تفاصيل اكتشاف ثلاثية الفصوص البركانيّة

قبل حوالي نصف مليار سنة مضت، حافظ ثوران بركاني بالقرب من بحر ضحل في ما يعرف الآن بالمغرب على بعض العينات الأكثر اكتمالاً التي تم العثور عليها من المخلوقات البحرية الشبيهة بالحشرات والتي تسمى ثلاثية الفصوص، مما كشف عن تفاصيل تشريحية لم يسبق للعلماء رؤيتها من قبل.

في غضون لحظات، ابتلع سيل سريع الحركة من الرماد الساخن والغازات البركانية الساخنة، يسمى التدفق الحممي، العثريات ثلاثية الفصوص ثم برد وتصلب إلى صخور صلبة. هلكت الكائنات ثلاثية الفصوص على الفور - مثلها مثل الأشخاص الذين دُفنوا في الرماد في بومبي عام 79 بعد الميلاد، أثناء ثوران بركان جبل فيزوف.

ولمدة 515 مليون سنة بقيت جميع الأدلة على وجود تلك التريلوبيتات الثلاثية مخفية ، مدفونة في موقع يسمى تكوين تاتلت في سلسلة جبال الأطلس الكبير. لكن فريقاً دولياً من الباحثين استخدم مؤخراً التصوير المجهري عالي الدقة بالأشعة السينية للنظر من خلال طبقات مقابر ثلاثي الفصوص. وقد كشف التحليل عن بصمات ثلاثية الأبعاد شبه نقية لأجسام الحيوانات المتبخرة داخل قطع من الصخور البركانية، حسبما أفاد العلماء في 27 يونيو في مجلة Science.

ومن خلال مسح هذه القوالب التي تعود إلى عصور ما قبل التاريخ، أعاد العلماء بناء نماذج رقمية ثلاثية الأبعاد، تعرض تشريح ثلاثي الفصوص بتفاصيل غير مسبوقة. وقد حافظ التدفق البركاني الساخن الذي دفن ثلاثي الفصوص على انطباعات الأنسجة الرخوة التي لا تتحجر عادة، بما في ذلك أعضاء الأمعاء وقرون الاستشعار وهياكل التغذية ومجموعات من الشعيرات الحسية والأشواك الصغيرة على زوائد ثلاثي الفصوص.

وقال المؤلف الرئيسي للدراسة الدكتور عبد الرزاق الباني لشبكة سي إن إن: "إنه لأمر مدهش أن يكون هذا الأمر ثلاثي الأبعاد دون أي تغيير أو تشويه". وأضاف أن عملية الحفظ التفصيلية أظهرت أن ثلاثي الفصوص كانت حيوانات متطورة من الناحية التشريحية، مع العديد من التكيفات المتخصصة للتغذية والحركة على طول قاع البحر.

وكتب مؤلفو الدراسة أن التحليل الكيميائي لمستويات الأكسجين في الرواسب في العينات وحولها كشف أن أحشاء ثلاثي الفصيلة كانت محشوة بالرماد، ومن المحتمل أن تكون قد ابتلعت عندما اختنقت الحيوانات على سحب الرماد في مياه البحر.

وغالباً ما تؤدي ضغوط طبقات الرواسب إلى تسطيح الحفريات الدقيقة. ولكن بعد أن دفن الثوران البركاني الحفريات ثلاثية الفصوص، اختلطت مياه البحر الباردة مع الرماد الساخن وسرعان ما أدى ذلك إلى تصلب تدفق الحمم البركانية إلى مقبرة من الصخور الصلبة. وقال الألباني، أستاذ علوم الأرض في جامعة بواتييه في فرنسا، إن هذا الأمر حافظ على قوالب ثلاثي الفصوص من التشويه وحافظ على بصمة مثالية تقريبًا لأجسامها.

وأضاف الباني أن هذه النتائج تؤكد أيضًا على الحاجة الملحة لحماية المواقع الغنية بالحفريات في أفريقيا مثل تكوين تاتلت. وخلافًا لتاتلت، فإن صخر بورجيس الصخري، وهو موقع أحفوري مهم من الكمبري في كندا، معترف به كموقع تراث عالمي لليونسكو. وقال الألباني إن مثل هذه الحماية تساعد على ضمان بقاء البقايا المدفونة من ماضي الأرض البعيد متاحة للدراسة في المستقبل.

