معمایی که ارسطو را هم سردرگم کرد؛ مارماهی‌ها کجا جفت‌گیری می‌کنند؟

راز بقا: مارماهی‌ها بخش بزرگی از زندگی خود را در رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و آب‌های ساحلی می‌گذرانند، اما برای تولیدمثل سفری شگفت‌انگیز به دل اقیانوس اطلس آغاز می‌کنند. بیش از دو هزار سال، حتی طبیعت‌شناس بزرگی مانند ارسطو نمی‌دانست این ماهی‌های لغزنده چگونه زادآوری می‌کنند؛ زیرا هیچ‌کس اندام‌های تولیدمثلی مشخصی در مارماهی‌های معمولی صیدشده پیدا نمی‌کرد. پژوهش‌های قرن بیستم دریای سارگاسو را به‌عنوان ناحیه اصلی تولیدمثل مارماهی‌های اروپایی و آمریکایی معرفی کردند و ردیابی ماهواره‌ای در سال ۲۰۲۲ شواهد مستقیمی از رسیدن مارماهی‌های بالغ اروپایی به این منطقه فراهم کرد. بااین‌حال، محل دقیق تخم‌ریزی و صحنه واقعی جفت‌گیری آن‌ها در طبیعت هنوز از رازهای حل‌نشده زیست‌شناسی دریا است.

ماهی‌هایی که انگار از هیچ‌جا ظاهر می‌شدند

تصور کنید در یک برکه قدیمی، پس از بارندگی، مارماهی‌هایی ظاهر شوند؛ درحالی‌که آبگیر پیش‌تر خشک شده و حتی گل‌ولای آن را بیرون آورده‌اند. اگر در همان زمان هیچ‌کس مارماهی‌ای در حال تخم‌ریزی ندیده باشد، چه توضیحی برای حضور ناگهانی این جانوران پیدا می‌کند؟

برای ارسطو، فیلسوف و طبیعت‌شناس یونان باستان، پاسخ این معما در خود زمین نهفته بود. او در کتاب تاریخ جانوران نوشت که مارماهی‌ها نه از جفت‌گیری به وجود می‌آیند و نه از تخم؛ بلکه از چیزی که آن را «روده‌های زمین» می‌نامید، در گل‌ولای و خاک مرطوب پدیدار می‌شوند.

این نظریه امروز نادرست است، اما در زمان ارسطو یک مشکل واقعی پشت آن قرار داشت: مارماهی‌هایی که انسان‌ها معمولاً در رودخانه‌ها و آبگیرها می‌گرفتند، اندام‌های تولیدمثلی آشکاری نداشتند. کسی تخم‌هایشان را ندیده بود و نر و ماده نیز به‌سادگی از ظاهرشان قابل تشخیص نبودند.

در واقع، طبیعت یکی از مهم‌ترین مراحل زندگی این جانور را از چشم انسان پنهان کرده بود. مارماهی‌ها بیشتر عمر خود را دور از محل تولیدمثل می‌گذرانند و زمانی که به بلوغ نزدیک می‌شوند، تغییرات درونی بدنشان با آغاز مهاجرتی طولانی همراه می‌شود. ارسطو آن‌ها را در مرحله‌ای می‌دید که هنوز نشانه‌های تولیدمثلی‌شان آشکار نشده بود؛ بنابراین، از آنچه در دسترس داشت، نتیجه‌ای اشتباه گرفت.

این اشتباه تنها متعلق به یونان باستان نبود. قرن‌ها پس از ارسطو، طبیعت‌شناسان هنوز نمی‌دانستند مارماهی‌ها چگونه زادآوری می‌کنند. بعضی نظریه‌ها از پیدایش آن‌ها از لجن و مواد پوسیده سخن می‌گفتند و برخی دیگر تصور می‌کردند که این جانوران از تماس بدن مارماهی‌های بالغ با سنگ‌ها به وجود می‌آیند.

معما آن‌قدر جدی بود که سرانجام به یکی از پرسش‌های مشهور تاریخ زیست‌شناسی تبدیل شد: اگر مارماهی‌ها از تخم به وجود می‌آیند، تخم‌هایشان کجاست؟

کشف مهمی که بیش از دو هزار سال طول کشید

در سال ۱۷۷۷، کالرو مون‌دینی، کالبدشناس ایتالیایی، هنگام بررسی یک مارماهی ماده توانست تخمدان‌های آن را شناسایی کند. این کشف نشان داد که مارماهی‌ها، برخلاف تصور قدیمی، دستگاه تولیدمثلی دارند.

