دراسات وابحاث
أحفورة جلد الديناصورات تكشف “الجوهرة المخفية” عن مفاجآت حول تطور الريش
أحفورة جلد الديناصورات تكشف “الجوهرة المخفية” عن مفاجآت حول تطور الريش
مصر:إيهاب محمد زايد
يعد الريش القوي ولكن الخفيف والجميل والمنظم بدقة أكثر الملحقات الجلدية تعقيدًا التي تطورت في الفقاريات على الإطلاق.
على الرغم من حقيقة أن البشر كانوا يلعبون بالريش منذ عصور ما قبل التاريخ، إلا أنه لا يزال هناك الكثير مما لا نفهمه بشأنهم.
وجدت دراستنا الجديدة أن بعض الحيوانات الأولى ذات الريش كان لها أيضًا جلد متقشر مثل الزواحف.
بعد ظهور أول ديناصور ذو ريش، سيناصوروبتركس بريما، في عام 1996، رسمت موجة من الاكتشافات صورة أكثر إثارة للاهتمام لتطور الريش.
نحن نعلم الآن أن العديد من الديناصورات وأبناء عمومتها من الطيران، التيروصورات، كان لديهم ريش. جاء الريش بأشكال أكثر في الماضي – على سبيل المثال، تم العثور على ريش يشبه الشريط ذو أطراف ممتدة في الديناصورات والطيور المنقرضة ولكن ليس في الطيور الحديثة. فقط بعض أنواع الريش القديمة ترثها الطيور اليوم.
لقد تعلم علماء الأحياء القديمة أيضًا أن الريش المبكر لم يُصنع للطيران. كانت لحفريات الريش المبكر هياكل بسيطة وتوزيعات متفرقة على الجسم، لذا ربما كانت مخصصة للعرض أو الاستشعار عن طريق اللمس.
تشير حفريات التيروصورات إلى أنها ربما لعبت دورًا في التنظيم الحراري ونمط الألوان.
على الرغم من روعة هذه الحفريات، إلا أن الريش القديم لا يروي سوى جزء من قصة
تطور الريشة. حدث باقي الإجراء في الجلد.
فجلد الطيور اليوم ناعم ومتطور لدعم الريش والتحكم فيه ونموه وتصبغه، على عكس جلد الزواحف المتقشر.
تعد حفريات جلد الديناصورات أكثر شيوعًا مما تعتقد. ومع ذلك، حتى الآن، لم يتم فحص سوى عدد قليل من حفريات جلد الديناصورات على المستوى المجهري.
أظهرت هذه الدراسات، على سبيل المثال دراسة أجريت عام 2018 لأربعة حفريات ذات جلد محفوظ، أن جلد الطيور المبكرة وأقاربها من الديناصورات (الكويلوروصورات) كان بالفعل يشبه إلى حد كبير جلد الطيور اليوم. تطور الجلد الشبيه بالطيور قبل ظهور الديناصورات الشبيهة بالطيور.
لذا، لفهم كيفية تطور الجلد الشبيه بالطيور، نحتاج إلى دراسة الديناصورات التي تشعبت مبكرًا في الشجرة التطورية.
تظهر الدراسة أن بعض الديناصورات ذات الريش على الأقل لا تزال تمتلك جلدًا متقشرًا، مثل الزواحف اليوم. يأتي هذا الدليل من عينة جديدة من Psittacosaurus، وهو ديناصور ذو قرون ذو ريش يشبه الشعر الخشن على ذيله.
عاش البسيتاكوصور في أوائل العصر الطباشيري (منذ حوالي 130 مليون سنة)، لكن عشيرته، الديناصورات طيريات الورك، انحرفت عن الديناصورات الأخرى قبل ذلك بكثير، في العصر الترياسي (منذ حوالي 240 مليون سنة).
وفي العينة الجديدة، تكون الأنسجة الرخوة مخفية عن العين المجردة. ومع ذلك، تحت الضوء فوق البنفسجي، يكشف الجلد المتقشر عن نفسه بتوهج برتقالي-أصفر. ويحفظ الجلد على الجذع والأطراف وهي أجزاء الجسم التي ليس بها ريش.
