إصابات التزاوج قد تقود العلماء إلى تحديد جنس الديناصورات

لقد تصارع علماء الحفريات منذ فترة طويلة حول كيفية التمييز بين الديناصورات الذكور والإناث على أساس الحفريات الخاصة بهم.

لكن الأبحاث الجديدة قد تقرب العلماء من تحديد جنس مجموعة واحدة من الديناصورات.

كانت الهادروساصورات، المعروفة أيضًا باسم الديناصورات ذات منقار البط، شائعة خلال العصر الطباشيري المتأخر (قبل 100.5 إلى 66 مليون سنة)، وتم العثور على عظام هذه الحيوانات العاشبة عبر قارات متعددة.

تظهر بعض حفريات الهادروسور أدلة على الشفاء من إصابات العظام المؤلمة، وكلها في نفس الموقع: على فقراتها بعد قاعدة الذيل.

لم يتم العثور على أنسجة رخوة تحافظ على أدلة على الأعضاء التناسلية للديناصورات في السجل الأحفوري، وغالبًا ما يُعتقد أن الاختلافات التي لوحظت في الحفريات ترجع إلى النوع أو العمر، وليس الجنس. بالإضافة إلى ذلك، كان من الصعب العثور على دليل على وجود بيض متحجر للديناصورات.

يعتقد مؤلفو دراسة جديدة نُشرت يوم الثلاثاء في مجلة iScience أن الإصابات حدثت أثناء التزاوج، ويمكن استخدامها للإشارة إلى الحفريات التي تنتمي إلى إناث الهادروصورات.

وقال مؤلف الدراسة الرئيسي الدكتور فيليبو بيرتوزو، الباحث في المديرية التشغيلية للأرض وتاريخ الحياة بالمعهد الملكي البلجيكي للعلوم الطبيعية: “سيغير هذا قواعد اللعبة لأنه سيمكن من الإجابة على أسئلة أخرى حول الاختلافات بين الديناصورات الذكور والإناث”.

تحديد نمط في الحفريات

لاحظ عالم الحفريات الكندي دارين إتش تانك لأول مرة الإصابات في فقرات الهادروسور على العظام التي اكتشفها في حديقة الديناصورات الإقليمية في ألبرتا طوال الثمانينيات.

كانت فرضية تانكي الأصلية هي أن سببها هو قيام ذكور الهادروصورات بتركيب الإناث أثناء عملية التزاوج، لكنه بنى ادعاءاته إلى حد كبير على الحفريات الموجودة في كندا.

لاحظ بيرتوزو نفس الإصابة أثناء دراسة أحفورة تنتمي إلى نوع الهادروصور Olorotitan arharensis، خلال رحلة بحثية إلى روسيا في عام 2019. وكان يعمل على درجة الدكتوراه حول المرض في الديناصورات ذات منقار البط أثناء وجوده في جامعة كوينز بلفاست. دعا بيرتوزو تانكي للانضمام إليه في إجراء بحث جديد.

قال بيرتوزو: “من أجل دعم الادعاءات السلوكية، يجب أن يكون لديك مجموعة بيانات واسعة النطاق قادرة على تغطية التحيز الناتج عن التحجر والحفظ والجمع”. “كما أن عمليات المحاكاة الميكانيكية الحيوية للديناصورات لم تكن متطورة مثل تلك الموجودة اليوم، ولم يتمكن دارين من اختبار فرضيته.”

معًا، قام الباحثون والمتعاونون معهم بتحليل ما يقرب من 500 فقرة ذيل عبر أنواع مختلفة من الهادروصورات المحفوظة في متاحف في أمريكا الشمالية وأوروبا وروسيا.

وكانت الإصابات والتشوهات التي اكتشفوها في الجزء الأوسط من الذيل في عينات مختلفة متشابهة بشكل لافت للنظر.

وقال بيرتوزو: “عند قاعدة الذيل، بين العجز والنقطة الوسطى للذيل، تنكسر الأشواك العصبية (القضبان الممدودة فوق الفقرة، ما نسميه “العملية الشائكة” في التشريح البشري) على طرفها، وأحيانًا على طول الجسم الرئيسي للعمود الفقري”.

