اكتشاف بذور العنب: قصة تطورها وانتشارها

لقد ارتبط العنب بقصة البشرية منذ آلاف السنين، حيث كان العنب أساس النبيذ الذي أنتجه أسلافنا منذ آلاف السنين - ولكن ربما لم يكن الأمر كذلك لو لم تختف الديناصورات من الكوكب، وفقًا لبحث جديد.

عندما اصطدم كويكب بالأرض قبل 66 مليون سنة، قضى على هذه الحيوانات الضخمة المتثاقلة، ومهد الطريق أمام مخلوقات ونباتات أخرى لتزدهر في أعقاب ذلك.

والآن، يسلط اكتشاف بذور العنب المتحجرة في كولومبيا وبنما وبيرو التي يتراوح عمرها بين 19 مليون و 60 مليون سنة الضوء على كيفية استحواذ هذه الثمار المتواضعة على موطئ قدم في غابات الأرض الكثيفة وتأسيسها في نهاية المطاف لوجود عالمي. إحدى البذور المكتشفة حديثًا هي أقدم مثال لنباتات من فصيلة العنب التي تم العثور عليها في نصف الكرة الغربي، وفقًا لدراسة عن العينات نُشرت يوم الاثنين في مجلة Nature Plants.

قال المؤلف الرئيسي للدراسة فابياني هيريرا، مساعد أمين علم النباتات القديمة في متحف فيلد في مركز نيغوني للأبحاث التكاملية في شيكاغو، في بيان: "هذه أقدم أنواع العنب التي عُثر عليها في هذا الجزء من العالم، وهي أصغر ببضعة ملايين من السنين من أقدم الأنواع التي عُثر عليها في الجانب الآخر من الكوكب." وأضاف: "هذا الاكتشاف مهم لأنه يظهر أنه بعد انقراض الديناصورات، بدأ العنب ينتشر بالفعل في جميع أنحاء العالم".

وكما هو الحال مع الأنسجة الرخوة للحيوانات، فإن الثمار الفعلية لا تُحفظ بشكل جيد في السجل الأحفوري. لكن البذور، التي من المرجح أن تتحجر بشكل أكبر، يمكن أن تساعد العلماء على فهم النباتات التي كانت موجودة في مراحل مختلفة من تاريخ الأرض أثناء إعادة بناء شجرة الحياة وإثبات قصص الأصل.

وقد اكتُشفت أقدم حفريات بذور العنب التي عُثر عليها حتى الآن في الهند، ويعود تاريخها إلى 66 مليون سنة، أي إلى وقت فناء الديناصورات تقريبًا.

قال هيريرا: "نحن نفكر دائمًا في الحيوانات، الديناصورات، لأنها كانت أكبر الأشياء التي تأثرت بذلك، لكن حدث الانقراض كان له تأثير كبير على النباتات أيضًا". "لقد أعادت الغابة ضبط نفسها بطريقة غيرت من تركيبة النباتات."

نشر مستشار هيريرا للدكتوراه، ستيفن مانشستر، وهو أيضًا مؤلف رئيسي في الدراسة الجديدة، ورقة بحثية عن حفريات العنب التي عثر عليها في الهند. وقد ألهم هذا البحث هيريرا للتساؤل عن الأماكن التي قد توجد فيها حفريات بذور العنب الأخرى، مثل أمريكا الجنوبية، على الرغم من أنه لم يتم العثور عليها هناك من قبل.

قال هيريرا: "لدى العنب سجل أحفوري واسع النطاق يبدأ منذ حوالي 50 مليون سنة، لذلك أردت اكتشاف واحدة في أمريكا الجنوبية، لكن الأمر كان أشبه بالبحث عن إبرة في كومة قش". "لقد كنت أبحث عن أقدم عنب في نصف الكرة الغربي منذ أن كنت طالبًا جامعيًا."

كان هيريرا والمؤلفة المشاركة في الدراسة مونيكا كارفالهو، أمينة مساعدة في متحف جامعة ميشيغان لعلم الحفريات، يقومان بعمل ميداني في جبال الأنديز الكولومبية في عام 2022 عندما رصدت كارفالهو حفرية. اتضح أنها أحفورة بذور عنب عمرها 60 مليون عام عالقة في الصخور، وهي من بين أقدم الأحافير في العالم وأول أحفورة يتم العثور عليها في أمريكا الجنوبية.

"نظرت إليّ وقالت: عنب!". ثم نظرت إليها وقلت: "يا إلهي". كان الأمر مثيراً للغاية." قال هيريرا.

على الرغم من أن الحفرية كانت صغيرة، إلا أن شكلها وحجمها وخصائصها الأخرى ساعدت الثنائي في التعرف على أنها بذرة عنب. وبمجرد عودتهما إلى المختبر، أجرى الباحثان فحوصات بالأشعة المقطعية لدراسة هيكلها الداخلي وتأكيد النتائج التي توصلا إليها.

