قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
منذ ما يقرب من قرنين من الزمان، حاول العلماء حل لغز دائم يتعلق بحيوان عملاق يشبه الديدان الألفية يُدعى Arthropleura، استخدم أرجله المتعددة للتجول في الأرض منذ أكثر من 300 مليون سنة.
الآن، كشفت حفريتان محفوظتان جيدًا للمخلوق المكتشف في فرنسا أخيرًا عن شكل رأس المفصليات، مما يوفر نظرة ثاقبة حول كيفية عيش المفصليات العملاقة.
اليوم، المفصليات هي مجموعة تضم الحشرات والقشريات والعناكب مثل العناكب وأقاربها – ولا تزال المفصليات المنقرضة أكبر مفصليات الأرجل المعروفة على الإطلاق التي تعيش على هذا الكوكب.
اكتشف العلماء في بريطانيا العظمى حفريات المفصليات لأول مرة في عام 1854، حيث يصل طول بعض العينات البالغة إلى 8.5 قدم (2.6 متر). لكن لم تتضمن أي من الحفريات رأسًا، مما سيساعد الباحثين على تحديد التفاصيل الأساسية حول المخلوق، مثل ما إذا كان حيوانًا مفترسًا يشبه المئويات أو حيوانًا يتغذى فقط على المواد العضوية المتحللة مثل الديدان الألفية.
في محاولة للعثور على أول رأس كامل، أجرى الباحثون تحليلًا لحفريات المفصليات التي تنتمي إلى شخصين من الأحداث التي تم اكتشافها في السبعينيات في فرنسا. تم نشر النتائج في 9 أكتوبر في مجلة Science Advances.
اكتسبت القصة الغريبة لـ Arthropleura تطورًا جديدًا عندما قام فريق الدراسة بمسح الحفريات التي لا تزال محاصرة في الحجر.
يُظهر رأس كل حيوان خصائص تنتمي إلى كل من الديدان الألفية والمئويات، مما يشير إلى أن نوعي المفصليات مرتبطان ارتباطًا وثيقًا أكثر مما كان يُعتقد سابقًا، وفقًا لمؤلفي الدراسة.
“من خلال الجمع بين أفضل البيانات المتاحة من مئات الجينات من الأنواع الحية في هذه الدراسة، إلى جانب الخصائص الفيزيائية التي تسمح لنا بوضع الحفريات مثل Arthropleura على الأشجار التطورية، تمكنا من تربيع هذه الدائرة. قال المؤلف المشارك في الدراسة وعالم الحفريات الدكتور جريج إيدجكومب، وهو خبير في اللافقاريات القديمة في متحف التاريخ الطبيعي بلندن، في بيان له: “إن الديدان الألفية والمئويات هي في الواقع أقرب أقرباء لبعضهما البعض”.
وقت للعمالقة
ومن خلال الحفريات والمسارات الشبيهة بالمداس التي تركتها المفصليات وراءها، قرر العلماء أن هذه الحشرة الضخمة عاشت قبل ما بين 290 مليون و346 مليون سنة في ما يعرف الآن بأمريكا الشمالية وأوروبا، وكانت مجرد واحدة من العديد من العمالقة التي تجوب الكوكب.
وقال مؤلفو الدراسة إن وفرة الأكسجين في الغلاف الجوي تسببت في وصول كائنات مثل العقارب والحشرات الشبيهة باليعسوب المنقرضة الآن والتي تسمى غريفينليس إلى أحجام هائلة تتضاءل أمام نظيراتها الحديثة. لكن ميكائيل ليريتير، مؤلف الدراسة الرئيسي، قال إن المفصليات لا تزال بارزة، إذ تصل إلى نفس طول التماسيح الحديثة تقريبًا.
يسعى ليريتييه للحصول على درجة الدكتوراه في عدد لا يحصى من الأرجل القديمة، وهي مجموعة من المفصليات تضم الديدان الألفية والمئويات، في جامعة كلود برنارد ليون 1 في فرنسا، لفهم كيفية تكيف المفصليات للعيش على الأرض منذ ملايين السنين.
بمجرد موت الحيوانات ودفنها في طبقات من الرواسب مع مرور الوقت، أصبح بعضها مدفونًا في معدن يعرف باسم السدريت، والذي تصلب وشكل عقيدات حول البقايا. وقد ساعد أن تصبح مغطاة بالحجر في الحفاظ على الجوانب الأكثر حساسية للمخلوقات المتحجرة.
تم رصد مثل هذه العقيدات لأول مرة في منجم للفحم في مونتسو لي مين بفرنسا في السبعينيات، ثم تم نقلها إلى مجموعات المتحف الفرنسي.
وقال إيدجكومب: “تقليدياً، كنا نقوم بتقسيم العقيدات وأخذ قوالب من العينات”. “في هذه الأيام، يمكننا التحقيق معهم من خلال عمليات المسح. لقد استخدمنا مزيجًا من التصوير المقطعي الدقيق (microCT) وصور السنكروترون لفحص المفصليات من الداخل، والكشف عن التفاصيل الدقيقة لتشريحها.
سلف مفصلي مثير للاهتمام
وكشفت عمليات المسح ثلاثية الأبعاد عن عينتين شبه كاملتين من المفصليات التي عاشت قبل 300 مليون سنة. قال ليريتييه إن كلتا الحشرتين المتحجرتين لا تزال تمتلكان معظم أرجلهما، وكان لدى إحداهما رأس كامل، بما في ذلك قرون الاستشعار والعينان والفك السفلي وجهاز التغذية، وهو أول رأس مفصلي تم توثيقه على الإطلاق.
