حیات چگونه پدیدار شد؟ اولین یادداشت ۲ سالگی اکسپلوریت!

زندگی چگونه بوجود آمد؟ این سوالیست که با وجود همه‌ی پیشرفت‌ها در علم و فناوری، هنوز کسی به درستی پاسخش را نمی‌داند. ما موجودات زنده را فقط روی زمین دیده‌ایم و هنوز جای دیگری در عالم نشانه‌ای از زندگی پیدا نکرده‌ایم. زمین حدود ۴٫۵ میلیارد سال پیش از سحابی اولیه‌ای که خورشید و کل منظومه‌ی شمسی را بوجود آورد، تشکیل شد. زمین جوان اصلا شبیه به زمین زیبای امروزی ما نبود و به معنی واقعی کلمه یک جهنم بود. جهنمی مذاب که دائما توسط سنگ‌های آسمانی بمباران می‌شد. حتی طبق فرضیه‌ای قدرتمند، اندک زمانی پس از شکل‌گیری زمین، سیاره‌ای به اندازه‌ی مریخ به زمین برخورد کرد و با پخش کردن مواد پوسته‌ی زمین در فضا، باعث بوجود آمدن ماه شد. با این حال شواهد نشان می‌دهند که تنها چند میلیون سال پس از پیدایش زمین، سر و کله‌ی اولین موجودات زنده پیدا شد. این موجودات زنده چگونه بوجود آمدند؟ آیا آن‌ها به ناگهان از مواد شیمیایی و عناصر موجود روی زمین پیدا شدند؟ آیا سنگ‌های آسمانی که به زمین برخورد می‌کردند از جایی دوردست در فضا موجودات زنده را به زمین آوردند؟ این‌ها پرسش‌هاییست که علم تجربی سال‌هاست به دنبال یافتن پاسخ آن‌ها می‌گردد، ولی هنوز چیز زیادی بدست نیاورده است. با دیجی‌کالا مگ همراه باشید.

زندگی چگونه بوجود آمد؟ طی هزاران سالی که انسان هوشمند این سوال‌ را از خودش پرسیده، پاسخ‌های متعددی به آن داده است. یکی از پاسخ‌هایی که خیلی متداول بود، چیزیست که آن را به نام خلق‌الساعه می‌شناسیم. این نظریه تقریبا از زمان ارسطو رایج شد. ارسطو می‌گفت که مثلا اگر در یک انبار کاه مقداری گندم و پارچه‌ی کهنه بگذارید، بعد از چند روز آن‌جا موش بوجود می‌آید! خوب این نظریه الان مسخره به نظر می‌رسد؛ چطور ممکن است از چیزهایی مثل کاه و پارچه‌ی کهنه به یکباره موجودی زنده پیدا شود. قطعا موش‌ها از بیرون انبار می‌آیند و صرفا به دنبال غذا و مکان مناسبی برای زندگی هستند. ولی جالب است بدانید که اگر در تاریخ زمین میلیاردها سال عقب برویم، به احتمال زیاد شاهد بوجود آمدن موجودات زنده از عناصر غیر زنده هستیم.

برای هزاران سال انسان به خلق‌الساعه باور داشت.

برای هزاران سال انسان به خلق‌الساعه باور داشت. یعنی موجودات زنده به یکباره از چیزهای غیرزنده بوجود می‌آیند.

جهنم واقعی

برای رسیدن به سپیده‌دم حیات باید تقریبا ۴ میلیارد سال عقب برویم. دورانی که اتمسفر زمین غلیظ و پر از کربن دی‌اکسید بود و خورشید هم درخشندگی کنونی‌اش را نداشت. منظومه‌ی شمسی تازه در حال تشکیل شدن بود و هنوز سنگ‌های آسمانی سرگردان زیادی در آن وجود داشت. این سنگ‌های سرگردان، مرتب سطح زمین را بمباران می‌کردند. دانشمندان از این دوران با نام دوره‌ی «بمباران سنگین» یاد می‌کنند. برخورد سنگ‌های بزرگ و کوچکی که قطر بعضی از آن‌ها حتی تا ۴۵۰ کیلومتر هم می‌رسید، پوسته‌ی زمین را به طور کامل مذاب کرده بود.

به نظر می‌رسد که در این دمای فوق‌العاده زیاد و محیط سمی، هیچ موجود زنده‌ای نمی‌تواند دوام بیاورد. ولی اکنون دانشمندان فکر می‌کنند که آجرهای اولیه‌ی سازنده‌ی حیات در همین محیط‌ جهنمی بوجود آمد. الان هم می‌توان در بعضی از نقاط زمین، مکان‌هایی پیدا کرد که شبیه به زمین اولیه هستند. در جنوب مکزیک و در دل جنگل‌های استوایی، غاری به نام «کوئوا دو ویلا لوز» (Cueva de Vilaa Luz) وجود دارد که محیط آن مملو از هیدروژن سولفید است. ۴ میلیارد سال پیش، زمین پر از هیدروژن سولفید بود. محیط درونی این غار برای موجودات زنده از جمله انسان به شدت کشنده است. ولی به طرزی شگفت‌آور در اعماق همین غار می‌توان انواعی از موجودات زنده پیدا کرد؛ موجوداتی که با محیط سمی غار سازگار شده‌اند. گاز هیدروژن سولفید از منافذی در زیر غار سرچشمه می‌گیرد، با اکسیژن موجود در آب واکنش می‌دهد و دیواره‌ی درونی غار را با اسید سولفوریک می‌پوشاند. در این غار میلیاردها میلیارد باکتری‌ که حیات آن‌ها وابسته به هیدروژن سولفید است، در کولونی‌های عجیبی گرد هم آمده‌اند. باکتری‌ها انرژی شیمیایی هیدروژن سولفید را استخراج می‌کنند. باکتری‌ها از جمله باستانی‌ترین و معمول‌ترین موجودات زنده‌ی روی زمین هستند. مانند دیگر موجودات زنده، آن‌ها هم رشد می‌کنند، با محیط خود سازگار می‌شوند و تولید مثل می‌کنند. در هرکدام از این موجودات تک‌سلولی، مولکول DNA وجود دارد. DNA به باکتری‌ها اجازه می‌دهد که تکثیر شوند. شرایط اولیه‌ی زمین از شرایط این غار خیلی بدتر بوده و این نشان می‌دهد که بعضی از انواع حیات می‌توانند در محیط‌های فوق‌العاده سخت حضور داشته باشند.

زمین اولیه شرایطی کاملا جهنمی داشت. ولی به نظر می‌رسد که حیات در همین محیط توانسته بوجود بیاید.

زمین اولیه شرایطی کاملا جهنمی داشت. ولی به نظر می‌رسد که حیات در همین محیط توانسته بوجود بیاید.

شیمی زندگی

ولی باز هم به این سوال که موجودات زنده از کجا آمده‌اند، پاسخ داده نشد. بیش از ۱۰۰ سال است که دانشمندان می‌دانند حیات احتمالا در نتیجه‌ی فعل و انفعالاتی شیمیایی بوجود آمده است. یعنی یک سری مواد شیمیایی به مقدار و شکل مناسب باید با هم ترکیب شوند تا موجود زنده بوجود بیاید. همه‌ی موجودات زنده، از باکتری گرفته تا موش، کبوتر و زرافه از تعدادی عنصر شیمیایی محدود درست شده‌اند. هیدروژن، اکسیژن، کربن و نیتروژن چهار عنصر فراوان در جهان هستند. اگر این چهار عنصر را (بعلاوه‌ی تعدادی دیگر از عناصر جدول تناوبی) به شکل و مقدار مناسب کنار هم قرار دهید، مواد اولیه‌ی ضروری برای حیات بوجود می‌آید. کربن ماده‌ی سازنده‌ی اصلی موجودات زنده است. چیزی که کربن را خیلی خاص می‌کند این است که می‌تواند با خودش و دیگر عناصر پیوندهای خیلی زیاد و متنوع بسازد. هیچ اتم دیگری مثل کربن نمی‌تواند این چنین ترکیبات متنوعی بسازد.

ایده‌ی اینکه حیات با ترکیب کربن و دیگر عناصر بوجود می‌آید، اولین بار در دهه‌ی ۱۹۵۰ توسط دانشمندی به نام «استنلی میلر» آزمایش شد. او شرایط زمین اولیه را در آزمایشگاه بازسازی کرد. یعنی ظروف شیشه‌ای را با لوله‌هایی به هم متصل کرد تا چرخه‌ی کامل تبخیر آب از اقیانوس‌ها، ورود بخار به اتمسفر و بارش را بوجود آورد. سپس ظرف شیشه‌ای محتوی هوا را با گازهایی پر کرد که فکر می‌کرد در زمین اولیه وجود داشتند. در همان ظرف الکترودهایی قرار داد تا با جرقه‌ زدن، نوعی رعد و برق مینیاتوری بسازد. بعد از چند روز که سامانه‌ی زمین مصنوعی میلر کار کرد، متوجه بوجود آمدن ماده‌ای عجیب درون ظروف شیشه‌ای شد. این ماده را آزمایش کرد و فهمید که چیزی نیست جز «آمینو اسید». آمینو اسیدها ترکیباتی هستند که از اتصال اتم‌های کربن با دیگر اتم‌ها بوجود می‌آیند. آن‌ها آجرهای سازنده‌ی پروتیین‌ها هستند. پروتیین‌ها به وفور در سلول‌های موجودات زنده وجود دارند. خبر این آزمایش مثل بمب در روزنامه‌ها منفجر و تیتر اصلی رسانه‌های مختلف شد. در ضمن این آزمایش پایه و اساس تحقیقات منشاء حیات را در سال‌های آینده ساخت.

میلر در آزمایشگاه شرایط شبیه به زمین اولیه را بوجود آورد و در کمال تعجب شاهد بوجود آمدن آمینواسید، آجر سازنده‌ی پروتیین‌ها بود.

میلر در آزمایشگاه شرایط شبیه به زمین اولیه را بوجود آورد و در کمال تعجب شاهد بوجود آمدن آمینواسید، آجر سازنده‌ی پروتیین‌ها بود.

با این حال کاری که میلر کرد اکنون تا حد خیلی زیادی محل مناقشه است. بسیاری از دانشمندان فکر می‌کنند که شرایط زمین اولیه با آن‌چه میلر در آزمایشگاه بازسازی کرد خیلی متفاوت است. مشکل دیگر این است که زمین اولیه مرتب توسط سنگ‌های آسمانی بمباران می‌شد و علی‌الاصول این برخوردها باید از شکل‌گیری مولکول‌های اولیه‌ی لازم برای پیدایش حیات جلوگیری می‌کردند. ولی تحقیقات نشان می‌دهند که زندگی دست کم از ۳٫۸ میلیارد سال پیش وجود داشته است.

نشانه‌های زندگی

نشانه‌های حیات باستانی را می‌توان در غرب گرینلد مشاهده کرد. بعضی از صخره‌های موجود در غرب گرینلد از نظر زمین‌شناسی فوق‌العاده با ارزش هستند و قدمت آن‌ها به ۳٫۷ تا ۳٫۹ میلیارد سال پیش می‌رسد. قطعا این صخره‌ها آن‌قدر قدیمی هستند که هیچ فسیلی از موجودات زنده در آن‌ها باقی نمانده است. با این حال دانشمندان آن‌جا چیزی عجیب‌تر، یعنی ردپای شیمیایی میکروب‌های باستانی پیدا کردند. آن‌ها در این صخره‌ها ایزوتوپ‌هایی از کربن پیدا کردند که توسط موجودات زنده بوجود می‌آیند. بنابراین نتیجه گرفتند که زمان بوجود آمدن این صخره‌ها یعنی ۳٫۸ میلیارد سال پیش، در این منطقه حیات وجود داشته است. البته پژوهش‌های دقیق‌تر در صخره‌های پر از کربن، پیشینه‌ی حیات را حتی تا ۴ میلیارد سال هم عقب می‌برد.

ولی شرایط خیلی سخت و برخوردهای عظیم سیارکی در زمین اولیه این فکر را به ذهن دانشمندان ‌آورد که شاید حیات اصلا روی زمین شکل نگرفت؛ بلکه توسط همان سنگ‌های آسمانی از فضا به زمین آمد. اکنون می‌دانیم که در دوردست‌های منظومه‌ی شمسی منطقه‌ای پر از سنگ‌ها و صخره‌های کوچک و بزرگ به نام کمربند کوییپر وجود دارد که از ۴٫۵ میلیارد سال پیش و زمان تشکیل منظومه‌ی شمسی باقی مانده است. گاهی اوقات راه بعضی از این سنگ‌ها به داخل منظومه‌ی شمسی کج می‌شود و خیلی اتفاقی، بعضی از آن‌ها به سطح زمین برخورد می‌کنند. در سال ۱۹۶۹ یکی از این سنگ‌ها در استرالیا فرود آمد. دانشمندان بعد از بررسی دقیق این سنگ متوجه شدند که در آن مولکول‌های آمینواسید وجود دارد. این اولین بار بود که در یک سنگ فضایی می‌توانستیم چنین مولکولی پیدا کنیم. اگر چنین سنگ‌هایی در فضا معمول هستند، در ابتدای پیدایش زمین که بمباران خیلی شدید بوده می‌توانستند حجم بسیار زیادی از مولکول‌های زندگی را روی زمین بیاورند. تا به حال بیش از ۷۰ نوع آمینو اسید در شهاب‌سنگ‌ها پیدا شده است. بسیاری از آن‌ها اجزای اصلی سازنده‌ی پروتیین‌ها هستند که در موجودات زنده یافت می‌شوند. به خصوص بعضی از دنباله‌دارهایی که در ابتدا به زمین برخورد می‌کردند به اندازه‌ی کوه‌های بزرگ اندازه داشتند و می‌توانستند پر از ترکیبات زیستی باشند.

