يفترض الكثير من الناس أن الخيول جاءت لأول مرة إلى الأمريكتين عندما جلبها المستكشفون الإسبان إلى هنا منذ حوالي 500 عام. في الواقع، أكدت الأبحاث الحديثة الأصل الأوروبي للخيول المرتبطة بالبشر في جنوب غرب أمريكا والسهول الكبرى.
لكن تلك لم تكن الخيول الأولى في أمريكا الشمالية. إن فصيلة الخيليات، التي تضم أنواعًا مستأنسة من الخيول والحمير جنبًا إلى جنب مع الحمير الوحشية وأقاربها، هي في الواقع موطنها الأصلي الأمريكتين. ويكشف السجل الحفري عن أصول الخيول هنا منذ أكثر من 50 مليون سنة، فضلا عن انقراضها في جميع أنحاء الأمريكتين خلال العصر الجليدي الأخير قبل حوالي 10000 سنة.
نحن علماء حفريات نركز أبحاثنا على أنواع مختلفة من الحفريات، بما في ذلك الخيول القديمة. استخدم أحدث أعمالنا إحصائيات الكمبيوتر لتحليل الفجوات في السجل الأحفوري لاستنتاج المزيد حول أنواع الخيول التي عاشت بالفعل وتلك التي لم تعيش في موطن قديم في فلوريدا.
تطورت الخيول مع تغير النظم البيئية
لقد جمع الناس الخيول الأحفورية في جميع أنحاء أمريكا الشمالية لعدة قرون. نظرًا لأن حفريات الحصان وفيرة ومنتشرة في جميع أنحاء القارة، غالبًا ما يشير العلماء إلى الفترة الطويلة لعائلة الحصان كدليل على التغير التطوري طويل المدى.
علماء الحفريات مثلنا، الذين يدرسون الثدييات المنقرضة، لم يعثروا أبدًا على هياكل عظمية كاملة. وبدلاً من ذلك، نركز على الأسنان الأحفورية المتينة، التي تساعدنا على فهم الأنظمة الغذائية القديمة، والأطراف الأحفورية، التي تساعد في توضيح كيفية تحرك هذه الحيوانات.
الخيول تأكل الآلات. في البرية اليوم، تتغذى بشكل أساسي على الأعشاب التي لا توفر الكثير من التغذية، وبالتالي فهي بحاجة إلى استهلاك كميات كبيرة من أجل البقاء. تم تكييف الأسنان الكبيرة للخيول الحديثة وأسلافها في المقام الأول للرعي على الأعشاب الرملية. لقد استبدلوا أسنانًا أصغر لخيول أكثر بدائية تأقلمت مع الرعي على النباتات الورقية الناعمة.
نحن نعرف ما أكلته الخيول منذ ملايين السنين من خلال دراسة الخدوش المجهرية المميزة والحفر وغيرها من أنماط التآكل على أسنانها والتي تم إنشاؤها عندما كانت الخيول القديمة تمضغ الأطعمة النباتية. وتظهر تحليلات الكربون المحفوظ في الأسنان الأحفورية أن أنواع الخيول المتعايشة أكلت نباتات مختلفة؛ كان بعضها يتغذى على أوراق الشجيرات والأشجار، والبعض الآخر يرعى على الأعشاب، والبعض الآخر كان يتغذى على أنواع مختلطة.
يتتبع التغير في شكل الأسنان التغير في أنواع النباتات السائدة في أمريكا الشمالية، من الغابات الاستوائية التي أفسحت المجال بعد ذلك للتوسع الكبير في الأراضي العشبية المفتوحة. مع تغير المناخ والنباتات على مدى ملايين السنين، تحولت الخيول من كونها تسكن الغابات إلى حد كبير إلى حيوانات ترعى في المناطق المفتوحة إلى حد كبير. تتكيف أسنانهم وأنماط التغذية مع البيئة.
يظهر تكيف آخر على أقدام الخيول. تمتلك الخيول الحديثة إصبعًا واحدًا حافرًا في كل قدم. كان لدى العديد من الخيول الأحفورية المنقرضة – الأسلاف القدماء لخيول اليوم – ثلاثة أصابع في كل قدم. يعد إصبع القدم الوحيد في كل قدم ممدودة مفيدًا للجري السريع والمستدام لتجنب الحيوانات المفترسة وللهجرات الموسمية لمسافات طويلة. توفر الأقدام ذات الأصابع الثلاثة الأقدم الثبات على الأرض غير المستقرة أو الرطبة. من المحتمل أن يكون التكيف من ثلاثة أصابع إلى واحد استجابة لتغير الموائل.
ولكن حتى مع تغير البيئة، فإن أحد الأنواع المتميزة لا يحل محل الآخر تمامًا بين عشية وضحاها. يوثق السجل الأحفوري في أمريكا الشمالية فترات مضت منذ ملايين السنين عندما تعايشت أنواع متعددة من الخيول في المناظر الطبيعية القديمة. كانت الأنواع ذات أحجام مختلفة ولها أسنان مجهزة لمضغ نباتات مختلفة، لذلك لم تكن تتنافس بشكل مباشر على نفس الأطعمة. من المحتمل أن الموائل المختلفة داخل هذه النظم البيئية القديمة كانت تحتوي على بعض الأنواع الأكثر تكيفًا مع الغابات والبعض الآخر أكثر تكيفًا مع الأراضي العشبية.
