تکامل مارها

تكامل مارها<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

مربوط به درس تكامل موجو دات زنده

استاد ارجمند: سركار خانم دكتر تراب زاده

محقق: بیژن مرادی

انواع توجيه تكاملي مارها

جواب متداول: فرايند جهش تصادفي: اگر جهش شانس بقا را بيشتر كند موجود براي بقاي آينده انتخاب مي شود.

اگر جهش شانس بقا را كمتر كند موجود نابود مي شود.

Jo Elliott: مارهاي سمي بيشتر تكامل يافته اند.

Lenny Flank: عامل تكامل، انتخاب طبيعي است؛ مثل تمام موجودات زنده.

تمام خزندگان از تكامل دوزيستي به نام «Labrynthodont» ايجاد شده اند. (داراي دندان هاي مارپيچ)

نظريه امروزي : تكامل خزندگان از دوزيستان مجزا است .

پرده آمنيوتي اطراف تخم مار به شكل آهكي تكامل يافته است تا مار بر روي زمين قابل وضع باشد.پس يازگشت خزندگان به آب براي توليد مثل ديگر مورد نياز نيست.

فسيل ها

اسكلت مارها نرم است و ب راحتي به فسيل تبديل نمي شود.

اولين فسيل تخم مار در تگزاس مربوط به دوره پرمين (257 ميليون سال پيش ) كشف شد. قديمي فسيل خزنده از خزندگان تكامل يافته مربوط به حيوان مارمولك مانند و كوچكي به نام Hylonomus است كه در فسيل كنده درخت Nora Scotia پيدا شد. اين مار پيش از جدا شدن صفحات قاره اي مي زيسته است.

Hylonomus قديمي ترين گونه ي خزندگان شناخته شده به عنوان Cotylosaurها مي باشد.

‍Cotylosaurها

جد تمامي مارهاي افعي امروزي مي باشند. يك گروه قديمي از آن ها ميلونوس ها بودند.

طي چندين سال بعد به سه گروه متفاوت قابل تمايز (به خاطر تفاوت در جمجمه ) تقسيم شدند.

1) Anapsidها : قديمي ترين نوع ‍Cotylosaurها بودند. فاقد كمان قوسي يا شكاف ميان استخوان جمجمه بودند .

2)Synapsid ها : يك قوس در جمجمه داشتند. از ميان استخوان هاي Postorbital ماهيچه فك رد مي شود. اين گروه به پستانداران تكامل پيدا كردند.

3) Diapsidها : ‌ قديمي ترين مارهايي است كه فسيل آن ها پيدا شده است. پس از انقراض دايناسورها مارها و مارمولك ها را توليد كردند. پس مارها از دايناسورها مشتق نشده اند. بلكه خويشاوندان تكاملي ترانوسارها و تري سراتوس (نوعي پرنده از تبار Diapsidها ) هستند. از گونه هاي اين رده Lupparentphis defrenni مي باشد.

Lupparentphis defrenni: فسيل آن در صحراي آفريقا پيدا شد و مربوط به دوره ي كرتاسه (سومين دوره ي زمين شناسي) حدود 130 ميليون سال قبل است. فاقد دنده و جمجمه كامل بود. كمي پيش از پايان كرتاسه منقرض شد.

فسيل بدون نام : شامل دو مهره بود. در اسپانيا پيدا شد. حدود 100 ميليون سال پيش مي زيسته است. هيچ مار امروزي از آن تكامل نيافته است. كمي پيش از دوره ي كرتاسه منقرض شد. طول آن حدود 6 فوت است و ويژگي هايي مرتبط با پيتون ها و بوا ها دارد.

Dianilysa patagomica: در صخره هاي كوتاه سربالايي آرژانتين پيدا شد. جمجمه به خوبي محافظت شده بود. 6 فوت طول داشت . جزو باستاني ترين مارهاي زنده است. اين مار مشخصات هر دو موجود مار و مارمولك را دارد. پس هنوز هنوز بر سر مار بودن اين موجود بحث وجود دارد.‍

Gigantophis: در مصر يافت شد. طول بيش از 50 فوت تخمين زده مي شود. جزو بزرگ ترين مارهاي شناخته شده است كه مربوط به Boidهاي معاصر است.

