من هم أسلاف القط الحديث؟

أوضحت البصمات الجينومية للحمض النووي للقطط الوحشية من جميع أنحاء العالم أنساب القطط، وكشفت عن بعض فترات الهجرة غير العادية في ماضيها

القطط الأنيقة والغامضة لا تخدع فقط أولئك الذين يتشاركون الأريكة مع الصغار، ولكن أيضًا العلماء الذين يحاولون معرفة أصل وتطور أبناء عمومتهم الأكبر سنًا. أين تطورت عائلة القطط الحديثة؟ لماذا ومتى تركوا وطنهم وعبروا القارات في تجوالهم؟ كم عدد الأنواع الموجودة بالفعل، وما هي الأنواع المرتبطة ارتباطًا وثيقًا؟

ويتفق الخبراء بشكل عام على أن فصيلة القطط (Felidae) تضم 37 نوعا، إلا أنهم طرحوا أيضا عشرات المقترحات المختلفة لتصنيف أنواع القطط: فالبعض يصنفها إلى جنسين فقط (أجناس) والبعض يصنفها إلى جنسين (أجناس) فقط. 23 جنسا. من الصعب معرفة ذلك، لأنها تبدو تحت الفراء مثل القطط الكبيرة والقطط المتوسطة والقطط الصغيرة. حتى الخبير قد يجد صعوبة في التمييز بين جمجمة النمر وجمجمة الأسد، كما أن المحاولات التي بذلناها في العشرين عامًا الماضية لتصنيف القطط إلى مجموعات متميزة وراثيًا لم تنجح أيضًا.

ومع ذلك، وبفضل التقدم الذي حققه مشروع الجينوم البشري وتطوير تقنيات فعالة لمسح الحمض النووي، تم إحراز تقدم حديث أيضًا في تحديد التسلسل الجيني للحيوانات، مما أعطانا العديد من أدوات البحث المهمة. بالاعتماد على التقنيات المبتكرة، قمنا نحن الاثنان، بمساعدة زملاء من مؤسسات بحثية أخرى، ببناء أول شجرة عائلة واضحة لعائلة القطط.

وقمنا بمقارنة الترتيب الدقيق الذي تظهر به 30 جينة معينة في الحمض النووي لكل نوع من أنواع القطط الحية اليوم، واستخدمناه لرسم أغصان الشجرة. ومن ثم، ومن أجل معرفة متى انقسم كل فرع، استخدمنا الحفريات التي يُعرف عمرها بشكل مؤكد وتحليلات "الساعة الجزيئية" (تقدير الوقت الذي انقسمت فيه الأنواع وفقًا لدرجة تباين جينات معينة). والنتيجة مكنت من رسم الصورة الأولى التي تظهر بوضوح نسب القطط، بجميع أحجامها، فيما بينها، ومنها تعلمنا كيف ومتى استقرت هذه الحيوانات المفترسة العليا في خمس قارات.

الشعور بالنظام

للوهلة الأولى، كشفت اختبارات الحمض النووي أن الأنواع الـ 37 تميل إلى التجمع في ثماني مجموعات منفصلة أو "سلالات". لقد أذهلنا وشجعنا حقيقة أن المجموعات الثماني المحددة بناءً على التحليل الجزيئي وحده تتطابق مع ملاحظات أخرى، مثل الخصائص المورفولوجية والبيولوجية والفسيولوجية المشتركة الفريدة لكل مجموعة.

على سبيل المثال، تشتمل إحدى السلالات على جميع القطط الكبيرة الزائرة (الأسد، النمر، النمر، اليغور، ونمر الثلج). عظمة لسانهم، وهي إحدى عظام الرقبة التي تدعم اللسان، ليست عظمية كلها، لذلك تسمح لهم بالزئير. تضم هذه المجموعة أيضًا الفهد الغائم ونمر بورنيو الغائم، وهي قطط أقل شهرة ومتوسطة الحجم ذات فراء مربعات جميل. نظرًا لأن بنية عظام رقبتهم مختلفة قليلاً، فلا يمكنهم الزئير.

