السلحفاة الأولى

من هم السلاحف الأولى - السلاحف المائية أم السلاحف البرية؟ هذا ما تحاول الإجابة عليه دراستان جديدتان نشرتا الأسبوع الماضي، وتناولتا حفريات السلاحف التي يتراوح عمرها بين 204 و220 مليون سنة.

السلاحف حيوانات غريبة جدًا. للوهلة الأولى، يبدو أن الحيوان يعيش داخل قوقعة خارجية - ومن هنا بالطبع مقولة السلحفاة التي "تحمل بيتها على ظهرها". ولكن عند النظرة الثانية، يتبين أن الدرع جزء لا يتجزأ من جسم الحيوان، ويتكون حرفيًا من عظامه - أضلاعه، وجزء من عظام الكتف، والمزيد.

يتكون الجزء الخارجي من الدرع من حراشف خاصة تنشأ من جلد السلحفاة. الجزء السفلي من السلحفاة مغطى بدرع يعرف باسم درع الصدر أو بلاسترون، ويتصل بالدرع الخلفي عن طريق "جسور" من العظام. المزايا التي يمنحها الدرع الصلب للحيوان واضحة بذاتها، ولكن تأتي معها عيوب أيضًا - بصرف النظر عن بطء السلحفاة الشهير، يتطلب الهيكل الغريب أيضًا تكيفًا خاصًا لطريقة تنفسها - فمعظم الزواحف تستنشق الهواء عن طريق الحركة الأضلاع وتوسيع الصدر (على غرار الثدييات، ولكن لدينا أيضا الحجاب الحاجز، الذي يوسع الصدر بطريقة مختلفة). وبطبيعة الحال، فإن الأضلاع المثبتة داخل الصدفة غير قادرة على الحركة، لذلك طورت السلحفاة نظامًا مختلفًا، حيث تقوم الأرجل والرأس بتوسيع الصدر عند سحبهما من الصدفة.

وبطبيعة الحال، أثيرت العديد من الفرضيات فيما يتعلق بتطور مثل هذا المخلوق الغريب. وحتى الآن، فإن أقدم الحفريات التي يمكن تحديدها على أنها سلاحف بدائية جاءت بشكل رئيسي من ألمانيا. عاشت الأنواع Proganochelys quenstedti منذ حوالي 204 إلى 206 ملايين سنة، وعلى عكس السلاحف الحديثة عديمة الأسنان، احتفظت السلاحف Proganochelys بأسنانها في الجزء العلوي من أفواهها. لم تكن هذه المخلوقات الشبيهة بالسلحفاة تمتلك درعًا خلفيًا مثيرًا للإعجاب فحسب، بل كانت تمتلك أيضًا درعًا خاصًا مغطى بالأشواك على الرقبة والذيل. وبالتالي فإن النظرية المقبولة هي أن السلاحف القديمة كانت أقارب للزواحف المنقرضة التي تسمى بارياصور، والتي كانت تمتلك "درعًا" جلديًا رائعًا.

في الأسبوع الماضي، نُشر مقال في مجلة Nature كشف عن حفريات أقدم، تم العثور عليها بالقرب من Guanling في مقاطعة Guizhou، الصين. يصف تشين لي (لي) من أكاديمية العلوم في بكين، مع علماء آخرين من الصين وكندا والولايات المتحدة، في مقالة لهم نوعًا جديدًا من السلاحف البدائية، Odontochelys Semistacea، التي عاشت قبل حوالي 220 مليون سنة. اسمها يعني "السلحفاة المسننة"، نظرًا لأن هذا النوع كان لديه مجموعة كاملة من الأسنان - لذا فهو في هذا الصدد أكثر بدائية من Prognochelys. ولحسن الحظ، فقد تم الحفاظ على الحفريتين اللتين تم العثور عليهما بحيث تكون إحداهما مستلقية على بطنها، ويمكن رؤية ظهرها بوضوح، بينما تقع الأخرى رأسا على عقب - ويمكن من خلالها التعرف على شكل بطون هذه المخلوقات يحب.

قد تكون عائلة Odontochelys قادرة على تسليط ضوء جديد على تطور السلاحف، حيث تبدو وكأنها نوع من الشكل الوسيط بين السلاحف الحديثة والزواحف "التقليدية" - فهي تتمتع بدرع ذو مظهر حديث، لكن درعها الخلفي متخلف للغاية - تبدو الأضلاع عريضة ومسطحة، مثل السلحفاة الحديثة، لكنها ليست جزءًا من الدرع الكامل. وفي الواقع، فهي تشبه أضلاع جنين السلحفاة، قبل أن تتشكل الصدفة نفسها. كان الاختلاف الأساسي الآخر بين نوعي السلاحف البدائية هو موطنهما - من الواضح أن Prognochelys كانت سلحفاة برية، لكن هناك علامات مختلفة تشير إلى أن Odontonchelys عاشت في البحر: تم العثور على الحفريات في طبقة من الرواسب البحرية، وكانت لها أرجل طويلة تميزها. السلاحف البحرية.

