تلقي دراسة جديدة الضوء على المجموعات الحيوانية التي تطورت من الحياة على الأرض إلى العيش في الماء مرة أخرى.
سبينوصورربما يكون أحد الديناصورات الأكثر إثارة للجدل في علم الحفريات، قد قضى الغالبية العظمى من وقته تحت الماء بدلاً من مجرد الصيد على طول حافة الماء، وفقًا لتحليل كيفية تكيف الفقاريات المنقرضة مع الحياة في الماء.
تأتي هذه النتيجة من جهد أوسع لإعادة بناء أحد الانتكاسات المتكررة للتطور. بعد أن انتقلت الفقاريات من الماء إلى الأرض، عادت العشرات من مجموعات الثدييات والزواحف الرئيسية لاحقًا إلى البيئات المائية. وظل البعض مقيدين بالأرض، بينما أصبح البعض الآخر سباحين متخصصين للغاية.
وطوّر الباحثون طريقة للتمييز بين أنماط الحياة تلك من خلال مقارنة تشريح الأنواع المنقرضة مع تشريح الحيوانات الحديثة المعروفة سلوكها. تحليلهم، الذي نشر في علم الأحياء الحالي، واعتمد على أكثر من 11000 قياسات جديدة، وصور فوتوغرافية، وأشعة مقطعية، وطرق الحفريات التقليدية، ونماذج التعلم الآلي، وتقنية إحصائية تم تطويرها خلال الحرب العالمية الثانية.
سمح هذا النهج للباحثين بإعادة النظر في الأنواع التي كان من الصعب تحديد أنماط حياتها من خلال الحفريات.
يظهر سبينوصور على أنه مائي للغاية
سبينوصور، والتي عاشت منذ ما يقرب من 113 إلى 94 مليون سنة في ما يعرف الآن بشمال أفريقيا، هي واحدة من أبرز الأمثلة على ذلك. تشير بعض الأدلة إلى أن الديناصورات كانت تغوص في كثير من الأحيان وتصطاد فريسة تحت الماء، على غرار الفقمة أو البطريق. تدعم الأدلة الأخرى أسلوب حياة أقرب إلى الشاطئ حيث كان يمشي ويتغذى بالقرب من حافة المياه، مثل مالك الحزين الحديث.
“نتائجنا تلقي ضوءا جديدا على مقدار الوقت سبينوصور قال المؤلف الرئيسي كاليب جوردون، الذي حصل على درجة الدكتوراه من جامعة ييل في وقت سابق من هذا العام وهو الآن باحث ما بعد الدكتوراه في متحف فلوريدا للتاريخ الطبيعي: “لقد قضى تحت الماء، وهو ما يمكن أن يدعم وجهة نظر الصيد تحت الماء”. “لقد استعدنا بثقة عادات مائية عالية سبينوصورمما يدل على أنه قضى الغالبية العظمى من وقته مغموراً بالمياه”.
أنتج النهج نفسه صورة مختلفة تمامًا عن الميزوصورات، وهي زواحف بحرية صغيرة عاشت قبل ما بين 290 و274 مليون سنة في ما يعرف الآن بجنوب أفريقيا وشرق أمريكا الجنوبية. نظرًا لأن الميزوصورات تلد صغارًا، فقد فسر بعض العلماء ذلك كدليل على نمط حياة مائي بالكامل. وبدلاً من ذلك، أشارت أبعاد أطرافهم إلى نمط حياة شبه أرضي.
وقال جوردون: “لقد أمضوا الكثير من الوقت على الأرض، مثلما يفعل التمساح أو خلد الماء في العصر الحديث”. “لم يترك الميزوصور الأرض خلفه تمامًا.”
يمكن أن تشير الحفريات إلى أنماط حياة متضاربة
يسلط هذا التباين الضوء على مشكلة أوسع في علم الحفريات. غالبًا ما تكون الحفريات مجزأة، ويمكن أن تشير السمات التشريحية المختلفة إلى أنماط حياة مختلفة. يمكن أيضًا أن تكون العلاقات التطورية بين العينات الأحفورية غير مؤكدة.
وقال جوردون: “في هذه الحالات، غالبًا ما يكون علماء الحفريات عالقين، حيث تختلف الأدلة المختلفة حول شكل الحيوان القديم”.
ولمعالجة هذه المشكلة، طور جوردون نماذج للتعلم الآلي تم تدريبها على الأنواع الحديثة، التي أصبح فهم تشريحها وأنماط حياتها أفضل بكثير. ثم طبق الباحثون العلاقات التي تم تحديدها في الحيوانات الحية على الأنواع المنقرضة، مما سمح لهم بالتنبؤ بالعادات المائية وتكيفات الأنسجة الرخوة التي نادرًا ما يتم حفظها في الحفريات.
أثبتت أبعاد الأطراف الأمامية أنها مفيدة بشكل خاص. واستنادًا إلى هذه القياسات، تمكن الفريق من التنبؤ بدقة تزيد عن 90% عما إذا كان لدى الحيوان زعانف ذات أنسجة رخوة وما إذا كان لديه عادات مائية عالية أو كاملة.