با این حال شدت برخورد این اجرام خیلی زیاد بوده و این ابهام وجود دارد که به هنگام برخورد ممکن است این ترکیبات نابود شده باشند. مثلا در آریزونای آمریکا دهانه‌ی برخوردی بزرگی به قطر ۱٫۲ کیلومتر و عمقی به اندازه‌ی یک برج ۶۰ طبقه وجود دارد که بر اثر برخورد یک شهاب‌سنگ در ۵۰ هزار سال پیش بوجود آمده است. آن‌قدر انرژی این برخورد زیاد بوده که همان لحظه تقریبا همه‌ی شهاب‌سنگ بخار شده است. وقتی سنگی بزرگ با این انرژی به زمین برخورد می‌کند چه بر سر آمینو اسیدها می‌آید؟

در صحرای آریزونا دهانه‌ی بزرگی وجود دارد که بر اثر برخورد شهاب‌سنگ درست شده است. آجرهای سازنده‌ی حیات شاید با همین شهاب‌سنگ‌ها به زمین آمدند.

در صحرای آریزونا دهانه‌ی بزرگی وجود دارد که بر اثر برخورد شهاب‌سنگ درست شده است. آجرهای سازنده‌ی حیات شاید با همین شهاب‌سنگ‌ها به زمین آمدند.

دانشمندی به نام «جنیفر بلنک» دستگاهی برای شبیه‌سازی شدت برخورد سنگ‌های آسمانی به زمین ساخت و خواست امتحان کند و ببیند که آیا آمینو اسیدها از این برخورد عظیم جان سالم به در می‌برند یا خیر. آن‌ها تفنگ بزرگی ساختند که گلوله‌ای را با سرعت ۸۰۰۰ کیلومتر بر ساعت به سوی کپسولی فولادی که در آن پنج نوع آمینو اسید وجود داشت شلیک می‌کرد. دو تای آن‌ها در همه‌ی سلول‌های زنده وجود دارند. بدین ترتیب فشار شدید ناشی از برخورد دنباله‌دار شبیه‌سازی می‌شد. این آزمایش نشان داد که نه تنها آمینو اسیدها از این برخورد جان سالم به در ‌بردند، بلکه اتفاق خیلی عجیب‌تری هم ‌افتاد. محلول آمینو اسید به رنگ قهوه‌ای در آمده و مولکول‌های آن به هم پیوسته بودند تا موکول‌های پیچیده‌تر و بزرگتری به نام «پپتیدها» بوجود آیند. در حقیقت آمینو اسیدها از انرژی ناشی از برخورد، برای ترکیب شدن با یکدیگر و ساختن پپتیدها استفاده کردند. پپتیدها با اتصال به یکدیگر پروتیین‌ها را می‌سازند. پروتیین‌ها مواد سازنده‌ی سلول‌های بدن ما هستند.

دنیای RNA و همه‌ی آن‌چه نمی‌دانیم

با این حال همچنان جهش از این مولکول‌های غیر زنده به موجودات زنده‌ای که دارای مولکول‌ DNA هستند و تولید مثل می‌کنند، فوق‌العاده پیچیده است و هنوز از آن چیز زیادی نمی‌دانیم. به هر صورت یکی از ویژگی‌های اصلی و ضروری موجودات زنده، توانایی همانندسازی یا همان تولید مثل است. چه این همانندسازی مثل باکتری‌ها با تقسیم سلولی انجام شود و چه مثل پستانداران بزرگ با تولید مثل جنسی و بچه‌زایی. هیچ کس نمی‌داند این فرایند چگونه شروع شد و چه مراحلی را طی کرد. هنوز کسی نتوانسته در آزمایشگاه از عناصر غیر زنده، موجود زنده بوجود بیاورد. در دهه‌ی ۱۹۶۰ میلادی، بعضی از دانشمندان فکر کردند که شاید اولین مولکول‌ همانند ساز، یعنی مولکولی که می‌تواند مثل خودش را بسازد، RNA همان خویشاوند نزدیک DNA است.

پروتیین نقشی اساسی در بوجود آمدن موجودات زنده دارد. پروتیین‌ها می‌توانند به اشکال مختلف و خیلی پیچیده در بیایند و تقریبا هر کاری بکنند. مثلا به عنوان آنزیم عمل کنند. آنزیم‌ها موادی هستند که به عنوان کاتالیزور گستره‌ی بزرگی از واکنش‌های شیمیایی عمل می‌کنند. با این حال اطلاعات لازم برای ساخته شدن پروتیین‌ها در مولکول‌های DNA وجود دارد. بدون DNA پروتیین‌های جدید بوجود نمی‌آیند و بدون پروتیین هم DNA جدید بوجود نمی‌آید. بنابراین کدام اول بوجود آمد، پروتیین یا DNA؟

در دهه‌ی ۱۹۶۰، کشف اینکه مولکول‌های RNA می‌توانند تا حدودی مثل پروتیین‌ها عمل کنند، یک پاسخ جالب را به ذهن دانشمندان آورد. اگر RNA می‌توانست واکنش‌ها را کاتالیز و همزمان اطلاعات را ذخیره کند، بعضی از مولکول‌های RNA باید می‌توانستند مولکول‌های RNA بیشتری بسازند. بنابراین RNA‌های همانندساز نیازی به پروتیین‌ها نداشتند. آن‌ها می‌توانستند خودشان همه کار انجام دهند. مشخص شد که RNA یک مولکول همه‌ فن حریف است. این یک دستاورد بزرگ برای این ایده که زندگی ابتدا از مولکول‌های RNA تشکیل شده، بود. به این ایده، «فرضیه‌ی دنیای RNA» می‌گویند.

به نظر می‌رسد پیش از DNA، موجودات زنده فقط دارای RNA بودند. با این حال دقیقا مشخص نیست خود RNA چگونه بوجود آمد.

به نظر می‌رسد پیش از DNA، موجودات زنده فقط دارای RNA بودند. با این حال دقیقا مشخص نیست خود RNA چگونه بوجود آمد.

با این حال این ایده هم یک مشکل بزرگ دارد. نمی‌دانیم مولکول‌های RNA چگونه بوجود آمدند. آیا قبل از آن مولکول‌هایی ساده‌تر با توانایی همانند سازی وجود داشتند؟ بعضی از دانشمندان فکر کنند RNA اولین همانندساز نبوده است. شاید قبل از دنیای RNA، دنیایی به نام TNA، PNA یا ANA وجود داشته است. این‌ها همه مولکول‌هایی شبیه به RNA هستند که به نظر می‌رسد اجزای آن‌ها احتمال بیشتری برای بوجود آمدن خود بخودی داشته باشد. مشکل اینجاست که اگر زندگی به یکی از این شکل‌ها بوجود آمده، شواهدی برای آن وجود ندارد. با تمام این اوصاف، سوالات زیادی باقی می‌ماند. از جمله اینکه اولین مولکول‌های همانندساز دقیقا کجا ظاهر شدند؟ حیات اولیه چه شکلی بود؟ انتقال به DNA و پروتیین‌ها به چه صورت بود و کدهای ژنتیکی چگونه بوجود آمدند؟ تا جایی که می‌دانیم هیچ فسیلی از تقسیم شونده‌های اولیه وجود ندارد.

پناهگاه زندگی

هرچند نمی‌توانیم دقیقا بگوییم زندگی چگونه بوجود آمد، ولی تا حدودی می‌توانیم مکان پیدایش آن را حدس بزنیم. شاید از آن‌جایی که سطح زمین مرتب بمباران می‌شده و مجالی برای شکل‌گیری حیات باقی نمی‌گذاشته، زندگی جایی زیر زمین گسترش یافته است. مثلا احتمالا بستر اقیانوس‌ها مکان خیلی خوبی برای پناه گرفتن موجودات زنده بوده است. در زمین اولیه فعالیت‌های آتشفشانی خیلی زیاد بوده و مواد شیمیایی مرتب از کف اقیانوس‌ها بیرون می‌زدند. الان هم جاهایی در بستر اقیانوس، پدیده‌هایی به نام «پنجره‌های گرمابی» وجود دارد. یعنی مکان‌هایی که آب گرم و ترکیباتی شیمیایی از منافذی در کف اقیانوس فوران می‌کنند. علی‌رغم عدم وجود نور خورشید، موجودات زنده‌ی مختلفی در کنار این پنجره‌ها زندگی می‌کنند. در زمین اولیه حیات می‌توانسته در محیط‌هایی مشابه زنده بماند. مشخص شده بعضی از موجودات زنده‌ای که اکنون در کنار این پنجره‌ها می‌بینیم از نظر ژنتیکی با آن موجودات باستانی قرابت دارند.

تقریبا ۳٫۵ میلیارد سال پیش بمباران شدید دنباله‌دارها و سیارک‌ها متوقف شد. اکنون دیگر حیات می‌توانست روی سطح زمین بیاید و نفس راحتی بکشد. وقتی حیات روی سطح آمد توانست از یک منبع انرژی بزرگ، یعنی نور خورشید بهره بگیرد. روی سطح زمین میکروب‌ها دارای کلروفیل و در نتیجه قابلیت فتوسنتز شدند. آن‌ها می‌توانستند نور خورشید را به دام بیندازند و با استفاده از کربن دی‌اکسید و آب، غذا درست کنند. در نتیجه باکتری‌های فتوسنتز کننده توانستند تقریبا بدون محدودیت رشد و تولید مثل کنند. این روشی است که اکنون تمام گیاهان سبز به آن تکیه دارند.

بعد از توقف بمباران سنگ‌های آسمانی، حیات توانست روی سطح زمین گسترده شود. فسیل‌های ۳٫۵ میلیارد ساله‌ی استروماتولیت نشانه‌ی این پدیده هستند.

بعد از توقف بمباران سنگ‌های آسمانی، حیات توانست روی سطح زمین گسترده شود. فسیل‌های ۳٫۵ میلیارد ساله‌ی استروماتولیت نشانه‌ی این پدیده هستند.

اکنون دیگر چهره‌ی زمین عوض شده بود. حیات در همه‌ی زمین پخش شد. در منطقه‌ای از استرالیا عوارضی وجود دارد که نشانه‌ی این تغییر بزرگ هستند. ساختارهای گنبدی شکلی به نام «استروماتولیت» که طی هزاران سال توسط میکروب‌هایی به نام سیانوباکترها ایجاد شده‌اند. سیانوباکترها از نوادگان همان میکروب‌هایی هستند که میلیاردها سال پیش همه‌ی سطح سیاره‌ی زمین را اشغال کرده بودند. در استرالیا و مناطقی از جهان می‌توان صخره‌هایی را دید که از ۳٫۵ میلیارد سال پیش باقی‌مانده‌اند و فسیل‌های استروماتولیت در آن‌ها دیده می‌شود. فسیل‌های استروماتولیت نشان می‌دهند که دست کم از ۳٫۵ میلیارد سال پیش سیانوباکترها وجود داشته‌اند. البته یافته‌های جدید از کشف فسیل‌های استروماتولیت تا ۳٫۶ و ۳٫۷ میلیارد سال قبل هم خبر می‌دهند.

سیانوباکترها تغییری بزرگ در زمین بوجود آوردند. فتوسنتز آن‌ها اکسیژن بوجود آورد. اکسیژن تولیدی سیانوباکترها در اتمسفر جمع شد و شکل زمین ما را عوض کرد. آن‌ها میزان اکسیژن اتمسفر را از کمتر از یک درصد به ۲۱ درصد رساندند. این اتفاق حدود ۵۶۰ میلیون سال پیش روی داد. بدون سیانوباکتر‌ها اکسیژن وجود نداشت و هیچ‌کدام از حیوانات بوجود نمی‌آمدند. اکسیژن همچنین با تشکیل اوزون حیات را از گزند پرتوهای خطرناک فرابنفش خورشید که به DNA آسیب می‌رسانند در امان نگه داشت. به دلیل وجود لایه‌ی اوزون حالا زندگی فرصت این را داشت که به موجودات زنده‌ی پیچیده‌تر مجال بودن بدهد. موجودات زنده‌ی خیلی پیچیده‌ای که می‌توانند از خودشان سوال کنند، زندگی چگونه بوجود آمد؟

۱۳ راهکار که به شما در جوان نگه داشتن مغز کمک می‌کنند

زمان مورد نیاز برای مطالعه: ۱۲ دقیقه

سلامت مغر انسان یکی از دغدغه‌هایی است که این روزها در هجمه‌ی زندگی شهری و افزایش موارد ابتلا به بیماری‌های شناختی، اهمیت فراوانی پیدا کرده است. به همین دلیل قصد داریم در این مطلب با شما درباره‌ی راهکارهایی برای جوان نگه داشتن مغز صحبت کنیم و بگوییم از چه روش‌هایی می‌توانید این مهم‌ترین عضو بدنتان را سالم و جوان نگه دارید.

هر مغزی در طول زندگی و با افزایش سن تغییر پیدا می‌کند و همراه با آن عملکرد ذهنی فرد هم عوض می‌شود. زوال ذهنی که این روزها مسأله‌ای عادی شده، یکی از ترسناک‌ترین عواقب پیری است؛ اما در هر حال این اختلال‌های شناختی اتفاق می‌افتد و کاری که می‌توان برای به عقب انداختن آن‌ها انجام داد این است که با راهکارهایی، عملکرد مغزمان را بهبود دهیم و تا جای ممکن آن را جوان نگه داریم. با دیجی‌کالا مگ همراه شوید تا شما را با تعدادی از مهم‌ترین این راهکارها آشنا کنیم.