Boid palery: در آلمان يافت شد. اين مار هنوز داراي فلس نشده بود. ميليون ها سال پيش منقرض شد.

Yurlungyur: جمجمه ي آن به طور كامل از رودخانه ي آرام كشف شدو6 متر طول و 20 تا 30 متر ضخامت دارد. به اين گروه از مارها Malt solid مي گويند.

ويژگي هاي ساختاري مشترك مارها و مارمولك ها

هر دو داراي يك استخوان 4 وجهي در پشت فك هستند.

هر دو فاقد استخوان 4 وجهي در پشت جمجمه هستند.

خانواده ي Varanoidها از مارمولك ها جمجمه ي بسيار شبيه به مارها دارند؛ مثل Goannaها.

مارمولك آبزي Earless monitor‌ كه در برونئو پيدا شد؛ زير خاك لانه دارد و بسيار شبيه مارها است.

داراي پلك هاي متحرك است. حالت پلك هاي پاييني كمك مي كند كه با چشم بسته ببيند. مانند مارها فاقد گوش بيروني است. بسيار شبيه به نياكان Sauran مارها است.

تئوري هاي تكاملي مارها

تئوري اول: تئوري چرنف و همكارانش

اين تئوري از مقايسه ي فسيل مارمولك ها و مارها به دست آمد. يك گروه قديمي از شبه مارمولك ها با كندن تونل در ميان ماسه ها و جست و جوي طعمه بوده اند. در طي ميليون ها سال به دليل سوراخ كردن زمين دست و پا و گوش هاي بيروني خود را از دست داده اند.

داراي پلك شفاف شده اند. هنگام آمدن از زير خاك به سطح زمين پاهاي خود را از دست داده اند.

بهترين نمونه اي كه اين مراحل تكاملي را در مارمولك نشان مي دهد گونه ي استراليايي متعلق به گروه Lerista‌ معروف به شناگران روي ماسه مي باشند.

آن ها از گونه هاي دست و پا بزرگ 5 انگشتي تا گونه هاي بدون دست و پا طبقه بندي مي شوند.

مشخصات كلي از تحليل دست و پاها در روند تكاملي مارها

* معمولاً دست و پاي جلو قبل از دست و پاي عقب از بين رفته است. چون اندام هاي عقب براي حركت كردن مهم تراند.

* در حين از دست دادن دست و پا گونه هاي لاغرتر مي شوند. چون بدن دراز و لاغر خاصيت لوليدن و حركت بيشتري ايجاد مي كند.

* كاهش اندام هاي حركتي به نظر مي رسد به خاطر زندگي در مكان هاي سفت بوده است.

اما جمجمه ي Dinalysia با مارمولك هاي زير زميني تطابق ندارد!؟

تئوري دوم : تئوري اسكالون و همكارانش

خصوصيات تكاملي انحصاري مارها، نتيجه زندگي آبزي يا نيمه آبزي آن ها است. خانواده ي Varanoid شامل تعدادي گونه ي آبزي و زيردريايي مي باشد. پوشيده شدن چشم ها با پلك هاي ثانويه و از دست دادن دست و پا كمك مي كند تا مارها در محيط آبي حركت كنند، به دنبال طعمه بروند و از آب به سوي خشكي بروند. ضمناً حدود 50 گونه از مارها در آب زندگي مي كنند.

تئوري سوم : تئوري ريپل و همكارانش

مارهاي Haasiaphis و Pachyrachis شباهت هاي نزديك تري به مارهاي جديد دارند. مثلاً مانند مارهاي امروزي براي بلعيدن طعمه ي بزرگ تر از سرشان قابليت خارج ساختن فك از مفصل را داشته اند. حدود 3 فوت طول داشته اند و دااراي پا بوده اند و اين نشانه ها نشانگر ارتباط نزديك اين حيوانات با مارهاي امروزي است. پس آن ها با موزاسورها (مانيتورها) مرتبط نيستند.

اجداد مارهاي امروزي خزندگاني بودند كه روي زمين زندگي مي كردند. ما نمي دانيم كه مارها از نسل چه حيواني مي باشند. حيوانات ممكن است ژن هايي داشته باشند كه هيچ گاه آن ها را از دست نداده اند. بلكه غير فعال شده اند. پس ممكن است فسيل هاي كرانه ي غربي مارهايي باشند كه مجدداً پا دار شده اند.

