثناء انتقالها إلى مكان جديد.

قدمت الاكتشافات الجديدة للأسماك المفلطحة بعض الإجابات عن الأسئلة المتعلقة بتطورها، وأدت إلى نقاشات جديدة. وفي عام 2021، أنشأ فريق من الباحثين في الصين شجرة تطورية جديدة للأسماك المفلطحة من خلال النظر في 1700 قطعة من الحمض النووي في 13 نوعًا من الأسماك المفلطحة وأقاربها. الباحثون انتهى أن جسم السمكة المفلطحة تطور مرتين. أدى أحد هذه التحولات إلى ظهور مجموعة من أنواع الأسماك المفلطحة التي تعيش في المحيطات الاستوائية، والمعروفة باسم سمك الترس الشوكي، وأدى التحول الآخر إلى ظهور جميع الأسماك المفلطحة الأخرى، بما في ذلك السمك المفلطح.

كان الدكتور فريدمان متشككا. تشترك جميع الأسماك المفلطحة في العديد من التغييرات الشديدة نفسها في تشريحها، والتي أصبحت ممكنة بفضل التغييرات الجذرية في يرقاتها. وجد الدكتور فريدمان صعوبة في تصديق أن الأسماك العادية ستكتسب جسم السمكة المفلطحة الغريبة مرتين. وقال: “أنا متأكد من أن هذا الابتكار تطور مرة واحدة”.

ونظرًا لأن الأسماك المفلطحة تطورت بسرعة كبيرة بعد أن ضرب الكويكب قبل 66 مليون سنة، فقد كان من الصعب إعادة بناء شجرة تطورها. حاول الدكتور فريدمان القيام بذلك مع الدكتور بيتانكور-ر. وإيمانويل دوارتي ريبيرو، عالم الأحياء التطورية بجامعة بازل في سويسرا. لقد ركزوا على أجزاء معينة من الحمض النووي التي توقعوا أنها من المرجح أن تقدم صورة أكثر دقة. كما قاموا بتوسيع تحليلهم لمقارنة أكثر من 400 نوع من الأسماك المفلطحة وأقاربهم.

الشهر الماضيأفاد الباحثون أن تحليلهم الجديد أشار إلى أصل واحد فقط للأسماك المفلطحة. وقال الدكتور دوارتي ريبيرو: «نحن سعداء بالعثور على الأصل الوحيد، لأنه التفسير الأبسط». “هناك الكثير من الجينات التي يحتمل أن تشارك في هذا التحول، ومن غير المرجح أن يحدث مرتين.”

ونشر الباحثون الصينيون أ إجابة حيث وقفوا على نتائجهم. ولم يرد ثلاثة من أعضاء الفريق على رسائل البريد الإلكتروني التي تطلب التعليق.

دكتور بيتانكور-ر. ويقوم وزملاؤه الآن بجمع المزيد من البيانات من الحمض النووي للأسماك المفلطحة لمعرفة ما إذا كان اكتشافهم لأصل واحد سيصمد أم لا. وقال: “هذا ما أعتقد أنه سيحدث”. “لكن من الصعب معرفة ذلك، لأن هذه مشاكل صعبة.”