۱. بدنتان را حرکت دهید

اولین کاری که می‌توانید برای جوان نگه‌ داشتن مغز انجام دهید چیست؟ انجام محاسبات ریاضی پیچیده؟ شطرنج؟ خواندن درباره‌ی تئوری آشفتگی؟ خیر؛ بهترین گزینه جوان‌کننده مغزتان، کفش‌های ورزشی شما است.

بهترین توصیه‌ای که می‌توان برای سالم و جوان نگه‌ داشتن مغز کرد این است که ورزش‌های هوازی انجام بدهید. پیشنهاد من ترکیبی از ورزش‌های ایروبیک و تمرین با وزنه است.

دکتر دونالد استاس، متخصص اعصاب و روان و مدیر انستیتویی برای مراقبت از سالمندان در تورنتوی کانادا می‌گوید: «بهترین توصیه‌ای که می‌توان برای سالم و جوان نگه‌ داشتن مغز کرد این است که ورزش‌های هوازی انجام بدهید. پیشنهاد من ترکیبی از ورزش‌های ایروبیک و تمرین با وزنه است.»

دکتر مارک مک دنیل، استاد روانشناسی در دانشگاه واشنگتن سنت لوئیس هم در ادامه اضافه می‌کند: «مطالعات مختلف نشان می‌دهد افرادی که این ورزش‌ها را در برنامه روزانه‌ی خود گنجانده‌اند، به بهترین نتیجه برای سالم و جوان نگه داشتن مغزشان دست یافته‌اند.»

باید بدانید همان‌طور که سنمان افزایش پیدا می‌کند، سلول‌های مغزی یا همان نورون‌ها، اتصالات شاخه‌ای درخت مانند بین خودشان را کم‌کم از دست می‌دهند و به این ترتیب در طول زمان از وزن مغزمان کم می‌شود. این اتصالات که به آنها سیناپس می‌گوییم، برای فرآیند فکر کردنمان ضروری هستند. دکتر مک دنیل تأکید می‌کند که شاید جالب‌توجه‌ترین تحقیقات مغزی که امروزه در حال انجام هستند، آن‌هایی هستند که نشان می‌دهند ورزش می‌تواند از برخی از انواع بیماری‌های زوال ذهنی جلوگیری کند؛ حتی ممکن است ورزش کردن باعث بازیابی حافظه هم بشود.

همچنین تحقیقات نشان می‌دهد حیواناتی که به‌طور مداوم ورزش می‌کنند، تعداد رگ‌های کوچک خونی آن‌ها که خون غنی از اکسیژن را به ناحیه‌ای از مغز که مسؤول تفکر است می‌برند، بیشتر است. ورزش همچنین باعث رشد سلول‌های عصبی جدید و افزایش اتصالات (سیناپس) بین سلول‌های مغزی می‌شود. ورزش فشار خون را کاهش می‌دهد، سطح کلسترول را بهبود می‌‌بخشد، به تعادل قند خون کمک می‌کند و فشار روانی را کم می کند که همه‌ی این‌ها می‌تواند کمکی به مغز و همچنین قلب شما باشد.

آرتور کرامر از دانشگاه ایلینویز، که یکی از محققان برجسته در زمینه‌ی ورزش و سلامت مغز به حساب می‌آید، در حدود ۱۲ تحقیق در سال‌های گذشته در این حوزه انجام داده است. تحقیقات او که با عنوان «کاهش از بین رفتن بافت‌های مغز در دوره‌ی پیری از طریق ورزش‌های ایروبیک» انجام شده است، دو یافته‌ی مهم دارد؛ افرادی که اندام متناسبی دارند مغز سالم‌تر و فعال‌تری دارند و افرادی که چاق بوده و در طول زمان به اندام مناسبی رسیده‌اند هم سلامت و فعالیت مغزشان بهبود پیدا کرده است. یافته‌ی دومی اهمیت بسیار زیادی دارد، چرا که نشان می‌دهد ورزش کردن می‌تواند شما را باهوش‌تر کند و این موضوع بر اساس تحقیقات کرامر می‌تواند در تمام سنین اتفاق بیفتد و مختص افراد جوان نیست.

۲. به مغزتان غذا دهید

روش دیگری که از طریق آن می‌توانید إرای جوان نگه داشتن مغز تلاش کنید، به معده مربوط می‌شود. احتمالا اکثر ما از تأثیر آنتی‌اکسیدان‌ها در مبارزه با سرطان اطلاع داریم. خوردن غذاهایی که حاوی این مولکول‌ها هستند و رادیکال‌های آزاد مضر را خنثی می‌کنند، ممکن است برای مغزتان هم مفید باشد؛ رادیکال‌های آزادی که ممکن است سلول‌های عصبی مغزتان را از بین ببرند. بسیاری از میوه‌ها و سبزیجات رنگی مانند برخی لوبیاها، غلات سبوس‌دار، آجیل و ادویه‌جات حاوی آنتی‌اکسیدان هستند.

البته موضوع مهم‌تر، تغذیه‌ی کلی بدن است. هم‌زمان با یک برنامه‌ی روزانه تمرینی خوب، شما باید درست غذا بخورید تا از ابتلا به بیماری‌هایی مانند فشارخون بالا، دیابت نوع دو، چاقی و کلسترول بالا جلوگیری کنید. بر اساس گفته‌های دکتر کارول گرینوود، دانشمندِ تحقیقات سالمندی از دانشگاه تورنتو، تمام بیماری‌هایی که به آن اشاره کردیم می‌تواند زندگی را برای مغز ما سخت کند.

همان وزنی که به پاهای ما برای بالا رفتن از پله‌ها فشار می‌آورد، فشاری هم بر مغز ما در زمان حل سریع مسائل وارد می‌کند. بر اساس تحقیقات دکتر گرینوود، بهترین غذایی که می‌توانید برای کمک به مغزتان بخورید، همان غذاهایی هستند که  باید برای داشتن یک بدن سالم آن‌ها را مصرف کنید. به عنوان مثال، افرادی که از رژیم‌های مدیترانه‌ای استفاده می‌کنند و در رژیمشان بر خوردن میوه‌ها، سبزیجات، ماهی، آجیل، روغن های اشباع نشده (مثل روغن زیتون) و منابع گیاهی پروتئین تأکید دارند، کمتر دچار نقص شناختی و زوال عقل می‌شوند.

۳. از مغزتان استفاده کنید

متأسفیم که مجبوریم این را بگوییم اما مغز ما به ‌طور طبیعی از سن سی سالگی (بله، سی سالگی) شروع به کندشدن می‌کند. قبلا تصور می‌شد نمی‌توان کاری برای این اتفاق انجام داد اما امروزه می‌دانیم مردم در هر سنی می‌توانند مغزشان را آموزش بدهند تا سریع‌تر و در نتیجه جوان‌تر باشد.

دکتر مایکل مرزنیک، متخصص اعصاب و روان در دانشگاه کالیفرنیا می‌گوی: «مغز شما یک ماشین یادگیری است.» با گذاشتن ابزارهای مناسب در اختیار مغز می‌توانیم مغزمان را طوری آموزش دهیم تا مانند زمانی که جوان‌تر بود، عمل کند. تمام چیزی که مغز برای این کار نیاز دارد انجام تمرین‌های اختصاصی است؛ تمریناتی برای ذهن.

دکتر مرزنیک در همین زمینه رژیمی آموزشی مبتنی بر رایانه، برای سرعت بخشیدن به پردازش اطلاعات مغز به نام BrainHQ ساخته است. از آنجایی که اکثر داده‌هایی که دریافت می‌کنیم از طریق حرف زدن است، برنامه‌ی تناسب اندام مغز او که بر اساس شنیدن و زبان طراحی شده است، باعث بهبود سرعت و دقت شما می‌شود.

در طول این دوره، برنامه از شما می‌خواهد تا صداها را تشخیص دهید و با گذشت زمان سرعتتان را بالاتر ببرید. آن‌ طوری که مرزنیک می‌گوید این برنامه تا اندازه‌ای شبیه مربی تنیسی است که در طول زمان، توپ‌ها را سریع‌تر و سریع‌تر به سمت شما پرتاب می‌کند تا شما را به چالش بکشد. در نهایت با وجود اینکه در ابتدا کار را بسیار کند شروع کرده‌اید، اما در آخر دوره بسیار روان و سریع می‌شوید.

نینتندو (یک شرکت ژاپنی ساخت کنسول و بازی‌های رایانه‌ای) هم با الهام از تحقیقات دکترهای ژاپنی بازی به نام «سن مغز، مغزتان را چند دقیقه در روز آموزش بدهید.» ساخته که بیش از دو میلیون نسخه از این بازی در ژاپن به فروش رفته است. البته هنوز هیچ نرم‌افزاری برای درمان اختلال‌های شناختی از سوی سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) تایید نشده است اما برخی از مطالعات پیشنهاد می‌دهند که برنامه‌هایی مانند برنامه دکتر مرزنیک یا دیگر بازی‌های مرتبط با مغز، ممکن است باعث بهبود حافظه یا حتی کاهش خطر زوال عقل شوند.

بزرگترین یافته در تحقیقات مرتبط با مغز در ده سال اخیر، این است که مغز در هر سنی به‌شدت سازگار یا آن‌طور که متخصصان این رشته می‌گویند پلاستیک (به‌ معنی قالب‌پذیر) است. اگر از مغزتان بخواهید که چیزی یاد بگیرد، مغزتان حتما آن را یاد خواهد گرفت و ممکن است حتی در طول زمان با سرعت بیشتری این کار را انجام بدهد.

در نهایت برای اینکه مغزتان را جوان و انعطاف‌پذیر نگه دارید، می توانید به سراغ یکی از میلیون‌ها فعالیتی که مغزتان را به چالش کشیده و هیجان‌زده می‌کند، بروید. بازی پینگ‌پنگ، کامل کردن پازل، یادگرفتن یک زبان جدید، شرکت در کلاس آکاردئون، ساخت هواپیمای مقوایی، درست کردن شکل‌های مختلف اوریگامی، دوباره یادگیری محاسبات ریاضی و… از گزینه‌هایی هستند که می‌توانند در برنامه‌ی شما برای استفاده بیشتر از ذهن و مغزتان قرار بگیرند.

دکتر مرزنیک  می‌گوید: «هر چیزی که تمرکز شما را به ‌شدت بالا ببرد و در ازای انجام آن پاداش و لذتی برایتان داشته باشد، مغزتان را به سوی یادگیری هدایت می‌کند.»

۴. برای جوان نگه داشتن مغز آرام بمانید

ممکن است با خود بگویید باید قبل از اینکه مغزم پژمرده شود، همین حالا در کلاس‌های زبان چینی، ریاضی و گیتار شرکت کنم. صبر کنید! نفس عمیقی بکشید و آرام باشید.

همان اندازه که به چالش کشیدن مغزتان اهمیت دارد، حفظ آرامشتان هم مهم است. در مقاله‌ای که جانسوک کیم از دانشگاه واشینگتن در زمینه رابطه مغز و استرس منتشر کرده، نشان داده شده که استرس‌های آسیب‌زا، برای سلول‌های مغزی شما بد هستند. استرس می‌تواند فرآیندهای شناختی مانند یادگیری و حافظه را مختل کند و در نتیجه کیفیت زندگی انسان را پایین بیاورد. افرادی که مضطرب، افسرده، کم خواب یا خسته هستند، در تست‌های عملکرد شناختی نمره های پایینی می‌گیرند.

به عنوان مثال بخشی از مغز به نام هیپوکامپوس که مکان اصلی تشکیل حافظه است، می‌‌تواند به‌شدت توسط آسیب‌های ناشی از استرس مزمن ضعیف شود. البته همان‌‌طور که ورزش بدنی همیشه یک ضد استرس عالی محسوب می‌شود، فعالیت‌های آرام‌تری مانند یوگا و مدیتیشن هم می‌تواند در همین راستا عمل کنند و مفید باشند. پس در کنار اینکه به فکر ورزش دادن ذهن و بدن‌تان هستید، برای زمان‌های اوقات فراغت و آرامشتان هم برنامه‌ریزی کنید.

۵. به مغزتان استراحت بدهید

شاید بهترین مثال برای حفظ قدرت ذهنی از طریق آرام ماندن، خواب باشد. دفعه‌ی بعدی که روی یک مسأله پیچیده کار می‌کنید، چه حل یک فرضیه‌ی ریاضی باشد یا انتخاب ماشین برای خانواده، بهتر است گزینه‌ی خوابیدن را هم امتحان کنید. محققان در مطالعه‌ای بر روی بازی‌های ویدیویی متوجه شدند افرادی که بین بازی چرت می‌زنند، دو برابر افرادی که در طول بازی بیدار می‌مانند، شانس حل چالش‌های بازی را دارند. این تئوری می‌گوید مغز در حال خواب به میزان بسیار زیادی توانایی ترکیب اطلاعات پیچیده را دارد.

۶. کمی بیشتر بخندید

شوخ‌ طبعی بخش‌هایی از مغزمان که با استفاده از پیام‌رسان شیمیایی دوپامین به ما «حس خوب» می‌دهند را تحریک می‌کند. در حقیقت خنده برای مغز لذت‌بخش است، حتی شاید اعتیادآور باشد. اما آیا شوخ طبعی می‌تواند باعث شود باهوش‌تر بشویم؟ برای پاسخ به این سؤال هنوز به تحقیقات بیشتری نیاز داریم اما نتایج اولیه دلگرم‌کننده است.