وأضاف أن الأطراف كانت إما مائلة أو منتفخة أو مائلة أو حتى مفقودة، مما يعني أن الإصابة تسببت في كسر الطرف وإعادة امتصاصه من قبل الجسم.

وقال بيرتوزو إن الإصابات كانت مرئية على عدة فقرات لكل عينة، مما يشير إلى أن الضرر انتشر على طول الخط الرئيسي للذيل.

أجرى الفريق عمليات محاكاة متعددة لمعرفة ما إذا كان من الممكن أن تكون الإصابات قد حدثت من خلال أنشطة أخرى خلال الحياة اليومية للديناصورات، مثل الدوس عن طريق الخطأ على ذيول بعضها البعض، أو الإجهاد العضلي أثناء الحركة، أو القتال، أو الصيد، أو التغذية أو المشي. لكن لم يكن أي من السيناريوهات قد أدى بشكل ثابت إلى حدوث الإصابات التي شوهدت على الحفريات، وفقًا للدراسة.

وبدلاً من ذلك، يعتقد المؤلفون أن الذكور ربما ركبوا الإناث، التي كانت مستلقية على جوانبها، وضغطوا على ذيول الإناث أثناء التزاوج، مما أدى إلى كسر العمود الفقري العصبي عن طريق الخطأ.

وقال بيرتوزو: “إن فرضية التزاوج هي التي تشرح بشكل أفضل في الوقت الحالي ملاحظاتنا وبياناتنا”. “أفضل دليل هو حقيقة أننا نجد هذه الحالة في العديد من الأنواع المختلفة في مناطق وأوقات مختلفة، مما يشير إلى أنها لم تكن شيئًا خاصًا بالأنواع، بل كان حدثًا محافظًا في جميع الأنواع، ويحدث لهم جميعًا، وهو التزاوج”.

كما لا يبدو أن الإصابات مميتة لأن علامات الشفاء، وحتى أدلة على إصابة ثانية، كانت واضحة.

وقال غاريث أرنوت، المؤلف المشارك في الدراسة، والأستاذ في كلية العلوم البيولوجية بجامعة كوينز في بلفاست، في بيان: “إن ملاحقة الأنثى بقوة أثناء التكاثر قد تبدو غير ملائمة من الناحية التطورية لاستمرار هذا النوع، لكننا نشهد بالفعل حوادث مماثلة في العديد من الأنواع الحديثة، مثل أسود البحر والسلاحف وبعض أنواع الطيور”. “المنافسة الإنجابية هي واحدة من أكثر المواضيع تعقيدا في علم الأحياء الحيواني، وخاصة بالنسبة للأنواع المنقرضة.”

يعتقد الدكتور ألبرت بريتو ماركيز، الباحث في مجموعة أبحاث النظم البيئية للديناصورات في معهد ميكيل كروسافونت كاتالان لعلم الحفريات بجامعة برشلونة المستقلة، أن نمط الإصابة المستمر لكسور الذيل الأوسط الملتئمة هو على الأرجح إشارة حقيقية، وليس مصادفة. ولم يشارك في الدراسة، وأشاد بالرؤية الإبداعية للباحثين، لكنه يعتقد أن هناك حاجة إلى مزيد من الأدلة.

وقال: “في الوقت الحالي، لا يمكننا التعرف على ذكور وإناث الديناصورات بمجرد النظر إلى إصابات الذيل”. “من المؤكد أننا بحاجة إلى العثور على نفس النمط في العينات التي نعرف أنها من الإناث، على سبيل المثال مع الحفاظ على البيض أو العظام النخاعية.”

العظم النخاعي هو نسيج مؤقت يتشكل داخل تجويف في العظام الطويلة للطيور والديناصورات لتوفير الكالسيوم لقشر البيض، وقد تم استخدامه سابقًا في البحث للتعرف على الديناصور ريكس الحامل في عام 2016.

على سبيل المثال، في الدجاج، يتكون العظم النخاعي قبل أسبوع إلى أسبوعين من وضع البويضة الأولى، ويتم إعادة امتصاصه بعد حوالي ثلاثة أسابيع من وضع البويضة الأخيرة، وفقًا للدراسة.