اما پیدا کردن اندام‌های تولیدمثلی به معنای حل کامل معما نبود. هنوز معلوم نبود مارماهی‌ها کجا تخم می‌گذارند، چه زمانی جفت‌گیری می‌کنند و نوزادانشان چگونه به رودخانه‌هایی می‌رسند که در آن‌ها زندگی می‌کنند.

بیش از یک قرن بعد، دانشمندان همچنان با مشکل شناسایی اندام‌های تولیدمثلی مارماهی‌های نر روبه‌رو بودند. حتی زیگموند فروید، که بعدها به‌عنوان بنیان‌گذار روان‌کاوی شناخته شد، در جوانی در پژوهشی جانورشناختی به بررسی اندام‌های جنسی مارماهی‌ها پرداخت. تلاش او نیز نتوانست به‌سادگی این معما را حل کند.

مشکل اصلی این بود که مارماهی‌هایی که در آب‌های داخلی صید می‌شدند، اغلب هنوز از نظر جنسی نابالغ بودند. دستگاه تولیدمثلی آن‌ها در این مرحله به اندازه‌ای رشد نکرده بود که به‌آسانی شناسایی شود. وقتی مارماهی به مرحله مهاجرت تولیدمثلی می‌رسد، بدنش دستخوش تغییرات چشمگیری می‌شود و برای سفری که ممکن است هزاران کیلومتر طول بکشد، آماده می‌شود.

در این میان، یک سرنخ مهم نیز وجود داشت: مارماهی‌های جوان در آب‌های اروپا و آمریکای شمالی ظاهر می‌شدند، اما هیچ‌کس نمی‌توانست محل تولد آن‌ها را در همان رودخانه‌ها پیدا کند. اگر نوزادان از آنجا نمی‌آمدند، باید جایی دورتر در دریا متولد شده باشند.

سرنخی شفاف در دل اقیانوس

در آغاز قرن بیستم، یک زیست‌شناس دریایی دانمارکی به نام یوهانس اشمیت تصمیم گرفت به‌جای جست‌وجوی مارماهی‌های بالغ، دنبال نوزادان بسیار کوچک آن‌ها بگردد.

این انتخاب، مسیر پژوهش را تغییر داد. لاروهای مارماهی در نخستین مرحله زندگی ظاهری متفاوت از مارماهی بالغ دارند. بدنشان باریک، تخت و تقریباً شفاف است و به برگ کوچکی شباهت دارد که در آب شناور مانده باشد. این لاروها را «لپتوسفالوس» می‌نامند.

اشمیت و پژوهشگران دیگر در سفرهای دریایی خود، لاروهای مارماهی را در نقاط مختلف اقیانوس اطلس جمع‌آوری کردند. هرچه لاروها کوچک‌تر بودند، احتمال داشت به محل تولدشان نزدیک‌تر باشند؛ زیرا از زمان خروج از تخم، هنوز فرصت زیادی برای رشد و دورشدن از محل تولیدمثل نداشته‌اند.

الگوی پراکندگی لاروها به‌تدریج سرنخی جغرافیایی به دست داد. کوچک‌ترین لاروهای مارماهی اروپایی در بخش‌هایی از اقیانوس اطلس غربی، در منطقه‌ای دور از سواحل اروپا و نزدیک دریای کارائیب، پیدا می‌شدند. این منطقه همان دریای سارگاسو بود.

دریای سارگاسو بخشی از شمال اقیانوس اطلس است که مرزهای آن را جریان‌های بزرگ اقیانوسی شکل می‌دهند. برخلاف دریاهایی که با ساحل محصور شده‌اند، سارگاسو در میان جریان‌های چرخشی اقیانوس قرار دارد و به‌خاطر آب‌های نسبتاً گرم و انبوه جلبک‌های شناور سارگاسوم شناخته می‌شود.

اشمیت از روی اندازه و پراکندگی لاروها نتیجه گرفت که مارماهی‌های اروپایی و آمریکایی در این بخش از اقیانوس تولیدمثل می‌کنند. این کشف یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌ها در حل معمای مارماهی بود؛ اما یک تفاوت مهم باقی ماند: دانشمندان محل احتمالی تولیدمثل را از روی لاروها استنباط کرده بودند، نه اینکه خود مارماهی‌های بالغ را هنگام جفت‌گیری یا تخم‌ریزی دیده باشند.

چرا مارماهی‌ها هزاران کیلومتر سفر می‌کنند؟

مارماهی اروپایی با نام علمی Anguilla anguilla بخش زیادی از زندگی خود را در آب‌های شیرین و ساحلی اروپا و شمال آفریقا می‌گذراند. اما وقتی به مرحله مهاجرت تولیدمثلی می‌رسد، مسیر زندگی‌اش تغییر می‌کند.