یک مقاله در این زمینه نشان می‌دهد که شوخ طبعی می‌تواند باعث بهبود حافظه‌ی کوتاه مدت شود. در این مطالعه، مقایسه‌ای بین افرادی که یک ویدیوی خنده‌دار دیده بودند با افرای که بدون انجام هیچ کاری نشسته بودند، انجام شد و بر روی حافظه‌شان امتحانی صورت گرفت. افرادی که ویدیوی خنده‌دار را دیده بودند نه تنها امتیازهای بهتری در امتحان حافظه به ‌دست ‌آوردند، بلکه هورمون کورتیزول (هورمون استرس) کمتری داشتند.

۷. به زندگی خود رنگی از موسیقی بدهید

مغزتان زمانی که پلی لیست  دلخواهتان را پخش می‌کنید وارد فضای ورزش ذهنی می‌شود. نه تنها گوش دادن به موسیقی باعث می‌شود هوشیارتر شوید، بلکه حس‌وحال و حافظه‌ی شما را هم بهبود می‌بخشد.

یک دلیل برای توضیح این اتفاق، این است که موسیقی و نحوه‌ی ارتباط هر نت با یکدیگر شکلی از ریاضی است؛ مغزتان باید به جنب‌وجوش بیفتد تا بتواند این ساختار را درک کند، به ویژه وقت‌هایی که برای اولین بار یک آهنگ را می‌شنوید.

۸. برای خودتان شبکه‌هایی اجتماعی از آدم‌ها بسازید

روابط اجتماعی قوی با کاهش خطر ابتلا به زوال عقل و همچنین فشار خون پایین و امید به زندگی بیشتر در ارتباط است. شناخت افراد جدید همانند حل جدول کلمات متقاطع، عملکرد اجرایی مغز شما را تقویت می‌کند.

مهارت‌های ذهنی که در حین آشنایی با آدم‌های جدید تقویت می‌شود شامل بهبود حافظه کوتاه مدت، قدرت تنظیم حواس‌پرتی و توانایی حفظ تمرکز است. چطور یک چت ۱۰ دقیقه‌ای به مغزتان کمک می‌کند؟ شنیدن نقطه‌نظر دیگران و تلاش برای خود را به جای آن‌ها قرار دادن، باعث می‌شود تا ذهنتان به روش‌های جدید فکر کند.

۹. بیرون بروید

طبیعت اثر آرام‌بخشی دارد و می‌تواند استرستان را کاهش دهد، حتی اگر به اندازه بیرون نگاه‌ کردن از پنجره باشد. وقتی در فضای باز هستید به ذهنتان اجازه می‌دهید از جریان مداوم داده‌ها دور باشد و خود را برای ادامه روز یا هفته آماده کند. مغز پس از این استراحت کوتاه می‌تواند دوباره توانایی‌اش برای تمرکز کردن را فعال کند و به این صورت خلاقیت و توانایی بیشتری داشته باشد.

۱۰. از کارهای روتین روزانه فاصله بگیرید

هیچ اشکالی ندارد که هر روز یک مدل صبحانه بخورید یا اینکه از یک مسیر مشخص به سرکار بروید؛ انسان‌ها محصول عادت‌ها هستند. اما برای جوان نگه داشتن مغز خوب است که حتی برای یک بار در هفته هم، کارها را به شکل غیرمعمول آن انجام بدهید.

یک تغییر در زندگی روزانه‌ توانایی مغزتان برای یادگرفتن اطلاعات جدید را افزایش می‌دهد. یک روش جدید برای پخت غذای دلواهتان پیدا کنید یا هر از گاهی به‌سراغ بخش‌های جدیدی از شهرتان بروید.

۱۱. هر بار روی یک چیز تمرکز کنید

اینکه می‌توانید هم‌زمان تلویزیون تماشا کنید، پیام بدهید و شبکه‌های اجتماعی‌ را چک کنید، به این معنی نیست که کار درستی می‌کنید. زمانی که مغزتان با جریان‌های مختلف به‌طور هم‌زمان بمباران می‌شود، در تمام مدت مجبور است که بین این جریان‌ها حرکت کند. این موضوع باعث می‌شود مغز سخت‌تر بتواند تمرکز و حافظه شما را مدیریت کند و به‌طور مداوم از یک مسأله‌ به مسأله‌ای دیگر برود. به مغزتان آسان بگیرید و هر بار تمام توجه‌تان را روی یک چیز بگذارید.

۱۲. سیگار را کنار بگذارید

بسیاری از مواد شیمیایی موجود در سیگار برای مغز سمی هستند، پس نباید برایتان جای تعجب داشته باشد که سیگار کشیدن با زوال عقلی و دمانس در ارتباط است. مسأله‌ای که دامن افراد نزدیک به سیگاری‌ها را هم می‌گیرد. به‌طور کلی از هر نوع ماده تنباکودار دوری کنید.

۱۳. به سلامت روانتان کمک بگیرید

اگر افسرده هستید، احتمال بیشتری دارد که دچار زوال ذهنی بشوید و نتوانید به فرآیند جوان نگه داشتن مغز خود کمک کنید. علاوه بر احساس ناتوانی و از دست دادن علاقه به چیزهایی که دوست دارید، افسردگی همچنین می‌تواند شما را در یک «مه مغزی» قرار دهد؛ زمانی که فکر کردن‌، متمرکز ماندن و تصمیم‌گیری بسیار دشوارتر می‌شود. اگر یکی از این نشانه‌ها را دارید با پزشکتان درباره‌ی نحوه درمان آن‌ها صحبت کنید.

در انتها

داشتن مغزی سالم و جوان آرزوی هر انسانی است و همه ما می‌خواهیم تا آخرین روزهای زندگی ما ذهنی کاملا سالم داشته باشیم. این درست است که ژنتیک عاملی بسیار مؤثر در ابتلا به بیماری‌های شناختی است اما همان‌طور که با هم مرور کردیم و تحقیقات نشان می‌دهد، نحوه‌ی زندگی ما هم به میزان زیادی در جوان نگه داشتن مغز ما و به عقب انداختن بیماری‌های شناختی اثرگذار است. پس بهتر است تا آنجایی که از دست‌مان برمی‌آید موانع جوان ماندن مغزمان را کنار بزنیم و برای روزهای پیری از همین الان برنامه‌ریزی کنیم.

منشاء ساعت زیستی بدن ما کجاست؟

زمان مورد نیاز برای مطالعه: ۱۴ دقیقه

گهواره‌ی زندگی ما، با آهنگی یکنواخت در فضا حرکت می‌کند. زمین هر ۲۴ ساعت، یک دور حول محور قطبی خود می‌چرخد و اجازه می‌دهد که قسمت‌های مختلف آن آفتاب بگیرد. همه‌ی موجودات زنده‌ی زمین، از جلبک‌ها گرفته تا انسان‌ها طوری تکامل یافته‌اند که با چرخش زمین و آهنگ شب و روز آن هماهنگ باشند. آن‌ها این هماهنگی را به کمک مهم‌ترین زمان‌سنج‌های جهان انجام می‌دهند. ساعت‌های زیستی به موجودات زنده کمک می‌کنند تا غروب یا طلوع خورشید آن‌ها را غافلگیر نکند. ولی این ساعت‌ها چگونه در بدن ما و دیگر موجودات زنده بوجود آمده‌اند؟ تکامل و انتخاب طبیعی چگونه آن‌ها را ساخته و در طول میلیون‌ها سال، چنین دقیق تنظیم کرده است؟ پژوهش‌های جدید، به بررسی این پرسش بزرگ می‌پردازند.

به نظر می‌رسد که یک ساعت بزرگ در مغز انسان وجود دارد. این ساعت می‌تواند زمان خوابیدن و بیدار شدن او را با نور محیط هماهنگ کند. ولی ظاهرا که به جز این ساعت بزرگ در مغز، ساعت‌های دیگری نیز در بدن ما وجود دارد. یک کرونوبیولوژیست از دانشگاه گلاسکو در اسکاتلند به نام «باربارا هلم» (Barbara Helm) می‌گوید: «در کبد، طحال و حتی چربی‌های بدن ما ساعت‌هایی وجود دارد.» این ساعت‌ها الگوی خواب و زمان غذا خوردن ما را تنظیم می‌کنند. آن‌ها به مدیریت میزان ترشح هورمون‌های ما می‌پردازند و پاسخ بدن به قند و دیگر فرایندهای مهم زیست‌شناختی را تنظیم می‌کنند.

بسیاری از دانشمندان اعتقاد دارند که وجود این زمان‌سنج‌ها در بدن موجودات زنده، مزیت رقابتی مهمی در انتخاب طبیعی به آن‌ها داده است. مزیتی که باعث شده در طول تاریخ، بارها و بارها ساعت‌های‌زیستی خود را توسعه دهند. ساعت‌های زیستی در موجودات زنده بسیار معمول و در عین حال پر‌اهمیت هستند، حال سوال اینجاست که چرا این ساعت‌ها که اتفاقا از جمله ابزارهای بوجود آمده در سپیده‌دم حیات هستند، برای ما چنین راز‌آلود و ناشناخته باقی مانده‌اند؟ نظریات مختلفی که درباره‌ی منشاء ساعت‌های زیستی وجود دارد چه هستند؟

تعداد زیادی از دانشمندان طرفدار این نظریه هستند که موجودات زنده‌ی مختلف، ساعت‌های زیستی خود را به صورت مستقل ساخته‌اند. موجودات زنده احتمالا این کار را برای حفاظت از DNA آسیب‌پذیر خود در برابر پرتوهای مخرب فرابنفش خورشید انجام داده‌اند. ولی گروه کوچکتری از پژوهشگران طور دیگری فکر می‌کنند. آن‌ها می‌گویند که باید یک «ساعت مادر» وجود داشته باشد. ساعتی که اول از همه بوجود آمده و باعث شده ساعت‌های دیگر موجودات زنده از آن ریشه بگیرد. این ساعت، بدین منظور تکامل یافته که بتواند سلول‌ها را از آسیب اکسیژن دور نگه‌ دارد و احتمالا بسیاری مزیت‌های دیگر را برای آن‌ها به ارمغان آورد.

ساعت‌های زیستی به مدیریت میزان ترشح هورمون‌های ما می‌پردازند و پاسخ بدن به قند و دیگر فرایندهای مهم زیست‌شناختی را تنظیم می‌کنند.

طبق این نظریه،‌ ساعت زیستی اولیه شباهت کمی با ساعت‌های زیستی دقیق امروزی دارد. پژوهشگران می‌گویند که ساعت‌های بدوی موجودات زنده، احتمالا به اندازه‌ی ساعت‌های آفتابی ما ساده بوده‌اند. با این حال آن‌ها آجرهای اولیه‌ی ساعت‌های دقیق و پیشرفته‌ای بودند که امروز می‌توانند همه چیز ما، از زمان خوابیدن گرفته، تا فشار خون را کنترل کنند.

ساعت‌های زیستی چرخ‌دنده و عقربه ندارند. این‌ساعت‌ها از مولکول‌های RNA و پروتیین‌هایی تشکیل شده‌اند که در سطح کلان نوسان می‌کنند. در زمان‌های خاصی از روز، ساعت‌های پروتیینی مشخصی فعال می‌شوند تا مولکول‌های RNA پیام‌رسان را تولید کنند. این مولکول‌ها توسط سلول‌ها برای ساختن دیگر ساعت‌های پروتیینی استفاده می‌شوند. در نهایت مقدار ساعت‌های پروتیینی به حدی می‌رسد که ساخت RNA پیام‌رسان متوقف می‌شود. این ساعت‌های پروتیینی، توسط دیگر پروتیین‌ها تجزیه می‌شوند و از بین می‌روند تا مقدار آن‌ها از حد توقف ساخت مولکول RNA پیام‌رسان پایین‌تر آید. بدین ترتیب دوباره تولید RNA پیام‌رسان شروع می‌شود و این چرخه ادامه می‌یابد.

ساعت‌های زیستی چرخ‌دنده و عقربه ندارند. این‌ساعت‌ها از مولکول‌های RNA و پروتیین‌هایی تشکیل شده‌اند که در سطح کلان نوسان می‌کنند.

درست مثل برندهای رولکس، تایمکس، سواچ و سیکو که مدل‌های مختلف ساعت‌های مچی خود را دارند، موجودات زنده مثل سیانوباکترها، قارچ‌ها، گیاهان و حشرات، ساعت‌های زیستی مخصوص به خودشان را دارند. چرخه‌ی ساعت‌های پروتیینی این موجودات زنده در مقایسه با یکدیگر بسیار متفاوت است. با این حال همه‌ی آن‌ها روز و شب را به عنوان شاخص در نظر می‌گیرند و برای ساختن دیگر پروتیین‌ها، از RNA پیام‌رسان استفاده می‌کنند.

