تسلط الحفريات التي لم يسبق لها مثيل لمخلوقات شبيهة بالتماسيح حديثة الفقس ضوءًا جديدًا على كيفية غزو أسلافنا المائيين للأرض.
خطت الفقاريات المبكرة ذات الأطراف الأربعة (رباعيات الأرجل)، والتي أدت في النهاية إلى ظهور البشر، خطواتها الأولى على الأرض في العصر الديفوني، منذ حوالي 419 مليون إلى 359 مليون سنة، مما يمثل واحدة من أهم الفترات في تاريخ تطور الحيوانات.
الآن، نشرت دراسة جديدة يوم الخميس (18 يونيو) في المجلة علوم كشفت أن رباعيات الأرجل المبكرة هذه كانت أقل شبهاً بالبرمائيات وأكثر شبهاً بنا. بدلاً من وجود مرحلة الشرغوف في تطورهم، كما هو الحال مع الكثير البرمائيات كما هو الحال اليوم، تشير أدلة جديدة إلى أنهم كانوا مطورين مباشرين، حيث تطوروا من نسخ أصغر إلى أكبر من أنفسهم، مثل أسلافهم والبشر والعديد من الحيوانات الأخرى.
وقال إن الدراسة تعد مساهمة مهمة في فهمنا لبيولوجيا النمو الإنجابي لرباعيات الأرجل المبكرة تيم سميثسون، وهو أكاديمي زائر في جامعة كامبريدج متخصص في رباعيات الأرجل المبكرة ولكنه لم يشارك في الدراسة.
ويشير ذلك إلى أن “رباعيات الأرجل الأقدم التي خطت تلك الخطوات الأولى على الأرض كانت قادرة على الاعتماد على الاستراتيجيات الإنجابية والتنموية الناجحة لأسلافها”، كما قال سميثسون لـ Live Science في رسالة بالبريد الإلكتروني. “التنمية المباشرة جعلت الحياة أسهل، ولم يعد هناك ما يدعو للقلق!”
اعتمد البحث الجديد جزئيًا على حفريات من الحيوانات المفترسة التي كانت تعيش في الأرض في وقت مبكر والتي تسمى الصمات. بدت هذه الحيوانات وكأنها خليط بين التمساح وثعبان البحر، وحكمت موائل الأنهار والبحيرات والمستنقعات منذ 350 مليون إلى 280 مليون سنة، خلال العصر الكربوني والعصر البرمي. في حين أن هذه المخلوقات يمكن أن تنمو إلى أكثر من 10 أقدام (3 أمتار) عند البالغين، فقد كشفت الدراسة عن حفريات نادرة من مازون كريك، بالقرب من شيكاغو، والتي حافظت على الصمات كصغار صغيرة كان عمرها من أيام إلى بضعة أسابيع.
“هذه تفاصيل حميمة للحظات الأولى من حياة هذه الحيوانات، ولم نر ذلك من قبل بالنسبة لهذا الجزء بأكمله من الشجرة التطورية،” مؤلف مشارك في الدراسة جيسون باردو، زميل ما بعد الدكتوراه في علم الأحياء التطوري بجامعة فيلنيوس في ليتوانيا وباحث مشارك في المتحف الميداني في شيكاغو، قال لـ Live Science.
احصل على الاكتشافات الأكثر روعة في العالم والتي يتم تسليمها مباشرة إلى صندوق الوارد الخاص بك.
درس الباحثون الحفريات المحفوظة جيدًا بشكل استثنائي من مازون كريك، إلينوي.
(رصيد الصورة: أرجان مان)
لم تظهر هذه الحفريات دليلاً على وجود خياشيم خارجية وغيرها من السمات الشبيهة بالشرغوف التي كان الباحثون يتوقعونها من سكان الأرض الأوائل. ثم قام الباحثون بفحص الحفريات الأخرى قبل وأثناء “الانتقال من الزعنفة إلى الأطراف”، لكنهم لم يعثروا على أي دليل على وجود دورة حياة تشبه دورة الحياة البرمائية في تلك أيضًا.
وقال باردو: “طالما أننا فهمنا التطور، فقد افترضنا هذه القصة حول كيفية قيامنا بهذا التحول من الماء إلى الأرض”. “لدينا في الواقع قصة مختلفة تمامًا.”