أدت مقارنة تسلسل الجينات إلى تحديد الأنساب وترتيب الانقسامات، وكذلك تحديد زمن حدوثها بناءً على المعايرة بمساعدة الحفريات. لكننا كنا بحاجة إلى معلومتين إضافيتين لإكمال الصورة ومعرفة مصدر القطط وكيفية انتشارها حول العالم. أولاً، حددنا توزيع جميع الأنواع الحية اليوم وأين تم العثور على البقايا الأحفورية لأسلافها. ثم لاحظنا عالم القطط من خلال عيون الجيولوجيين الذين يعرفون كيفية تفسير تركيبة الصخور الرسوبية والتعلم منها حول الارتفاعات والانخفاضات في مستوى سطح البحر. وعندما ينخفض ​​مستوى سطح البحر، تربط الجسور البرية بين القارات، وتستطيع الثدييات أن تهاجر وتحتل موائل جديدة. وعندما يعود مستوى سطح البحر ويرتفع، تصبح الحيوانات في كل قارة معزولة مرة أخرى. تظهر الدراسات التي أجريت على الفقاريات أن العزلة في قارة أو جزيرة توفر جميع الظروف اللازمة للتمايز الجيني للسكان.

لم يعد بإمكان أفراد هذه المجموعة إنتاج ذرية مع أفراد من مجموعة أخرى، معاصرة، على الرغم من أنهم من نسل نوع كان قريبًا في الماضي. هذه المسافة أو العزلة الإنجابية هي السمة المميزة لتعريف الأنواع. مسلحين بهذه القطع من الكلمات المتقاطعة، قمنا بتجميع تسلسل معقول لهجرات القطط عبر التاريخ.

بناءً على الحفريات وحدها، يتفق معظم الباحثين على أن قطة تدعى Pseudaelurus، والتي عاشت في أوروبا منذ 9 إلى 20 مليون سنة مضت، هي آخر سلف مشترك للقطط (لم تكن Pseudaelurus هي القطة الأولى.

منذ حوالي 35 مليون سنة، كانت هناك بالفعل قطط كبيرة ذات أسنان سيفية، Nimravids، لكن جميع نسلها تقريبًا انقرضت). ومع ذلك، فإن الدراسات الجزيئية التي أجريناها مؤخرًا تشير إلى أن جميع القطط الحالية نشأت من أحد أنواع Pseudolaurus المختلفة، وهو نوع عاش في آسيا منذ حوالي 11 مليون سنة. وعلى الرغم من أننا لا نعرف بالضبط ما هي الأنواع البيولوجية لسلف القطط ذلك، إلا أننا نعتقد أن زوجًا معينًا من القطط من هذه المجموعة القديمة كان "آدم وحواء" من بين 37 نوعًا من القطط الموجودة اليوم.

علي الطريق

وانفصلت المجموعة الأولى عن هذا القط الآسيوي الغامض، منذ حوالي 10.8 مليون سنة، ومنه نشأت سلالة النمر، التي تضم اليوم القطط الزائرة الكبيرة ونوعي النمر الغائم. وأدى الانقسام الثاني، الذي حدث أيضًا في آسيا بعد حوالي 1.4 مليون سنة، إلى ظهور سلالة القطط في خليج بورنيو، والتي تضم اليوم ثلاثة أنواع من القطط الصغيرة التي تطورت في جنوب شرق آسيا وما زالت تعيش هناك. وفي الانشقاق التالي عن المجموعة الأصلية، تأسست سلالة الوشق، والتي تمثل اليوم ثلاثة أنواع متوسطة الحجم انتقل أسلافها إلى أفريقيا منذ 8 إلى 10 ملايين سنة في أول هجرة عبر القارات. وفي تلك الأيام، كان مستوى سطح البحر أقل مما هو عليه اليوم بـ 60 مترًا، وكانت أفريقيا متصلة بشبه الجزيرة العربية بجسور برية على طرفي البحر الأحمر، مما سمح بالهجرة إلى أفريقيا.

