10 دقیقه
شواهد ایزوتوپی تازه نشان میدهد که برخی موساسورها — آن گروه خزندگان دریایی عظیم که پیشتر عمدتاً بهعنوان شکارچیان بلامنازع اقیانوسی شناخته میشدند — بهطور منظم وارد رودخانههای آب شیرین میشدند و حتی برای مدتهای طولانی در آن زیست میکردند. فسیلهایی که از رسوبات دشت سیلابی در ایالت نورث داکوتا بهدست آمدهاند نشان میدهند این خزندگان غولپیکر دریایی بخشی از زیستبومهای رودخانهای بودند که همزمان زیستگاه دایناسورهایی مانند تیرانوسوروس رکس نیز بهشمار میرفتند. این یافته زیستگاه موساسورها را فراتر از دریاها و سواحل باز بازسازی میکند و پرسشهای جدیدی درباره تعاملات شکارچی ـ طعمه در کرتاسه پسین مطرح میسازد.
موساسورهای آب شیرین: یک شکارچی شگفتآور رودخانهای
موساسورها عمدتاً بهعنوان شکارچیان اقیانوسی دوره کرتاسه شناخته شدهاند، اما تحلیلهای اخیر که توسط تیمهای بینالمللی پالئونتولوژی انجام شده، نشان میدهد دامنهٔ اکولوژیک آنها بسیار فراتر از آبهای آزاد بوده است. دندانهایی که از رسوبات دشت سیلابی در نورث داکوتا بازیابی شدهاند — از جمله یک دندان که در مجاورت دندان تیرکس و یک استخوان فک کروکودیلی یافت شد — این سؤال اساسی را مطرح کردند: آیا موساسور واقعاً در این سیستم رودخانهای زندگی میکرده یا دندان پس از مرگ و طی حمل و نقل رسوبی به آنجا منتقل شده است؟
برای پاسخ به این پرسش، پژوهشگران ایزوتوپهای ثبتشده در مینا (enamel) دندانها را آزمایش کردند. نسبتهای ایزوتوپهای اکسیژن، استرانسیوم و کربن همچون یک گذرنامهٔ شیمیایی عمل میکنند و تصویری از نوع آبای که حیوان در آن زیسته و غذایی که مصرف کرده در خود ثبت میکنند. در این نمونهها، دندانهای موساسور نشاندهندهٔ یک امضای مشخص آب شیرین بودند: نسبت کمتر ایزوتوپ سنگین اکسیژن (18O) و نسبتهای استرانسیوم که با سنگشناسی محلی رودخانه همخوانی داشته و با امضای آب دریا مطابقت نداشتند. این نتایج بهطور مکرر و قابل بازتولید دیده شدند و احتمال حمل و نقل دریایی ساده را تضعیف میکنند.
چگونه شواهد ایزوتوپی زیستگاه و رژیم غذایی را نشان میدهد
ایزوتوپها گونههای عنصری هستند که تعداد نوترونهای متفاوتی دارند؛ بهدلیل فرآیندهای فیزیکی و زیستی که ایزوتوپها را به شیوههایی نسبتاً پیشبینیشدنی جدا میکنند، بافتهای جانوری مانند مینا و عاج دندان میتوانند اطلاعات محیطی و تغذیهای را ثبت و حفظ کنند. ایزوتوپهای اکسیژن بین زیستگاههای دریایی و آب شیرین تفاوت ایجاد میکنند، زیرا تبخیر، بارش و چرخهٔ آب تعادل بین 16O و 18O را تغییر میدهد. ایزوتوپهای استرانسیوم منعکسکنندهٔ ترکیب سنگهای محلیای هستند که در آبراهها حل شدهاند و بنابراین نشان میدهند حیوان در کدام نوع پهنه آب زندگی کرده است. ایزوتوپهای کربن هم معمولاً نشانگر عمق تغذیه، زنجیرهٔ غذایی و نوع طعمه هستند؛ بهعنوان مثال نرخهای متفاوت 13C میتواند تمایل به تغذیهٔ نزدیک به ساحل یا مصرف طعمههای آب شیرین و یا حتی طعمههای کنار آب را نشان دهد.