بدن این مارماهی برای سفر اقیانوسی آماده می‌شود. رنگ بدن تغییر می‌کند، چشم‌ها بزرگ‌تر می‌شوند و سازوکارهای فیزیولوژیک برای زندگی در آب شور و مهاجرت طولانی دگرگون می‌شوند. این مرحله از زندگی معمولاً با عنوان «مارماهی نقره‌ای» شناخته می‌شود.

مارماهی‌های بالغ اروپایی از رودخانه‌ها و مناطق ساحلی خارج می‌شوند و به سوی اقیانوس اطلس حرکت می‌کنند. مسیر مهاجرت آن‌ها می‌تواند حدود پنج تا ده هزار کیلومتر باشد؛ مسافتی شگفت‌انگیز برای جانوری که ممکن است سال‌ها پیش در آب‌های داخلی اروپا رشد کرده باشد.

مارماهی آمریکایی (Anguilla rostrata) نیز برای تولیدمثل به دریای سارگاسو مهاجرت می‌کند، هرچند مسیر و مسافت سفرش با جمعیت‌های اروپایی یکسان نیست. لاروهای هر دو گونه پس از تولد، با کمک جریان‌های اقیانوسی به سمت قاره‌های محل رشد خود منتقل می‌شوند.

این چرخه زندگی از چند مرحله تشکیل شده است: تخم، لارو لپتوسفالوس، مرحله شفاف موسوم به «مارماهی شیشه‌ای»، مرحله جوانی که به آن «الور» گفته می‌شود، مرحله رشد در آب‌های داخلی یا ساحلی و در نهایت مرحله مهاجرت تولیدمثلی.

نکته شگفت‌انگیز آن است که مارماهی‌ای که در یک رودخانه اروپایی دیده می‌شود، ممکن است هزاران کیلومتر دورتر متولد شده باشد. در مقابل، همان جانور برای تولیدمثل دوباره به سوی ناحیه‌ای در اقیانوس می‌رود که نسل بعدی‌اش از آنجا راه بازگشت را آغاز خواهد کرد.

دریای سارگاسو؛ محل جفت‌گیری یا فقط یک سرنخ بزرگ؟

وقتی پژوهشگران دریافتند که کوچک‌ترین لاروهای مارماهی در دریای سارگاسو یافت می‌شوند، این منطقه به‌عنوان محل اصلی تولیدمثل مارماهی‌های اروپایی و آمریکایی شناخته شد. بررسی‌های بعدی نیز حضور لاروهای بسیار کوچک را در پهنه وسیعی از این دریا تأیید کردند.

برای نمونه، پژوهشی که در سال ۲۰۱۹ در مجله Science Advances منتشر شد، نشان داد که لاروهای تازه‌هچ‌شده مارماهی اروپایی در گستره‌ای حدود دو هزار کیلومتر در دریای سارگاسو پراکنده‌اند. این یافته نشان می‌داد که محل تولیدمثل احتمالاً یک نقطه کوچک و ثابت نیست، بلکه ناحیه‌ای پهناور از اقیانوس را در بر می‌گیرد.

بااین‌حال، یک پرسش مهم باقی بود: آیا مارماهی‌های بالغ واقعاً به همین منطقه می‌رسند؟ آیا می‌توان مسیر سفرشان را از رودخانه تا ناحیه تولیدمثل دنبال کرد؟

در سال ۲۰۲۲، گروهی از پژوهشگران با استفاده از برچسب‌های ماهواره‌ای قابل جداشدن، حرکت مارماهی‌های اروپایی را که از جزایر آزور رها شده بودند، دنبال کردند. این ابزارها داده‌هایی درباره مسیر حرکت و موقعیت جانوران در طول مهاجرت فراهم می‌کردند.

از ۲۶ مارماهی مجهز به برچسب، داده‌های قابل استفاده از تعدادی از آن‌ها به دست آمد. مسیر ثبت‌شده نشان می‌داد که این جانوران به سوی جنوب‌غربی و دریای سارگاسو حرکت می‌کنند. پنج برچسب در محدوده دریای سارگاسو از سطح آب جدا شدند و موقعیت یکی از مارماهی‌ها در محدوده‌ای قرار گرفت که پیش‌تر به‌عنوان ناحیه تولیدمثلی فرض شده بود.

این پژوهش نخستین شواهد مستقیم از رسیدن مارماهی‌های بالغ اروپایی به ناحیه تولیدمثلیِ فرض‌شده در سارگاسو را فراهم کرد. اما دانشمندان هنوز خودِ تخم‌ریزی یا جفت‌گیری آن‌ها را مشاهده نکرده بودند.