شکی وجود ندارد که ساعت‌های زیستی، برای موجوداتی که روی سطح زمین زندگی می‌کنند کاملا حیاتی هستند. ولی آیا اینکه بگوییم ساعت‌های زیستی صرفا برای فرار از پرتوهای مضر خورشید بوجود آمدند حرف درستی است؟ در حقیقت یک مدرک مهم برای نظریه‌ی «فرار از نور»، این است که سلول‌ها فرایند ساختن DNA را در شب انجام می‌دهند. سپس در روز که نور فرابنفش زیادی در محیط وجود دارد، آن‌ها را ترمیم می‌کنند. بعضی پروتیین‌ها که ساعت‌های زیستی را می‌سازند، در ترمیم مولکول DNA هم دخیل هستند. «جان او نیل» (Jhon O’Neill) از آزمایشگاه MRC زیست‌شناسی مولکولی دانشگاه کمبریج می‌گوید: «فرار از نور، نظریه‌ی خوبی است. ولی با داده‌های جدید همخوانی ندارد.»

یک مدرک مهم برای نظریه‌ی «فرار از نور» این است که سلول‌ها فرایند ساختن DNA را در شب انجام می‌دهند و در روز که نور فرابنفش زیادی در محیط وجود دارد، آن‌ها را ترمیم می‌کنند.

بازگشت به عقب

جان او نیل می‌گوید: «شواهد زیادی نشان می‌دهد که «فرار از نور» یگانه نیروی تکامل ساعت‌های زیستی نبوده است.» اگر چرخه‌ها برای حفاظت از DNA درست شده باشند، نباید بدون حضور DNA، هیچ چرخه‌ای شکل بگیرد. با این حال در آزمایش‌های انجام گرفته، مشخص شد حتی در محیطی که DNA وجود ندارد نیز آهنگ ساعت زیستی بوجود می‌آید.

یک نوع سیانوباکتر یا همان جلبک سبزآبی (Synechococcus elongatus) وجود دارد که صاحب ساده‌ترین ساعت زیستی شناخته شده است. این باکتری سه پروتیین به نام KaiA، KaiB و KaiC دارد. این سه پروتیین به اضافه‌ی دو پروتیین جانبی، به باکتری کمک می‌کنند تا بتواند با انباشت پروتیین‌های لازم برای فوتوسنتز و دیگر فعالیت‌های روزانه، برای طلوع خورشید آماده شود.

آن‌طور که «تاکائو کوندو» (Takao Kondo) از دانشگاه ناگویای ژاپن در نشریه‌ی ساینس در سال ۲۰۰۵ نوشته: «سه عدد ساعت- پروتیینی در لوله‌ی آزمایش انداخته شدند و انرژی آن‌ها بوسیله‌ی «آدنوزین تری‌فسفات» (adenosine triphosphate) تامین شد. ساعت زیستی، با آهنگی ثابت مولکول فسفات را به پروتیین KaiC اضافه و کم می‌کرد.» این یافته باعث شگفت‌زدگی پژوهشگران شد، چرا که آن‌ها فهمیده بودند ساعت‌های زیستی می‌توانند بدون DNA هم کار کنند. در ضمن مشخص شد که آن‌ها لازم نیست برای نگه داشتن زمان،‌ دائما RNA پیام‌رسان و فرایند تولید پروتیین را فعال و غیر فعال کنند.

جلبک‌های سبزآبی و اجداد اسرارآمیز حشرات و حیوانات، بیش از یک میلیارد سال پیش، شاخه‌های متفاوتی را در درخت تکامل و انتخاب طبیعی درست کردند. ساعت‌های پروتیینی جلبک‌های سبزآبی مثل ساعت‌های پروتیینی مرکزی پستانداران نیست. بنابراین بعضی از پژوهشگران به اینکه ساعت‌های فاقد DNA می‌توانند در موجودات زنده‌‌ی پیچیده‌تر از جلبک‌ها کار کنند، شک دارند.

شواهد زیادی نشان دهنده‌ی این است که «فرار از نور» یگانه نیروی تکامل ساعت‌های زیستی نیست.

اونیل و همکارش «آکیلش ردی» (Akhilesh Reddy) از دانشگاه کمبریج فکر کردند که احتمالا می‌شود ساعت‌های بدون DNA را در جایی دیگر یافت. آن‌ها تصمیم گرفتند که در گلوبول‌های قرمز خون انسان دنبال ساعت‌ّهای زیستی بگردند. این سلول‌ها فاقد هسته و در نتیجه DNA هستند. بدون DNA هیچ‌نوع RNA پیام‌رسان درست نمی‌شود، در نتیجه ساعت‌های زیستی کلاسیک نباید بوجود آیند. اونیل و همکارش در کمال تعجب مشاهده کردند که در گلوبول‌های قرمز ریتم ساعت‌وار وجود دارد و مقاله‌ی خود را سال ۲۰۱۱ در مجله‌ی «نیچر» منتشر کردند.

ساعت زیستی موجود در گلوبول قرمز خون، کاملا از چرخه‌ی پروتیین و RNA پیام‌رسان بی‌نیاز است. در گلوبول‌های قرمز، پروتیین‌های آنتی‌اکسیدان به نام پروکسی‌ردوکسین، مولکول‌های اکسیژن را با ریتم ساعت‌وار جذب یا دفع می‌کنند. عمل آن‌ها به از بین بردن هیدروژن پروکسید کمک می‌کند. هیدروژن پروکسید یک محصول جانبی در فعالیت‌های معمولی تولید انرژی سلول‌هاست. هیدروژن پروکسید و دیگر اکسیدان‌ها می‌توانند به قسمت‌های مختلفی از سلول آسیب برسانند، بنابراین کنترل آن‌ها ضروری است.

پروکسی‌ردوکسین‌ها در موجودات زنده‌ی مختلف، مثل یک نوع جلبک آبی به نام «اوسترئوکوکوس» (Ostreococcus) دیده می‌شوند. اونیل و ردی به همراه دیگر همکارانشان، پروکسی‌ردوکسین را در این جلبک آزمایش کردند. اونیل می‌گوید: «درست مانند گلوبول‌های قرمز، در این جلبک هم آهنگ و ریتم مشاهده می‌شد.» مقدار مولکول‌های اکسیژن چسبیده به پروکسی‌ردوکسین در یک چرخه‌ی ۲۴ ساعتی، کم و زیاد می‌شد. مقاله‌ی آن‌ها سال ۲۰۱۱ در مجله‌ی نیچر چاپ شد.

یک سال بعد، پژوهشگران در مجله‌ی نیچر گزارش دادند که در مگس میوه، گیاه «رشادی گوش‌موشی» (Arabidopsis thaliana)، قارچی به نام «نئوروسپورا کراسا» (Neurospora crassa)، سیانوباکتری به نام «سینوکوکوس الانگاتوس» (Synechococcus elongatus) و یک تک‌یاخته‌ی آرکیایی به نام «هالوباکتریوم سالیناروم» (Halobacterium salinarum)  هم توانسته‌اند چرخه‌ی پروکسی‌ردوکسین پیدا کنند. بدین معنی که در همه‌ی دامنه‌های حیات، شامل یوکاریوت‌ها، باکتری‌ها و آرکیاها این چرخه یافت شده است. اگر همه‌ی دامنه‌های زندگی دارای ساعت‌های پروکسی‌ردوکسین هستند، بنابراین به احتمال زیادی آنتی‌اکسیدان‌ها بسیار باستانی هستند و سن آن‌ها به میلیاردها سال می‌رسد.

در همه‌ی دامنه‌های حیات، شامل یوکاریوت‌ها، باکتری‌ها و آرکیاها، چرخه‌ی ساعت زیستی یافت شده است.

خطر اکسیژن

کسی به دقت نمی‌داند که ساعت‌های آنتی‌اکسیدانی چقدر قدمت دارند، ولی اونیل سن آن‌ها را ۲٫۵ میلیارد سال حدس می‌زند. این دقیقا زمانی است که سیانوباکترها به تازگی شروع به استفاده از فوتوسنتز برای تامین انرژی کرده‌ بودند و در فرایند بزرگ اکسیداسیون خود، مقادیر بسیار زیاد اکسیژن در اتمسفر زمین آزاد ‌کردند. هرچند که در این زمان،‌ فوتوسنتز و اتمسفر پر از اکسیژن، کاملا مفید و ضروری به نظر می‌رسید، ولی اکسیژن برای موجودات پرکامبرین یک سم محسوب می‌شد. موجودات زنده‌ای که نمی‌توانند اکسیژن آزاد را تحمل کنند، می‌میرند یا اینکه در اعماق دریا به صورت بی‌هوازی زندگی می‌کنند. اونیل می‌گوید: «اگر موجودات پرکامبرین نمی‌خواستند بمیرند، باید با اکسیژن کنار می‌آمدند.»

در روز که فوتوسنتز صورت می‌گیرد، اکسیژن می‌تواند یک مشکل اساسی باشد. موجودات زنده‌ای که برای دفاع از خود از آنتی‌اکسیدان استفاده می‌کنند، مولکول اکسیژن را از پروکسی‌ردوکسین می‌گیرند تا بتوانند در روز هیدروژن پروکسید ذخیره کنند. بدین ترتیب شانس بقای آن‌ها افزایش می‌یابد. اونیل می‌گوید: «زمان‌بندی برای پیش‌بینی جذب اکسیژن، می‌تواند مزیتی بزرگ به حساب آید.»

پروکسی‌ردوکسین‌ها چرخ‌دنده‌ی ساعت‌ها نیستند، آن‌ها بیشتر شبیه به عقربه‌های ساعت هستند. میزان اکسیژن متصل به آن‌ها نشانگر ساعتی بسیار باستانی و ناشناخته‌تر است. این ساعت سحرآمیز چنان مزیت بزرگی به حساب می‌آید که موجودات زنده آن‌ را در طول تاریخ تکامل خود حفظ کرده‌اند و هر زمان که لازم بوده تغییراتی در آن داده‌اند. اونیل می‌گوید: «مثل ساعت‌های ما که می‌توانند زمان را در موقعیت‌های مختلف جغرافیایی و در فرمت AM یا PM محاسبه کنند، یا‌ تقویم را در اختیار ما قرار دهند، ساعت‌های زیستی نیز اجزایی این چنینی دارند تا بتوانند چالش‌های محیط‌های مختلف را تحمل کنند.»

هرچند که ۲٫۵ میلیارد سال پیش،‌ فوتوسنتز و اتمسفر پر از اکسیژن، کاملا مفید و ضروری به نظر می‌رسید، ولی اکسیژن برای موجودات پرکامبرین یک سم محسوب می‌شد.

دیگر پژوهشگران پیشنهاد کرده‌اند، از آن‌جا که «ساعت‌های زیستی پروتیینی» سیانوباکتر‌ها، حیوانات و گیاهان تفاوت زیادی با یکدیگر دارد، اجداد این موجودات زنده باید ساعت‌های مختلفی را تکامل می‌دادند. اونیل می‌گوید: «هرچند که چرخ‌دنده‌های اصلی متفاوت هستند، ولی شما همیشه می‌توانید آنزیم‌های مشابهی پیدا کنید که سرعت ساعت را تنظیم می‌کنند.»

این آنزیم‌های خاص که «کیناز» (Kinase) نام دارند، پروتیین‌هایی هستند که مولکول‌های فسفات را به دیگر پروتیین‌ها ضمیمه می‌کنند و باعث نابودی یا تغییر عملکرد آن‌ها می‌شوند. دو تا از مهم‌ترین کینازها، CK1 و GSK3 هستند و در سرعت کار کردن ساعت‌های پروکسی‌ردوکسینی نقش مهمی دارند. این‌ها احتمالا ساعت‌های باستانی هستند که اونیل و دیگران دنبالشان می‌گردند.

آن‌طور که اونیل، «هلن کاستون» (Helen Causton) و همکارانشان از دانشگاه کلمبیا در «کرنت بایولوژی» (Current Biology) آوریل ۲۰۱۵ می‌گویند: «حتی موجودات زنده‌ای که فاقد ریتم ساعت شبانه‌روزی هستند، چرخه‌ی پروکسی‌ردوکسینی کینازی دارند.» جالب‌ اینجاست که نوعی مخمر به نام «ساکرومایسس سرویزیه» «Saccharomyces cerevisae» فاقد هرگونه ساعت پروتیینی و چرخه‌ی ۲۴ ساعتی است. البته این بدین معنی نیست که مخمر نمی‌تواند زمان‌سنجی کند، مخمرها دارای هشت تنفس نوسانی، هرکدام به مدت سه ساعت هستند. در این تنفس‌ها، سرعت مصرف اکسیژن آن‌ها زیاد و کم می‌شود. اگر آنزیم CK1 را به مخمر اضافه کنیم، نوسان آهسته می‌شود. بعلاوه‌ی اینکه طبق یافته‌ی محققان، اضافه شدن CK1 می‌تواند آهنگ ساعت زیستی سلول‌های موش را هم تغییر دهد.

این یافته‌ها نشان دهنده‌ی این است که آنزیم‌های کیناز، در ایجاد آهنگ ساعت‌های زیستی نقش مهمی دارند. پژوهشگران فکر می‌کنند که کینازها احتمالا یک زمان‌سنج خیلی ساده را می‌سازند، چیزی شبیه به سامانه‌ی  KaiA، B، C سیانوباکتر‌ها. اونیل می‌گوید: «در موجودات زنده‌ی اولیه، چرخ‌دنده‌ها بسیار ساده بودند، موجودات امروزی از چرخ‌دنده‌های ساعت پیچیده‌تری بهره می‌گیرند تا با زندگی پیچیده‌تر آن‌ها سازگاری بیشتری داشته باشد.» هرچند که کینازها مولکول‌های باستانی هستند که ساعت‌های امروزی ما را می‌سازند، ولی هنوز  شواهد زیادی برای اثبات آن وجود ندارد.