نمونههای نورث داکوتا نسبتهای اکسیژن و استرانسیوم را نشان دادند که حکایت از زندگی دستکم تا حدی در رودخانهها داشت. نسبتهای کربن نیز نکتهای رفتاری و کاربردی اضافه میکنند: بهطور مشخص، یکی از دندانها نشاندهندهٔ امضای 13C بالاتری نسبت به موساسورهای معمولاً غواص یا زندگیکننده در اعماق بود که این امر نشاندهندهٔ تغذیه در آبهای نسبتاً کمعمق و احتمال مصرف جانداران خشکیزی غرقشده یا در آب مایل به خلوت است. بهعبارت دیگر، این موساسور ممکن است از حیوانات خشکیزی که در لبهٔ رودخانهها راه میرفتند، آبتنی کردند یا غرق شدند — از جمله احتمالاً دایناسورها — تغذیه کرده باشد.
در روششناسی ایزوتوپی، پژوهشگران اغلب از نمونهبرداری میکرو در مینای دندان (microdrilling) و آنالیز با طیفسنجی جرمی ایزوتوپی (مانند IRMS یا MC-ICP-MS برای استرانسیوم) استفاده میکنند تا مقدارهای ایزوتوپیک را با تفکیک بالا اندازهگیری کنند. همچنین پژوهشگران نسبت به تأثیرات دیاژنزی (تغییرات پس از دفن) حساس هستند و با مقایسهٔ نتایج روی بافتهای نسبتاً پایدار مثل مینای دندان و بافتهای مرجع (شامل دندانهای کوسهها، آمونیتها و سایر فسیلهای موجود در همان لایههای رسوبی) سعی میکنند اطمینان حاصل کنند که سیگنالها اصیلِ زیستی و محیطی هستند نه محصول تغییرات بعدی.
تطبیق دادههای ایزوتوپی موساسورها با دادههای مشابه از فسیلهای دیگر امکان رد فرضیهٔ حملونقل از دریا را فراهم کرد و تصویری سازگار از استفادهٔ رودخانهای این خزندگان ارائه داد؛ تصویر کلی نشان میدهد که برخی موساسورها نه صرفاً بازدیدکنندهٔ کوتاهمدت، بلکه استفادهکنندههای مکرر یا حتی ساکن بخشهایی از سیستمهای رودخانهای بودهاند.
با توجه به اندازه و شکل دندان و بررسی مورفولوژیک، پژوهشگران تخمین زدهاند که موساسوری که یکی از این دندانها را بهجا گذاشته بود میتوانسته طولی در حدود 11 متر (معادل نزدیک به 36 فوت) داشته باشد — اندازهای که با بزرگترین گونههای امروزی نهنگکش (killer whale) قابل مقایسه است. این اندازهبندی نه تنها تصویری متفاوت از مقیاس شکارچیان رودخانهای دوران کرتاسه ارائه میدهد، بلکه کنشهای بالقوهٔ بین دایناسورها و این شکارچیان عظیمآسا را در لبهٔ رودخانه بازسازی میکند؛ جایی که روزنههایی برای کمین و شکار وجود داشته و بستر رودخانهها را به نقاطی خطرناک برای جانوران خشکیزی تبدیل میساخته است.
زمینهٔ علمی و پیامدهای گستردهتر
نتایج این مطالعه که در مجلهٔ BMC Zoology منتشر شده، از یک تغییر رفتاری و اکولوژیک در میان موساسورها در حدود یک میلیون سال پایانی پیش از انقراضِ آنها حکایت دارد. مهاجرت یا گسترش به زیستگاههای آب شیرین میتواند پاسخی تطبیقی به فشارهای اکولوژیک، تغییرات خطوط ساحلی، کاهش منابع در زیستگاههای دریایی یا ظهور فرصتهای جدید تغذیهای و پرورشی در رودخانهها بوده باشد. انعطافپذیری زیستگاهی اینچنینی میتواند نحوهٔ بازسازی شبکههای غذایی و دینامیکهای شکارگر ـ طعمه در پایان مزوزوئیک را دچار بازنگری کند.
