قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
سي إن إن
—
كانت الديناصورات الأولى عادية، وكانت تتواجد في قارة عملاقة مزدحمة بالزواحف القديمة الأخرى عندما تطورت لأول مرة قبل حوالي 230 مليون سنة.
ومع ذلك، وبعد مرور 30 مليون سنة، سيطرت الديناصورات على الكوكب، وجاءت في جميع الأشكال والأحجام والأشكال، في حين مات العديد من نظرائها من الزواحف. إن سبب نجاحهم التطوري هو لغز طويل الأمد، لكن الأبحاث الجديدة تشير إلى أن بعض الإجابات على هذا السؤال قد تكون موجودة في ما تركوه وراءهم: فضلات الديناصورات.
وقال مارتن كفارنستروم، المؤلف الرئيسي لدراسة عن ظهور الديناصورات نشرت يوم الأربعاء في مجلة نيتشر وعالم الحفريات في جامعة أوبسالا في السويد: “نحن نعرف الكثير عن حياتهم وانقراضهم، ولكن ليس كيف حدثوا”.
لفهم العمالقة المنقرضين بشكل أفضل، قام كفارنستروم وزملاؤه بالتحقيق في الحفريات المهملة المعروفة باسم البروماليت، وهي بقايا من الجهاز الهضمي – المعروف أيضًا باسم براز الديناصورات وقيئها.
وقاموا بدراسة أكثر من 500 حفرية تم جمعها على مدار 25 عامًا من حوالي 10 مواقع في الحوض البولندي، وهي منطقة تقع في جنوب بولندا. ويعود تاريخ البقايا إلى فترة زمنية تمتد من العصر الترياسي المتأخر إلى العصر الجوراسي المبكر، من حوالي 247 مليون سنة مضت إلى 200 مليون سنة مضت.
“يحتوي (البروماليت) على الكثير من المعلومات البيئية القديمة، لكنني لا أعتقد أن علماء الحفريات قد اعترفوا بذلك حقًا واعتبروهم في الغالب بمثابة مزحة؛ وقال كفارنستروم، في إشارة إلى البراز المتحجر: “إنك تجمع عددًا قليلاً من الكوبروليت لأنه أمر مضحك”. ووجدوا أن البراز والقيء المتحجرين – المعروفين علميًا باسم الكوبروليت والقلسات، على التوالي – زاد حجمهما وتنوعهما بمرور الوقت، مما يشير إلى ظهور حيوانات أكبر حجمًا وأنظمة غذائية مختلفة.
من خلال دراسة شكل ومحتويات البروماليت وربطها بالهياكل العظمية وآثار الأقدام المتحجرة الموجودة في المواقع، وتمكن الباحثون من التعرف عليها وتصنيف الحيوانات التي من المحتمل أن تنتجها.
وقد سمح القيام بذلك للباحثين بفهم عدد ونوع وحجم الديناصورات، وكذلك الحيوانات الفقارية الأخرى، التي كانت موجودة في المشهد الطبيعي في وقت معين. سمح التحليل، الذي استغرق استكماله 10 سنوات، للفريق بتجميع الأسباب التي أدت إلى ظهور الديناصورات على الساحة.
في بعض الحالات، كان من الممكن إجراء تقييم بصري لنوع الديناصورات المسؤولة عن البروماليت بناءً على حجم الحفرية وشكلها – من المحتمل أن يكون الكوبروليت ذو الشكل الحلزوني قد جاء من حيوان ذو أمعاء حلزونية – ولكن في كثير من الحالات الأخرى، وكان من الضروري إجراء مسح تفصيلي ثلاثي الأبعاد للبنية الداخلية للبروماليت باستخدام معدات متخصصة لفهم ما تحتويه الحفريات.
يمكن أن تبدو بقايا الجهاز الهضمي القديمة “كشيء تركه كلبك في الحديقة ومن الواضح جدًا ما هي عليه”. وفي حالات أخرى، خاصة الحيوانات العاشبة، يصعب التعرف عليها.
وقام الفريق بمسح البنية الداخلية للحفريات في مرفق الإشعاع السنكروتروني الأوروبي في غرونوبل بفرنسا. المنشأة الضخمة، وهي عبارة عن سنكروترون على شكل حلقة يبلغ محيطها 844 مترًا (2800 قدم)، تولد أشعة سينية أكثر سطوعًا بـ 10 تريليون مرة من الأشعة السينية الطبية وتسمح للعلماء بدراسة المادة على المستوى الجزيئي والذري.
“إنه يشبه إلى حد ما جهاز التصوير المقطعي المحوسب في المستشفى. وهو يعمل بنفس الطريقة، ولكن مع طاقة أعلى بكثير. “نحن بحاجة إلى ذلك للحصول على هذه الدقة العالية حقًا والتباين الجيد أيضًا،” كفارنستروم قال.
