The oldest spiral Nogrobs (Polychaeta, Serpulidae) from the Pliensbachian/Toarcian boundary (Oujda Mountains, eastern Morocco)

महासागर की गहराइयों में, नरम, कीचड़ भरे फर्श पर जहाँ बहुत कम जीव अपनी पकड़ बना सकते हैं, समुद्री कृमियों के एक विशिष्ट समूह ने जीवित रहने का एक अनूठा तरीका विकसित किया है। ये सेरुलिड्स (serpulids) हैं, जो ट्यूब में रहने वाले कृमि हैं जो अपने कोमल शरीरों के चारों ओर कठोर, कैल्सीकृत घर बनाते हैं। जबकि इनमें से अधिकांश कृमि अपनी ट्यूबों को चट्टानों या शंखों से मजबूती से चिपका देते हैं, कुछ दुर्लभ वंशओं ने एक अलग रणनीति विकसित की है: वे बिना जुड़े हुए, बहते हुए या तलछट पर विश्राम करते हुए रहते हैं। ऐसा करने के लिए, वे अक्सर एक सर्पिल (spiral) आकार अपनाते हैं। यह सर्पिल एक 'स्नोशू' (बर्फ पर चलने वाले जूते) की तरह कार्य करता है, जो कृमि के वजन को वितरित करता है ताकि वह कीचड़ में धंस न जाए। वैज्ञानिक इस विशिष्ट जीवन चक्र को "मॉर्फोजेनेटिक काउंटडाउन प्रोग्राम" (morphogenetic countdown program) कहते हैं, जो विकास के एक अनुमानित क्रम के लिए एक फैंसी शब्द है: कृमि एक छोटी वस्तु से जुड़कर शुरू होता है, एक तंग सर्पिल में विकसित होता है, अपने लंगर से मुक्त होता है, और फिर समुद्र के तल पर सपाट लेट जाता है, और कभी-कभी पानी तक पहुँचने के लिए अंत में एक छोटा, सीधा चिमनी जैसा ट्यूब उगाता है।

दशकों तक, इन सर्पिल कृमियों का जीवाश्म रिकॉर्ड एक पहेली बना रहा। सबसे पुराने ज्ञात उदाहरणों को बहुत नया माना जाता था, और जुड़े हुए पूर्वजों से मुक्त रूप से रहने वाले वंशजों को जोड़ने वाला विकासवादी मार्ग स्पष्ट नहीं था। इसके अलावा, उनके ट्यूबों की आंतरिक संरचना—उनके ट्यूब बनाने वाले क्रिस्टल की सूक्ष्म व्यवस्था—इन प्राचीन, सर्पिल रूपों में शायद ही कभी अध्ययन की गई थी। इस सूक्ष्म साक्ष्य के बिना, यह बताना कठिन था कि समान दिखने वाले शंख एक ही परिवार के थे या केवल संयोगवश एक जैसे दिख रहे थे। ये कृमि पहली बार नरम समुद्र तल पर कैसे और कब रहना सीख गए, इसे समझने से वैज्ञानिकों को समुद्री जीवन के इतिहास और करोड़ों वर्षों में जीवों के अनुकूलन को पुनर्गठित करने में मदद मिलती है।

शोधकर्ताओं की एक टीम ने अब इस विकासवादी कहानी की समयरेखा को काफी पीछे धकेल दिया है। पूर्वी मोरक्को के ऊजदा पहाड़ों (Oujda Mountains) में, उन्होंने सर्पिल सेरुलिड कृमि के सबसे पुराने ज्ञात जीवाश्मों की खोज की, जो अर्ली जुरासिक (Early Jurassic) के प्लिएन्सबैकियन और टोआरशियन चरणों के बीच के काल के हैं। ये जीवाश्म मार्ल (marl) और मार्ली लाइमस्टोन की परतों में पाए गए थे, जो कभी प्राचीन टेथिस महासागर के किनारे एक उथले समुद्र तल पर नरम कीचड़ हुआ करते थे। मैनफ्रेड जेगर के नेतृत्व में टीम ने, जिसमें यूरोप और मोरक्को के विभिन्न संस्थानों के सहयोगी शामिल थे, एक नई प्रजाति की पहचान की, जिसे उन्होंने Nogrobs (Tetralysis) zekkarensis नाम दिया। यह खोज न केवल इसकी आयु के कारण महत्वपूर्ण है, बल्कि यह भी पुष्टि करती है कि बिना जुड़े हुए नरम तलछट पर रहने की क्षमता पहले की तुलना में बहुत पहले विकसित हुई थी, जो उसी वंश के पहले गैर-सर्पिल सदस्यों के साथ लगभग एक साथ दिखाई दी।

