ساعدتني وزملائي حفرية نادرة وكاملة تقريبًا لحيوان القنفذ المنقرض من أمريكا الشمالية في حل نقاش استمر عقودًا من الزمن حول كيفية تطور حيوان القنفذ الحديث في أمريكا الشمالية من أسلافه.
نُشرت ورقتنا البحثية في مجلة Current Biology، وتزعم أن أسلاف حيوان القنفذ في أمريكا الشمالية ربما يعود تاريخها إلى 10 ملايين عام، ولكن لن يكون من الممكن التعرف عليها حتى حوالي 8 ملايين عام لاحقاً.
من خلال مقارنة بنية عظام حيوانات القنفذ عبر أمريكا الشمالية وأمريكا الجنوبية، حددنا أنه خلال تلك الثمانية ملايين سنة، كانت حيوانات القنفذ في أمريكا الشمالية لا تزال تبدو بشكل غير متوقع مثل أبناء عمومتها، حيوانات القنفذ الاستوائية الجديدة، التي تعيش عبر أمريكا الوسطى الاستوائية وأمريكا الجنوبية اليوم.
تتضمن نتائجنا تفاصيل المسار التطوري لحيوان القنفذ في أمريكا الشمالية من أمريكا الجنوبية – كما تحل أيضًا لغز سبب صعوبة العثور على أسلافه.
أنا عالم حفريات أجري أبحاثًا على العظام والأسنان المتحجرة للحيوانات المنقرضة. بالتعاون مع أمين المتحف جون بلوخ، قمت بإنشاء فصل دراسي حيث قمنا بتحليل بنية العظام للوصول إلى استنتاجات دراستنا.
لماذا هذا مهم؟
يتميز حيوان القنفذ الحديث في أمريكا الشمالية عن أقاربه من الحيوانات الشائكة، فهو يتميز بذيل قصير وفك يمكنه كشط لحاء الأشجار ويزن ما بين 10 و25 رطلاً (4.5 و11.3 كيلوجرامًا).
على الرغم من الصلة الواضحة بين القنافذ الاستوائية الجديدة، إلا أنها تبدو مختلفة. فهي تتمتع بذيول طويلة وقبضة قوية، وفكين أضعف، ويتراوح وزنها بين 1.5 و10 أرطال (0.68 و4.5 كيلوجرام).
وتشير تحليلات الحمض النووي للحيوانات الحديثة إلى أن هاتين المجموعتين انفصلتا منذ حوالي 10 ملايين سنة.
وهنا يكمن اللغز. إذ إن أحافير حيوان القنفذ في أمريكا الشمالية كلها لا يتجاوز عمرها 1.8 مليون سنة. بعبارة أخرى، كانت أحافير حيوان القنفذ في أمريكا الشمالية مفقودة منذ نحو 8.2 مليون سنة.
كل ما كان بحوزة الباحثين هو أجزاء من الفكين والذيل التي بدت وكأنها تنتمي إلى حيوانات القنفذ الاستوائية الجديدة.
هناك فرضيتان متنافستان يمكن أن تفسرا التشابه.
وقد زعم بعض العلماء أن حفريات الفك والذيل التي تعود إلى أسلاف حيوانات القنفذ في أميركا الشمالية المبكرة لابد وأن تشبه إلى حد كبير أحفادها المعاصرين. واقترح الباحثون الذين أيدوا هذه الفكرة أن السجل الأحفوري كان غير مكتمل لسبب غير مفهوم، ولكن من الممكن أن تظهر في نهاية المطاف حفريات تدعم فرضيتهم.
اقترح علماء آخرون أن جميع أسلاف القنافذ المبكرة ربما كانت لها فكين وذيول مشابهة لقنافذ المناطق الاستوائية الحديثة. ربما تكون أسلاف القنافذ في أمريكا الشمالية مخفية في السجل الأحفوري الحالي لأنها – بناءً على الفكين والذيل فقط – تبدو متطابقة مع أسلاف القنافذ الاستوائية الحديثة. فقط الحفريات الأصغر سنًا ستظهر سمات مميزة لأن هذه السمات ظهرت في ذلك الوقت.
لقد استمر هذا النقاش لعقود من الزمن، وكان من المستحيل حل هذه المشكلة باستخدام الحفريات المتاحة.
كيف قمنا بعملنا
ثم اكتشف باحثون من متحف فلوريدا للتاريخ الطبيعي هيكلًا عظميًا شبه كامل يعود تاريخه إلى مليوني عام لحيوان القنفذ في شمال وسط فلوريدا في عام 2005.
كان للحفرية ذيل طويل ولم يكن بها فك يقضم اللحاء، وهو ما يشبه حيوانات القنفذ الاستوائية الحديثة. ولكنها كانت تحتوي أيضًا على عشرات العظام الأخرى التي يمكننا استخدامها لحل العلاقات.
تطلب جمع هذه الأدلة فحص كل العظام، والبحث عن مئات التفاصيل الدقيقة ــ مثل أشكال التلال أو أنماط الحدود على العظام ــ ومقارنة هذه التفاصيل بهياكل القنافذ الحديثة في أميركا الشمالية والمناطق الاستوائية الجديدة. وقد أنشأت أنا وبلوخ دورة تدريبية تولى فيها كل طالب جزءاً من المشروع.
لقد توصلنا معًا إلى قائمة تضم ما يقرب من 150 تفصيلاً مفيداً. ورغم أن العينة كانت تحمل بعض السمات المشابهة لحيوان القنفذ الاستوائي الجديد، إلا أن المزيد من الأدلة دعمت فكرة أن هذه الأحفورة كانت قريبة من حيوان القنفذ في أمريكا الشمالية.
نظرًا لأن هذا القنفذ كان لديه فك وذيل مثل أقاربه في المناطق الاستوائية الحديثة، فمن المرجح أن معظم الأقارب الأكبر سناً للقنفذ في أمريكا الشمالية كانوا يفتقرون أيضًا إلى السمات المميزة لأحفادهم المعاصرين.
وبعبارة أخرى، فإن الحل للغز يكمن في أن السجل الأحفوري لحيوان القنفذ في أميركا الشمالية يبدو وكأنه في سن مبكرة لأن الفك المعزز والذيل الأقصر تطورا في وقت قريب نسبيا. وكان شكل حيوان القنفذ مختلفا عما كنا نتوقعه طيلة أغلب فترة وجوده التي امتدت إلى عشرة ملايين سنة.
ملخص البحث هو عرض مختصر لعمل أكاديمي مثير للاهتمام.
أعيد نشر هذه المقالة من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك الحقائق والتحليلات الموثوقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. كتبتها: ناتاشا س. فيتيك، جامعة ستوني بروك (جامعة ولاية نيويورك)
اقرأ المزيد:
تتبع ناتاشا إس. فيتيك متحف فلوريدا للتاريخ الطبيعي، وهو المتحف الذي أجرى أعمال التنقيب الأولية واستخراج الأحفورة، والذي يحتفظ بها هناك.