الزواحف التي تعود إلى حقب الحياة القديمة لم تغادر الأرض بالكامل أبدًا
وكشف التحليل أيضًا عن نمط أوسع بين الزواحف البحرية من عصر الحياة القديمة، قبل ظهور الديناصورات. وخلص الباحثون إلى أن جميع الزواحف البحرية التي تعود إلى حقب الحياة القديمة تعود بانتظام إلى الأرض وتعيش، على الأكثر، أسلوب حياة برمائي بدلا من أن تصبح مائية بالكامل.
تتطلب إعادة بناء السلوك من الحفريات من العلماء الجمع بين الأدلة المستمدة من الحيوانات المنقرضة والمعرفة الأكثر تفصيلاً المتاحة من الأنواع الحية.
وقال بهارت أنجان بهولار، كبير مؤلفي الدراسة وأستاذ مشارك في علوم الأرض والكواكب في جامعة ييل: “إن إعادة بناء حياة أشكال الحياة المنقرضة بطريقة علمية صارمة، بدلاً من مجرد سرد القصص، هو مهمة دقيقة وحساسة”.
وقال: “إن الأمر يتطلب تشابكًا دقيقًا للبيانات من الكائنات الحية الحديثة، والتي يكون فهمنا لها بالضرورة أعمق بكثير، ومعرفة أنساب هذه الكائنات الحية فيما يتعلق بالأشكال الأحفورية”. “إن عمل كاليب ينجز كل هذا وأكثر، وعلى نطاق تطوري هائل.”
وقام الفريق بتحليل مئات العينات من متحف ييل بيبودي وعشرات المؤسسات الأخرى حول العالم. قام الباحثون بجمع القياسات والصور الفوتوغرافية والأشعة المقطعية، ودمجوا تلك البيانات مع أساليب علم الحفريات التقليدية والمعلومات حول العلاقات التطورية بين الأنواع.
كما قاموا أيضًا بإحياء تقنية إحصائية تم تطويرها في الأربعينيات لغرض مختلف تمامًا.
قال المؤلف المشارك جاك غوتييه، أستاذ علوم الأرض والكواكب في جامعة ييل والأمين المسؤول عن علم الحفريات الفقارية في متحف بيبودي: “لقد أعاد كالب إحياء تقنية إحصائية من حقبة ماضية”. “تم تطويره خلال الحرب العالمية الثانية لتقدير احتمال أن تكون الصورة التي تقترب على شاشة الرادار هي طائرة معادية. استخدمها كالب بذكاء لمعرفة ما إذا كان الحيوان المنقرض لديه أطراف معدلة للسباحة أم لا.”
أنتجت العودة إلى الماء تكيفات مماثلة
توضح هذه العودة المتكررة إلى البيئات المائية أيضًا التطور المتقارب، حيث تقوم سلالات تطورية منفصلة بتطوير سمات مماثلة بشكل مستقل استجابة لضغوط بيئية مماثلة.
وقال جوردون: “لقد تكيفت هذه المجموعات المائية الثانوية بطرق مشابهة بشكل لافت للنظر مع موطنها المائي الجديد – حيث تطورت زعانفها ومجموعة من الميزات الأخرى التي جعلتها سباحين أفضل”. “ونتيجة لذلك، فقد أصبحت أمثلة نموذجية للتطور المتقارب، والذي يمكن أن يخبرنا كثيرًا عن العمليات التي تقود وتقييد التغيير التكيفي استجابةً لإشارات بيئية مماثلة.”
ويقول الباحثون إن هذه الطريقة يمكن تطبيقها أيضًا على التحولات التطورية الرئيسية الأخرى، بما في ذلك تطور المشي على قدمين في أسلاف البشر والطيران في أسلاف الطيور الديناصورات.
وقال بهولار: “العظام هي كل ما تبقى لنا من الغالبية العظمى من الحيوانات الفقارية التي عاشت على الأرض”. “نريد أن نعرف الكثير عن هذه المخلوقات وعن تتابع العوالم المفقودة التي سكنتها، ولكن ليس لدينا سوى القليل جدًا لنبني عليه استنتاجاتنا. ومن بقايا الهياكل العظمية، حاول الناس تمييز عادات الحياة، بشكل عام، وإقامة حجة على أساس مجموعة مفضلة من الميزات أو أخرى. تزيل طريقة كالب الذاتية من هذه العملية وتسمح للبيانات بالتحدث عن نفسها.”
المرجع: “تتنبأ نسب الأطراف بالعادات المائية وزعانف الأنسجة الرخوة في السلويات المنقرضة” بقلم كاليب إم. جوردون، وليزا س. فريزم، وكريستوفر تي. غريفين، وجاك أ. غوتييه، وبهارت أنجان س. بهولار، 20 نوفمبر 2025، علم الأحياء الحالي.
دوى: 10.1016/j.cub.2025.10.068
جاء تمويل الدراسة من معهد ييل لدراسات المحيط الحيوي، والاتحاد الدولي لحفظ الطبيعة، والمجموعة المتخصصة في التماسيح، والمؤسسة الوطنية للعلوم.
لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.
