8 دقیقه
تصور کنید یک خزندهٔ بسیار کوچک حدود ۳۰۰ میلیون سال پیش برای لحظهای در گل و لای متوقف میشود و اثری شبیه اثر انگشت برای گذرِ زمان بهجا میگذارد. آن مکث گلی امروز ما را به یافتهای خارقالعاده رسانده است: کهنترین اثر فسیلی شناختهشده از دهانهٔ کلواکا در آمنیوتها — منفذی چندمنظوره که برای دفع، تولیدمثل و در برخی گونهها تخمگذاری بهکار میرود — که بهصورتِ همراه با پولکهای کراتینی حفظ شده است.
کشف و زمینهٔ زمینشناسی
این اثرِ ردی، از تشکل "Goldlauter" واقع در حوضهٔ جنگل تورینگِن آلمان خارج شده است. اندازهٔ علامت استراحت ثبتشده نشاندهندهٔ یک خزندهٔ کوچک با طولِ حدود ۹ سانتیمتر است. دیرینهشناسان این رد فسیلی را با نام Cabarzichnus pulchrus معرفی کردهاند و آن را بهعنوان یک ردِ استراحتی متمایز طبقهبندی نمودهاند، نه یک فسیل بدنی کامل. ردپاهای مجاور و برآوردهای اندازه، سازندهٔ این علامت را به یک بولوساوریان (bolosaurian) نسبت میدهند — شاخهای از خزندگان اولیه که در مرحلهٔ آسیلیانِ پِرمِیَنِ اولیه، یعنی حدود ۲۹۵ میلیون سال پیش، تنوع یافتند.
زمینهٔ رسوبی و ساختار لایهها در تشکل Goldlauter شرایطی مناسب برای ثبت جزئیات ظریف را فراهم آورده است. لایههای نازکِ گلِ نرمِ اشباع از آب، در زمان تماسِ شکمِ نرمِ جانور با بستر، توانستهاند انطباعهایی بسیار دقیق بهجا بگذارند؛ سپس فرآیندهای دیagenesis (دگرگونی رسوبی) و لیتیفیکاسیون این جزئیات را تا زمان حاضر محافظت کردهاند. تحلیل رسوبشناسی و تطبیق مجموعهٔ نشانهها با سایر دادههای منطقهای به پژوهشگران کمک کرده تا سن و شرایطِ تکوینی این نمونه را بهتر تبیین کنند.
حفظشدگیِ این نمونه شگفتانگیز است. در بخشهایی از تنه، اندامها، سر و دم، ردیفهایی از پولکهای اپیدرمی چندضلعی قابل مشاهدهاند. این پولکها از جنس کراتین هستند و نه صفحات استخوانی پوستی (درمآئوسئیت)، که نشان میدهد ترکیب پوستِ این جانور به پوستِ مارها و سوسماران مدرن نزدیکتر بوده تا به برخی ماهیان زرهپوش یا دوزیستان قدیمی. در پایهٔ دم، حلقهای از پولکهای تغییرشکلیافته دورِ گشودگی شبیهِ منفذ دیده میشود که پژوهشگران آن را بهعنوان کلواکا تفسیر کردهاند — جزئیاتی از بافت نرم که نادر است در فسیلها حفظ شود و این رکورد را بیش از ۱۷۰ میلیون سال به عقب میبرد.
رد استراحت یک خزندهٔ اولیه.
چرا این کشف برای تکامل خزندگان اهمیت دارد
بافتهای نرم تقریباً هرگز بهصورت کامل فسیل نمیشوند. وقتی چنین بافتهایی باقی بمانند، تصاویر آناتومیک و رفتاری که دانشمندان از گذشتهٔ زیستی بازسازی میکنند را دگرگون میکنند. فسیلهای اثری مانند Cabarzichnus pulchrus تنها ردپا نیستند؛ آنها میتوانند ویژگیهای آناتومیکی را که در بقایای اسکلتال از دست رفتهاند نیز حفظ نمایند. وجود یک منفذ کلواکال در این اثر، از نظریههای دیرینهای پشتیبانی میکند که ادعا میکنند کلواکا در نخستین آمنیوتها حضور داشته است؛ این نکته تقویت میکند که بسیاری از ویژگیهای تولیدمثلی و دفعیِ مشاهدهشده در خزندگانِ مدرن ریشههایی در گذرگاه کربونیفر تا پرمین دارند.