تهاجر القطط بطبيعتها لأن لديها نمط سلوك يتطلب الانتشار في كل جيل. عندما يكبر الشباب الذكور (وأحيانًا الإناث أيضًا) ويصبحون بالغين، يضطرون إلى مغادرة المكان الذي ولدوا فيه. وهكذا، على مر السنين، عندما ينمو عدد القطط، فإنها تحتاج إلى المزيد والمزيد من المناطق للانتشار. هذا السلوك، بالإضافة إلى الإكراه على متابعة أنواع الفرائس المهاجرة، يفسر، ولا بد من التكهن، ما الذي دفع القطط إلى الهجرة بعيدًا. كما أنها حيوانات مفترسة موهوبة جدًا، وسرعان ما تكتشف مناطق جديدة تصادف وجودها في طريقها. لذلك ليس من المستغرب أن القطط تنجح في اختراق المناطق غير المستغلة.

عندما بدأت القطط الآسيوية بالانتقال إلى أفريقيا، تفرقت أيضًا في جميع أنحاء آسيا وعبرت جسر بيرينغ البري إلى ألاسكا. بعد ذلك، عندما كانت القطط قد بدأت بالفعل في غزو فريستها عبر آسيا وأوروبا وأفريقيا وأمريكا الشمالية، ارتفع مستوى سطح البحر وانفصلت القارات. بسبب العزلة وتغيير الموائل، تم تطوير 20 نوعًا جديدًا.

في أمريكا الشمالية، انفصلت سلالات القط البري والوشق عن المهاجرين الأوائل منذ حوالي 8 و7.2 مليون سنة على التوالي. انقسمت سلالة القط البري في النهاية إلى نوعين ونسب المركب الشراعي إلى أربعة أنواع. انقسمت سلالة الكوجر منذ حوالي 6.7 مليون سنة، ومنها نشأ الكوجر (أو الأسد الجبلي)، والجاغوارون (قط بري يعيش في أمريكا الوسطى والجنوبية)، والفهد الأمريكي. البقايا الأحفورية لجميع هذه الأنواع، الموجودة في الرواسب في أمريكا، تثبت أصلها بقوة في نصف الكرة الغربي.

قبل مليونين إلى ثلاثة ملايين سنة، تسبب عصر جليدي جديد في تراجع المحيطات مرة أخرى، وهو تراجع كان كافيا، وفي الانجراف القاري، لربط قارتي الأمريكتين عند برزخ بنما. استغلت بعض القطط الفرصة وهاجرت جنوبًا ووجدت قارة لا توجد فيها حيوانات مفترسة للحيتان (مثل الدببة والكلاب والقطط والظربان وغيرها). وحتى ذلك الحين، كانت أمريكا الجنوبية معزولة عن القارة الشمالية لعشرات الملايين من السنين، وكان بها العديد من الجرابيات، وبعضها من الحيوانات المفترسة الناجحة. ولكن عندما وصلت القطط من الجانب الآخر من بنما، أصبحت من الحيوانات المفترسة المطلقة: كبيرة الحجم، ورشيقة، وذكية، وقاسية، ومميتة. ولم يكن لدى النشالين الأكثر تواضعا أي فرصة للتنافس معهم بنجاح. وسرعان ما أفسحت جميع الجرابيات المحلية تقريبًا المجال أمام الحيوانات المفترسة المهاجرة مثل قطط الأسيلوت، التي استمرت في التباعد في موطنها الجديد وخلق سبعة أنواع جديدة لا تزال موجودة في أمريكا الجنوبية.

عندما انحسر العصر الجليدي الأخير، منذ حوالي 12,000 ألف سنة، بدأت طبقات الجليد السميكة التي غطت كل كندا وشمال الولايات المتحدة في الذوبان. كانت الأراضي القاحلة المتجمدة في أمريكا الشمالية مخصصة للغابات والسهوب العشبية. بعد الذوبان العظيم، حدثت فجأة كارثة سعيدة، 40 نوعًا من الثدييات فوق أمريكا الشمالية.

