تاریخ و علم

در رابطه با موضوعات مختلف تاریخی و علمی جهان از دیرباز تاکنون.

تاریخ و علم

در رابطه با موضوعات مختلف تاریخی و علمی جهان از دیرباز تاکنون.

تاریخ و علم

در این وبلاگ سعی بر آن است که به موضوعات مختلف علمی و تاریخی با تکیه بر منابع و شواهد موثق و معتبر پرداخته شود. بنابراین هدف، آشنایی خوانندگان عزیز با مباحث علمی و تاریخی و نیز امکان تبادل نظرات و اطلاعات علمی طرفین است.

آخرین نظرات

حیات جانوری ابردوران پرکامبرین (Precambrian)

دوشنبه, ۲۱ فروردين ۱۳۹۶، ۰۲:۴۹ ب.ظ


سیر و تحول موجودات زنده در دورانهای مختلف زمین شناسی؛

بخش 1: حیات جانوریِ ابردوران پرکامبرین

 

نوشته: محسن محرابی

 

به طور کلّی، تاریخ زمین را میتوان به دو بخشِ قبل از پیدایش حیات و بعد از آن تقسیم کرد. در این تقسیم بندی، بخش پیش از پیدایش حیات را اِئون یا اَبَردوران (Eon) پِرِکامبرین (Precambrian) گویند که به معنی زندگی نهان است و قریب به 85 درصد از طول عمر زمین، یعنی از 4/6 میلیارد سال قبل تا شروع کامبرین (حدود 600-540 میلیون سال پیش) را در برمیگیرد. این ابردوران به سه دوران[1] هادِئَن (Hadean)، آرکِئَن (Archean)[2] و پِروتِروزوئیک (Proterozoic) تقسیم میشود. هرکدام از دورانهای آرکئن و پروتروزوئیک نیز به دوره های مختلفی تقسیم­ میگردند؛ آرکئن به چهار دورۀ اِئوآرکئن (Eoarcean)، پالِئوآرکئن (Paleoarcean)، مِزوآرکئن (Mesoarcean) و نِئوآرکئن (Neoarcean)، و پروتروزوئیک نیز خود به سه دورۀ پالِئوپروتروزوئیک (Paleoproterozoic)، مِزوپروتروزوئیک (Mesoproterozoic) و نِئوپروتروزوئیک (Neoproterozoic) قسمت بندی میشوند. دوران پرکامبرین حدود دو میلیارد سال و دوران پروتروزوئیک هم بیش از دو میلیارد سال به طول انجامید. قسمت دیگر تاریخ زمین، بخش «بعد از پیدایش حیات» است که آن را ائون فانِروزوئیک (Phanerozoic) مینامند که به معنی پیدازیستی یا زندگی آشکار (Visible life) است و در آن نشانه های متعددی از ظهور و وجود موجودات زندۀ مختلف دیده میشود.

 

جدول تقسیم بندی دورانهای زمین شناسی و فازهای مهم کوهزایی در هر زمان. اقتباس از: شایگان و اشراقی، زمین شناسی تاریخی، ص32. طرح و تغییرات از نگارنده.

 

اما دوران هادئن[3] حدّ فاصل بین پیدایش منظومۀ شمسی تا کهنترین سنگهای شناخته شده در سطح زمین در حدود 4/6 میلیارد سال پیش است. شاید در یکصد میلیون سال ابتدای این دوران، زمین و سایر سیّارات منظومۀ ­شمسی شکل گرفته اند. زمین در آن زمان با توجه به فعالیّتهای آتشفشانی بالا، هنوز بسیار گرم و سطح کمی از قسمتهای آن به صورت مذاب بود، و همواره در برخورد مداوم با اجرام منظومۀ شمسی قرار داشت. پوستۀ زمین هم در این دوران تشکیل و با سرد شدن آن، به ضخامتش افزوده شد. به عقیدۀ زمین شناسان، در اواخر دوران هادئن، رشته کوهها، آتشفشانها، اقیانوسهای بزرگ، رودخانه ها، جلگه ها، دشتهای‏ خشک و بی آب و علف، ابرهای متراکم و بادهای شدید وجود داشتند. ماه نیز در آن زمان، نسبت به حال فاصلۀ بسیار نزدیکی با زمین داشته است. این احتمال وجود دارد که از تغییرات شیمیایی در اتمسفر اولیه و ترکیب و واکنش شیمیایی گازهای آلی موجود در زمین و نیز برخورد اجرام کیهانیِ حاوی یخ با این سیاره، آب (به عنوان عامل خنک کننده) به وجود آمده و زمینه را برای سرد کردن سطح کرۀ زمین تسریع بخشیده است. با اینحال، در تمام این دوران، هنوز در سطح زمین حیات به وجود نیامده بود یا لااقل نشانه ای از وجود زندگی در آن نبوده است.