على مدى الـ 200 عام الماضية، حدد علماء الحفريات أكثر من 22,000 نوع من ثلاثي الفصوص من مواقع حول العالم كانت تغطيها المحيطات في يوم من الأيام. كانت التريلوبيتات ثلاثية الأرجل من المفصليات، مثل الحشرات والعناكب والمليبيات والقشريات الحديثة، وقد تطورت إلى مجموعة واسعة من الأشكال والأحجام قبل أن تنقرض منذ حوالي 252 مليون سنة. لا يزيد طول معظم أنواع ثلاثي الفصوص عن بوصة واحدة (2.5 سنتيمتر)، لكن بعضها، مثل هونغويدس بوهيميكوس، نما ليصل طوله إلى أكثر من 12 بوصة (30.5 سنتيمتر).

كان لدى التريلوبيتات هياكل خارجية صلبة تتحجر عادةً بشكل جيد. ومع ذلك، قالت الدكتورة ميلاني هوبكنز، الأمينة المسؤولة عن علم الحفريات اللافقارية في المتحف الأمريكي للتاريخ الطبيعي في مدينة نيويورك، إن الحفاظ على الأنسجة الرخوة في ثلاثي الفصوص المكتشفة حديثًا أمر نادر بشكل استثنائي.

وقالت هوبكنز، التي تدرس ثلاثي الفصوص ولكنها لم تشارك في البحث الجديد: "إن جزءًا صغيرًا فقط من أنواع ثلاثي الفصوص محفوظ بشكل جيد بما يكفي لنتمكن من ملاحظة الزوائد على الإطلاق". وأضافت: "إن مستوى التفاصيل المحفوظة في عينات تاتيلت غير عادي للغاية، لدرجة أن هناك بعض السمات التي لم يتم رصدها من قبل". وأضافت هوبكنز أن مثل هذه السمات ضرورية لفهم كيفية تطور السمات الجديدة والأنواع الجديدة، ولتتبع العلاقات بين مجموعات المفصليات.

"كلما حصلنا على المزيد من التفاصيل التشريحية، كلما استطعنا التوصل إلى استنتاجات أفضل حول كيفية ارتباط المفصليات الأحفورية ببعضها البعض."

عثر العلماء على أربع عينات من ثلاثي الفصوص وحددوا نوعين جديدين على العلم: Gigoutella mauretanica و Protolenus (Hupeolenus) - أما النوع الثاني فهو نوع لم يُعرف اسمه بعد في جنس فرعي معروف. تراوح طول العينات من حوالي 0.4 بوصة (11 ملليمتر) إلى 1 بوصة (26 ملليمتر).

وقال الباني: "هذه هي المرة الأولى التي نحافظ فيها على الشفا"، وهو هيكل منتفخ فوق الفم يُشار إليه أحياناً بالشفة العليا في الحشرات. وخلف الشفر، كان شق الفم محفوظاً بشكل رائع أيضاً. وكانت تحيط به زوائد منحنية نحيلة، من المحتمل أنها كانت تستخدم للتغذية، والتي لم يتم اكتشافها من قبل في حفريات ثلاثي الفصوص، وفقاً لمؤلفي الدراسة.

وقالت هوبكنز إن اكتشاف هذه الهياكل يثير أسئلة جديدة حول التنوع في زوائد التغذية لدى ثلاثي الفصوص، وكيف يمكن أن يكون ذلك قد أثر على ما كانت تأكله ثلاثي الفصوص وأين كانت تعيش، ومدى تأثرها بالظروف البيئية المتغيرة إذا كان لديها أنظمة غذائية متخصصة للغاية.

حتى أن الثوران البركاني الكمبري المفاجئ للثوران البركاني الكمبري حافظ على أدلة على وجود جيران شاركوا ثلاثي الفصوص موطنها البحري. فقد وجد فريق البحث أن إحدى ثلاثي الفصوص من نوع G. mauretanica كانت تحتوي على حيوانات صغيرة ذات قشرة تسمى براكيوبودات، يبلغ طولها حوالي 0.04 بوصة (1 مليمتر)، لا تزال ملتصقة بوجهها. وقال الباني إن هذا المثال على التعايش - أي أنواع مختلفة من الحيوانات التي تعيش معًا - نادر جدًا في سجل أحافير ثلاثي الفصوص.

وقالت: "إنها نافذة فريدة من نوعها على تاريخ حياة هذه العينة التي تعود إلى ما قبل 515 مليون سنة". "آمل أن نعثر مع اكتشافات أخرى - من قبل فريقنا وفرق أخرى في المغرب - على المزيد من العينات أو عينات مختلفة، مما سيتيح لنا الفرصة لمعرفة المزيد عن تاريخ حياتها وتطورها."