فهم السجل الأحفوري لفلوريدا
يقوم علماء الحفريات بجمع حفريات الخيول في فلوريدا منذ أكثر من 125 عامًا. يضم متحف فلوريدا للتاريخ الطبيعي في جامعة فلوريدا، حيث نعمل، أكثر من 70 ألف عينة أحفورية من الخيول من أكثر من ألف موقع في جميع أنحاء الولاية.
يقدم أحد مواقع الحفريات الأكثر غزارة لدينا، مونتبروك، لمحة عن مجرى مائي قديم عمره 5.8 مليون سنة. وقد حافظت على أكثر من 30 من الثدييات المنقرضة، بما في ذلك وحيد القرن والفيلة والحيوانات آكلة اللحوم، بالإضافة إلى مئات العظام والأسنان للخيول الأحفورية.
على الرغم من أن ستة أنواع من الخيول معروفة في أماكن أخرى في فلوريدا، إلا أننا وجدنا أربعة فقط حتى الآن في مونتبروك. لقد حيرنا هذا العدد الصغير من أنواع الخيول، لذلك قررنا التحقيق في الأمر. هل نوعي الخيول “المفقودين” لا يعيشان حقًا في مونتبروك، أم أن العلماء ببساطة لم يكتشفوا بقاياهم الأحفورية بعد؟
لقد صممنا نموذجًا نظريًا يقارن مونتبروك، الذي يحتوي على أربعة أنواع من الخيول فقط، بالمواقع الأحفورية الأخرى في فلوريدا التي تحتوي على الأنواع الستة جميعها. باستخدام تقنية إحصائية يسميها العلماء “bootstrapping”، قام جهاز الكمبيوتر الخاص بنا بمحاكاة عملية جمع الحفريات المستمرة مع مرور الوقت. لقد أنشأنا 1000 حدث نظري لجمع الأحافير بناءً على أعداد الأنواع الأحفورية من المواقع التي توجد بها الستة جميعها، للتنبؤ باحتمالية جمع الأنواع المفقودة حاليًا في مونتبروك.
تظهر نتائج المحاكاة التي أجريناها أن نوعي الخيول المفقودين في مونتبروك كانا غائبين لأسباب مختلفة. من المحتمل أن يكون أحد الخيول غائبًا حقًا؛ لا يزال من الممكن اكتشاف الآخر من خلال مزيد من التنقيب.
استكشاف “الفجوات” في السجل الأحفوري
إن معرفة غياب أحد الأنواع لا يقل أهمية عن معرفة متى يتواجد أحد الأنواع في موقع الحفريات. قد يكون الغياب مؤشرات على الدوافع البيئية والبيولوجية الأساسية التي تغير الديناميات السكانية. إلى جانب أنواع أخرى من التحليلات، يمكن للباحثين تطبيق هذا النوع من النمذجة التنبؤية عبر العديد من الأنواع الأحفورية والمناظر الطبيعية القديمة.
منذ أن اقترح تشارلز داروين نظريته في التطور، عرف العلماء أن السجل الأحفوري غير مكتمل، مما أدى إلى ثغرات في معرفتنا بالماضي القديم والتغير التطوري. ويواجه علماء الحفريات تحديًا كبيرًا في تفسير هذه الفجوات، بما في ذلك الأنواع التي كانت موجودة أو لم تكن موجودة في مواقع أحفورية معينة.
يمكن أن تنتج الفجوات عن مواد معينة، مثل الأسنان والأصداف، والتي غالبًا ما تكون أكثر متانة من العظام المسامية، وتتحجر بشكل أفضل من غيرها. وبالمثل، فإن الظروف الكيميائية المختلفة أثناء التحجر، وحتى مقدار الوقت المستغرق في جمع الحفريات في موقع معين، يمكن أن تساهم في نقص المعرفة.
ولحسن الحظ، فإن أسنان الحصان الأحفورية محفوظة جيدًا وتوجد بشكل شائع. ومع حدوث اكتشافات جديدة، مثل تلك الناتجة عن عمليات التنقيب المستمرة لدينا في فلوريدا، فإنها ستساعد في توضيح وتضييق الفجوات في السجل الأحفوري.
تم إعادة نشر هذا المقال من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك حقائق وتحليلات لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد.
كتب بواسطة: ستيفاني كيلينجسورث، جامعة فلوريدا وبروس جي ماكفادين، جامعة فلوريدا.
اقرأ أكثر:
يتلقى Bruce J. MacFadden تمويلًا من مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية.
لا تعمل ستيفاني كيلينجسورث لدى أي شركة أو مؤسسة أو تتشاور معها أو تمتلك أسهمًا فيها أو تتلقى تمويلًا منها قد تستفيد من هذه المقالة، ولم تكشف عن أي انتماءات ذات صلة بعد تعيينها الأكاديمي.