زمین جانوران اولیه شبیه زمین ما نبود، همه چیز قهوه‌ای مات، خاکستری و سبز بود، اما امروز همه چیز رنگارنگ است؛ از پرهای خیره‌کننده طاووس گرفته تا شکوفه‌ی گل‌ها، داستان رنگارنگ شدن زمین، داستان فرگشت است. اما چگونه و چرا این انفجار رنگ اتفاق افتاد؟
همه چیز با چشم‌ها شروع شد
تحقیقات اخیر دانشمندان، سرنخ‌هایی از چگونگی این فرگشت می‌دهد. سفر به این دنیای رنگارنگ با تکامل بینایی آغاز شد، که در ابتدا بیش از ۶۰۰ میلیون سال پیش تنها برای تشخیص نور از تاریکی بود. این توانایی احتمالاً در ارگانیسم‌های اولیه، مانند باکتری‌های تک‌سلولی، به وجود آمد و به آن‌ها اجازه داد تا تغییرات محیطی خود، مانند جهت نور خورشید را تشخیص دهند. با گذشت زمان، سیستم‌های بینایی پیچیده‌تر به وجود آمدند و به ارگانیسم‌ها اجازه دادند طیف وسیع‌تری از نور را درک کنند.
به عنوان مثال، بینایی سه‌رنگی (trichromatic vision)، توانایی تشخیص سه طول موج متمایز مانند قرمز، سبز و آبی تقریباً ۵۰۰-۵۵۰ میلیون سال پیش در برخی جانوران به وجود آمد. این اتفاق با انفجار کامبرین (حدود ۵۴۱ میلیون سال پیش) همزمان شد و نشان‌دهنده تنوع سریع حیات و توسعه یافتن سیستم‌های حسی پیشرفته مانند بینایی بود.
اولین حیوانات با بینایی سه‌رنگی بندپایان بودند، بعد بینایی سه‌رنگی ۴۲۰-۵۰۰ میلیون سال پیش در مهره‌داران پدید آمد. این سازگاری به حیوانات باستانی کمک کرد تا در محیط حرکت کرده و شکارچیان یا طعمه را به روش‌هایی تشخیص دهند که جانورانی با بینایی تک‌رنگی قادر به آن نبودند.
شواهد فسیلی از تریلوبیت‌ها، بندپایان دریایی منقرض‌شده‌ای که بیش از ۵۰۰ میلیون سال پیش در دریاها پرسه می‌زدند، نشان می‌دهد که آن‌ها چشمان مرکب داشتند. یعنی چشمانی با لنزهای کوچک متعدد داشتند که هر کدام بخشی از میدان دید را ثبت کرده و تصویری موزاییکی تشکیل می‌داد. این چشم‌ها می‌توانستند چندین طول موج را تشخیص دهند و با افزایش دید حیوان و توانایی تشخیص حرکت، او یک مزیت تکاملی در محیط‌های دریایی کم‌نور داشت. حالا ارگانیسم‌ها پیش از اینکه خودشان رنگی شوند، می‌توانستند رنگارنگ ببینند.
زندگی رنگارنگ با گیاهان آغاز شد
اولین موج رنگ‌آمیزی چشمگیر از گیاهان آمد. گیاهان اولیه شروع به تولید میوه‌ها و گل‌های رنگارنگ، مانند قرمز، زرد، نارنجی، آبی و بنفش کردند تا جانداران را برای کمک به پخش کردن دانه و گرده‌افشانی جذب کنند. مدل‌های تحلیلی بر اساس تنوع گیاهی کنونی نشان می‌دهند که میوه‌های رنگارنگ، که تقریباً ۳۰۰-۳۷۷ میلیون سال پیش ظاهر شدند، همراه با حیواناتی که بذر را پراکنده می‌کرد، تکامل مشترک داشتند. گل‌ها و گرده‌افشان‌هایشان، حدود ۱۴۰-۲۵۰ میلیون سال پیش، پدید آمدند. این رویداد نقطه عطفی در پالت رنگی زمین بودند.
ظهور گیاهان گلدار (آنژیوسپرم‌ها) در دوره کرتاسه، بیش از ۱۰۰ میلیون سال پیش، انفجاری از رنگ را به ارمغان آورد، زیرا گل‌ها برای جذب گرده‌افشان‌هایی مانند زنبورها، پروانه‌ها و پرندگان، رنگ‌های روشن‌تر و زنده‌تری نسبت به دانه‌ها تکامل دادند.