العلم انقلب رأسا على عقب؟
وزعم بيان صادر عن المتحف الميداني أن الدراسة تقلب فهم العلماء لكيفية غزو الحيوانات للأرض. ومع ذلك، فإن الخبراء الذين تحدثت إليهم Live Science اختلفوا مع هذا التأكيد.
“مادة مازون كريك رائعة، والدراسة مثيرة للاهتمام وتفسير الحفريات سليم، لكنني لا أعتقد أن النتائج مفاجئة للغاية”. بير أهلبرجقال أستاذ علم الأحياء التطوري في جامعة أوبسالا في السويد لموقع Live Science في رسالة بالبريد الإلكتروني.
أهلبيرج، الذي لم يشارك في الدراسة الجديدة، متخصص في التطور المبكر لرباعيات الأرجل. وأشار إلى أن العلماء كانوا يعرفون أن بعض رباعيات الأرجل المبكرة كانت لها مرحلة يرقية مماثلة لمرحلة السمندل الحديثة – أي تلك التي تنتمي إلى مجموعة Temnospondyli، التي وصفها بأنها مخزون أسلاف البرمائيات الحديثة. ومع ذلك، فهو يؤكد أن هذا لا يعني أن العلماء افترضوا أن كل رباعيات الأرجل المبكرة كانت متماثلة.
وقال أهلبيرج: “لم يجادل أحد في السنوات الأخيرة بأن جميع رباعيات الأرجل المبكرة كانت لديها مثل هذه المرحلة اليرقية أو أن هذا كان ضروريًا لتمكين الانتقال إلى الأرض”. “أعني أنني كنت أعمل في قلب هذا المجال البحثي لمدة 40 عامًا ولم أفكر فيه مطلقًا.”
ردًا على ذلك، وافق باردو على أن المتخصصين في هذا المجال أدركوا أن البيانات لا تدعم أن رباعيات الأرجل المبكرة كان لها تطور يشبه البرمائيات. ومع ذلك، قال إنه حتى بين المتخصصين، لا تزال الافتراضات موجودة التحول – تحول تنموي كبير، مثل الشرغوف الذي يتحول إلى ضفدع – والأجسام الشبيهة بالبرمائيات.
تشير الصمات الصغيرة، الموضحة هنا، إلى أن رباعيات الأرجل المبكرة لم تخضع لتحول يشبه البرمائيات.
(رصيد الصورة: بيريت جودرينج)
“على شيء كبير”
مؤلف مشارك في الدراسة ارجان مان، وهو أمين مساعد لرباعيات الأرجل المبكرة في المتحف الميداني، شاهد أول أحفورة صماء صغيرة في الدراسة خلال رحلة عام 2016 إلى المتحف الميداني أثناء عمله على الدكتوراه. في ذلك الوقت، كانت الحفرية لغزا.
فكر مان وباردو في هوية الحفرية لسنوات قبل أن تؤكد عمليات المسح عالية الدقة باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح في المتحف الكندي للطبيعة أن المخلوق القديم كان عبارة عن صمات، وفقًا لبيان المتحف.
قال مان لـ Live Science في رسالة بالبريد الإلكتروني: “أعتقد أنني وجيسون كنا نعلم أننا كنا على وشك تحقيق شيء كبير، حيث أن حفريات هذا النوع من الحيوانات ومن هذه المرحلة، وحالة التطور في تطور رباعيات الأرجل المبكر لم يتم العثور عليها أو دراستها من قبل”.
إلى جانب الصمات، نظر الباحثون إلى الأسماك الضخمة قبل التحول الأرضي والمخلوقات الشبيهة بالثعابين التي لا أطراف لها والمعروفة باسم الأيستوبودات خلال التحول الأرضي. وقالوا إن الجميع أظهروا علامات التطور المباشر.
وقال مان: “أعتقد أن الرسالة التي نستخلصها من هذه الدراسة هي أنه يجب علينا دائمًا تحدي الحكمة التقليدية في العلوم، خاصة عندما لا تحظى هذه الأفكار القديمة بدعم كبير”.