وأطلقوا اسم "ليثوفا سوسماني" أو "عنب سوسمان الحجري" على النوع المكتشف حديثاً تكريماً لآرثر ت. سوسمان، الذي كان داعماً لعلم النباتات القديمة في أمريكا الجنوبية في متحف فيلد.

وقال المؤلف المشارك في الدراسة غريغوري ستول من المتحف الوطني للتاريخ الطبيعي: "هذا النوع الجديد مهم أيضاً لأنه يدعم الأصل الأمريكي الجنوبي للمجموعة التي تطورت فيها كرمة العنب الشائعة Vitis".

وقال هيريرا إن الصخور ترسبت في بحيرات وأنهار وأماكن ساحلية قديمة.

وقال: "للبحث عن مثل هذه البذور الصغيرة، قمت بتقسيم كل قطعة صخرية متاحة في الحقل"، مضيفاً أن البحث الصعب "هو الجزء الممتع من عملي كعالم نباتات قديمة".

وبتشجيع من هذا الاكتشاف، أجرى الفريق المزيد من العمل الميداني في جميع أنحاء أمريكا الجنوبية والوسطى وعثروا على تسعة أنواع جديدة من بذور العنب الأحفورية المحصورة داخل الصخور الرسوبية. ومن خلال تتبع سلالة البذور القديمة لنظيراتها الحديثة من العنب، أدرك الفريق أن شيئًا ما مكّن النباتات من الازدهار والانتشار.

افترض الفريق أنه عندما انقرضت الديناصورات، أدى غيابها إلى تغيير بنية الغابات بأكملها.

"من المعروف أن الحيوانات الكبيرة، مثل الديناصورات، تغير النظم البيئية المحيطة بها. ونحن نعتقد أنه إذا كانت هناك ديناصورات كبيرة تتجول في الغابات، فمن المحتمل أنها كانت تقتلع الأشجار، مما أبقى الغابات مفتوحة أكثر مما هي عليه اليوم".

بعد اختفاء الديناصورات، أصبحت الغابات الاستوائية متضخمة، وكونت طبقات من الأشجار التي شكلت طبقة تحتية ومظلة. وجعلت هذه الغابات الكثيفة من الصعب على النباتات الحصول على الضوء، وكان عليها أن تتنافس مع بعضها البعض على الموارد. وقال الباحثون إن النباتات المتسلقة كانت لديها ميزة واستخدمتها للوصول إلى المظلة.

"قال هيريرا: "في السجل الأحفوري، بدأنا نرى المزيد من النباتات التي تستخدم الكروم لتسلق الأشجار، مثل العنب، في هذا الوقت تقريبًا.

في هذه الأثناء، عندما بدأت مجموعة متنوعة من الطيور والثدييات في ملء الأرض بعد اختفاء الديناصورات، من المحتمل أنها ساعدت أيضًا في نشر بذور العنب.

تروي دراسة البذور قصة عن كيفية انتشار العنب وتكيفه وانقراضه على مدى آلاف السنين، مما يدل على مرونته في البقاء على قيد الحياة في أجزاء أخرى من العالم على الرغم من اختفائه من أمريكا الوسطى والجنوبية بمرور الوقت.

ويرتبط العديد من الحفريات بالعنب الحديث والبعض الآخر من الأقارب البعيدين أو العنب الأصلي في نصف الكرة الغربي. على سبيل المثال، يمكن إرجاع بعض الأنواع الأحفورية إلى العنب الذي لا يوجد إلا في آسيا وأفريقيا اليوم، ولكن من غير الواضح سبب انقراض العنب في أمريكا الوسطى والجنوبية، كما قال هيريرا.

وقال: "تخبرنا الأنواع الأحفورية الجديدة بتاريخ مضطرب ومعقد". "عادةً ما نفكر في الغابات المطيرة المتنوعة والحديثة كنموذج "متحف"، حيث تتراكم جميع الأنواع مع مرور الوقت. ومع ذلك، تُظهر دراستنا أن الانقراض كان قوة رئيسية في تطور الغابات المطيرة. والآن نحن بحاجة إلى تحديد سبب تلك الانقراضات خلال الستين مليون سنة الماضية."

ويريد هيريرا البحث عن أمثلة أخرى من النباتات الأحفورية، مثل عباد الشمس وبساتين الفاكهة والأناناس، لمعرفة ما إذا كانت موجودة في الغابات الاستوائية القديمة.

وتساعد دراسة أصول النباتات وتكيفها في الماضي العلماء على فهم كيف يمكن أن تتكيف مع أزمة المناخ.

"آمل فقط أن تتكيف معظم بذور النباتات الحية بسرعة مع أزمة المناخ الحالية. فالسجل الأحفوري للبذور يخبرنا أن النباتات قادرة على التكيف لكنها قد تختفي تمامًا من قارة بأكملها".