الديناصورات منذ العصر الثلاثي حتى العصر الطباشيري (الحلقة 5)

إعداد الجيولوجي: محمد حسين

رئيس مجلس إدارة شركة ABH Training & Supply

التواصل وإصدار الأصوات:

لا تزال طبيعة التواصل بين الديناصورات تُشكل مسألة يكتنفها الغموض، ومجالاً دراسيًا جذّأبًا بالنسبة للعلماء. أقدم عالم الأحياء القديمة الأمريكي «فيل سنتر» في سنة 2008 على دراسة الأدلة المتوافرة المتعلقة بمقدرة حيوانات حُقب الحياة الوسطى، بما فيها الديناصورات، على إصدار الأصوات، فتبين له أنه على العكس مما هو شائع بين الناس، وما تُظهره الأفلام السينمائية، فإن معظم الديناصورات لم تكن قادرة على إصدار أية أصوات على الإطلاق. يُفيد سنتر أنه قام بدراسة توزّع الأعضاء التي تصدر أصواتًا عند كل من الزواحف والطيور، فاكتشف أن الحبال الصوتيّة بداخل الحنجرة يظهر أنها تطوّرت عدّة مرّات عند الزواحف، بما فيها التمساحيات، القادرة على إصدار زئير من حلقها، أما الطيور فهي عديمة الحنجرة، لذا فهي تُصفّر وتغرّد باستخدام عضو آخر يُعرف باسم المصفار، وهذا العضو لا يوجد إلا عند الطيور ولا يرتبط بالحنجرة من قريب أو بعيد، لذا يمكن القول أنه تطوّر بشكل مستقل عن تطور الأعضاء الصوتيّة عند الزواحف. يعتمد المصفار على نظام تشريحيّ مميز عند الطيور يُطلق عليه تسمية «نظام الكيس الهوائي»؛ فإن فقد طائر ما الكيس الهوائي الترقوي الواقع بالقرب من عظم الترقوة، فسيستحيل أبكمًا. يمكن التأكد من وجود هذا الكيس الهوائي عند كائنات منقرضة عن طريق العلامات المميزة أو الفجوات التي يُحدثها للعظام، وبشكل رئيسي الفجوة على العضد، وعند الديناصورات تشير الأدلّة إلى امتلاكها نظم أكياس هوائية معقدة، إلا أن جميع الأجناس والفصائل، عدا جنس واحد، لا يظهر أنها امتلكت كيسًا هوائيًا ترقويًا يُساعدها على إصدار أي صوت ذا شأن. أما الجنس المستثنى فهو جنس الديناصورات هوائيّة العظم (باللاتينية: Aerosteon) التي يظهر أنها طوّرت كيسًا هوائيًا ترقويًا بمعزل عن الطيور لأسباب أخرى لا تتعلق بإصدار الأصوات.

إن أقدم الحيوانات التي تفيد الأدلّة أنها كانت قادرة على إصدار الأصوات باستخدام المصفار هي ما يُعرف بالطيور النقيضة (باللاتينية: Enantiornithes)، ويُحتمل أن أي أركوصور طيريّ آخر سابق لها لم يكن قادرًا على إصدار أي صوت. تفيد الكثير من الأدلّة أن الديناصورات كانت تتواصل بصريًا عوض أن تتواصل سمعيًا، وذلك عن طريق بعض خصائصها الجسديّة المميزة، مثل القرون والأهداب والأعرف وأشرعة الظهر والريش، التي يُحتمل أنها كانت ذات ألوان لامعة تلفت النظر، وفي هذا شبه بسلوك بعض مجموعات الزواحف المعاصرة مثل السحالي، فالكثير من أنواعها صامت تمامًا أغلب الأحيان، لكنه يتواصل مع بني جنسه وغيره من الكائنات باستخدام عروض جسدية تتمحور حول استعمال ألوان جسديّة فاقعة، بل أن البعض مثل الحرابي له القدرة على تغيير لونه وفقًا لحالته النفسيّة، فيكون لونه وهو خائف مختلفًا عن لونه وهو في حالة الاسترخاء.

يقول سنتر وغيره من أنصار نظريته، أنه على الرغم من عدم مقدرة الديناصورات على إصدار الأصوات، فإن بعضها قد يكون لجأ إلى وسائل أخرى لإصدار الصوت بهدف التواصل، فالكثير من الحيوانات المعاصرة بما فيها الزواحف والطيور، تُصدر أصواتًا عديدة لا ملفوظة، منها الهسهسة، صرير الفكين أو الطقطقة بهما، اللجوء إلى ما تقدمه البيئة من حولها كرشّ المياه، أو خفق الجناحين، والأسلوب الأخير يُحتمل أن تكون الديناصورات ذات الأيادي السالبة لجأت إليه كونها كانت ديناصورات مجنحة.