शोधकर्ताओं ने इस नए कृमि के लगभग एक सौ ट्यूब दो विशिष्ट चट्टानी परतों से एकत्र किए। सूक्ष्मदर्शी से परीक्षण करके और उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाली तस्वीरें लेकर, उन्होंने एक विशिष्ट आकार देखा: एक तंग, कुंडलित सर्पिल जिसमें आमतौर पर साढ़े तीन घुमाव होते हैं। ट्यूबों पर उनकी लंबाई के साथ चार गोल धारियाँ हैं, जो उन्हें कुछ वर्गाकार या समलंब (trapezoidal) क्रॉस-सेक्शन देती हैं। दिलचस्प बात यह है कि कृमियों ने बाएं हाथ की दिशा में कुंडलित होने की मजबूत प्राथमिकता दिखाई, जिसमें लगभग तीन-चौथाई नमूने उसी दिशा में सर्पिल थे। अधिकांश जीवाश्म विकास के अपेक्षित पैटर्न का पालन करते थे: एक छोटी, सीधी प्रारंभिक ट्यूब जो एक ठोस वस्तु (जैसे शंख का टुकड़ा) से जुड़ी थी, जिसके बाद तंग सर्पिल आया जो मुक्त होकर नरम तल पर लेट गया। हालांकि, लगभग 18 प्रतिशत नमूने अलग थे: वे पूरे जीवन के लिए एक ठोस वस्तु, जैसे कि एक छोटा द्विकपाटी (bivalve) शंख, से जुड़े रहे। यह सुझाव देता है कि जबकि इस प्रजाति ने नरम कीचड़ पर रहने की कला में महारत हासिल कर ली थी, कुछ व्यक्तियों ने अभी भी पुराने, जुड़े हुए जीवन शैली को पकड़े रखा था, जो संभवतः उनके विकास के एक संक्रमणकालीन चरण का प्रतिनिधित्व करते हैं।

इन प्राचीन कृमियों के जीव विज्ञान को समझने के लिए, टीम ने ट्यूबों के भीतर देखा। उन्होंने जीवाश्मों को पॉलिश किया और उनकी सूक्ष्म संरचना को प्रकट करने के लिए उन्हें एक कमजोर एसिड से नक्काशी (etching) की। उन्होंने पाया कि ट्यूब की दीवारें दो अलग-अलग परतों से बनी थीं। बाहरी परत में लंबे, गोलाकार क्रिस्टल थे, जबकि आंतरिक परत अनियमित रूप से उन्मुख प्रिज़मैटिक क्रिस्टल से बनी थी। इस विशिष्ट सूक्ष्म संरचना का संयोजन पहले Nogrobs वंश में नहीं देखा गया था, जिसे पहले सरल, एकल-परत वाली दीवारों वाला माना जाता था। इस तरह की प्राचीन प्रजाति में जटिल, दो-परत वाली संरचना की उपस्थिति यह सुझाव देती है कि इन विभिन्न प्रकार के कृमियों के बीच का विकासवादी विभाजन उनके इतिहास में बहुत पहले हुआ था।