بهطور جالب توجه، شکل و جهتگیریِ این کلواکا کاملاً همشباهت با آنچه در برخی دایناسورها یا کروکودیلها دیده شده نیست. بهعوض، مورفولوژی آن بیشتر به منافذِ لاکپشتها، سوسماران و مارها شباهت دارد. این موضوع میتواند دو برداشت متفاوت را مطرح کند: یکی اینکه آرایشهای بافت نرمِ متفاوت قبلاً میان شجرهنامههای اولیهٔ خزندگان متنوع شده بودهاند؛ و دیگر اینکه اشکالِ مشابه بهطور همگرا تحت فشارهای عملکردی یکسان بارها پدید آمدهاند. هر دوی این سناریوها بینشهایی متفاوت اما مهم در مورد تکاملِ عملکردهای تولیدمثلی و دفعی به ما میدهند.
در سطحِ آناتومیک، تفاوت بین پولکهای کراتینی و صفحات درمآئوسئیت (صفحات پوستی استخوانی) یک نکتهٔ کلیدی است. پولکهای کراتینی نشان میدهند که پاسخهای سازگاریِ اولیه به خشکی و نیازهای تبادل آب-گاز ممکن است از مسیرهایی مشابهِ آنچه در سوسماران و مارها میبینیم شکل گرفته باشد، در حالی که زرههای استخوانی مربوط به گونههای دیگری بودند که مسیر تکاملی متفاوتی در پیش گرفتند. یافتهٔ Cabarzichnus pulchrus نشان میدهد که لایهبندیِ پوست و آرایشِ پولکها در مراحل نسبتاً ابتدایی تکامل خزندگان تثبیت شده یا دستکم متنوع بوده است.
از منظر سازگاریِ رفتاری و تولیدمثلی، حضورِ کلواکا پیامدهایی دربارهٔ روشهای تولیدمثلِ آغازین دارد. کلواکا بهعنوان یک منفذ چندمنظوره، میتواند نشاندهندهٔ وجود سازوکارهای داخلیتر برای انتقال عوامل تولیدمثلی مثل اسپرم یا برای دفعِ مشترکِ ادرار و مواد زائد گوارشی باشد؛ بنابراین این کشف میتواند بازتابی از تطوراتِ زودهنگام در دستگاههای تولیدمثلیِ مهرهداران خشکیزی اولیه باشد.
لورنزو مارچِتی از موزهٔ تاریخ طبیعی آلمان در برلین میگوید: «فسیلهای اثری میتوانند جزئیاتی آناتومیکی را ثبت کنند که فسیلهای بدنی از دست میدهند.» پژوهشگران با ذکر این صحبت در مقالهای که یافتهها را در Current Biology منتشر کردند، استدلال میکنند که این نمونه قدیمیترین سند فسیلیِ ثبتِ دهانهٔ کلواک در میان آمنیوتها را فراهم میآورد. تحلیلِ ریزساختارها، تصویربرداریِ با رزولوشن بالا و مقایسه با نمونههای مدرن و فسیلی دیگر، شواهدی را در جهت تقویت این ادعا ارائه میکند.
علاوه بر اطلاعات آناتومیکی، این انطباع رفتارِ جانور را نیز بازنمایی میکند: یک رویداد کوتاهِ استراحت، تماسِ لحظهایِ شکمِ نرم با بستریِ خیس که طبیعت آن تماس را سپس فسیل کرده است. این رویداد کوچک پیامدهایی کلان دارد؛ کمک میکند تا شکافی در رکورد فسیلی پر شود، آناتومی خزندگان مدرن را با عمقِ زمانی پیوند میدهد و ارزش علمیِ فسیلهای اثری را در بازسازیِ گذشتهٔ دورِ زندگی برجسته میسازد.