پر اهلبِرگ (Per Ahlberg) از دانشگاه اوپسالا در توضیح پیامدها میگوید: «اندازهٔ این جانوران بدان معناست که آنها میتوانستند با بزرگترین نهنگکشهای امروزی رقابت کنند و این آنها را به شکارچیان استثنایی در سیستمهای رودخانهای تبدیل میکند — محیطهایی که پیشتر با چنین غولهایی مرتبط شناخته نمیشدند.» ملانی دورانگ (Melanie During)، نیز از اوپسالا، میافزاید که نمونههای دندانی بیشتری از سایتهای مجاور که اندکی قدیمیتر هستند الگوی ایزوتوپی آب شیرین مشابهی را نشان میدهند و این امر احتمال اشغال جایگاههای رودخانهای توسط موساسورها را در بازهٔ زمانی وسیعتری تقویت میکند، نه صرفاً یک رخداد منحصربهفرد.
این کشف نشاندهندهٔ چگونگی تکمیل مطالعات سنتی پالئونتولوژی توسط آنالیزهای شیمیایی است. دندانها بهدلیل متراکم بودن و پایداری شیمیاییشان منابع بسیار باارزشی برای بازسازی تاریخهای زیستی هستند. مقایسهٔ ایزوتوپی موساسورها با دادههای بهدستآمده از دندانهای کوسه، آمونیتها و دیگر فسیلهای هملایه کمک کرد تا سناریوی سادهٔ حملونقل از دریا کنار گذاشته شود و تصویر منسجمی از استفادهٔ رودخانهای بهدست آید که با شواهد رسوبشناسی و دیرینهزیستشناسی همراستا است.
جهتگیریهای پژوهشی و پرسشهای اکولوژیک
پرسشهای باز بسیاری باقی میماند. چه عواملی موساسورها را به سوی آب شیرین سوق داده است؟ آیا رقابت با شکارچیان دریایی دیگر، تغییر در دسترس بودن طعمه، نیاز به زیستگاههای پرورشی برای جوانهها (nursery habitats)، یا تغییرات بزرگ مقیاس ساحلی و دریاسطح نقش اصلی را ایفا کردهاند؟ آیا کل جمعیتهای موساسورها این انتقال را انجام دادهاند یا تنها گونههای اندکی با انعطافپذیری زیستی بالا در این مسیر گام نهادهاند؟
برای پاسخ به این سؤالات، کار میدانی گستردهتر و گسترش نظرسنجیهای ایزوتوپی در سراسر آمریکای شمالی و اروپا ضروری است. نقشهبرداری دقیقتر زمانی-رسوبی (stratigraphic) و نمونهبرداری از لایههای مختلف میتواند نشان دهد آیا این پدیده یک روند تدریجی است یا با تغییرات ناگهانی محیطی مرتبط بوده است. مطالعات روی جوانهها (ontogeny) و توزیع سنی فسیلها نیز میتواند نشان دهد آیا رودخانهها نقش مناطق پرورشی (nurseries) را برای بچهموساسورها داشتهاند؛ مفهومی که امروز در مطالعات مربوط به پستانداران دریایی و ماهیان نیز مورد توجه است.
از منظر روششناسی، تلفیق ایزوتوپی با روشهای دیگر مانند مطالعات میکروپتزیک (micro-wear) روی سطح دندان برای تعیین نوع غذا، آنالیز پلیمورفولوژی دندانها، و مدلسازی پویای زیستمحیطی میتواند تصویر دقیقتر و چندوجهیتری از رفتارهای تغذیهای و حرکتی موساسورها در اختیار بگذارد. همچنین بررسی انطباقهای مورفولوژیک مربوط به شنا و تحمل شوری (salinity tolerance) در اسکلت و بافتهای محافظ — هرچند نادر — میتواند شواهد مستقیمی از سازگاری به آب شیرین فراهم کند.