 

تصور میشود شکل سطح زمین در دوران هادئن اینگونه بوده باشد. ماه هم در آن زمان نسبت به وضع کنونی، به سیارۀ زمین نزدیکتر بوده است.

 

دوران آرکئن نیز از حدود 3/85 تا 2/5 میلیارد سال پیش به طول انجامید. هنگامی که آرکئن آغاز شد، جریان گرمای زمین نزدیک به سه برابر افزایش یافته بود. علت آن نیز وجود گرمای باقی مانده در سطح زمین بود که از دگرگونی و شکلگیری هستۀ زمین و واکنش عناصر رادیواکتیوی نشأت میگرفت.

اما مهمترین وقایع دوران آرکئن، تحوّلات زیستی و به وجود آمدن اولین اشکال حیات در آن بود. در بین مولکولهای مختلف موجود در سطح زمین ­اولیّه، احتمالاً مولکولهای آلی کربن دار وجود داشته اند؛ ولی فرآیند پیشرفت از چنین مولکولی تا حتّی ساده ترین موجود زنده نیاز به زمانی بسیار طولانی داشت. گویا اولین و مهمترین مادّۀ شیمیایی حیاتی، ئیدرات کربن بود. باکتریهای ابتدایی که شاید نخستین و قدیمیترین موجودات زنده به شمار میروند، در حدود 3/8 تا 3/5 میلیارد سال پیش طی فرآیند تخمیر ئیدرات کربن در دریاها، انرژی خود را به دست آوردند. به احتمال زیاد در آن زمان، نیتروژن و دی اکسید کربن از طریق فعالیّتهای آتشفشانی آب، به طور مستمرّ وارد اتمسفر یا جوّ اولیۀ زمین شدند و آن را از بخار آب اشباع نمودند که سرانجام ریزش باران را به همراه داشت. سپس دریاچه های کوچک تشکیل و تبدیل به اقیانوسها شده اند. این اقیانوسها به تدریج حاوی نمکهای سنگهای مختلف گردیدند. در طی این روند که 1/5 میلیارد سال به طول انجامید، احتمالاً اتمسفر زمین احیا شده بود و موجودات ابتدایی نظیر باکتریها و جلبکها در آن محیط به وجود آمده اند و شاید بتوان آنها را از پیش قراولان حیات دانست. از مولکولهای مهم آن زمان هم احتمالاً اسیدآمینهها (Aminoacids) بوده اند که با ترکیب و اتصّال آنها به هم، مولکولهای پیچیده تری مانند پروتئین را ـ که بیشتر موّاد سازندۀ بافت موجودات زنده‏ را تشکیل میدهد و فرایند شیمیایی به وجود آن نیاز دارد ـ پدید آوردند.

شاید مهمترین مولکول آلی تولید شده کلروفیل[4] باشد، که باعث گردید موجودات زندۀ سادۀ اولیّه قادر به تأمین غذای خود شوند (تولید کننده). اولین موجودات زندۀ فتوسنتزکننده نیز جلبکهای سبز-آبی یا سیانوباکتریهایی[5] بودند که به سیانو­باکتریهای امروزی مثل نوستوک (Nostoc) شباهت داشتند. این سیانوباکتریها در واقع از خویشاوندان اجداد اولیۀ گیاهان محسوب میشوند. این تحوّلات حیاتی در باکتریها همچنان ادامه یافت تا آنکه از دگرگونیهای حاصل در آنها گروههایی پدید آمدند که برخی از این گروهها از جنس پروتئین که اغلب آنها فتوسنتزکننده و ظاهراً شبیه جلبکهای امروزی (Algae) بوده اند و برخی دیگر تنفّس کننده و احتمالاً ظاهری شبیه به پروتوزوآهای[6] حال حاضر داشته اند. از تحوّلات این شاخۀ آغازیان طی 150 میلیون ­سال، موجودات سادۀ پُرسلولی (Metazoa, Metazoan)[7] به وجود آمدند. آنها مجموعه ای از چند سلول (Cell) ساده که کار و فرایند در آنها متمایز شده بود، بوده اند. احتمالاً 760 میلیون سال پیش نخستین نمونه های حیات جانوری همچون گروهی از اسفنجها (Porifera = Sponges) در زمین پدیدار میگردند. این فرایندِ سلولی تا دورۀ ادیاکاران (Ediacaran)[8] در اواخر پروتروزوئیک ادامه داشت تا اینکه از تحوّلات آنها موجودات دریایی که دارای پوشش خارجی مثل صدف (Shell) بودند، ظاهر گشتند و بدین ترتیب، زمینۀ دگرگونیهای شدید آبزی برای دوران بعدی را پی ریزی و فراهم میکنند.