تفاجأ الفريق باكتشاف أن لدى Arthrorpleura خصائص جسدية شوهدت في الديدان الألفية الحديثة، مثل زوجين من الأرجل لكل جزء من أجزاء الجسم، بالإضافة إلى خصائص رأس المئويات المبكرة، مثل موضع الفك السفلي وشكل جهاز التغذية الخاص بها. وقال ليريتير إن المخلوق كان له أيضًا عيون مطاردة، مثل القشريات.
بالإضافة إلى مساعدة الباحثين على فهم أفضل لشكل المفصليات، فإن هذا الاكتشاف يرسم أيضًا علاقة تطورية أوثق بين الديدان الألفية الحديثة والمئويات.
في السابق، اعتقد العلماء أن هناك علاقة بعيدة بين المفصليتين، ولكن في السنوات الأخيرة، أظهرت الدراسات الوراثية أن الديدان الألفية والمئويات كانتا مرتبطتين بشكل أوثق.
“لقد تم (انتقاد) هذا السيناريو الجديد على أساس عدم وجود “أحفورة” أو حجة تشريحية للدفاع عن هذا التجمع، ولكن النتائج الجديدة التي توصلنا إليها على المفصليات التي تجمع بين سمات كلا المجموعتين تميل إلى تأكيد هذا السيناريو الجديد،” كتب ليريتير في مقال. بريد إلكتروني.
يعتقد الباحثون أن حفريتي Arthropleura تنتميان إلى أحداث، حيث يصل طولهما إلى 0.9 بوصة (25 ملم) و1.5 بوصة (40 ملم) فقط.
أظهرت الدراسات التي أجريت على عينات المفصليات أن الحيوانات تختلف في كمية أجزاء الجسم الموجودة لديها، على غرار معظم الديدان الألفية التي تضيف أجزاء من الجسم حتى تصل إلى حد أقصى ثابت. لكن المئويات لديها جميع أجزاء جسمها في مكانها بالفعل عند الولادة، وفقًا لمؤلفي الدراسة.
تشير هذه النتيجة إلى أن المفصليات الجنبية وصلت إلى ذروة التجزئة عند البلوغ، وليس عند الولادة. لكن الباحثين لديهم فضول لتحديد ما إذا كانوا قد عثروا على عينات حقيقية، أو أنواع أصغر غير معروفة سابقًا، بالإضافة إلى معدل النمو بمرور الوقت لمثل هذا الحيوان.
وقال إيدجكومب: “تشير الآثار التي تم العثور عليها في مكان آخر في مونتسو ليه مين إلى أن هذه المفصليات ربما كانت بطول حوالي 40 سم (1.3 قدم) في أطولها”. “على الرغم من أنه لا يوجد ما يشير إلى أنها لا يمكن أن تكون أكبر، إلا أنه ليس لدينا حاليًا أي دليل على ذلك.”
ما أكله Arthropleura وأسرار أخرى
والآن بعد أن اكتشف الباحثون رأسًا كاملاً للمفصليات، فإنهم يأملون أن يساعدهم هذا الاكتشاف في حل الألغاز الأخرى حول الحيوان العملاق، بما في ذلك ما يأكله وكيف يتنفس. ولكن لا بد من العثور على حفريات أخرى تحافظ على جوانب إضافية من جسم المفصليات، بما في ذلك رأس شخص بالغ.
وقال إيدجكومب: “في حين أنه لم يتم العثور بعد على محتويات محددة في الأمعاء، فإن تفاصيل أخرى عن هذه الحفريات تساهم في الجدل الدائر حول النظام الغذائي للمفصليات”. “ليس لديهم أي أنياب أو أرجل سمية (متخصصة) لاصطياد الفريسة، مما يشير إلى أنها ربما لم تكن حيوانًا مفترسًا. وبما أن أرجلها أكثر ملاءمة للحركة البطيئة، فمن المحتمل أنها كانت أشبه بالديدان الألفية آكلة المخلفات التي تعيش اليوم.
وقال ليريتير، الذي يدرس مجموعة أخرى من آلاف الأرجل القديمة التي ربما كانت برمائية، إنه يشعر بالفضول بشأن عيون أرثروبليورا المطاردة.
وقال: “اليوم، أصبحت العيون المطاردة سمة نموذجية للمفصليات المائية مثل السرطان أو الجمبري”. “هل يمكن أن يعني ذلك أن المفصليات كانت برمائية؟ للإجابة على هذا، نحن بحاجة إلى العثور على الجهاز التنفسي للمفصليات. يمكن أن يساعدنا العثور على هذه الأعضاء على (فهم) العلاقة بين المفصليات والماء. الخياشيم مثل القشريات قد تعني نمط حياة مائي/برمائي، في حين أن القصبات الهوائية (مثل الحشرات أو المئات من الأرجل) أو الرئتين (مثل العناكب) تعني نمط حياة أرضي.
لكن كشف الشكل الذي يبدو عليه رأس المفصليات يحل لغزا رئيسيا، كما قال جيمس سي لامسديل، أستاذ الجيولوجيا المشارك في جامعة وست فرجينيا في مقال ذي صلة ظهر في Science Advances. ولم يشارك لامسديل في الدراسة الجديدة.
وكتب لامسديل: “(هذه) النتائج الرائعة، المستندة إلى فردين يافعين شبه كاملين، تقدم وجهة نظر جديدة لهذه المفصليات الغامضة”.
“(T) الاكتشاف الأكثر إثارة يأتي من رؤوس العينات التي تحمل فسيفساء من خصائص الديدان الألفية والحريش. … مع كشف لغز الصلات بين أكبر مفصليات الأرجل المعروفة، يمكن أن يبدأ أخيرًا العمل على إعادة بناء تاريخ حياة هذا المخلوق الاستثنائي.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com