يشير بحث جديد إلى أن الحياة المعقدة بدأت تتشكل قبل مليار سنة تقريبًا مما كان يُعتقد سابقًا.

باستخدام نهج الساعة الجزيئية الموسعة، رسم العلماء جدولًا زمنيًا أكثر وضوحًا لكيفية تطور عائلات الجينات المبكرة. واكتشفوا أن السمات الرئيسية لحقيقيات النواة ظهرت قبل فترة طويلة من وفرة الميتوكوندريا أو الأكسجين الجوي. والنتيجة هي نموذج تطوري جديد يعيد كتابة قصة الحياة المبكرة.

الظهور المبكر للحياة المعقدة

كشف بحث جديد أن الحياة المعقدة بدأت تتشكل في وقت أبكر بكثير، وعبر إطار زمني أطول مما افترضه العلماء سابقًا. تقدم النتائج رؤية جديدة للظروف البيئية التي شكلت التطور المبكر وتثير تساؤلات حول العديد من الأفكار العلمية القديمة في هذا المجال.

بقيادة جامعة بريستول ونشرت اليوم في طبيعة (3 ديسمبر)، أفادت الدراسة أن الكائنات الحية المعقدة نشأت قبل وقت طويل من توفر الأكسجين في الغلاف الجوي للأرض. كان يُعتقد منذ فترة طويلة أن الأكسجين ضروري لتطور الحياة المتقدمة، لكن النتائج تشير إلى أن هذا المطلب قد لا ينطبق على المراحل الأولى من التطور.

وقالت أنجا سبانج، المؤلفة المشاركة من قسم علم الأحياء الدقيقة والكيمياء الحيوية في المعهد الملكي الهولندي لأبحاث البحار: “يبلغ عمر الأرض حوالي 4.5 مليار سنة، مع ظهور أول أشكال الحياة الميكروبية منذ أكثر من 4 مليارات سنة. وتتكون هذه الكائنات من مجموعتين – البكتيريا والعتائق المتميزة ولكن المرتبطة بها، والمعروفة مجتمعة باسم بدائيات النوى”.

سيطرت بدائيات النوى على الكوكب لمئات الملايين من السنين قبل ظهور خلايا حقيقية النواة أكثر تعقيدًا. تشمل هذه المجموعة الأخيرة الطحالب والفطريات والنباتات والحيوانات.

إعادة النظر في أصول حقيقيات النوى

أوضح دافيد بيساني، أستاذ علم السلالات في كلية العلوم البيولوجية بجامعة بريستول والمؤلف المشارك: “الأفكار السابقة حول كيفية ومتى تحولت بدائيات النوى المبكرة إلى حقيقيات النوى المعقدة كانت إلى حد كبير في مجال التكهنات. وقد امتدت التقديرات إلى مليار سنة، حيث لا توجد أشكال وسيطة ولا توجد أدلة أحفورية محددة”.

ولمعالجة هذه الشكوك، توسع الفريق الدولي في استخدام تقنية “الساعات الجزيئية” الحالية، والتي تقدر متى صِنف مشاركة سلف مشترك.

“كان النهج ذو شقين: من خلال جمع بيانات التسلسل من مئات الأنواع ودمجها مع الأدلة الأحفورية المعروفة، تمكنا من إنشاء شجرة حياة محددة زمنيًا. وأضاف المؤلف الرئيسي المشارك البروفيسور توم ويليامز في قسم علوم الحياة بجامعة باث: “يمكننا بعد ذلك تطبيق هذا الإطار لحل توقيت الأحداث التاريخية بشكل أفضل داخل عائلات الجينات الفردية”.

ومن خلال مقارنة أكثر من 100 عائلة جينية عبر أنظمة بيولوجية متعددة والتركيز على السمات التي تميز حقيقيات النوى عن بدائيات النوى، بدأ الباحثون في إعادة بناء تسلسل الأحداث التي شكلت ظهور الحياة المعقدة.

بداية مبكرة جدًا للتعقيد الخلوي

ووجد الفريق أن التحول نحو التعقيد بدأ منذ ما يقرب من 2.9 مليار سنة، أي قبل مليار سنة تقريبًا من بعض التقديرات السابقة. وتشير نتائجهم أيضًا إلى أن النواة وغيرها من الهياكل الخلوية الداخلية تشكلت قبل الميتوكوندريا بوقت طويل.

قال المؤلف جيرجيلي زولوسي، رئيس وحدة الجينوم التطوري المبني على النماذج في معهد أوكيناوا للعلوم والتكنولوجيا (OIST): “إن عملية التعقيد التراكمي حدثت على مدى فترة زمنية أطول بكثير مما كان يعتقد سابقًا”.

مكنت هذه النتائج الباحثين من استبعاد العديد من الفرضيات الموجودة حول تكوين حقيقيات النوى (تطور الحياة المعقدة). ولأن نتائجهم لم تتطابق تمامًا مع أي نموذج حالي، فقد قدموا سيناريو جديدًا يسمى “CALM” – العتائق المعقدة، الميتوكوندريا المتأخرة.

تقديم نموذج الهدوء

وأوضح المؤلف الرئيسي الدكتور كريستوفر كاي، الباحث المشارك في كلية العلوم البيولوجية بجامعة بريستول: “ما يميز هذه الدراسة هو النظر في التفاصيل حول ما تفعله عائلات الجينات هذه بالفعل – وأي البروتينات تتفاعل معها – كل ذلك في الوقت المطلق. لقد تطلب الأمر الجمع بين عدد من التخصصات للقيام بذلك: علم الحفريات لتحديد الجدول الزمني، وعلم الوراثة العرقية لإنشاء أشجار مخلصة ومفيدة، والبيولوجيا الجزيئية لإعطاء سياق لهذه العائلات الجينية. لقد كانت مهمة كبيرة”.

وقال المؤلف فيليب دونوغو، أستاذ علم الأحياء القديمة في كلية علوم الأرض بجامعة بريستول: “أحد أهم النتائج التي توصلنا إليها هو أن الميتوكوندريا نشأت في وقت متأخر بشكل ملحوظ عما كان متوقعا. ويتزامن التوقيت مع أول ارتفاع كبير في الأكسجين في الغلاف الجوي”.

“تربط هذه الرؤية علم الأحياء التطوري مباشرة بالتاريخ الجيوكيميائي للأرض. بدأ السلف العتائي لحقيقيات النوى في تطوير سمات معقدة قبل مليار سنة تقريبًا من توفر الأكسجين، في المحيطات التي كانت تعاني من نقص الأكسجين تمامًا”.

المرجع: “التكرار الجيني المؤرخ يوضح التجمع التطوري لحقيقيات النوى” 3 ديسمبر 2025، طبيعة.
دوى: 10.1038/s41586-025-09808-z

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.