تقترح بعض الدراسات أن الديناصورات بطيّة المنقار العرفيّة أو اللامبيوصوريات كانت تستخدم عرفها الأجوف كغرفة تردد صدى أصواتها المختلفة، غير أن سنتر يقول أن هكذا غرف صوتيّة موجودة عند بعض الكائنات المعاصرة، وأن الأخيرة تستخدمها لتفخيم أو تعميق بعض الأصوات غير الملفوظة مثل الهسهسة، ومن أبرز الكائنات عديمة الأوتار الصوتية: الأفاعي، فهي تمتلك غرفًا صوتيةً في جمجمتها تساعدها على تفخيم فحيحها بحال أصبح ما يتهددها من خطر قاب قوسين أو أدنى.

الفيزيولوجيا:

دار جدال حاد بين العلماء منذ عقد الستينيات من القرن العشرين، وما زال، يتعلّق بما إذا كانت الديناصورات قادرة على تعديل درجة حرارة جسدها بنفسها أم غير قادرة على ذلك. كان العلماء يجمعون في بداية الأمر أن هذه الكائنات لم تكن قادرة على تعديل حرارتها بنفسها على الإطلاق، لذا فقد صنفوها على أنها من ذوات الدم البارد. غير أن بعض الدلائل الجديدة ظهرت مؤخرًا، وهي تدعم الافتراض العكسي، لذا فإن الأغلبية الساحقة من العلماء أصبحوا يوافقون على أن الديناصورات كانت من ذوات الدم الحار، وأصبح الجدال يتركز حول آلياتها الجسدية وتأقلماتها التي خُصصت لتعديل حرارتها.

افترض علماء الأحياء القديمة أن الديناصورات من ذوات الدم البارد عندما اكتشفت أوّل الأحافير، وكان هذا أحد الأسباب التي دفعتهم إلى إطلاق تسمية «السحالي الرهيبة» عليها. جعلت هذه النظرية العلماء يفترضون أن الديناصورات كانت كائنات بطيئة الحركة وبليدة مقارنة مع الزواحف المعاصرة، التي تحتاج إلى مصدر خارجي باعث للحرارة حتى تستطيع رفع درجة حرارتها. ظلّت النظرية القائلة بأن الديناصورات ذات دم بارد نظرية سائدة حتى سنة 1968، عندما نشر عالم الأحياء القديمة الأمريكي، «روبرت ت. باكر»، وهو من الداعمين للنظرية العكسيّة، مقالةً مفصلة تتحدث عن هذا الموضوع وأسباب إيمانه بها، فكان لها كبير الأثر في تغيير واستبدال نظرية الدم البارد التي دامت طيلة سنوات.

تفيد الأدلّة الحديثة أن الديناصورات كانت قادرة على البقاء في المناطق ذات المناخ المعتدل والحرارة الألطف، وهذه المناطق تُعتبر باردةً بالنسبة للكثير من أنواع وفصائل الزواحف والسحالي، لذا يُمكن القول أن بعض أنواع الديناصورات على الأقل كانت قادرة على تعديل درجة حرارة جسدها باستخدام تأقلمات جسدية داخلية. ومن الأدلّة التي تدعم نظرية الدم الحار لدى الديناصورات، اكتشاف ديناصورات قطبيّة في إستراليا والقارة القطبية الجنوبية، وهذه لا شك أنها كانت تعاني من شتاء طويل قارس يدوم ستة أشهر، ولولا استطاعتها التحكم في حرارة جسدها كما الطيور والثدييات لكانت نفقت. أضف إلى ذلك أن أنواعًا كثيرة مريّشة تم اكتشافها، وهذه يُحتمل أن يكون ريشها قد وفّر لها عازلاً حراريًا طبيعيًا، أيضًا أظهرت تحاليل بنية الأوعية الدموية بداخل عظام الديناصورات، أنها مماثلة لتلك الخاصة بذوات الدم الحار. تفيد بنية الهياكل العظمية للواحم الثيروبوديّة وغيرها من الديناصورات، أنها كانت تعيش حياةً نشطة تلائم الأوعية الدموية والقلب الخاص بكائن من ذوات الدم الحار بشكل أفضل من ذوات الدم البارد، بينما تبيّن أن طويلات العنق كان لها خصائص شبيهة بخصائص ذوات الدم البارد أكثر من نقيضتها. يقول العلماء أنه من المؤكد كون بعض الديناصورات حارة الدم وبعضها الآخر بارد الدم، وما زال الجدال قائمًا حول تصنيف الأنواع وفق هاتين الفئتين.