بنابراین، پاسخ علمی امروز این است: دریای سارگاسو ناحیه اصلی و به‌شدت پشتیبانی‌شده برای تولیدمثل مارماهی‌های اروپایی و آمریکایی است، اما محل دقیق جفت‌گیری و تخم‌ریزی و جزئیات کامل آن هنوز مستقیماً مشاهده نشده است.

چرا هیچ‌کس مارماهی‌ها را هنگام تخم‌ریزی ندیده است؟

پیداکردن محل تولیدمثل جانوری در اقیانوس، به‌ویژه زمانی که آن جانور در عمق آب حرکت می‌کند و فقط برای مدت محدودی در مرحله تولیدمثلی قرار دارد، کار ساده‌ای نیست.

مارماهی‌های مهاجر مسافت‌های طولانی را طی می‌کنند و در مسیر، عمق حرکت خود را تغییر می‌دهند. داده‌های ردیابی نشان داده‌اند که مارماهی‌های اروپایی می‌توانند در طول شبانه‌روز میان لایه‌های مختلف آب جابه‌جا شوند. همین رفتار، ردیابی و مشاهده مستقیم آن‌ها را دشوارتر می‌کند.

از سوی دیگر، مارماهی‌های بالغ در پایان عمر تولیدمثلی خود وارد مرحله‌ای می‌شوند که بدنشان برای تخم‌ریزی آماده می‌شود. این مرحله با تغییرات هورمونی و فیزیولوژیک همراه است و جانوران ممکن است پس از تولیدمثل از بین بروند. به همین دلیل، فرصت مشاهده و مطالعه آن‌ها در محل تولیدمثل محدود است.

درست است که پژوهشگران می‌توانند لاروهای تازه‌متولدشده را جمع‌آوری کنند و با ردیابی ماهواره‌ای مسیر بالغ‌ها را بررسی کنند، اما این دو نوع داده به‌تنهایی جای مشاهده مستقیم تخم‌ریزی را نمی‌گیرند.

همین فاصله میان شواهد غیرمستقیم و مشاهده مستقیم است که معمای مارماهی را همچنان جذاب نگه داشته است. دانشمندان می‌دانند کجا باید به دنبال نشانه‌ها بگردند، اما دیدن لحظه‌ای که نسل بعدی آغاز می‌شود، همچنان چالشی دشوار است.

آیا نظریه دیگری درباره محل تولیدمثل وجود دارد؟

در علم، حتی نظریه‌هایی که پشتوانه طولانی دارند نیز باید با داده‌های تازه سنجیده شوند. درباره مارماهی‌های اطلس، فرضیه‌هایی مطرح شده‌اند که محل تولیدمثل را در بخش‌هایی دیگر از اقیانوس یا نزدیک ساختارهای زیرآبی متفاوتی پیشنهاد می‌کنند.

برای مثال، پژوهشی در سال ۲۰۲۰ فرضیه‌ای را مطرح کرد که بر اساس آن، بخشی از فعالیت تولیدمثلی ممکن است در نزدیکی برآمدگی میانی اقیانوس اطلس رخ دهد. این ایده با استفاده از مدل‌های جریان اقیانوسی و پراکندگی لاروها بررسی شد.

اما این پیشنهاد به معنای ردشدن فرضیه دریای سارگاسو نیست. در سال ۲۰۲۲، مقاله‌ای انتقادی در Scientific Reports استدلال کرد که شواهد ارائه‌شده برای معرفی منطقه‌ای جایگزین، قانع‌کننده نیستند و داده‌های موجود همچنان از اهمیت سارگاسو پشتیبانی می‌کنند.

این اختلاف علمی نشان می‌دهد که پژوهشگران در حال بررسی جزئیات و مرزهای ناحیه تولیدمثل هستند، نه اینکه اصل مهاجرت مارماهی‌های اطلس به اقیانوس را کنار گذاشته باشند. تا زمانی که شواهد مستقیم‌تر به دست نیاید، باید میان فرضیه‌های جایگزین و نتیجه‌هایی که پشتوانه گسترده‌تری دارند، تفاوت گذاشت.