اونیل می‌گوید که احتمال دیگری هم وجود دارد. ممکن است اساسا ساعت مادری وجود نداشته باشد. زیست‌شناسی سلولی ممکن است صرفا بوسیله‌ی واکنش‌های بیوشیمیایی که به طور طبیعی الگوهای منظم به خود گرفته‌اند، شکل گرفته باشد. او ادامه می‌دهد: «من این احتمال را دوست ندارم، چرا که آزمایش یا رد آن بسیار مشکل است. تنها راه اینکه ثابت کنیم این نظریه غلط است، این است که به دنبال ساعت مادر برویم. اساسا مشکل پرسش‌هایی که به تکامل مربوط می‌شود این است که بدون وجود یک ماشین زمان نمی‌توانید پاسخ آن‌ها را پیدا کنید.»

تکامل مستقل

البته همه‌ی دانشمندان شیفته‌ی نظریه‌ی پروکسی‌ردوکسین نیستند. یک عصب‌شناس از مرکز پزشکی جنوب‌غربی دانشگاه تگزاس واقع در شهر دالاس به نام «ژوزف تاکاهاشی» (Joseph Takahashi) می‌گوید: «آن‌ها یک نقشه‌ی مفصل دارند، با این حال هنوز هیچ مدرکی برای تایید صحت این نقشه وجود ندارد.» اونیل می‌گوید: «ما هنوز سازوکاری برای آن پیدا نکرده‌ایم. آن‌چه آن‌‌ها دارند، مشاهداتی است که با مدل‌های کلاسیک سازگار نیست. آن‌ها ساعت‌ها را ماشین‌هایی از پروتیین‌های نوسان‌کننده و مولکول‌های RNA پیام‌رسان می‌دانند که برای فرار از نور تکامل یافته‌اند.»

آن‌چه در استدلال اونیل محوری است، این ایده است که حتما باید یک ساعت باستانی وجود داشته باشد که موجودات زنده‌ی مختلف و پیشرفته‌تر، ساعت خود را بر اساس آن ساخته‌ باشند. دیگر پژوهشگران مثل اونیل خیلی وابسته به این نظریه نیستند و درباره‌ی ساعت‌های مستقل هم فکر می‌کنند.

یک میکروبیولوژیست از دانشگاه کالیفرنیا در سن‌دیگو به نام «سوزان گولدن» (Susan Golden) می‌گوید: «تصور نمی‌کنم که لازم باشد فکر کنیم ساختن ساعت زیستی مشکل است.» فرایندهای زمان‌سنجی که در طبیعت پیرامون می‌بینیم، شاید فقط آن‌هایی هستند که باقی مانده‌اند. در حقیقت ممکن است که موجودات زنده، دیگر زمان‌سنج‌ها و دیگر آهنگ‌ها را امتحان کرده و کنار گذاشته‌اند. اخیرا یک گروه پژوهشی مستقل کشف کرده که نوعی کرم آبی، دارای ساعت قمری است و یک شته‌ی دریایی، زمان‌سنج جزر و مدی دارد.

گروه آزمایشگاه گولدن در حال دستکاری ساعت زیستی سیانوباکترها است تا بفهمد آیا آن‌ها می‌توانند شاخص زمان‌سنجی خود را تغییر دهند یا خیر. مثلا شاخص خود را هفته‌ها یا ساعت‌ها به جای روزها قرار دهند.

فواید در جهان واقعی

هرچند که هنوز هیچ‌کس ساعت مادر را پیدا نکرده، ولی بعضی از دانشمندان خیلی فیلسوفانه درباره‌ی اینکه چرا این فرایند می‌توانسته از آغاز برای موجودات زنده مفید باشد فکر می‌کنند. فرار از پرتوهای مضر خورشید و گریز از مسمومیت با اکسیژن، احتمالا دلایل کافی برای پیدایش ساعت‌های زیستی نیستند. بعضی از پژوهشگران می‌گویند که مزیت داشتن یک ساعت، می‌تواند جدا نگه داشتن واکنش‌های متناقض شیمیایی یا کمک به عملکرد روان‌تر سلول‌ها باشد. این کار با استفاده از برنامه‌ریزی‌ برای تولید مولکول‌هایی که برای هر مرحله از واکنش‌های شیمیایی زنجیره‌ای نیاز هستند صورت می‌گیرد.

تاکاهاشی می‌گوید: «ما از اینکه می‌بینیم ساعت زیستی هر روز متابولیسم را روشن و خاموش می‌کند تعجب می‌کنیم. متابولیسم می‌توانست به صورت مداوم و بدون خاموش و روشن شدن ادامه پیدا کند.» ایده‌ی او و همکارانش این است که ساختن چیزها در مراحل مختلف و به مقدار زیاد،‌ می‌تواند از نظر مصرف انرژی بهینه‌تر از ساختن مقدار کمی از آن‌ها در مدت زمان زیاد باشد. یک شبیه‌سازی کامپیوتری که در سال ۲۰۱۰ انجام شد، نشان می‌دهد که ساعت‌های زیستی می‌توانند باعث شوند موجودات زنده آن‌قدر در مصرف انرژی صرفه‌جویی کنند که تا ۱۵ درصد سریع‌تر رشد کنند. البته اندازه‌گیری این ویژگی در دنیای واقعی مشکل است.

فیزیولوژیستی به نام «دامیان موران» (Damian Moran) از شرکت تحقیقاتی گیاه و غذا در نیوزیلند، آزمایشی انجام داد که می‌تواند آزمون خوبی برای نظریه‌ی صرفه‌جویی مصرف انرژی باشد. موران و همکارانش در سوئد بر روی یک گونه ماهی با نام علمی «استیاناکس مکزیکانوس» (Astyanax mexicanus) کار می‌کنند تا بفهمند که صرفه‌جویی در انرژی با استفاده از ساعت‌زیستی چگونه کار می‌کند. یک زیرگونه از این ماهی در آب‌های سطحی زندگی می‌کند و زیرگونه‌ی دیگر، در غارهای «پاچون» (Pachon) در شمال‌شرقی مکزیک زیست می‌کند. زیرگونه‌ی غارزی به کلی نابینا است. ماهی غارزی، ساعت‌های زیستی را طوری تغییر داده که به طور کلی در شرایطی که انگار همیشه روز است کار می‌کنند.

بعضی از پژوهشگران می‌گویند که مزیت داشتن یک ساعت، می‌تواند جدا نگه داشتن واکنش‌های متناقض شیمیایی یا کمک به عملکرد روان‌تر سلول‌ها با استفاده از برنامه‌ریزی‌ برای تولید مولکول‌هایی که برای هر مرحله از واکنش‌های شیمیایی زنجیره‌ای نیاز هستند باشد.

موران هر دو گونه‌ی سطح‌زی و غارزی را در لوله‌های شنا قرار داد و جریان آب را طوری برای آن‌ها تنظیم کرد که مجبور باشند برای چند روز خیلی آرام شنا کنند. او میزان اکسیژن مصرف شده توسط هر ماهی را اندازه گرفت. طبق آن‌چه انتظار می‌رفت، ماهی سطح‌زی، اکسیژن بیشتری در روز نسبت به شب مصرف می‌کرد. ولی ماهی غارزی، میزان یکسانی از اکسیژن را در شب و روز مصرف می‌کرد. موران می‌گوید: «اول فکر کردیم شاید فقط این یک نمونه از ماهی غارزی عملکرد این‌چنینی دارد و ماهی‌های دیگر ممکن است متفاوت باشند. یک ماهی دیگر را در لوله‌ی شنا قرار دادیم، ولی آن یکی هم رفتار مشابه داشت و مصرف اکسیژن شب و روز او یکسان بود.»

آن‌طور که این گروه پژوهشی سپتامبر گذشته در PLOS ONE گزارش کرده، با ثابت نگه داشتن متابولیسم ماهی‌ها در طول روز، به جای افزایش و کاهش با نوسان یکسان که با چرخه‌ی نور انجام می‌شود، ماهی‌های غارزی توانستند تا ۲۷ درصد در مصرف انرژی صرفه‌جویی کنند. وقتی که هر دو ماهی غارزی و سطح‌زی در تاریکی آزمایش شدند، ماهی غار‌زی عملکرد بهتری نیز از خود نشان داد و تا ۳۸ درصد انرژی کمتری نسبت به ماهی سطح‌زی مصرف کرد.

این یافته‌ها بدین معنی نیستند که تاکاهاشی درباره‌ی تاثیر ساعت‌های زیستی در صرفه‌جویی مصرف انرژی اشتباه می‌کرد. اینکه بعضی حیوانات که در زیست‌بوم‌های خاص زندگی می‌کنند ساعت‌های زیستی به شدت متفاوتی دارند، بدین معنی نیست که زندگی بدون ساعت‌زیستی برای همه مفید است. باربارا هلم از دانشگاه گلاسکو می‌گوید: «من مشکوک هستم که به استثنای موقعیت‌های خیلی عجیب، زندگی بدون ساعت زیستی ممکن باشد. مثل این است که از نابینا بودن ماهی غارزی این‌طور برداشت کنیم که به کلی چشم‌ها در دنیا بی‌اهمیت هستند.»

در ۶۰ سال اخیر چه گونه‌های جانوری مهمی منقرض شدند؟

زمان مورد نیاز برای مطالعه: ۱۱ دقیقه

در سال ۱۹۸۰ میلادی دانشمندان با یک اتفاق مهم شوکه شدند: کشف یک تنوع خارق‌العاده از حشرات در جنگل‌های استوایی… این اتفاق عجیب حاصل یک مطالعه‌ی ظاهراً ساده بود. در حقیقت ماجرا این‌طور رقم خورد که پژوهشگران در حین مطالعه بر روی تنها ۱۹ درخت از جنگلهای استوایی کشور پاناما قریب ۱.۲۰۰ گونه سوسک جدید را شناسایی کردند. نکته جالب اینجا بود که از این تعداد گونه ۸۰ درصدشان جزو ناشناخته‌ها بودند. همین اتفاق ساده محققان موسسه منابع جهانی را بدین جمع‌بندی رساند: «دانش ما از کره‌ی زمین هنوز بسیار بسیار محدود و ناچیز است، حداقل ما امروز می‌دانیم که در فلان کهکشان چند ستاره وجود دارد ولی با کمال تاسف هنوز نمی‌دانیم که در کره زمین دقیقاً چه تعداد گونه زیست می‌کند و چه تعداد از آنها منقرض شده یا اینکه قرار است که بزودی منقرض شود.»

در این جمع‌بندی ساده چند نکته جالب نهفته است:

۱. وقتی ما نمی‌دانیم روی کره زمین چه تعداد گونه زیست می‌کند، پس چطور قرار است که بفهمیم چه تعداد گونه در حال انقراض هستند؟

۲. شواهد و قراین موجود حاکی از این واقعیت غیرقابل انکار است که شرایط برای زندگی موجودات زنده آن‌طور که باید و شاید ایده‌آل نیست. بسیاری از گونه‌های جانوری و حتی گیاهی در زیستگاه‌های متعددی با کاهش جمعیت جدی مواجه هستند و برخی دیگر نیز سال‌هاست که دیده نشده‌اند.

۳. یک مثال ساده از همین تعداد گونه‌ی شناخته‌شده ما را به نتیجه جالبی می‌رساند. فرض کنید که در روی کره زمین ۱۰۰ میلیون گونه‌ی مختلف زیست می‌کند و نرخ انقراض تعیین‌شده برای این تعداد سالانه تنها قریب ۰.۰۱ درصد است. آیا می‌دانید که همین نرخ به ظاهر اندک معرف حذف چه تعداد گونه در سال است؟ پاسخ به این سوال تکان‌دهنده است:

با این وضعیت سالانه ۱۰ هزار گونه برای همیشه از صفحه‌ی گیتی محو می‌شوند. عمق فاجعه زمانی بیشتر مشخص خواهد شد که بدانید این آمار تنها مربوط به گونه‌های شناخته‌شده است در حالیکه در روی کره زمین هنوز تعداد بسیار زیادی گونه اعم از جانوری یا گیاهی وجود دارد که در دنیای علم شناخته‌شده نیستند.

صندوق جهانی طبیعت (WWF) نرخ انقراض گونه‌ها را سالانه معادل ۰.۰۱ تا ۰.۱ درصد تخمین زده است. اگر دست پایین این آمار یعنی ۰.۰۱ درصد رقمی واقعی باشد، بدان معنا خواهد بود که بعنوان مثال از مجموع تقریبی ۲ میلیون گونه مختلفی که بر روی کره زمین زیست می‌کنند، هر ساله بین ۲۰۰ تا ۲۰۰۰ گونه برای همیشه منقرض و از صفحه روزگار محو می‌شوند. این آمار به راستی تکان‌دهنده است.