وهذه الألوان المضيئة هي من معادن السيليكا المسؤولة عن الحفاظ على الجلد الأحفوري. أثناء عملية التحجر، تغلغلت السوائل الغنية بالسيليكا في الجلد قبل أن يتحلل، مما أدى إلى تكرار بنية الجلد بتفاصيل مذهلة. يتم الحفاظ على السمات التشريحية الدقيقة، بما في ذلك البشرة وخلايا الجلد وصبغات الجلد التي تسمى الميلانوزومات.
تشترك خلايا الجلد الأحفورية كثيرًا مع خلايا جلد الزواحف الحديثة. هم
يشتركان في نفس حجم الخلية وشكلها، وكلاهما لهما حدود خلية مدمجة – أ
ميزة معروفة فقط في الزواحف الحديثة.
إن توزيع صبغة الجلد الأحفوري مطابق لذلك الموجود في حراشف التمساح الحديثة. ومع ذلك، يبدو الجلد الأحفوري رقيقًا نسبيًا وفقًا لمعايير الزواحف. يشير هذا إلى أن المقاييس الأحفورية في Psittacosaurus كانت مماثلة أيضًا في تكوينها لمقاييس الزواحف.
صورة ذات مقياس رمادي لخلايا الجلد الأحفورية
حراشف الزواحف صلبة وصلبة لأنها غنية بنوع من بروتينات بناء الجلد، وهي بروتينات بيتا القرنية القاسية. في المقابل، يتكون الجلد الناعم للطيور من نوع مختلف من البروتين، وهو الكيراتين، وهي المادة الهيكلية الرئيسية في الشعر والأظافر والمخالب والحوافر والجلد الخارجي.
لتوفير الحماية الجسدية، يجب أن يكون الجلد الرقيق العاري لـ Psittacosaurus مكونًا من بروتينات بيتا قرنية صلبة على غرار الزواحف. كان الجلد الناعم على شكل الطيور هشًا للغاية بدون ريش للحماية.
بشكل جماعي، تشير الأدلة الأحفورية الجديدة إلى أن Psittacosaurus كان لديه جلد يشبه جلد الزواحف في المناطق التي لم يكن بها ريش. الذيل، الذي يحافظ على الريش في بعض العينات، للأسف لم يحافظ على أي ريش أو جلد في عينتنا.
ومع ذلك، فإن ريش الذيل في عينات أخرى يُظهر أن بعض سمات الجلد الشبيهة بالطيور يجب أن تكون قد تطورت بالفعل لتثبيت الريش في مكانه. لذا فإن اكتشافنا يشير إلى أن الحيوانات ذات الريش المبكر كانت تمتلك مزيجًا من أنواع الجلد، مع وجود جلد يشبه جلد الطيور فقط في المناطق المكسوة بالريش من الجسم، وبقية الجلد لا يزال متقشرًا، كما هو الحال في الزواحف الحديثة.
كان من شأن هذا التطور المقسم إلى مناطق معينة أن يضمن حماية الجلد للحيوان من التآكل والجفاف ومسببات الأمراض.
ماذا بعد؟
الفجوة المعرفية التالية التي يتعين على العلماء استكشافها هي الانتقال التطوري من جلد Psittacosaurus الشبيه بالزواحف إلى جلد الديناصورات الأخرى ذات الريش الثقيل والطيور المبكرة.
نحتاج أيضًا إلى المزيد من التجارب لدراسة عملية التحجر نفسها. هناك الكثير مما لا نفهمه حول كيفية تحجر الأنسجة الرخوة، مما يعني أنه من الصعب معرفة أي سمات الجلد في الأحفورة هي سمات بيولوجية حقيقية وأيها هي ببساطة مصنوعات من التحجر.
على مدار الثلاثين عامًا الماضية، فاجأ السجل الأحفوري العلماء فيما يتعلق بتطور الريش. قد تساعدنا الاكتشافات المستقبلية للريش الأحفوري على فهم كيفية تطور الديناصورات وأقاربها للطيران، وعمليات الأيض ذات الدم الدافئ، وكيفية تواصلهم مع بعضهم البعض.
المصدر
زيشياو يانغ، باحث ما بعد الدكتوراه، جامعة كوليدج كورك وماريا ماكنمارا، أستاذة علم الأحياء القديمة، جامعة كوليدج كورك