راز مارماهی‌ها فقط محل جفت‌گیری نیست

زندگی مارماهی‌ها پرسش‌های دیگری نیز پیش روی زیست‌شناسان قرار می‌دهد. چگونه جانوری که در رودخانه‌ای دورافتاده رشد کرده، مسیر هزاران کیلومتری اقیانوس را پیدا می‌کند؟ از چه نشانه‌هایی برای جهت‌یابی استفاده می‌کند؟ جریان‌های دریایی چه سهمی در بازگشت لاروها به سواحل دارند؟ و چرا جمعیت مارماهی اروپایی در چند دهه اخیر به‌شدت کاهش یافته است؟

مارماهی اروپایی در ارزیابی اتحادیه بین‌المللی حفاظت از طبیعت (IUCN) در رده «به‌شدت در معرض خطر» قرار دارد. کاهش ورود مارماهی‌های جوان به آب‌های داخلی، تغییرات زیستگاه، موانع مهاجرت، صید و فشارهای محیطی از جمله عواملی هستند که در وضعیت این گونه نقش دارند. بااین‌حال، سهم دقیق هر عامل در مناطق مختلف یکسان نیست.

شناخت مسیر تولیدمثل و شرایطی که در آن مارماهی‌ها تخم‌ریزی می‌کنند، برای حفاظت از این گونه اهمیت دارد. اگر بخشی از چرخه زندگی در اقیانوس به خطر بیفتد، اثر آن می‌تواند سال‌ها بعد در رودخانه‌ها و تالاب‌هایی دیده شود که مارماهی‌ها در آن رشد می‌کنند.

در واقع، مارماهی‌ها به ما یادآوری می‌کنند که یک جانور را نمی‌توان فقط در زیستگاهی که بیشتر عمرش را در آن می‌گذراند، شناخت. برای فهم چرخه زندگی این ماهی، باید رودخانه‌های اروپا، جریان‌های اقیانوسی و پهنه‌ای از اقیانوس اطلس را در یک داستان واحد کنار هم قرار داد.

پاسخ نهایی؛ مارماهی‌ها کجا جفت‌گیری می‌کنند؟

شواهد علمی امروز به دریای سارگاسو در شمال اقیانوس اطلس اشاره می‌کنند؛ ناحیه‌ای که لاروهای بسیار کوچک مارماهی‌های اروپایی و آمریکایی در آن پیدا شده‌اند و ردیابی ماهواره‌ای نیز رسیدن مارماهی‌های بالغ اروپایی به محدوده تولیدمثلیِ فرض‌شده را تأیید کرده است.

اما این پاسخ هنوز تمام معما نیست. پژوهشگران محل دقیق تخم‌ریزی را به‌طور مستقیم مشاهده نکرده‌اند و تخم‌های این دو گونه نیز در زیستگاه طبیعی‌شان پیدا نشده‌اند. آنچه داریم، مجموعه‌ای از شواهد قوی است که یک مسیر احتمالی را روشن کرده‌اند، نه فیلمی از لحظه نهایی تولیدمثل.

ارسطو تصور می‌کرد مارماهی‌ها از دل زمین زاده می‌شوند؛ علم امروز می‌داند که زندگی آن‌ها به سفری دوردست در اقیانوس وابسته است. بااین‌حال، بخش پایانی این سفر هنوز پشت پرده‌ای از آب‌های عمیق پنهان مانده است؛ پرده‌ای که شاید روزی دوربین‌ها، ردیاب‌ها و پژوهش‌های تازه آن را کنار بزنند.

1. Righton et al. (2022) — First direct evidence of adult European eels migrating to their breeding place in the Sargasso Sea. مجله Scientific Reports.
   https://www.nature.com/articles/s41598-022-19248-8

2. Miller et al. (2019) — Spawning by the European eel across 2000 km of the Sargasso Sea. مجله Science Advances.
   https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6501356/

3. Béguer-Pon et al. (2015) — Direct observations of American eels migrating across the continental shelf to the Sargasso Sea. مجله Nature Communications.
   https://www.nature.com/articles/ncomms9705

4. Miller et al. (2015) — A century of research on the larval distributions of the Atlantic eels: a re-examination of the data. مجله Biological Reviews.
   https://doi.org/10.1111/brv.12144

5. Chang et al. (2020) — New clues on the Atlantic eels spawning behavior and area: the Mid-Atlantic Ridge hypothesis. مجله Scientific Reports.
   https://www.nature.com/articles/s41598-020-72916-5

6. Hanel, Marohn & Westerberg (2022) — No new evidence for an Atlantic eels spawning area outside the Sargasso Sea. مجله Scientific Reports.
   https://doi.org/10.1038/s41598-022-14882-8

7. Aristotle, History of Animals — متن ترجمه‌شده بخش مربوط به نظریه باستانی درباره زادآوری مارماهی‌ها.
   https://www.gutenberg.org/files/59058/59058-h/59058-h.htm