أقدم آثار أقدام تكشف أسرار تطور الزواحف

اكتشاف آثار الزواحف القديمة في أستراليا

تشير آثار الأقدام ذات المخالب المميزة التي عُثر عليها على لوح من الصخور التي يبلغ عمرها 356 مليون سنة من أستراليا إلى أن أقارب الزواحف ظهروا قبل 35 مليون إلى 40 مليون سنة مما كان يُعتقد سابقًا.

كما تدفع هذه الآثار أيضًا إلى الوراء بأصل السلويات، وهي مجموعة تضم الزواحف والطيور والثدييات، وتوفر أدلة جديدة حول كيفية انتقال الحيوانات من العيش في البحار فقط إلى العيش على اليابسة.

تمثل السلويات جزءًا حاسمًا من الانتقال من الحياة المائية إلى الحياة البرية لأنها كانت الكائنات ذات الأربع أطراف، الوحيدة التي تطورت للتكاثر على اليابسة.

في السابق، يرجع تاريخ أقدم حفريات الأجسام وآثار الأقدام المرتبطة بالسلويات إلى ما قبل 318 مليون سنة في كندا.

لكن النتائج الجديدة، التي نُشرت في 14 مايو في مجلة نيتشر، تتحدى هذه الافتراضات التي طال أمدها وتشير إلى أن تحول رباعيات الأرجل التي تعيش في الماء إلى العيش على اليابسة حدث على الأرجح بسرعة أكبر بكثير مما كان يعتقده العلماء.

قال المؤلف المشارك في الدراسة بير إريك أهلبرغ، أستاذ التطور وعلم الأحياء التطوري في جامعة أوبسالا في السويد، في بيان له: "أنا مذهول". "إن لوحًا واحدًا يحمل أثرًا يمكن لشخص واحد أن يرفعه يشكك في كل ما كنا نعتقد أننا نعرفه عن تطور رباعيات الأرجل الحديثة."

يشير موقع الاكتشاف إلى أن أستراليا، التي كانت ذات يوم جزءًا مركزيًا من قارة جندوانا الجنوبية العملاقة القديمة التي كانت تضم أيضًا إفريقيا الحالية وأمريكا الجنوبية والجزيرة العربية ومدغشقر والقارة القطبية الجنوبية والهند، قد تكون المكان المثالي للبحث عن المزيد من حفريات السلويات والزواحف ومن أين نشأت، وفقًا لمؤلفي الدراسة.

{{MEDIA}}

إعادة كتابة التاريخ التطوري للزواحف

يبدو أن اللوح الصخري، الذي عثر عليه عالما الحفريات الهاويان والمؤلفان المشاركان في الدراسة كريغ يوري وجون إيسون في تكوين السهول الثلجية في فيكتوريا، أستراليا، يظهر مجموعتين من المسارات من نفس الحيوان تمثلان أقدم آثار أقدام مخالب تم اكتشافها على الإطلاق.

قال المؤلف الرئيسي للدراسة جون لونغ، الأستاذ الاستراتيجي في علم الحفريات في جامعة فلندرز، إن شكل القدمين يشبه أقدام مراقبي الماء المعاصرين، وعلى الرغم من أن حجم الحيوان غير معروف بالضبط، إلا أنه ربما كان يشبه مخلوقًا صغيرًا يشبه الغوانا يبلغ طوله حوالي 80 سم (31 بوصة). مراقبي الماء الآسيويين هم سحالي كبيرة موطنها الأصلي جنوب وجنوب شرق آسيا، في حين أن الغوانا هي سحالي كبيرة الحجم توجد عادة في أستراليا.

ربما مكنت المخالب المعقوفة، وهي سمة رئيسية خاصة بالزواحف، رباعيات الأرجل البدائية من الحفر وتسلق الأشجار.

{{MEDIA}}

قال أهلبرغ إن الحيوان الذي صنع آثار الأقدام هو أقدم الزواحف المعروفة وأقدم حيوان معروف من الزواحف. وهو يساعد العلماء على فك شفرة كيفية تطور رباعيات الأرجل.

يقول لونغ: "يشير اكتشافنا الجديد إلى أن الخطين التطوريين الرئيسيين المؤديين إلى رباعيات الأرجل الحديثة الأول هو الخط المؤدي إلى البرمائيات الحديثة، والثاني هو الخط المؤدي إلى الزواحف والثدييات والطيور قد تباعدا عن بعضهما البعض في وقت أبكر بكثير مما كان يُعتقد سابقًا، على الأرجح في العصر الديفوني منذ حوالي 380 مليون سنة."