 

تصویر فرضی از زمینِ عصر آرکئن. استروماتولیتها (Stromatolites) نیز در این تصویر مشخص شده اند. استروماتولیتها از نمونه های میکروفسیلی هستند که به تعداد نسبتاً زیاد در رسوبات پرکامبرین برجای مانده اند. این موجودات زنده بهترین ارگانیسمهای سازندۀ سنگهای رسوبی پرکامبرین هستند و لذا در مطالعات چینه شناسی، از فسیل استروماتولیتها به عنوان فسیل شاخص دورۀ پیش از کامبرین استفاده میشود و قدیمیترین آثار استروماتولیتی نیز به سن 3/4 تا 3/5 میلیارد سال در غرب استرالیا گزارش شده اند. الگها یا جلبکهای سبز-آبی منشأ و سازندۀ اصلی استروماتولیتها بوده اند. حیات استروماتولیتها - که وجود اکسیژن در جوّ زمین را باید مدیون آنها بود - تا زمان حال نیز در برخی نواحی زمین خصوصاً سواحل استرالیا همچنان ادامه دارد. بنابراین استروماتولیتها قدیمیترین نمونه هایی از حیات هستند که هنوز هم بر روی زمین باقی مانده اند.

 

رده ­بندی ائون پرکامبرین و ظهور جانداران آغازین. زمان از قسمت پایین جدول به سمت بالا شروع میشود. اقتباس از: شایگان و اشراقی، زمین ­شناسی تاریخی، ص58.

 

جانداران عصر اِدیاکاران. دورۀ ادیاکاران از 650 یا 630 میلیون سال­ پیش آغاز شد و تا حدود 542 میلیون سال قبل ادامه داشت. در طول این زمان، حیات جانوری وِندیَن یا فونای ادیاکارا (Vendian-Ediacara Fauna) که شامل جانوران چند سلولیِ نرم تن دریایی (Sea mollusks, Sea mollusca) بود، پدیدار گشت. آثاری از مرجانها و خاردارانی (Echinoidea) همچون تِری بِراکیدیوم (Tribrachidium) از این دوره به دست آمده اند. به ­علّت وسعت سنگهای دگرگونی در نئوپروتروزوئیک، آثار و بقایای کمتری از موجودات آن زمان باقی مانده است.

 

جهان در اواخر دوران پروتروزوئیک؛ عصر وندین، 650 میلیون سال پیش. قسمت خشکی با رنگ تیره مشخص شده است.  

 

جدول دوران بندی ائون پرکامبرین. طرح از نگارنده.

 

جدول کلی دوران بندی زمین شناسی. منبع: http://www.stratigraphy.org/index.php/ics-chart-timescale

 

پینوشت:

1- دوران یکی از واحدها در زمان بندی یا دوران بندیِ (Periodization) زمین شناسی است. در علم زمین شناسی، هر دوران به چند دوره (Period, Era) و هر دوره نیز به چند دور تقسیم میگردد.

2- آرکئن یا آرکئوزورئیک (Archeozoic) که به آن اَبَردوران نخست زیستی نیز میگویند، به معنی حیات باستانی است.

3- در سال 2010، یک مقیاسِ جایگزین برای دوران بندی تاریخ زمین پیشنهاد شد که ابردورانهای "Chaotian" و "Prenephelean" قبل از دوران هادئن باشند و هادئن نیز خود به سه دورۀ پالئوهادئن (Paleohadean)، نئوهادئن (Neohadean) و پِرومِتین (Promethean) تقسیم گردد. نک:

Goldblatt, C.; and et al.; (2010). "The Eons of Chaos and Hades". Solid Earth, pp. 1-2.  

این مقیاس جدید در فوریۀ سال 2017، توسط اتحادیۀ بین المللی دانش زمین شناسی (International Union of Geological Sciences "IUGS")  تأیید گردید و به تصویب رسید.

https://en.wikipedia.org/wiki/Hadean#cite_note-Goldblatt10-4

4- کلروفیل یا سبزینه (Chlorophyll) مادّه ایست آلی و سبز رنگ، که فرآیند فتوسنتز را امکان پذیر میسازد؛ به عبارت دیگر، رنگیزۀ سبزی که در سلول جاندارانِ فتوسنتز کننده وجود دارد، کلروفیل نام دارد. منظور از رنگیزه (Pigment) نیز، موّاد رنگی موجود در سلولهاست که انرژی تابشی نور را جذب میکنند.

5- سیانوباکتری (Cyanobacteria) نام شاخۀ اَلگها یا جلبکهای سبز-آبی (blue-green algae) است. این شاخه متعلّق به باکتریهایی میباشد که انرژی خود را از طریق فتوسنتز (ایجاد و تشکیل موّاد آلی در گیاهان به کمک روشنایی) به دست می آورند. شاخۀ سیانوباکتری را سیانوفیت (Cyanophyta) نیز مینامند.