من الأمور التي تزيد الجدال تعقيدًا هو أن خاصيّة الدم الحار تظهر عند الكائنات الحية بسبب أكثر من تأقلم جسديّ واحد فقط. يقوم معظم العلماء بمقارنة الديناصورات بالثدييات والطيور متوسطة الحجم لتفسير تأقلمها الجسدي مع خاصية الدم الحار، حيث يقولون أنها، كما تلك الكائنات المعاصرة، كانت تصرف طاقتها التي تتحصل عليها من الغذاء لرفع درجة حرارة جسدها بما يفوق درجة حرارة محيطها. إلا أن هذه النظرية تعترضها مشكلة أخرى، فإن كانت الديناصورات ستقارن بالحيوانات المعاصرة، فإنها كانت ستعاني من ذات المشاكل أو تمتلك ذات التأقلمات الحرارية التي يفرضها عليها حجمها، فالثدييات والطيور الصغيرة على سبيل المثال تمتلك غطاءً عازلاً للحرارة على جسدها، من شاكلة الفراء والريش، أو الدهون، أما الثدييات الضخمة مثل الفيلة، فتواجه مشكلة الحفاظ على حرارتها بسبب بنيتها الكبيرة، حيث أن بنية الحيوان كلما ازدادت، قلّت نسبة الحرارة التي يلفظها الجلد، الأمر الذي يجبر الحيوان على التأقلم أو البحث عن أساليب أخرى لتخفيض درجة حرارته، وفي حالة الفيلة، فإن البالغة منها تمتلك شعرًا خفيفًا على كافة أنحاء جسدها، وآذانها كبيرة تستخدمها للتهوئة، كما أنها تقوم بالتمرغ بالماء والوحل على الدوام. يُحتمل أن تكون الديناصورات الضخمة قد عانت من ذات المشكلة الأخيرة؛ فحجمها الكبير يفيد بأنها كانت تفقد الحرارة بشكل بطيء، لذا فإنها كانت لتعاني من ارتفاع حرارتها لو لم تمتلك تأقلمًا جسديًا خاصًا، يُرجح بعض العلماء أن يكون مقدرتها على اكتساب الحرارة من محيطها أو فقدانها بدرجة أسرع من الكائنات الأصغر حجمًا، إلا أن هذه النظرية لا تُفسّر كيفيّة تعديل الفصائل العديدة ذات الأحجام الصغيرة حرارة جسدها.

أظهرت التصويرات المقطعية المحوسبة الحديثة للتجويفات الصدريّة الخاصة بالديناصورات وجود ما يُشبه بقايا قلب ذي أربع حجرات شديد الشبه بقلب الطيور والثدييات المعاصرة.

تعرّضت هذه النتيجة ومن قال بها إلى انتقاد لاذع في المجتمع العلمي، وذلك بسبب الدراسة التي صنفها كثيرون ضعيفة لا يمكن الاستناد إلى نتائجها، وأنها مجرّد أمنيات لناس خبراء.

يرد القائلين بهذه النظرية أنها وإن كانت نتائجها صوريّة، إلا أنه على الرغم من ذلك، فإن التمساحيات والطيور المعاصرة، وهي أقرب الكائنات للديناصورات، تمتلك قلبًا ذي حجرات أربع، لذا لا يُستبعد امتلاك الديناصورات خصائص مماثلة.

بقايا الأنسجة الحيوية والحمض النووي

كُشف النقاب عن إحدى أفضل المستحثات ذات الأنسجة الحيوية المحفوظة في سنة 1998، وكان هذا الأحفور يعود لفرخ ديناصور مخلب سكيبيو سكيبيونكس عُثر عليه في منطقة «بترارويا» في إيطاليا، وقد ظهرت فيه أجزاء من الأمعاء والقولون والكبد والعضلات والقصبة الهوائية.

أعلنت عالمة الأحياء القديمة الأمريكية، «ماري هيجبي شويتزر»، في عدد شهر مارس لسنة 2005 من مجلة العلوم الأكاديمية، أنها اكتشفت وفريقها موادًا طيّعة تشبه الأنسجة الحيوية الطبيعية بداخل عظمة ساق تيرانوصور تبلغ من العمر 68 مليون سنة، عُثر عليها في التكوينة الصخريّة المعروفة باسم «تكوينة جدول الجحيم» (بالإنجليزية: Hell Creek Formation) في ولاية مونتانا، وقد قام الفريق بتمييه هذه الأنسجة بعد استخراجها لغرض دراستها. بعد أن قام العلماء بتنظيف تلك العظمة طيلة أسابيع عدّة لاستخراج ما علق فيها من تراب ومعادن، تبيّن أن فيها عدد من البنى السليمة، من شاكلة الأوعية الدموية ومصفوفات وألياف عظميّة، كذلك أظهرت الفحوصات الدقيقة تحت المجهر أن هذه الأنسجة الحيوية المفترضة حافظت على بنيتها الدقيقة حتى على المستوى الخليوي. وعلى الرغم من كل هذا، فإن طبيعة وتكوين هذه المواد التي عُثر عليها لا تزال غير واضحة، وما زال العلماء منكبون على دراستها.