دندان موساسور از نماهای مختلف (سمت چپ)، و (سمت راست) محلِ یافتن آن (باکس قرمز) در مجاورت یک دندان تیرکس.
دیدگاه کارشناسان
«شواهدی که نشان میدهد موساسورها از رودخانهها استفاده میکردهاند، تصویر ما از اکوسیستمهای کرتاسهٔ پسین را بازتعریف میکند»، دکتر سونیا پاتل، یک پالئواکولوژیست که در این مطالعه شرکت نداشت، میگوید. «این یافتهها نشاندهندهٔ انعطافپذیری اکولوژیک بیشتر در میان خزندگان بزرگ دریایی و اجبار ما برای بازنگری در تعاملات بین شکارچیان آبزی و خشکیزی است. کارهای آینده که ایزوتوپها را با بایوژئوگرافی دیرینه ترکیب کنند، به روشن شدن اینکه این جانوران بازدیدکنندگان فصلی بودند یا شکارچیان ساکن رودخانهای کمک خواهد کرد.»
با پیشرفت دقت تکنیکهای ایزوتوپی و نمونهبرداری بیشتر از دندانها و استخوانها در رسوبات داخلی قارهها، تصویر زندگی در دورهٔ کرتاسه غنیتر و در عین حال خطرناکتر خواهد شد. رودخانههایی که پیشتر در بازسازیهای فسیلی آرام و امن بهنظر میرسیدند، اکنون ممکن است عرصهٔ برخوردهای خشونتآمیز میان دایناسورها و شکارچیان عظیمآبزی بوده باشند. این بازنگری نهتنها به درک رفتار شکار و شبکهٔ غذایی کمک میکند، بلکه پیامدهایی برای بازسازی پهنههای زیستجغرافیایی، مدلسازی فرگشتی و فهم نحوهٔ واکنش جوامع زیستی به تغییرات محیطیِ بزرگ در پایان مزوزوئیک دارد.
بهعنوان جمعبندی موقت، یافتههای ایزوتوپی اخیر ضمن تقویت فرضیهٔ استفادهٔ رودخانهای توسط برخی موساسورها، مسیر پژوهشهای آینده را روشن میسازند: از پرسشهای دقیق دربارهٔ سازگاری فیزیولوژیک و رفتار تغذیهای گرفته تا جستجوی شواهد فسیلی بیشتر در لایههای داخلی قارهها. همهٔ اینها نشان میدهد که تاریخ زندگی باستانی روی زمین پیچیدهتر از تصورات قبلی است و تعاملات بین آب و خشکی — بهویژه در مرزهای رودخانهها — نقش مهم و گاهی نامنتظرهای در دگرگونی زیستبومها داشتهاند.
منبع: sciencealert
نظرات
نوآ_س
اگر بچهها تو رودخونه پرورش میدادن، اون وقت شبکه غذایی کلا فرق میکرد. سؤالای زیادی باقی موند...
مهران
خوبه اما بنظر میاد کمی اغراق شده؛ موساسورها ناگهان تبدیل به وحشتِ رودخونه شدن؟ مستدلترش کنن بهتره
سفرجو
یه بار کنار رودخونه عکس فسیل دیدم، همیشه فکر میکردم امنه ولی حالا تصور اینکه موساسور کمین کرده... وحشتناک و جذاب
لابکور
تحلیل ایزوتوپی قوی بهنظر میآد، اما ترکیبش با میکروپتزیک و مدلسازی پویای زیستمحیطی لازمه. امیدوارم نمونههای بیشتری از لایههای مختلف بررسی شه
دیتاپالس
وااای، موساسورها تو رودخونه؟ تصورم از کرتاسه کامل عوض شد! اگه راست باشه، عکسای بیشتر میخوام...
ارسال نظر