مارهاي زميني

مارهاي زميني معاصر از خانواده ي Boidها، بوآ و پيتون مي باشند. Boidها گونه ي غالب خزندگان پس از انقراض دايناسورها بودند.

عظيم الجثه اند. ساختار جمجمه ي سنگين دارند. پيتون ها و برخي بوآها انگشتان چنگال مانند كوچكي نزديك مقعد خود دارند كه Coacaهاي آن ها بيرون زده است كه نتيجه ي تكامل آن ها از مارمولك ها است.

اين مارها در دوران جنيني دست و پاي مخفي و باز نشده دارند كه تا هنگام تولد محو مي شود؛ مثل مار Pachyrhachis problematicus كه فسيل آن در 12 مايلي بيت المقدس در منطقه ي يابرود پيدا شد. داراي پاهاي كوچك و استخوان هاي فمور، تيبيا، فيبولا و تارسال مي باشند كه نشان مي دهد كه از نسل Mosasauroidها (مارمولك هاي دريايي دوره ي كرتاسه ) بوده اند. ابتدا از خشكي به آب رفته اند و در طي تكامل مارها مجدداً به زمين آمده اند. به نظر مي رسد اين گروه يك گروه خواهري با مارها بوده اند. يعني از يك شجره ي نژادي منحصر به فرد مي باشند كه به دو شاخه تقسيم شده اند.

Cola birdها

اين خانواده گروه كوچكي از مارها هستند كه در رقابت با Boidها ناتوان بوده اند. اما حدود 20 ميليون سال پيش كه شكاف صفحه هاي قاره اي باعث شد كه مارها ازخط استوا دور شوند. پس آب و هوا سرد شد. چون مارهاي Boid از عهده ي سرما بر نمي آمدند تعداد و تنوع آن ها كم تر شد و Cola birdها جاي آن ها را گرفتند و امروزه 3/2 گونه هاي زنده ي مارها را مي سازند.

Opisthoglyphsها

يك خانواده از Cola birdها هستند كه تغيير كرده اند. حدود 15 ميليون سال پيش ظهور يافتند. داراي دندان هاي بزرگ پشت فك شان بودند. براي سوراخ كردن پوست طعمه بعد از متوقف كردن آن زهر مار به عنوان يك سلاح دفاعي تكامل نيافته بود. بلكه راهي موثر در براي كشتن و تحت تسلط در آوردن طعمه بوده است.

Proteoglyphsها

گروه ديگري از مارهاي سمي كه پس از Opisthoglyphsها توسعه يافتند. امروزه به عنوان هم گروهي Elapidها (مارهاي كبري و مارهاي دريايي) دسته بندي مي شوند. به جاي دندان نيش در پشت فكشان، دندان نيش ثابت كوتاهي دارند كه به جلوي دهان مهاجرت كرده و كوچك شده است. شيار دندان عميق مي شود تا لوله اي تو خالي در دندان ايجاد مي شود تا زهر را از اين طريق به طعمه تزريق نمايد.

Solenoglyphsها

مارهاي Solenoglyphs يا Viperها از حدود 10 ميليون سال پيش بوده اند. دندان هاي نيش بسيار بزرگ تري نسبت به Elapidها دارند. داراي استخوان فك دوران كننده اي مي باشند كه امكان خم نمودن نيش ها را به سمت سقف دهان فراهم مي آورد.

Pit viperها گروه ديگري هستند كه كمي بعد از Viperها ظهور كردند. حفره هاي حساس به گرما در صورت دارند. اين حسگرها براي رديابي شكار و طعمه ي خونگرم در شب كاربرد دارد. مار زنگي از اين گروه است.

اتصال گمشده در تكامل مارها

جمجمه هاي بازسازي شده از يك گروه انقراض يافته ي مارهاي استراليايي ممكن است اتصال گمشده در تكامل مارها را ايجاد نمايد كه نشان مي دهد كه بدن مارها بدون پا و موجي شكل (پر پيچ و خم ) و از نژاد مارمولك هاي بزرگ ماقبل تاريخ بوده است. اين نتابج از بررسي فسيل گونه هاي وونابي ناراگورتنسيس و وونابي باري (معروف به متسوئيدها) است كه در دوره ي پليستوسن زندگي مي كردند و از حدود 100 ميليون سال پيش منقرض شدند.