چرا انقراض اهمیت دارد؟

برای بسیاری از ما گونه‌های در معرض خطر و حتی گونه‌های منقرض شده، نمادی از یک روند طبیعی هستند. بسیاری باور دارند که انقراض حیوانات یا حتی گیاهان یک پروسه‌ی طبیعی است یعنی اگر گونه‌ای در طبیعت منقرض می‌شود نباید آن را خیلی جدی گرفت چرا که این اساس کار طبیعت است. این باور از جهاتی درست است اما زمانی معنادار خواهد بود که چند سوال مهم را در وهله نخست پاسخ دهیم:

۱. آیا نرخ انقراض یک نرخ طبیعی است؟ یعنی آیا ما انسان‌ها تاثیری در سرعت بخشیدن بدان نداریم؟ آیا کل ماجرا حاکی از یک روند طبیعی است؟

۲. چرا گونه‌های در معرض خطر یا حتی گونه‌های منقرض شده اهمیت دارند؟

۳. آیا وضعیت کنونی می‌تواند بر زیست انسان‌ها و سلامت آن‌ها نیز تاثیرگذار باشد؟

شواهد و آمارها نشان می‌دهد که در زمان حاضر بیشتر از هر برهه‌ی زمانی دیگر انقراض گونه‌ها معنادار شده است. دانشمندان باور دارند که ما هم‌اکنون در ششمین عصر انقراض بزرگ زمین زیست می‌کنیم. پنجمین انقراض بزرگ زمین قریب ۶۵ میلیون سال پیش یعنی زمانیکه دایناسورها برای همیشه از صفحه گیتی محو شدند، اتفاق افتاد. اما متاسفانه شواهدی در دست است که نشان می‌دهد، ما نیز درست با همان سرعت گونه‌های مختلف جانوری و گیاهی را به سمت سراشیبی انقراض سوق می‌دهیم. کره زمین در این برهه خاص زمانی هر ساله بین ۱۰ هزار تا ۱۰۰ هزار گونه را از دست می‌دهد، این بدان معناست که نرخ انقراض بین ۱۰۰۰ تا ۱۰ هزار بار بیشتر از نرخ طبیعی است. همانطور که در مثال‌های پیشین هم گفته شد، نقش ما انسان‌ها در این انقراض غیرطبیعی غیرقابل انکار است. ما بسیاری از گونه‌ها را در حالی از دست می‌دهیم که هنوز اطلاعات درستی از دلیل حضورشان در طبیعت نداریم، بسیاری از این گونه‌ها می‌توانند سلامت و بقای خود ما را تضمین کنند و درست به همین دلیل است که همه ما انسان‌ها بایستی در برابر این مساله جدی‌تر از گذشته باشیم.

دانشمندان باور دارند که ما هم‌اکنون در ششمین عصر انقراض بزرگ زمین زیست می‌کنیم. نرخ انقراض کنونی بین ۱۰۰۰ تا ۱۰ هزار بار بیشتر از نرخ طبیعی است.

گونه‌های جانوری مهمی که در ۶۰ سال اخیر از دست دادیم

ببر مازندران

ببرها بزرگترین عضو خانواده‌ی گربه‌سانان هستند. رنگ پشت آن‌ها زرد متمایل به نارنجی و زیر بدنشان سفید همراه با نوارهای قهوه‌ای باریکی است که تقریباً تمام سطح بدن را پوشانده‌اند. پشت گوش ببرها سیاه است و لکه سفیدی هم در وسط آن دیده می‌شود. ببر مازندران یکی از زیرگونه‌های ببر در کشور ما بوده که در گذشته پراکندگی وسیعی در مناطق جنگلی خزر از آستارا تا پارک ملی گلستان و شبه جزیره میانکاله داشته است. تخریب زیستگاه، شکار بی‌رویه و مسموم کردن لاشه‌ی حیواناتی که ببرها از آن تغذیه می‌کرده‌اند از جمله مهمترین دلایل انقراض همیشگی این حیوان در دهه‌ی ۱۳۳۰ در ایران عنوان شده است. شواهد حاکی از آن است که آخرین ببر مازندران در پارک ملی گلستان شکار شد. متاسفانه حتی یک نمونه هم از این جانور نه‌تنها در نیزارها و بوته‌زارهای مناطق جنگلی خزر بلکه حتی در باغ‌وحش‌های سرتاسر جهان باقی نمانده است. لازم به ذکر است که باغ‌وحش‌ها در نگهداری و تکثیر گونه‌های جانوری در معرض خطر انقراض نقش بسیار مهمی را ایفاء می‌کنند یعنی اگر چنانچه حداقل یک جفت از این گونه در یک باغ‌وحش نگهداری می‌شد، امروز شاهد این فاجعه بزرگ نبودیم. بدیهی است که گونه‌هایی که در اسارت تکثیر داده می‌شوند، با گونه‌های وحشی بسیار متفاوت هستند و شاید هیچگاه توان بازگشت به طبیعت را نداشته باشند اما تجارب جهانی نشان داده است که نگهداری از چنین گونه‌های باارزشی می‌تواند مستلزم بقای آن‌ها و در شرایطی خاص عاملی برای بازگشت مجدد آن‌ها به طبیعت باشد چنانکه این مورد قبلاً هم در مورد گونه‌هایی نظیر اوریکس عربی امتحان شده است.

ببرها بزرگترین عضو خانواده گربه‌سانان هستند. ببر مازندران زیرگونه ارزشمند و بومی کشور ما بود که در دهه ۱۳۳۰ برای همیشه منقرض شد.

پلنگ زنگبار

یکی از چند زیرگونه پلنگ‌ها بوده که در گذشته در مجمع‌الجزایر تانزانیا زیست می‌کرده است. مجمع‌الجزایر تانزانیا هفت جزیره هستند که در اقیانوس هند و دور از سواحل شرقی آفریقا واقع شده‌اند. در حقیقت این مجموعه از سه جزیره‌ی بزرگ به انضمام تعدادی جزیره‌های کوچک در اطراف آن‌ها تشکیل شده است. هنوز از نظر فنی انقراض این گربه‌سان بزرگ به طور کامل مورد تایید قرار نگرفته است چرا که گاه و بیگاه گزارشاتی تاییدنشده مبنی بر رویت آن به دست کارشناسان می‌رسد. مطالعات ژنتیکی که در دهه‌ی ۹۰ میلادی روی این حیوان انجام شد، این زیرگونه را با پلنگ‌های آفریقایی در یک گروه قرار داد. یکی از دلایل انقراض این زیرگونه‌ی ارزشمند باور مردم محلی مبنی بر ارتباط میان این حیوان و جادوگران بوده است. مردم بومی به دلیل همین باور غلط پلنگ‌ها را به شکل وحشیانه‌ای قلع و قمع کردند. تا مدت‌ها مردم این منطقه پلنگ‌ها را به چشم شکارچیان شیطانی می‌دیدند که بایستی نسل آن‌ها از بین برده شود. متاسفانه این باور حتی در میان دولتمردان نیز شایع بود. سرانجام در اواسط دهه‌ی ۱۹۹۰ یک طرح حفاظتی کوتاه‌مدت برای این زیرگونه تامین اعتبار شد اما واقعیت این بود که برای حفاظت دیگر خیلی دیر شده بود. تاریخ انقراض همیشگی این زیرگونه را سال ۱۹۹۶ اعلام کرده‌اند.

در اواسط دهه ۱۹۹۰ یک طرح کوتاه‌مدت برای حفاظت از پلنگ زنگبار تامین اعتبار شد اما واقعیت این بود که برای حفاظت دیگر خیلی دیر شده بود.

ببر جاوه

این حیوان از نظر ظاهری شباهت زیادی به ببر مشهور سوماترا دارد. ببر جاوه بومی جزیره اندونزیایی جاوه است و عنوان دومین ببر کوچک دنیا را هم به خود اختصاص داده است. در دهه ۱۸۰۰ میلادی این زیرگونه پراکنش قابل‌ملاحظه‌ای در این منطقه داشت اما متاسفانه مردم محلی آن را مایه مصیبت و بلا می‌دانستند. با توسعه مدنیت در این جزیره رفته‌رفته از جمعیت ببرها کاسته شد. در دهه ۱۹۵۰ تنها ۲۰ ببر جاوه در این منطقه زیست می‌کردند تا اینکه در نهایت این تعداد معدود نیز در سال ۱۹۷۹برای همیشه نابود شدند. از مهمترین دلایل انقراض ببر جاوه می‌توان به تخریب زیستگاه و توسعه کشاورزی اشاره کرد. متاسفانه تلاش‌هایی که در دهه‌ی ۱۹۴۰ و ۱۹۵۰ برای حفاظت از این زیرگونه انجام گرفت، با موفقیت قرین نبود و دلیل این مساله را هم می‌توان نداشتن برنامه‌ی مدیریتی صحیح و مهم‌تر از آن فقدان عرصه مناسب برای زیست این جانور عنوان کرد.

کرگدن سیاه آفریقایی غربی

در سال ۲۰۰۶ اتحادیه‌ی جهانی حفاظت از طبیعت و منابع طبیعی (آی‌یو‌سی‌ان) کرگدن با شکوه و پرعظمت سیاه آفریقایی غرب را به عنوان گونه‌ای منقرض‌شده معرفی کرد. این اتفاق پس از آن رخ داد که کارشناسان اعلام کردند که نتوانسته‌اند هیچ ردی را از این حیوان در آخرین زیستگاه‌اش واقع در کشور کامرون پیدا کنند. این زیرگونه یکی از ۴ زیرگونه کرگدن‌ها بوده که امروز همگی به نوعی در معرض تهدیدات جدی هستند. از جمله مهمترین دلایل انقراض این زیرگونه شکار غیرقانونی عنوان شده است. متاسفانه شکارچیان بنابر یک باور کاملاً عامیانه کرگدن‌ها را اغلب به خاطر شاخ‌شان به صورت غیرقانونی شکار می‌کنند. شاخ کرگدن برای استفاده در درمان‌های سنتی به کشورهایی نظیر چین فرستاده می‌شود اما کل این پروسه غیرقانونی است. کرگدنی که شاخ‌اش بریده شود، اغلب درمان نمی‌شود و مرگ بسیار دردناکی را هم تجربه خواهد کرد.

کرگدن‌ها را اغلب به خاطر شاخ‌شان به صورت غیرقانونی شکار می‌کنند. کرگدنی که شاخ‌اش بریده شود، معمولاً درمان نمی‌شود و مرگ بسیار دردناکی را هم تجربه خواهد کرد.

بز کوهی پیرنه

آخرین بزکوهی پیرنه در سال ۲۰۰۰ مرد. بعدها در سال ۲۰۰۹ با استفاده از نمونه‌های پوست آخرین بز کوهی تلف شده، نمونه شبیه‌سازی شده‌ای از آن به دنیا آمد اما این حیوان نیز اندکی پس از تولد بواسطه مشکلات حاد دستگاه تنفسی از دست رفت. کارشناسان دلیل انقراض این حیوان را شکار غیرمجاز عنوان کرده‌اند. هم‌اکنون بسیاری از کارشناسان حفاظت از محیط‌زیست دولت اسپانیا را مقصر اصلی این فاجعه می‌دانند چرا که ظاهراً این دولت بوده که نتوانسته در زمان مناسب بودجه کافی را برای حفاظت از این حیوان ارزشمند مهیا نماید.

بوآی نقب‌زن جزیره راند

جزیره‌ی راند (Round Island) یک جزیره‌ی غیرمسکونی واقع در ۲۲.۵ کیلومتری شمال جزیره موریس است. جزیره‌ی مشهور موریس در جنوب غربی اقیانوس هند واقع شده و از نظر جغرافیایی به ماداگاسکار نزدیک است. مار بوآی نقب‌زن گونه‌ای منحصربفرد و بومی این جزیره بود که زندگی در لایه‌های فوقانی و سطوح شیب‌دار آتشفشانی را ترجیح می‌داد. این گونه زیبا و منحصربفرد را در ابتدا در چندین جزیره دیگر واقع در همین منطقه نیز شناسایی کردند اما جمعیت آن از دهه‌ی ۱۹۴۰ به بعد رو به کاهش گذاشت چنانچه در سال ۱۹۴۹ تنها در جزیره راند مار بوآی نقب‌زن یافت شد. آخرین مار بوآی نقب‌زن نیز در سال ۱۹۷۵ مشاهده شد و پس از آن دیگر کوچکترین ردی از این جانور دیده نشد. دلیل انقراض این گونه را معرفی گونه‌های غیربومی از جمله موش‌ها و بز به این منطقه عنوان کرده‌اند. امروزه محقق شده که این گونه‌های غیربومی بودند که زیستگاه ایده‌آل مارهای بوآی نقب‌زن را به طور کل تخریب کردند. ساکنان این جزیره در حال حاضر با معضل جدی حضور همین جانوران مهاجم دست به گریبان هستند.

وزغ طلایی

وزغ زیبای طلایی تنها گونه‌ای نیست که ظرف ۴۰ سال اخیر منقرض شده اما بدون‌تردید این گونه یکی از زیباترین و منحصربفردترین گونه‌هایی بوده که طبیعت دیگر نظیر آن را کمتر به خود خواهد دید. این دوزیست زیبا با پوست شفاف و درخشان برای نخستین بار در ارتفاعات کشور کاستاریکا مشاهده شد اما متاسفانه به دلیل آلودگی، گرمایش جهانی و عفونت‌های پوستی قارچی که ریشه‌ی آن‌ها را باید در همین مواد آلاینده جستجو کرد؛ سرانجام توان ادامه بقا را از دست داد و در سال ۱۹۸۹ برای همیشه منقرض گردید.

وزغ زیبای طلایی تنها گونه‌ای نیست که در ظرف ۴۰ سال اخیر منقرض شده اما بدون‌تردید این گونه یکی از زیباترین و منحصربفردترین گونه‌هایی بوده که طبیعت دیگر نظیر آن را کمتر به خود خواهد دید.