قبل هذا الاكتشاف، كان يُعتقد أن العصر الديفوني هو عصر رباعيات الأرجل البدائية الشبيهة بالأسماك و"رباعيات الأرجل" مثل التيكتاسيليك، التي أظهرت سمات الأسماك ورباعيات الأرجل المبكرة وبدأت في استكشاف الشواطئ بطرق محدودة.

لكن الدراسة الجديدة تكشف عن وجود مجموعة متنوعة من رباعيات الأرجل الكبيرة والصغيرة الحجم، بعضها مائي والبعض الآخر أرضي إلى حد كبير أو بالكامل، من المحتمل أنها عاشت في نفس الوقت.

كتب أهلبرغ في رسالة بالبريد الإلكتروني: "أحد الآثار المترتبة على بحثنا هو أن تنوع رباعيات الأرجل في هذا الوقت كان أعلى، وشمل أشكالًا أكثر تقدمًا مما كان يُعتقد."

وقال لونغ إنه من المهم فهم متى تحولت الحياة من كونها مائية بالكامل إلى برية لأنها واحدة من أكبر الخطوات في تطور الحياة. أظهر هذا التحول أن الحيوانات لم تعد تعتمد على العيش في الماء أو بالقرب منه.

{{MEDIA}}

كيف أثر الانتقال إلى اليابسة على تطور الحياة

حدث هذا الانتقال جزئيًا لأن الحيوانات المائية تطورت لتتكاثر ببيض ذي قشرة صلبة بدلاً من بيض ذي قشرة ناعمة.

قال أهلبرغ: "كان انتقال الفقاريات إلى اليابسة جزءًا مهمًا، وفي إطار ذلك كانت الخطوة الرئيسية هي تطور البيضة السَّلوية في الأسلاف المشتركة المباشرة للزواحف والثدييات". "لذا فإن هذه الأحداث تشكل حلقة رئيسية في أسلافنا وكذلك في تاريخ الكوكب."

قال ستيوارت سوميدا، رئيس جمعية علم الحفريات الفقارية وأستاذ علم الأحياء في جامعة ولاية كاليفورنيا في سان برناردينو، إن الدراسة الجديدة تدفع بأصل السلويات إلى عمق أكبر بكثير في العصر الكربوني، أي منذ 299 مليون إلى 359 مليون سنة، مما يتيح فترة زمنية أطول بكثير لتنويع الزواحف المبكرة. لم يشارك سوميدا، الذي كتب مقالًا مصاحبًا لإصداره مع الدراسة، في البحث الجديد.

البحث عن أصول السلويات

كان لونغ يدرس حفريات الأسماك القديمة من منطقة مانسفيلد، حيث عُثر على اللوح، منذ عام 1980.

"لقد أنتجت منطقة مانسفيلد العديد من الحفريات الشهيرة، بدءًا من الأسماك الأحفورية المذهلة التي عُثر عليها منذ 120 عامًا، وأسماك القرش القديمة. ولكن البحث الأعظم الذي كنا نبحث عنه دائمًا هو الأدلة على الحيوانات البرية، أو رباعيات الأرجل، مثل البرمائيات القديمة. وقد بحث الكثيرون عن مثل هذه المسارات لكنهم لم يعثروا عليها إلى أن وصلت هذه البلاطة إلى مختبرنا لدراستها". كما قال.

{{MEDIA}}

أهمية منطقة مانسفيلد في اكتشاف الحفريات

ألقت الحفريات من منطقة مانسفيلد الضوء على كيفية تطور الأعضاء الجنسية لأول مرة في الأسماك المدرعة القديمة.

والآن، يريد الباحثون معرفة ما الذي عاش أيضًا في جوندوانا إلى جانب الزواحف القديمة التي عثروا عليها.

وقال سوميدا إن هذه النتائج قد ألهمت الباحثين لتوسيع نطاق البحث عن حفريات أقدم الزواحف وأقاربها المقربين إلى القارات الجنوبية.

قال سوميدا في رسالة بالبريد الإلكتروني: "معظم الاكتشافات الأحفورية الهيكلية لأقدم الحفريات السلوية معروفة من القارات المشتقة من المكونات الشمالية لبانجيا." وأضاف: "أشارت الاكتشافات هناك إلى أن أصول السلويات قد تكون في تلك المناطق. يبدو من الواضح بالنسبة لي الآن أنه يجب علينا توسيع نطاق بحثنا عن المواقع الكربونية المبكرة في أستراليا وأمريكا الجنوبية وأفريقيا."