اگر مارها از گونه هاي تكامل يافته ي مارمولك ها باشند نيازمند به داشتن آرواره هاي قابل انعطاف مي شوند؛ اما آرواره هاي بالا و پايين آن ها داراي انعطاف نبودند. اكثر مارهاي منقرض شده يك اتصال سست در آرواره ي پاييني داشته اند. اما در مارهاي پيش رفته تر يك اتصال قابل انعطاف در آرواره ي بالايي ديده مي شود. در مارهاي كاملاً پيشرفته (مانند بوآ و پيتون) دو اتصال اضافي در جلوي آرواره ي پاييني وجود دارد كه باعث مي شود تا مار دو نيمه ي آرواره ي خود را حركت دهد.

اين مطالعات نشان مي دهد كه متسوئيدها به مارهاي ابتدايي (از گونه ي كريتاكوس) شبيه تراند تا مارهاي امروزي.

ساير تكنيك هاي تكامل شناسي

تكنيك هاي جديد بيولوژي مولكولي عكس كامل تري از تكامل مارها ارائه مي دهند. با واكنش هاي ايمنولوژيكي و هيبريداسيون DNA_DNA فاصله ي دقيق بين گونه هاي زنده تايين مي شود. اخيراً با اين روش ها مشخص شده است كه افعي ها(Vipers ) جزو آخرين مارهاي تكامل يافته اند كه از Boidها منشعب شده اند. Cola birdها و Elapidها هم از نياكان Boidها نشات گرفته اند.

تكامل زنده زايي مارها

تقريباً تمام خزندگان به واسطه ي تخم گذاري توليد مثل مي نمايند. اما بيش از 100 گونه از آن ها زنده زا هستند. چنين تغيير و تكاملي در هواي سرد ديده مي شود. اين شكل تكامل با تحقيق بر مارهاي تخم گذار در حد و مرز فوقاني ارتفاعات كوه هاي بريندابلا در نزديكي كانبرا در حال بررسي است.

زنده زاي واقعي: داراي اتصالات شبيه به پلاسنتا بين مادر و نوزاد هستند؛ مثل مار مارهاي زنده زاsirtalis Thamnophis.

زنده زاهاي معمولي: تخم نوزاد را در شكم خود حمل مي كنند؛ مثل مارNerodia erythrohaster neglecta

تكامل زهر مارها

تمامي مارها داراي نيش زهرآگين هستند. حتي مارهاي موش گير كه به طور عادي در فروشگاه هاي حيوانات اهلي فروخته مي شوند، سم مشابه مار كبرا دارند.

زهر مارها در دوره هاي طولاني، حتي طولاني تر از دوره تكامل اين موجودات تكامل يافته است.

زهر مار تنها يك بار در طول دوره ي تكامل تغيير يافته است و آن هم احتمالاً برهه اي از عصر ترشياري است كه حدود 60ميليون سال قبل در ابتداي دوره ي مارهاي كولوبروئيده رخ داده است Opisthoglyphs)). اولين مار سمي از موجود عظيم و سنگيني مثل مار آناكونداي امروزي به وجود آمده است. چون مارها در حال از دست دادن عضلات سنگين خود بودند تا سريع تر شوند، نياز به ابزارهاي جديدي براي شكار داشتند.

مثالي براي تكامل در غدد زهري

Aipysurs eydouxii يك مار منحصر به فرد دريايي است كه دندان نيش خود را از دست داده است و غده ترشح سم خيلي كوچك شده است. اين مار در ژن سم حذف يك دي نوكلئوتيد داشته است. سم فسفوليپاز A در غدد سمي اين مار در مقايسه با انواع خاكي تنوع كمتري حاصل كرده است و بخش فعال سم به علت جايگزيني يك Arg غير فعال شده است.

تکامل مارها

مطالب مشابه :

تکامل مارها

اژدهای کمودو بزرگترین مارمولک جهان!

كشف ردپاي كرم‌هاي ماقبل تاريخ، گرماي زمين، انرژي مقرون به صرفه