وخلص الباحثون إلى أن Odontochelys هي النسخة الأكثر بدائية من الزواحف الشبيهة بالسلحفاة المعروفة اليوم، وبالتالي، فإن تطور السلاحف بدأ في البحر - تطورت السلاحف البحرية الأولى، مع درع صدري متطور ولكن فقط بدايات درع خلفي، ومن ثم السلاحف المائية الحديثة، والسلاحف البرية، على عكس ما كان يُعتقد حتى اليوم. حقيقة أن درع الصدر أكثر أهمية بالنسبة للسلاحف البحرية، التي تتعرض بطونها للحيوانات المفترسة التي تسبح تحتها، مقارنة بالسلاحف البرية التي تكون بطونها قريبة من الأرض، يعزز هذه النظرية. وبدلا من الباريوصورات، يربط الباحثون الآن السلاحف القديمة بمجموعة أخرى من الزواحف - ديابسيد، والتي تشمل السحالي والثعابين والتماسيح.

ومع ذلك، هناك علماء الحفريات الذين يختلفون مع لي وزملائه. وفي نفس العدد من مجلة Nature، قدم باحثان من جامعة تورنتو في كندا، هما روبرت ريز وجيسون هيد، تفسيرًا آخر للحفريات التي تم العثور عليها. ويجادلون بأن Odontochelys قد لا تمثل مرحلة قديمة، ولكنها تمثل تكيفًا محليًا لنوع معين من السلاحف مع الحياة في البحر. ويبني الباحثون نظريتهم على ملاحظة الاختلافات بين السلاحف البرية والسلاحف المائية التي تعيش اليوم - فبينما تمتلك السلاحف البرية قوقعة صلبة، هناك العديد من السلاحف المائية ذات قوقعة أكثر ليونة (هناك مجموعة من سلاحف المياه العذبة تسمى "السلاحف الناعمة" "). تمتلك هذه السلاحف قوقعة كاملة، ولكن ليست كلها عظمية - أي أن أجزاء من السلاحف البرية تتكون من العظام، وهي مكونة من مواد أكثر ليونة.

يقول الباحثون إن Odontochelys ربما كان لديه درع كامل ولكن ناعم، على غرار السلاحف المائية الحديثة، ولأن الأجزاء الناعمة ليست متحجرة، يبدو أن الحفرية التي تم العثور عليها تحتوي على درع جزئي فقط. ولتعزيز نظريتهم، قام الباحثون بإحضار "الجسور" العظمية الموجودة في الحفريات، والتي تشبه إلى حد كبير الجسور التي تربط الدعامة بالدرع في السلاحف الحديثة - وهذا دليل غير مباشر على وجود درع كامل في Odontochelys أيضًا .

وإذا صحت هذه النظرية فإن السلاحف لم تتطور في بيئة مائية، وأودونتوتشيليس ليس نسخة بدائية للغاية من السلحفاة، بل هو سليل سلحفاة برية ذات قوقعة كاملة وصلبة، انتقلت لتعيش في الماء وبالتالي تغير تكوين القشرة. إحدى مشاكل النظرية هي أنها تتضمن تطوير الدرع في نوع سابق ثم فقدانه جزئيًا، لذا فهي تبدو أكثر تعقيدًا من النظرية المنافسة، والتي تتضمن خطوات صغيرة لتطوير الدرع، دون "الرجوع إلى الوراء". . ويحاول الباحثون التغلب على هذه المشكلة بالادعاء بأن التوقف البسيط لعملية التأقلم أثناء التطور الجنيني للسلحفاة يمكن أن يؤدي إلى الحالة التي وصفوها. نظرًا لأن تمسخ الطبيعة هو المرحلة الأخيرة في تكوين الدرع في أجنة السلاحف الحديثة، فهي خطوة بسيطة نسبيًا، ولا تتطلب إدخال عمليات تطور جديدة ولكن فقط الحفاظ على حالة نمو سابقة.

وفي الختام، يبدو أن اكتشاف الحفريات، أكثر من مجرد إجابة على سؤال أصل السلاحف، أثار المزيد من الأسئلة والنقاشات الجديدة. من الممكن أن اكتشافات الحفريات لأنواع جديدة أقدم هي وحدها القادرة على حل النزاع.

للحصول على أخبار حول الدراسة الثانية من بكين

• من سينقذ السلاحف البحرية؟
• تم تسجيل ثوران بركاني في الحمض النووي لغزال عملاق في جزيرة إيزابيلا في جزر غالاباغوس
  
• توفي حمار داروين الوحشي، أقدم حيوان في العالم، عن عمر يناهز 176 عاما