حفرية عمرها 289 مليون سنة تكشف كيف تكونت الأضلاع

خذ نفسا عميقا. اشعر كيف يتوسع صدرك – هذا الإيقاع مألوف لدى الجميع، لكن جذوره تعود إلى ما يقرب من 300 مليون سنة. يسمح لنا الاكتشاف الأخير لعلماء الحفريات بالنظر إلى تلك العصور القديمة بدقة غير مسبوقة. بحث منشور في المجلة طبيعة.

العلماء يكشفون عن أحفورة تم استخدام الكابتورهينوس، زواحف صغيرة من العصر البرمي المبكر ماتت في كهف ريتشاردز سبير في أوكلاهوما قبل 289 مليون سنة. الظروف الفريدة – مزيج من الطين الخالي من الأكسجين ورواسب النفط القديمة – ضمنت التحنيط في ثلاثة أبعاد. بفضل هذا، لم يتم الحفاظ على العظام فحسب، بل أيضًا الأنسجة الرخوة: الجلد والغضاريف المجمدة في وضع الموت الطبيعي. إن ندرة مثل هذه الاكتشافات يمكن مقارنتها باليانصيب لعلماء الحفريات – فالأنسجة الرخوة تختفي عادة بعد ملايين السنين.

الحفاظ استثنائي

قدمت العينة دليلا غير مسبوق على التطور المبكر للجهاز التنفسي لدى الحيوانات السلوية، وهي مجموعة تضم الزواحف والطيور والثدييات الحديثة.

وقال إيثان موني، المؤلف الرئيسي للدراسة في جامعة هارفارد: “إن Captorhinus هو المفتاح لفهم تطور السلويات، وفي نهاية المطاف، أنت وأنا”.

وعلى الرغم من تواضع حجمها – حيث يبلغ طولها بضع بوصات فقط – إلا أنها تحتوي على جزيئات عضوية أقدم بحوالي 100 مليون سنة من سجل الديناصورات السابق. استخدم العلماء التصوير المقطعي المحوسب بالنيوترون، والذي يسمح لهم بدراسة البنية الداخلية دون تدمير العينة.

أظهرت عملية إعادة البناء جلدًا ذو ملمس مميز يشبه الأكورديون يغلف الجسم وقفصًا صدريًا كاملاً مع عظمة غضروفية مجزأة. الأضلاع متصلة بحزام الكتف، مما يدل على شكل مبكر من التنفس الصدري. يتيح لنا هذا الهيكل أن نفهم كيف طورت الحيوانات السلوية القدرة على سحب الهواء إلى رئتيها بشكل فعال.

كيف كانت الزواحف القديمة تتنفس؟

يسلط هذا الاكتشاف الضوء على تحول تطوري مهم: من التنفس البرمائي البدائي، حيث يتم ابتلاع الهواء باستخدام البلعوم، إلى نظام فعال للشفط الساحلي. كابتورينوس يمكن أن يسحب الهواء إلى الرئتين، ويوسع الصدر بمساعدة العضلات، وهو مبدأ تستخدمه الزواحف والطيور والثدييات الحديثة.

ويضيف البروفيسور روبرت ر. رايز من جامعة تورونتو: “هذا النظام الموجود في كابتورهينوس، هو على الأرجح النظام الأصلي لجميع السلويات الحديثة”.

يوفر التنفس الأكثر كفاءة المزيد من الطاقة، مما يجعل من الممكن الصيد والتحرك بسرعة واستكشاف المناطق الداخلية التي يتعذر على البرمائيات الوصول إليها.

كشفت دراسة تفصيلية أن القفص الصدري يتكون من عدة طبقات من الأضلاع مدعومة بغضروف القص. وقد وفر هذا الهيكل المعقد الاستقرار للجسم وسمح للحيوان بالتحكم في سعة الرئة، مثل السحالي والتماسيح الحديثة.

الإرث الحي

أصبح هذا الزواحف الصغيرة سلفًا لجميع الفقاريات الأرضية تقريبًا. سواء أكان الأمر يتعلق بالصقور في السماء، أو الفهود في السافانا، أو أنفسنا في مكاتبنا، فإننا جميعًا نستخدم آلية التنفس التي استخدمت لأول مرة في كهف أوكلاهوما منذ ما يقرب من ثلاثمائة مليون سنة.

وتوفر النتائج نافذة على التاريخ العميق للتنفس وتطور الحياة على الأرض، وتبين كيف غيّر أحد الزواحف قواعد اللعبة لجميع الحيوانات البرية. تساعدنا مثل هذه النتائج على فهم كيفية تفاعل العضلات والعظام والأنسجة الرخوة لتكوين آليات التنفس المعقدة التي نراها اليوم.