इस खोज ने इन कृमियों के वर्गीकरण के व्यापक पुनर्मूल्यांकन को भी प्रेरित किया। शोधकर्ताओं ने इन सर्पुलिड्स के पूरे परिवार की समीक्षा की और उनके आकार, सर्पिल विकास की उपस्थिति और उनकी सूक्ष्म संरचना के आधार पर Nogrobs वंश को छह उपसमूहों में विभाजित करने का प्रस्ताव दिया। उन्होंने अनिवार्य रूप से सर्पिल (obligatorily spiral) समूहों के लिए एक पुराना नाम, Tetralysis, पुनर्जीवित किया, जिसका अर्थ है कि वे हमेशा एक तंग कुंडली बनाते हैं। उन्होंने, एक अलग समूह के लिए एक नया वंश, Annuloserpula, भी पेश किया, जो अपने ट्यूबों के साथ कई छल्ले जैसी गांठों (ring-like bumps) द्वारा पहचाने जाने वाले अर्ली जुरासिक कृमियों का है। इसके अतिरिक्त, उन्होंने इंग्लैंड की एक ज्ञात प्रजाति के लिए नामकरण त्रुटि को सुधारा, जिससे भ्रम से बचने के लिए उसे Nogrobs (Tetraditrupa) folkestonensis नाम दिया गया।

सबसे आश्चर्यजनक खोज इन कृमियों के दो बहुत अलग रूपों का एक ही समय और स्थान पर सह-अस्तित्व था। मोरक्को की उन्हीं चट्टानी परतों में, टीम ने एक गैर-सर्पिल प्रजाति को, जो एक अलग उपसमूह से थी, इस नई सर्पिल प्रजाति के साथ पाती है। यह इंगित करता है कि जुड़े हुए, गैर-सर्पिल कृमियों और मुक्त रूप से रहने वाले, सर्पिल कृमों की ओर ले जाने वाले विकासवादी पथ अर्ली जुरासिक तक पहले ही अलग हो चुके थे। तथ्य यह है कि सर्पिल कृमि पहले से ही इतने विशिष्ट थे, जिनमें जटिल आंतरिक संरचनाएं और एक विशिष्ट विकास कार्यक्रम था, यह सुझाव देता है कि उनके पूर्वज और भी लंबे समय से विकसित हो रहे थे, संभवतः लेट ट्राइएसिक या अर्ली जुरासिक में, जिसके लिए इन जीवों के बहुत कम जीवाश्म मिले हैं।

इस अध्ययन ने इन कृमियों के आसपास के जीवन के समुदाय पर भी प्रकाश डाला। मोरक्कन जीवाश्म एमोनिट्स (ammonites), बेलेम्नाइट्स (belemnites) और विभिन्न शंखों के साथ पाए गए, जो एक समृद्ध, उथले समुद्री पारिस्थितिकी तंत्र की तस्वीर पेश करते हैं। कुछ कृमि ट्यूबों पर छोटे, भूरे रंग के ट्यूब जैसे ढांचे जमे हुए थे। शोधकर्ता निश्चित रूप से इन छोटे ट्यूबों के मालिकों की पहचान नहीं कर सके, लेकिन उन्होंने उल्लेख किया कि वे या तो उसी कृमि के किशोर संस्करण हो सकते हैं, या शायद एक अलग, अज्ञात ट्यूब-निवासा प्रजाति हो सकती है जो बड़े वाले के शंखों पर रहती थी। यह अंतःक्रिया उस प्राचीन समुद्र तल पर मौजूद जीवन के जटिल जाल को उजागर करती है, जहाँ जीवों ने नरम, अस्थिर कीचड़ पर भी स्थान और संसाधनों के लिए प्रतिस्पर्धा की।

इन कृमियों के आकार के विस्तृत विवरण को पहली बार उनकी सूक्ष्म शेल संरचना की जांच के साथ जोड़कर, यह शोध यह स्पष्ट चित्र प्रदान करता है कि लाखों साल पहले समुद्री जीवन ने नरम समुद्र तल के अनुकूल कैसे सामंजस्य बिठाया। यह पुष्टि करता है कि बिना जुड़े हुए, मुक्त रूप से रहने की "स्नोशू" रणनीति एक प्राचीन नवाचार है, जो दस्तावेजीकरण में पहले दिखाए गए समय से बहुत पहले दिखाई दी थी। मोरक्को में इन कृमियों की खोज केवल नए प्रजातियों की सूची में एक नाम जोड़ना नहीं है; यह उनके विकास की समयरेखा को फिर से लिखती है, यह दर्शाती है कि एक स्थिर, जुड़े हुए जीवन से मुक्त रूप से रहने वाले अस्तित्व में संक्रमण एक जटिल प्रक्रिया थी जो भूगर्भीय समय के एक विशाल विस्तार में फैली हुई थी।