قال الدكتور طوماس كاي من جامعة واشنطن بتاريخ 30 يوليو سنة 2008 أن المواد التي عُثر عليها في عظمة ساق التيرانوصور ليست بأنسجة حيوية على الإطلاق بل بيوفيلم تكوّن بعد أن شمّعت البكتيريا الفراغات حيث كانت الأنسجة الحيوية والخلايا تقع. كذلك أفاد الباحثون أن ما اعتقد أنه بقايا خلايا دموية بفعل احتوائه على ذرّات حديديّة، إنما هو في واقع الأمر أجسام كرويّة دقيقة تحمل ذرّات حديد اكتُشفت في الكثير من مستحثات كائنات منقرضة أخرى مثل الأمونيت. وكان وجود هذه الأجسام في بعض أنحاء جسد الأمونيت حيث لا وجود لأوعية دموية مفتاح الاستنتاج الذي توصّل إليه كاي، وهو أنه لا يمكن ربط وجودها بوجود أوعية دموية.

أفاد بعض العلماء مرتين فقط أنهم تمكنوا من استخراج حمض نووي سليم من مستحثات تعود لديناصورات، إلا أنه عند التدقيق بهذه الإدعاءات تبيّن أنها غير موثوقة. إلا أنه تمّ الاستدلال على شكل الببتيد في أحماضها الأمينية عبر تحليل تاريخ نشوئها وتطورها بالاستناد إلى سلسلة مورثات أقرب أقاربها المعاصرة من طيور وزواحف. إضافة إلى ذلك تمّ الإدعاء بتأكيد وجود عدد من البروتينات، بما فيها الهيموجلوبين، في عدد من المستحثات.

الريش وأصل الطيور:

كان عالم الأحياء البريطاني، طوماس هنري هكسلي، أوّل من افترض أن الطيور هي سليلة الديناصورات المباشرة، وذلك في عام 1868، لكن المجتمع العلمي تخلّى عن هذه الفكرة في أوائل القرن العشرين بعد أن نشر الدكتور وعالم الأحياء القديمة الدنماركي، جيرهارد هيلمان، مؤلفه الذي تحدّث فيه عن أصل الطيور ونشوئها، حيث قال بأنها تتحدر مباشرة من الزواحف غمديّة الأسنان، أسلاف الديناصورات، وكان دليله على ذلك انعدام الترقوة عند الديناصورات ووجودها لدى الطيور. أظهرت الاكتشافات اللاحقة خطأ هذه الافتراضية، حيث عُثر على هياكل عظمية ذات ترقوات، أبرزها هيكل كاسر البيض أوڤيرابتور الذي عُثر عليه سنة 1924، وتبيّن أن العلماء السابقين أخطأوا بين ترقوات كل الهياكل المكتشفة سابقًا واعتقدوا بأنها عظام بين ترقوية.

أعاد الدكتور جون أوستروم إحياء نظرية أصل الطيور الديناصوري خلال عقد السبعينيات من القرن العشرين، وقد لاحقت هذه النظرية رواجًا واستحسانًا كبيرًا خلال العقود التالية، خصوصًا بعد التطوّر الكبير الذي طرأ على أساليب تحليل الفروع الحيوية، وبعد اكتشاف الكثير من أنواع الديناصورات الثيروبوديّة الصغيرة المريشة والطيور البدائية، ومن أبرز هذه الاكتشافات: الأحافير من تكوين «تشيان» الصخري في منطقة لياونينغ في الصين، وهي تضم ثيروبودات صغيرة متعددة بالإضافة إلى طيور بدائية.

تتشارك الطيور مع الثيروبودات في أكثر مائة خاصية تشريحية، الأمر الذي يدفع العلماء حاليًا لاعتبار الأخيرة أقرب ما يكون من أسلاف الطيور، ويضيفون أن الديناصورات ذات الأيادي السالبة هي الأقرب إليها. اقترحت قلة من العلماء مسارًا تطوريًا آخرًا للطيور، ومنهم من قال بنظرية هيلمان، وقال آخرون أن ذات الأيادي السالبة هي بالفعل أسلاف الطيور، إلا أنها نفسها ليست بديناصورات، بل مجموعة كائنات تطورت تطورًا متوازيًا مع الديناصورات.