لقد قضت انقراضات العصر الجليدي، كما يطلق عليها، على 75% من الحيوانات الكبيرة التي كانت تعيش هناك. اختفت حيوانات الماموث، والمستودون، والقيوط، والدببة الكبيرة ذات الخطم القصير، وحيوان الكسلان الأرضي العملاق، والأسود الأمريكية، والنمور ذات الأسنان السيفية، والكوجر، والفهود من أمريكا الشمالية. تم إنقاذ الفهود من الانقراض لأنه قبل بضعة ملايين من السنين، عندما كان البحر لا يزال منخفضا، عاد بعض أسلافهم إلى آسيا ثم إلى أفريقيا. نجا الكوجر من الإبادة الكاملة بفضل المأوى الذي وجده بعضهم في أمريكا الجنوبية، وعادوا لاستعمار أمريكا الشمالية بعد أجيال عديدة. الأنواع الأخرى لم تعود.

وتستمر الرحلة

في نفس الوقت تقريبًا الذي عبرت فيه الفهود مضيق بيرنج وعادت من أمريكا إلى آسيا، تخلى أسلاف القطط النمرية وسلالات القطط المنزلية عن جذورهم الأمريكية، وعبروا جسر بيرنج البري، وانتقلوا إلى آسيا. لقد فعلوا ذلك، وازدهرت السلالة
وتنقسم القطط النمرية إلى قط النمر الآسيوي وأربعة أنواع صغيرة أخرى تتواجد اليوم في الهند (قط النمر الشائع) ومنغوليا (قط بالاس) وإندونيسيا (قط النمر ذو الرأس المسطح) وعدة أماكن أخرى في آسيا (قطط النمر). قطة السمك). وبالعودة إلى آسيا في ذلك الوقت، كانت القطط الكبيرة الزائرة، وهي أعضاء في سلالة النمر، تنتشر في مناطق أوسع بكثير من ذي قبل.

وتوزعت النمور الكبيرة، التي يبلغ وزنها حوالي 320 كيلوغراما، في جميع أنحاء جنوب شرق آسيا (الهند والهند الصينية والجرف القاري لسوندا والصين)، بينما في شمال آسيا الوسطى وفي الغرب تكيفت النمور الثلجية مع مرتفعات جبال الهيمالايا والمحيط الهادئ. جبال ألتاي.

وكانت النمور منتشرة على نطاق واسع ليس فقط في آسيا، بل أيضًا في أفريقيا، حيث لا تزال موجودة حتى اليوم. هاجرت الأسود والجاغوار إلى أمريكا الشمالية في نهاية العصر البليوسيني، قبل ثلاثة إلى أربعة ملايين سنة.

على الرغم من انقراض هذين النوعين في العصر البليستوسيني في أمريكا الشمالية، إلا أن النمور هربت مبكرًا إلى أمريكا الجنوبية، ووجدت الأسود، التي هاجرت أيضًا إلى أفريقيا في نفس الوقت، قارة أكثر ترحيبًا من أوروبا وآسيا وأمريكا الشمالية أو الجنوبية. لا يزال ملك الحيوانات موجودًا في أفريقيا، ويعيش هناك اليوم حوالي 30,000 ألف أسد. في آسيا، انقرضت الأسود تمامًا تقريبًا. ولم ينج سوى مجموعة صغيرة واحدة تضم نحو 200 فرد، وهي أفراد من عشيرة شاريم، في محمية غابة جير في مقاطعة جوجارات بغرب الهند.