6- پروتوزوآ (Protozoa, Protozoan) یا شاخۀ آغازیان، تمام جاندارانی را شامل میشود که از یک سلول ساخته شده اند. هنوز اکثر جانورشناسان و زیست شناسان برای توصیف پروتوزوئرها از واژۀ قدیمی یونی سلولار یا تَک یاخته (Unicellular) به جای آسلولار یا تک سلولی (Acellular) استفاده میکنند. تک سلولی بودن جانداران این شاخه، شاخصۀ بارز آنهاست.

7- پُرسلولیها جاندارانی هستند که با چشم غیرمسلح دیده میشوند. بدنشان از تعدادی سلول تشکیل شده که با هماهنگی یکدیگر تمام اعمال حیاتی جاندار را انجام میدهند.  

8- در سال ۲۰۰4 میلادی اتحادیۀ بین المللی دانش زمین شناسی (IUGS) دورۀ زمین شناسی جدیدی موسوم به ادیاکاران (Ediacaran) را به رسمیّت شناخت و آن را زیربخشی از دوران نئوپروتروزئیک یا پروتروزوئیکِ نو قرار داد. این دوران بندی در حالی ثبت شد که تا قبل از آن هیچ دورۀ جدیدی در زمین شناسی پذیرفته نشده ‌بود. دورۀ ادیاکاران از 650 یا 630 میلیون سال­ پیش آغاز شد و تا 542 میلیون سال قبل ادامه داشت. در طول این زمان، حیات جانوری وندین یا فونای ادیاکارا (Vendian-Ediacara Fauna ) که شامل جانوران چند سلولیِ نرم تن دریایی بود، شکل گرفت. ادیاکارا را هم با توّجه به تپه های ادیاکارا در شمال آدلاید استرالیا، جاییکه این جانداران ابتدایی نخستین بار در آن کشف شدند، نامگذاری گردید.

 

منابع:

- خسروتهرانی، خسرو (1386)، چینه شناسی و رخدادهای زمین شناسی، تهران: دانشگاه تهران، چ3.

- همـو (1386)، زمین شناسی تاریخی، تهران: کلیدر، چ3.

- داستانپور، محمد (1380)، زمین شناسی تاریخی، کرمان: دانشگاه شهید باهنر، چ1.

- شایگان، غلامعلی، و ابراهیم اشراقی (1384)، زمین شناسی تاریخی، تهران: دانشگاه پیام نور، چ4. 

- شفیقی، سیروس، و حسن مدنی (1337)، زمین شناسی عمومی، تهران: پلی تکنیک.

- کرام الدینی، محمد (1378)، مفاهیم بنیادی علوم - زیست شناسی 1، فتوسنتز، تهران: محراب قلم، چ2.

- لوتگن، فردریک ک.، و ادوارد جی. تاربوک (1374)، مبانی زمین شناسی، ترجمۀ دکتر رسول اخروی، تهران: مدرسه، چ2.

- سه میلیارد سال حیات کره زمین، خبرگزاری عصر ایران، تاریخ انتشار: ۳۱ فروردین ۱۳۸۹ (www.asriran.com).

- Goldblatt, C.; and et al.; (2010). "The Eons of Chaos and Hades". the European Geosciences Union: Solid Earth, 1-2. (www.solid-earth.net/1/1/2010/)

- Sleep, N.H.; Zahnle, K.; Neuhoff, P.S.; (2001). "Initiation of clement surface conditions on the earliest Earth". PNAS, 98 (7): 3666-72.

- http://fossilmuseum.ir/?p=1

- http://www.stratigraphy.org/

- http://www.stratigraphy.org/index.php/ics-chart-timescale

- https://en.wikipedia.org/wiki/Archean

- https://en.wikipedia.org/wiki/Archean

- https://en.wikipedia.org/wiki/Hadean#cite_note-Goldblatt10-4

- https://en.wikipedia.org/wiki/Hadean#cite_note-International_Chronostratigraphic_Chart-1

 

نظرات  (۱)

عالی بود مثل همیشه.
یه کلیپی قبلا دیده بودم خارجی بود با زیر نویس فارسی در همین زمینه بود.مرسی.

ارسال نظر

ارسال نظر آزاد است، اما اگر قبلا در بیان ثبت نام کرده اید می توانید ابتدا وارد شوید.
شما میتوانید از این تگهای html استفاده کنید:
<b> یا <strong>، <em> یا <i>، <u>، <strike> یا <s>، <sup>، <sub>، <blockquote>، <code>، <pre>، <hr>، <br>، <p>، <a href="" title="">، <span style="">، <div align="">
تجدید کد امنیتی