رنگ در حیوانات
رنگ‌آمیزی آشکار در حیوانات کمتر از ۱۴۰ میلیون سال پیش پدید آمد. قبل از آن، حیوانات عمدتاً قهوه‌ای و خاکستری مات بودند. این زمانبندی نشان می‌دهد که تکامل رنگ اجتناب‌ناپذیر نبوده است. در عوض، عوامل اکولوژیکی و تکاملی آن را شکل داده‌اند که می‌توانستند تحت شرایط مختلف به نتایج متفاوتی منجر شوند. رنگ‌های زنده اغلب به عنوان نوعی سیگنال برای جذب جفت، دفع شکارچیان یا تثبیت سلطه تکامل یافتند. حتی احتمالاً انتخاب جنسی نقش مهمی در هدایت این تغییرات ایفا کرده است.
دایناسورها برخی از واضح‌ترین شواهد رنگارنگی اولیه حیوانات را ارائه می‌دهند. ملانوزوم‌های فسیل‌شده (ساختارهای سلولی حاوی رنگدانه به نام اندامک) در دایناسورهای پردار مانند آنکیورنیس، پرهای قرمز زنده‌ای را نشان می‌دهد. این پرها احتمالاً اهداف نمایشی داشتند و تناسب اندام را به جفت‌ها نشان می‌دادند یا رقیبان را مرعوب می‌کردند. به همین ترتیب، فلس‌های فسیل‌شده یک مار ۱۰ میلیون ساله سبز و سیاه نشان‌دهنده استفاده اولیه از رنگ برای سیگنال دادن یا استتار است.
قورباغه‌ها
تکامل رنگ همیشه سرراست نیست. برای مثال، قورباغه‌های سمی را در نظر بگیرید. این دوزیستان کوچک رنگ‌های خیره‌کننده دارند، آبی، زرد، قرمز و… اما نه برای جذب جفت؛ بلکه برای اینکه به جانوران دیگر هشدار دهند که سمی هستند که این پدیده به عنوان آپوزماتیسم (aposematism) شناخته می‌شود.
با این حال برخی دیگر از جانوران که به همان اندازه سمی هستند حتی می‌توانند در محیط محو شود و با استتار جانوران دیگر را از خود دور کنند. پس چرا سیگنال‌های هشداردهنده تکامل یابند در حالی که استتار نیز می‌تواند شکارچیان را دفع کند؟ پاسخ در جامعه شکارچیان محلی و پیامد تولید رنگ نهفته است. در مناطقی که شکارچیان یاد می‌گیرند رنگ‌های زنده را با سمی بودن مرتبط کنند، رنگ‌آمیزی آشکار یک استراتژی بقای مؤثر است و شاید در محیط‌های دیگر، محو شدن در محیط کارساز باشد.
بینایی انسان و زندگی رنگارنگ
برخلاف بسیاری از پستانداران که بینایی دو رنگی (dichromatic vision) دارند و رنگ‌های کمتری را می‌بینند، اکثر پستانداران اولیه از جمله انسان‌ها بینایی سه‌رنگی دارند. این به ما امکان می‌دهد طیف وسیع‌تری از رنگ‌ها، از جمله قرمزها را درک کنیم و این احتمالاً به اجداد ما کمک کرد تا میوه‌ها را در جنگل‌ها پیدا کنند. این قابلیت به احتمال زیاد در دادن سیگنال‌های اجتماعی نیز نقش داشت. اما جالب است بدانید که ما گل‌ها را متفاوت از گرده‌افشان‌هایی مانند زنبورها می‌بینیم. به عنوان مثال، زنبورها می‌توانند الگوهای فرابنفش را تشخیص دهند، که نشان می‌دهد چگونه رنگ متناسب با نیازهای اکولوژیکی یک گونه تنظیم شده است.
دنیایی که هنوز در حال تغییر است
پالت رنگی زمین ثابت نیست. تغییرات آب و هوایی، از بین رفتن زیستگاه‌ها و تأثیر انسان در حال تغییر انتخاب ابتدایی ما و سایر جانداران بر رنگ‌آمیزی هستند و به طور بالقوه چشم‌انداز بصری آینده را تغییر می‌دهند. به عنوان مثال، برخی از گونه‌های ماهی که در معرض آب‌های آلوده قرار می‌گیرند، رنگ‌های زنده‌شان را از دست می‌دهند، زیرا سموم تولید رنگدانه یا ارتباط بصری را مختل می‌کنند.
همانطور که به گذشته نگاه می‌کنیم، داستان رنگ‌های زمین یک داستان تحول تدریجی است که با انفجارهایی از نوآوری همراه بوده است. از دریاهای باستانی که تریلوبیت‌ها برای اولین بار جهان را رنگی دیدند تا نمایش‌های خیره‌کننده پرندگان و گل‌های مدرن، حیات در زمین بیش از نیم میلیارد سال است که بوم خود را نقاشی می‌کند. فصل بعدی این داستان پر جنب و جوش چه چیزی را در خود جای خواهد داد؟
نظرات کاربران