وكشف تحليلنا الجيني أيضًا أن النمور كانت على وشك الانقراض في الماضي. قبل حوالي 73,000 ألف سنة، أدى الانفجار الكبير لبركان توبا في بورنيو إلى تدمير العشرات من أنواع الثدييات في شرق آسيا، بما في ذلك مجموعة من النمور التي كانت منتشرة على مساحات واسعة. نجت مجموعة صغيرة جدًا من النمور وأعادوا إسكان المنطقة. في الواقع، يشير التشابه الجيني لأحفادهم المعاصرين إلى أن معظم السكان لم ينجوا من الانفجار البركاني، وأن مجموعة صغيرة فقط نجت هي التي واصلت السلالة. مثل الفهود والكوجر في أمريكا الشمالية، نجت النمور بجلد أسنانها.

وإلى غرفة المعيشة

بدأ الفصل الأخير في رحلة القطة من الغابة إلى غرفة معيشتنا في الغابات الكثيفة والصحاري الشاسعة حول حوض البحر الأبيض المتوسط. وهناك، تطورت مجموعة من أنواع القطط الصغيرة (أقل من 10 كيلوغرامات في الوزن) وظهرت ببطء: قط مستنقع شرق آسيا، وقط الرمل في الشرق الأوسط، والقط الأفريقي أسود القدم، وأنواع القطط البرية الشائعة ذات أربعة أنواع فرعية ( أوروبا وآسيا الوسطى والشرق الأوسط والصيني). ومع وجود نوع فرعي واحد من تلك القطة البرية، بدأت واحدة من أنجح التجارب في التاريخ - وهي تدجين القطة. وقد سلطت دراسة واسعة النطاق للوراثة الجزيئية للقطط المنزلية والوحشية في جميع أنحاء العالم أجراها كارلوس دريسكول، طالب الدكتوراه في جامعة أكسفورد، الضوء على هذه العملية. تحمل جميع القطط المنزلية بصمات وراثية تتطابق مع تلك الموجودة في القطط البرية الآسيوية من إسرائيل والشرق الأوسط. نعتقد اليوم أنه تم تدجين القطط عدة مرات، كل ذلك في منطقة الهلال الخصيب، قبل 8,000 إلى 10,000 سنة، في الوقت الذي بدأت فيه قبائل الإنسان البدوية تتجمع في قرى صغيرة - أول المستوطنات الزراعية.
قام المزارعون الأوائل بتربية القمح والشعير والقطط البرية من المنطقة، ربما جذبتهم وفرة القوارض في الحظائر، وربما عرضوا أنفسهم كمرافقين مترددين يكسبون عيشهم من تهريب قوارض الآفات. وأصبحت القطط البرية مستأنسة وتكاثرت وتكاثرت وربط مصيرها بمصير الإنسان.

بدأ البشر في النهاية بالهجرة أيضًا. في البداية سيرًا على الأقدام، ثم في عربات ثم في سفن كبيرة، ومعهم أيضًا أحضروا رفاقهم، القطط المنزلية، إلى كل مكان في العالم. يعيش في العالم اليوم حوالي 600 مليون قطط منزلية. وفقًا لتعريفات منظمات الحفاظ على الطبيعة في العالم، فإن هذا هو النوع الوحيد من القطط الذي لا يتعرض عمليًا لخطر الانقراض. في القرن التاسع عشر، كان أصحاب القطط يقومون بالفعل بتربية قططهم الأليفة بشكل انتقائي وتربية سلالات فاخرة. تسرد جمعية مربو القطط الأمريكية 19 سلالة قطط رسمية، تتراوح من قطط ماين كون وسيامي إلى الفارسية والكورات، وجميعها ذات سلالات تؤدي إلى مهد الثقافة البشرية والقطط في الهلال الخصيب.
إن القصة التطورية التي تنبثق من بحثنا في عائلة القطط تبشر بميلاد مجال جديد - "عصور ما قبل التاريخ الجينومي"، فلدينا، كما هو الحال مع القطط، أنماط الاختلافات الجينية تحمل دليلاً على القرابة والهجرة والبقاء والانتشار في جميع أنحاء العالم. كوكب.

الكاتب: ستيفن ج. أوبراين ووارن أ. جونسون. نشرت في مجلة "ساينتفك أمريكان".