حیوانات عجیبی که نمی‌شناسید

زمان مورد نیاز برای مطالعه: ۷ دقیقه

چارلز داروین می‌گوید: «انسانی که جرات دارد یک ساعت از عمر خود را به بطالت بگذراند، هیچ‌گاه ارزش حیات را متوجه نخواهد شد.» حیات مفهومی بسیار گسترده است که قرار نیست تنها به کتاب‌های آموزشی زیست‌شناسی محدود شود. دنیای شگفت‌انگیزی که ما در آن زندگی می‌کنیم، ناشناخته‌هایی فراتر از مرز تصوراتمان دارد. در این مقاله شما را با حیواناتی آشنا خواهیم کرد که شاید تا امروز حتی اسم آن‌ها را هم نشنیده و یا حتی عکسی از آن‌ها هم ندیده باشید.

عنکبوت خاردار گردباف (Spiny orb-weaver)

عنکبوت‌های خاردار گردباف یک جنس خاص از عنکبوت‌ها هستند که در زبان علمی به آن‌ها (Gasteracantha) می‌گویند. نام این عنکبوت‌ها برگرفته از خارهای مشخصی است که در ناحیه شکم آن‌ها به چشم می‌خورد. قطر شکم گرد این عنکبوت‌ها می‌تواند به ۳۰ میلی‌متر برسد. با وجود این‌که ناحیه شکمی آن‌ها مختصر شباهتی با پوسته خرچنگ‌ها دارد اما خارهای شکمی باعث می‌شود که آن‌ها با خرچنگ اشتباه گرفته نشوند.

عنکبوت‌های خاردار اغلب رنگ‌های روشن دارند. ناحیه شکمی آن‌ها می‌تواند سفید، نارنجی یا زرد با نشانه‌هایی خاص از رنگ قرمز باشد.

عنکبوت‌های ماده خاردار در ناحیه شکم ۶ خار بزرگ قرمز یا نارنجی دارند در حالی که نرها از لحاظ جثه کوچک‌تر هستند و زواید تیغ‌مانند مذکور را هم ندارند بلکه به جای آن‌ها ۴ الی ۵  پرز سیاه‌رنگ دارند. گزش این جنس از عنکبوت‌ها اغلب برای انسان‌ها بی‌ضرر است و مشکلی ایجاد نمی‌کند اما نباید فراموش کرد که این جنس خاص از گونه‌های مختلفی تشکیل شده است.

یک گونه منحصر به فرد از عنکبوت‌های خاردار، گونه‌ای به نام (Gasteracantha cancriformis) است که در بخش‌هایی از ایالات متحده آمریکا، آمریکای مرکزی و نواحی خاصی از کارائیب یافت می‌شود. این گونه از نظر رنگ و شکل، طیف‌های مختلفی را شامل می‌شود که در آن‌ها حتی رنگ پاها هم می‌تواند با یکدیگر فرق داشته باشد.

آرمادیلوی پری‌شکل صورتی(Pink fairy armadillo)

این گونه، کوچک‌ترین گونه آرمادیلویی است که در دنیا یافت می‌شود. آرمادیلوها پستاندار هستند و یک پوسته چرمی محکم دارند که به زره شبیه است. آرمادیلو (Armadillo)، یک لغت اسپانیایی است که به معنی زره‌پوش کوچک می‌باشد. در حال حاضر در دنیا ۹ جنس و ۲۱ گونه آرمادیلو شناسایی شده است که روش شناسایی برخی از آن‌ها از طریق شمارش بندهایی است که بر روی پوسته زرهی‌شان دیده می‌شود.

آرمادیلوی پری‌شکل صورتی، کوچک‌ترین گونه از آرمادیلوهای شناسایی شده است که طول بدن آن به طور متوسط تنها ۱۰ سانتی‌متر تخمین زده می‌شود.

آرمادیلوی پری‌شکل صورتی در کشور آرژانتین یافت می‌شود. این حیوان با حفر دالان‌هایی در علفزارهای خشک یا دشت‌های صحرایی برای خود لانه می‌سازد و در آن‌جا نیز تشکیل خانواده می‌دهد. این حیوانات اغلب زیرزمین هستند اما در شب‌هنگام از دالان‌های خود خارج شده و به جستجوی غذا می‌پردازند. غذای آن‌ها را اغلب مورچه‌ها تشکیل می‌دهند.

اتحادیه جهانی حفاظت از طبیعت و منابع طبیعی (آی‌یو‌سی‌ان) داده‌ها را درباره این گونه کافی نمی‌داند و به همین دلیل برای تعیین درجه حفاظتی این حیوان بومی آرژانتین مرکزی لازم است که مطالعات بیش‌تری انجام شود. یکی از دلایل کاهش احتمالی جمعیت آرمادیلوهای پری‌شکل صورتی این است که اغلب به صورت غیرقانونی از طبیعت صید شده و به عنوان حیوان خانگی فروخته می‌شوند در حالی که عمر این حیوان در اسارت بسیار کم است.

میمون دماغ خرطومی (Proboscis monkey)

میمون‌های دماغ خرطومی، بومی جنگل‌ها و مانگروهای بورنئو هستند. این میمون‌ها از میوه‌های نارس تغذیه می‌کنند چرا که میوه‌های رسیده به دلیل گلوکزی که دارند، در معده آن‌ها تبدیل به خمیرمایه می‌شوند. تشکیل این خمیرمایه برای سیستم گوارشی این میمون‌ها به حدی خطرناک است که می‌تواند حتی مرگ آن‌ها را نیز به دنبال داشته باشد.

بعضی از دانشمندان معتقدند که میمون‌های دماغ خرطومی نر از دماغ‌هایشان برای تحریک و اظهار عشق به جنس ماده استفاده می‌کنند اما برخی دیگر از محققین باور دارند که این دماغ‌های بزرگ خرطومی باعث می‌شود که صدای آن‌ها برای هم‌نوعان و در عین حال دشمن‌های احتمالی‌شان رساتر باشد.

میمون‌های دماغ خرطومی در حال حاضر در رده در معرض خطر قرار گرفته‌اند. جنگل‌زدایی و شکار بی‌رویه آن‌ها به دلیل جذابیت ظاهری‌شان از جمله مهم‌ترین تهدیدات بقای اندک جمعیت‌های باقیمانده است.

ماهی بی‌فک (Hagfish)

ماهی‌های بی‌فک، نخستین مخلوقات اقیانوس‌ها هستند که تنها در آب‌های خیلی عمیق اقیانوسی یافت می‌شوند. آن‌ها از نظر شکل ظاهری تاحدودی به مارماهی‌ها شبیه هستند اما آرواره ندارند. این ماهی‌ها از نظر قدرت بینایی بسیار ضعیف هستند و تحقیقات نشان می‌دهد که حس بویایی نقش عمده کار شناسایی را برای آن‌ها انجام می‌دهد.

این موجودات لاشه‌خوار هستند و از بقایای اجسادی که از بخش‌های بالادست اقیانوسی به اعماق می‌رسد، تغذیه می‌کنند اما آن‌ها در عین حال این قابلیت را هم دارند که طعمه‌های زنده‌ای را که از کنارشان رد می‌شوند، بگیرند و از آن‌ها به عنوان غذا استفاده کنند.

یکی از ویژگی‌های منحصر به فرد ماهی‌های بی‌فک این است که می‌توانند با تولید لجن باعث آزردگی شکارچیانی نظیر کوسه‌ها شوند. مارماهی‌های کوچک با بیرون دادن این لجن که به سرعت در محیط پخش می‌شوند، به راحتی از شر شکارچیان خلاص می‌شوند.

تا به امروز بیش از ۶۰ گونه مختلف از ماهی‌های بی‌فک شناسایی شده که رنگ بدن ‌آن‌ها صورتی، قهوه‌ای یا خاکستری بوده است.

گوزن کاکلی (Tufted deer)

گوزن کاکلی یک گونه کوچک از گوزن‌هاست که در بخش‌های مرتفع جنگل‌های برمه و چین زندگی می‌کند. آن‌ها موهای کاکلی قشنگی دارند و به همین دلیل به آن‌ها گوزن کاکلی گفته می‌شود. اما اگر دقیق‌تر به آن‌ها نگاه کنید، متوجه می‌شوید که در عین حال شبیه یک خون‌آشام زیبا هم هستند. نیش‌های برآمده آن‌ها در اصل همان دندان نیش بلند بالایی است که باعث می‌شود تا شباهت زیادی با خویشاوند نزدیک‌شان گوزن کوچک آسیایی (Muntjac) داشته باشند.

گوزن‌های کاکلی، حیواناتی به شدت قلمروطلب هستند و با وجود این‌ که شاخ در آن‌ها کوچک و تحلیل‌رفته است اما با تمام قوا از دندان‌های نیش‌شان برای تعیین قلمرو استفاده می‌کنند.

تخریب زیستگاه و شکار بی‌رویه از جمله مهم‌ترین دلایل کاهش جمعیت آن‌هاست. از آن‌جایی که این گوزن‌های زیبا عادت به زندگی کردن در ارتفاعات بالای ۴۵۰۰ متر دارند بنابراین مطالعه و تحقیق بر روی آن‌ها کار بسیار دشواری است و تاامروز هم کم‌تر از نظر وضعیت حفاظتی بررسی شده‌اند. تا به امروز ۴ زیرگونه از این حیوان شناسایی شده که از بین آن‌ها تنها یک مورد است که از نظر علم رده‌بندی هنوز در مورد آن شک‌هایی وجود دارد.

حباب‌ماهی (Blobfish)

حباب ماهی‌ها در اصل ماهیان آب‌های عمیق متعلق به خانواده (Psychrolutidae) هستند که در آب‌های عمیق دور از سواحل کشورهای استرالیا، تاسمانیا و نیوزلند یافت می‌شوند. طول بدن این ماهی‌ها معمولا کم‌تر از ۳۰ سانتی‌متر است و زیستگاه‌های مطلوب آن‌ها نیز آب‌های اقیانوسی با عمق ۶۰۰ الی ۱۲۰۰ متر هستند. جالب است بدانید در جایی که حباب‌ماهی‌ها هستند، فشار ۶۰ الی ۱۲۰ مرتبه بیش‌ از سطح آب دریاهاست.

اگر تاکنون شکم یک ماهی را باز کرده باشید، حتما یک کیسه بادکنکی شکل را در داخل بدنش مشاهده کرده‌اید. این کیسه بادکنکی نقش مهمی در زندگی ماهی‌ها دارد و باعث می‌شود که آن‌ها بتوانند در آب شناور باقی بمانند. میزان فشاری که در اعماق ۶۰۰ الی ۱۲۰۰ متری به بدن حباب‌ماهی‌ها وارد می‌شود، به قدری زیاد است که باعث می‌شود این کیسه بادکنکی در عمل کارآیی خود را از دست بدهد. حباب‌ماهی‌ها برای جبران این عدم کارآیی کیسه هوا، تدبیر دیگری اندیشیده‌اند. گوشت بدن این نوع از ماهی‌ها ژله مانند است بنابراین چگالی یا مقدار جرم واحد حجم‌شان حتی از آب هم کم‌تر است که باعث می‌شود تا بدن این ماهی‌ها بتواند در آب شناور باقی بماند.

صید ضمنی یکی از دلایل کاهش جمعیت حباب‌ماهی‌هاست.

یکی از معضلات تورهای صیادی این است که زمانی که به بالا کشیده می‌شوند، طیف وسیعی از آبزیان از لاک‌پشت گرفته تا کوسه را که در اصل گونه‌های هدف نیستند از محیط برداشت می‌کنند. این برداشت ناخواسته صید ضمنی نام دارد که می‌تواند برای گونه‌های آسیب‌پذیر تهدیدی جدی باشد. حباب‌ماهی‌ها به هیچ‌وجه شکارچیان ماهری نیستند، آن‌ها عادت دارند که در یک‌جا خود را آویزان کرده و منتظر غذا شوند. بدیهی است که این کم‌تحرکی دلیل گیر افتادن اغلب آن‌ها در تورهای ماهیگیری و صید ضمنی‌شان است.

فوسا (Fossa)

فوسا یک پستاندار گوشتخوار و بومی ماداگاسکار است که ظاهری شبیه گربه دارد. فوسا عضوی از خانواده (Eupleridae) است که تاکنون ۱۰ گونه زنده از آن در ماداگاسکار شناسایی شده است. تازه‌ترین تحقیقات مولکولی نشان می‌دهد که هر ۱۰ گونه زنده این خانواده جد بزرگی داشته‌اند که قریب ۱۸ الی ۲۴ میلیون سال پیش در آفریقا زیست می‌کرده.

فوسا گونه‌ای آسیب‌پذیر است و جنگل‌زدایی در ماداگاسکار مهم‌ترین دلیل کاهش جمعیت آن‌هاست.

علیرغم شباهت ظاهری فوسا با گربه‌سانان، یک نکته را در رابطه با آن‌ها نباید فراموش کرد و آن هم این است که فوساها با خانواده خدنگ‌ها قرابت بسیار نزدیکی دارند. افراد خانواده خدنگ‌ها جثه‌ای کوچک تا متوسط، پوزه‌ای دراز، گوش‌های کوچک، دم پرمو و دست و پایی کوتاه دارند. این حیوانات سریع، چابک و بیش فعال در ایران دو گونه به نام‌های خدنگ معمولی و خدنگ کوچک دارند. اگر میرکت‌ها یا دم عصایی‌های آفریقایی را بشناسید، تصور بهتری هم از خدنگ‌ها خواهید داشت.

فوساها خصلت عجیبی دارند، آن‌ها تقریبا ۲۴ ساعته فعال هستند یعنی برخلاف سایر حیوانات که یا در هنگام روز یا در هنگام شب فعالیت می‌کنند، فوساها هم در روز و هم در شب دیده می‌شوند اما زمان اوج فعالیت آن‌ها اوایل صبح، اواخر عصر و اواخر شب است.