وكتب الباحثون أنه إذا حدث نفس النمط في الديناصورات، فإن أيًا يحتوي على هذا الدليل كان سيموت خلال فترة زمنية تبلغ حوالي خمسة أسابيع خلال فترة التكاثر.

معرفة الأنثى من الذكر

وقال بيرتوزو إنه إذا أمكن إثبات الفرضية، فقد يفتح ذلك طريقة جديدة تمامًا لفهم حفريات الهادروصورات الكاملة التي تحمل مثل هذه الإصابات.

وأضاف: “قد يؤدي هذا إلى سلسلة من الآثار، مثل اختبار ما إذا كانت قمم الجمجمة تختلف بين الجنسين، أو تحديد السمات التشريحية التي تم تخصيصها سابقًا للأنواع الجديدة”.

ولكن هناك حاجة إلى مزيد من البيانات. وعلى الرغم من أن الفريق قام بتجميع مجموعة كبيرة من البيانات، إلا أنهم حريصون على دراسة الحفريات من الصين وأمريكا الجنوبية لمواصلة مقارناتهم. وقال بيرتوزو إنهم يريدون أيضًا استخدام عمليات محاكاة حاسوبية أكثر قوة لتشمل حركات الذيل وأحجام العضلات عبر سيناريوهات الإصابة المختلفة.

ويشعر بيرتوزو بالفضول أيضًا لمعرفة ما إذا كانت الإصابات موجودة في أنواع أخرى من الديناصورات، مثل الصربوديات طويلة العنق. لقد تفاجأ بعدم العثور على آفات مماثلة في الإغواندونات، التي كانت أسلاف الهادروصورات وهي أيضًا شائعة جدًا في السجل الأحفوري.

وقال بيرتوزو: “القصة في البداية فقط، وآمل أن تكون قصتنا مجرد خطوة من الخطوات الأولية لفهم هذا الجانب من حياة الديناصورات بشكل أفضل”.

وقال ستيف بروسات، أستاذ علم الحفريات والتطور بجامعة إدنبره في اسكتلندا، الذي لم يشارك في الدراسة، إن تحديد الذكور من الديناصورات الإناث بناءً على العظام يتطلب عبء إثبات كبير، وهو أمر كان صعبًا تاريخيًا.

وقال: “لقد عرض المؤلفون قضيتهم وأعتقد أنهم يقدمون حجة مقنعة، ولكن كما هو الحال مع العديد من جوانب سلوك الديناصورات، لم نتمكن منذ عشرات الملايين من السنين من مراقبتها كحيوانات حقيقية، لذلك سيكون هناك دائمًا درجة من الشك، ودرجة معينة من عدم اليقين في هذه التفسيرات”. “في كثير من الأحيان لا نستطيع التمييز بين الأولاد والبنات.”

وجد الدكتور يوشيتسوجو كوباياشي، أستاذ علم الحفريات الفقارية في متحف جامعة هوكايدو في اليابان، أن الدراسة هي واحدة من أكثر الدراسات إبداعًا التي شاهدها في علم الأحياء القديمة للديناصورات الحديثة ويعتقد أن النمذجة في الدراسة تستبعد الأسباب المحتملة الأخرى. وبينما اكتشف كوباياشي أنواعًا جديدة من الهادروسور، فإنه لم يشارك في البحث الجديد.

ومع ذلك، في حين يجد كوباياشي هذه الفرضية مثيرة للاهتمام، فإنه يعتبرها نقطة انطلاق جريئة وليس دليلا قاطعا.

وكتب في رسالة بالبريد الإلكتروني: “تفتح هذه الدراسة نافذة رائعة على الحياة الخاصة للديناصورات”. “حتى لو لم تكن جميع الاستنتاجات صحيحة، فإنها تظهر أن العظام يمكن أن تحتفظ بآثار سلوكية لم نعتقد أننا سنراها أبدًا. من المثير الاعتقاد أنه حتى ندوب هذه المخلوقات القديمة يمكن أن تكشف عن لحظات من حياتها الأكثر حميمية، بكل معنى الكلمة، “الحياة العاطفية” للديناصورات المكتوبة في عظامها”.

قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.

لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com