از منظر روششناسی، چنین موفقیتی معمولاً نتیجهٔ ترکیبی از کاوشهای دقیق میدانی، ثبتِ دقیق لایهها، و استفاده از تکنیکهای تصویربرداری مدرن است. در این مورد، محققان از عکاسی ماکرو، نقشهبرداری سهبعدی و آنالیز میکروسکوپی برای توصیفِ آرایشِ پولکها و شناساییِ گشودگی کلواکال استفاده کردند. آنها همچنین با مقایسهٔ ساختارِ پولکها از نظر الگوهای چندضلعی بودن، اندازهٔ نسبی و نحوهٔ آرایشِ حلقهای در پایهٔ دم، استدلال کردند که این ساختارها کراتینیاند، نه استخوانی. چنین ترکیبی از شواهد تصویری و رسوبشناختی، قضاوت پژوهشگران را در تفسیرِ این رد بهعنوان یک کلواکا تقویت میکند.
مقایسهٔ نمونه با رکوردهای فسیلیِ دیگر نیز ارزشِ تاریخیِ آن را روشن میسازد. پیش از این، قدیمیترین شواهدِ مستقیمِ بافتِ مرتبط با کلواکا در گروههایی بسیار جوانتر ثبت شده بود؛ اکنون این نمونه فاصلهٔ زمانیِ ثبتشده را بهطور چشمگیری افزایش داده و نشان میدهد که برخی ویژگیهای تولیدمثلی و دفعی تا چه اندازه میتوانستند زودهنگام در تاریخِ مهرهداران تثبیت شوند. این نکته برای پژوهشگرانی که دربارهٔ مراحلِ اولیهٔ سازگاری به زیستبومهای خشکی تحقیق میکنند، اهمیتِ ویژهای دارد.
در سطحِ بالاتر، یافتههایی مانند این میتوانند بر درکِ ما از چگونگیِ پیدایشِ الگوهای زیستیِ کنونی تأثیر بگذارند: آیا صفاتِ کلیدیِ آناتومیکیِ خزندگانِ مدرن نتیجهٔ میراثی مستقیم از اولین آمنیوتها هستند؟ یا اینکه آیا تنوعِ اولیه در ساختارهای بافت نرم نشاندهندهٔ آزمایشِ فرگشتی گستردهای بوده است که فقط بخشهایی از آن در خطِ بقای نسلهای بعدی ماندگار شدهاند؟ پاسخِ دقیق ممکن است ترکیبی از هر دو باشد؛ اما Cabarzichnus pulchrus یک نقطهٔ دادهٔ مهم در این بحث فراهم میآورد.
سرانجام، این کشف بر اهمیتِ حفاظت از سایتهای فسیلی نیز تاکید میکند. لایههای رسوبیِ نازکِ بافتنگهدار ممکن است حاوی جزئیاتی باشند که یک بازسازیِ کامل از زندگیِ گذشته را ممکن میسازند، بهخصوص زمانی که به بافتهای نرم و رفتارهای کوتاهمدت مثل استراحت یا تماسِ سطحی مربوط باشند. پژوهشهای آتی در حوضهٔ تورینگِن و دیگر نقاط مستعد میتواند نمونههای تکمیلیِ بیشتری را ارائه کند که چارچوبِ زمانی و سازوکارهای عملکردی را دقیقتر نمایان کنند.
بهطور خلاصه، Cabarzichnus pulchrus بیش از یک رد است؛ این نمونه پلی است میان آناتومیِ کنونی و تاریخ عمیقِ مهرهداران خشکیزی، و گواهی است بر اینکه گاهی یک تماس کوتاهِ پوست با گل میتواند دریچهای به میلیونها سال پیش باز کند.
منبع: sciencealert
ارسال نظر