واحتوت الكوبروليت على بقايا الأسماك والحشرات والنباتات، وفي بعض الأحيان حيوانات مفترسة أخرى. تم الحفاظ على بعض البقايا بشكل جميل، بما في ذلك الخنافس الصغيرة والأسماك نصف الكاملة. تحتوي الكوبروليت الأخرى على عظام سحقتها الحيوانات المفترسة.
وقال لورانس إتش. تانر، عالم الحفريات في قسم البيولوجيا: «إن الحفريات الهيكلية وآثار الأقدام والبروماليت من مواقع في بولندا تقدم سلسلة من اللقطات الزمنية المنفصلة التي توضح الانتقال من عالم به عدد قليل من الديناصورات إلى عالم سيطرت عليه». والعلوم البيئية في كلية لو موين في نيويورك. ولم يشارك تانر في الدراسة.
وكتب تانر في مقال تعليق نُشر جنبًا إلى جنب مع البحث: “إن استخدام تقنيات هذه الدراسة في مواقع أخرى من شأنه أن يوفر سياقًا أكثر عالمية ويبني صورة أكثر دقة”.
توصل المؤلفون إلى خمس مراحل لشرح هيمنة الديناصورات: كان أسلافهم آكلين اللحوم والنباتات والحيوانات. لقد تطورت إلى أول الديناصورات آكلة اللحوم وآكلة النباتات أو العاشبة.
جاءت نقطة التحول الرئيسية عندما أدى النشاط البركاني المتزايد إلى ظهور مجموعة أكثر تنوعًا من النباتات التي تتغذى عليها، يليها ظهور الديناصورات العاشبة الكبيرة والأكثر تنوعًا.
بدورها، أدت هذه المرحلة إلى تطور الديناصورات العملاقة آكلة اللحوم التي أحبها مخرجو الأفلام وكتب الطفولة في بداية العصر الجوراسي قبل 200 مليون سنة. استمرت سيادة الديناصورات حتى ضرب كويكب قبالة ساحل ما يعرف الآن بالمكسيك قبل 66 مليون سنة، وقضى على الديناصورات بالانقراض.
وأشارت الدراسة إلى أنه قبل هذا البحث الأخير، تم اقتراح نظريتين لتفسير الانتقال من عالم تهيمن عليه الزواحف غير الديناصورية إلى عالم كانت فيه الديناصورات في صعود.
وتشير إحدى النماذج إلى أن الديناصورات تطورت لتتفوق جسديًا على منافسيها، وفقًا للدراسة. إن وضع الديناصورات المستقيم الناتج عن وضع أطرافها الخلفية مباشرة تحت أجسامها، بالإضافة إلى الكاحلين المرنين، جعلها رشيقة للغاية وأكثر كفاءة من منافسيها التطوريين مثل الزواحف ذات الأرجل المفلطحة. وبدلاً من ذلك، يعتقد بعض الباحثين أن الديناصورات كانت بالصدفة أكثر قدرة على التكيف مع التغيرات الجذرية في المناخ التي حدثت في نهاية العصر الترياسي.
وقال كفارنستروم إن البحث القائم على الحفريات البولندية يشير إلى أن مزيجًا من الفرضيتين يقدم تفسيرًا أكثر ترجيحًا، مع “تفاعل معقد بين عدة عمليات” مما يعني أن الديناصورات كانت أكثر قدرة على التكيف مع كيفية تغيير التحولات البيئية لنوع الغذاء المتاح.
على سبيل المثال، وجدت الدراسة أن بقايا الطعام المستخرجة من البروماليت التي تنتمي إلى dicynodonts، وهو أحد أقارب الثدييات القديمة برأس على شكل سلحفاة، تشير إلى أن هذا المخلوق كان لديه نظام غذائي مقيد، ويتغذى بشكل أساسي على الصنوبريات. لقد اختفى من السجل الأحفوري منذ حوالي 200 مليون سنة.
ومن ناحية أخرى، يبدو أن الديناصورات تأكل مجموعة واسعة من النباتات. على سبيل المثال، وجد الفريق أن محتويات الكوبروليت من أول الديناصورات العاشبة الكبيرة، الصوروبودومورفس، تحتوي على كميات كبيرة من سرخس الأشجار ولكن أيضًا العديد من الأنواع الأخرى من النباتات والفحم. ويشتبه الفريق في أن الفحم ساعد في إزالة السموم من السرخس، والتي يمكن أن تكون سامة.
Grzegorz Niedźwiedzki، كبير مؤلفي الدراسة وعالم الحفريات في قسم البيولوجيا العضوية في أوبسالا؛ التطور والتطور، قال إن السبب وراء نجاح الديناصورات التطوري هو الرسالة التي لا تزال مطبقة حتى اليوم: “تناول الخضار وعش لفترة أطول”.
