راز بزرگ دایناسورها فاش شد!

فرارو- پژوهشگران با شناسایی قدیمی‌ترین دایناسور دارای کیسه‌های هوایی، حلقه‌ای گمشده از مسیر تکامل این جانوران را کشف کردند که راز سلطه و اندازه عظیم آنها را توضیح می‌دهد.

به گزارش فرارو به نقل از برایتر ساید،  پژوهشگران با کشفی جدید در برزیل توانسته‌اند بخشی از معمای تکامل دایناسورها و علت دستیابی آنها به اندازه‌های شگفت‌انگیزشان را روشن‌تر سازند. این یافته نشان می‌دهد که یک ویژگی کلیدی تنفسی در این موجودات طی میلیون‌ها سال به تدریج شکل گرفته و زمینه‌ساز رشد بی‌سابقه آنها در تاریخ حیات بر زمین شده است.

دایناسورهای گردن‌دراز از تیره «سوروپودها» در دوران ژوراسیک و کرتاسه فرمانروای بی‌رقیب خشکی بودند. این جانوران گیاه‌خوار نه‌تنها در تمامی قاره‌ها حضور داشتند، بلکه به ابعادی دست یافتند که هیچ جانور خشکی دیگری نتوانست به آن برسد. یکی از اصلی‌ترین دلایل این رشد، برخورداری از سامانه‌ای هوشمندانه برای تنفس بود؛ سامانه‌ای که به وجود کیسه‌های هوایی متکی بود و باعث می‌شد استخوان‌ها سبک‌تر شوند، بی‌آنکه از استحکامشان کاسته شود.

این کیسه‌های هوایی که در پرندگان امروزی نیز وجود دارند، نقش مهمی در جذب اکسیژن بیشتر و همچنین خنک نگه داشتن بدن داشتند. چنین ویژگی‌هایی در محیط‌هایی دشوار برای بقا و نیز در مسیر رشد به اندازه‌های عظیم حیاتی به شمار می‌آمدند. ارتباط این ویژگی میان پرندگان کنونی و دایناسورهای منقرض‌شده نشان می‌دهد که ریشه‌های این سازوکار تا چه اندازه عمیق و دیرینه است.

برای ردیابی کیسه‌های هوایی در فسیل‌ها، دانشمندان به سراغ ویژگی‌ای به نام «پنوماتیسیته اسکلتی پس‌جمجمه‌ای» یا PSP می‌روند. این ویژگی در استخوان‌ها به صورت حفره‌ها و شکاف‌های عمیق ظاهر می‌شود. در دایناسورهای پیشرفته‌تر به‌ویژه گروه «تیتانوسوریفورم‌ها» PSP بسیار رایج است، اما زمان و نحوه پیدایش نخستین‌بار آن تا مدت‌ها در هاله‌ای از ابهام قرار داشت.

این وضعیت با کشف جدیدی در «توالی کاندلاریا» در برزیل تغییر کرد. فسیل گونه‌ای به نام ماکروکولوم ایتاکوئی با قدمت ۲۲۵ میلیون سال یافت شد؛ دایناسوری که اکنون به‌عنوان قدیمی‌ترین نمونه شناخته‌شده دارای کیسه‌های هوایی معرفی می‌شود.

این فسیل چشم‌انداز تازه‌ای از چگونگی تکامل سامانه‌های تنفسی در نخستین دایناسورهای گردن‌دراز گشود. تیمی از دانشگاه ایالتی کمپیناس (UNICAMP) با استفاده از اسکن‌های میکرو-سی‌تی به مطالعه استخوان‌ها پرداخت. نتایج این بررسی ویژگی‌های داخلی مرتبط با PSP را نشان داد که بیانگر مراحل آغازین شکل‌گیری این سامانه تنفسی است.

تیـتو اورلیانو، نویسنده اصلی مقاله، اهمیت کیسه‌های هوایی را چنین توضیح داد: «این ساختارها باعث می‌شدند استخوان‌ها چگالی کمتری داشته باشند و به دایناسورها اجازه دهند تا طولی بیش از ۳۰ متر پیدا کنند.» او افزود که ماکروکولوم ایتاکوئی با طول تقریبی سه متر، بزرگ‌ترین دایناسور زمان خود بوده و پیشینیان کوچک‌ترش تنها حدود یک متر قد می‌کشیدند.

فریشیا ریکاردی-برنکو، سرپرست پروژه، نیز تأکید کرد که این نوآوری تکاملی مزیتی رقابتی برای دایناسورها ایجاد کرده است: «کیسه‌های هوایی به دایناسورها برتری تکاملی نسبت به گروه‌هایی مانند پستانداران بخشید و امکان تنوع‌یافتن سریع‌تر را فراهم ساخت.» به گفته او، همین سازگاری بود که به دایناسورهای اولیه‌ای همچون ایتاکوئی اجازه داد از اقلیم‌های سخت جان سالم به در برند و بعدها در دوره‌های ژوراسیک و کرتاسه شکوفا شوند.

پژوهش‌های پیشین نشان داده بود که کیسه‌های هوایی دست‌کم سه بار به‌طور مستقل در تروپودها، سوروپودومورف‌ها و پتروسورها تکامل یافته‌اند. ماکروکولوم ایتاکوئی که نیاکان دوپای دایناسورهای چهارپای عظیم با گردن‌های دراز و سرهای کوچک به شمار می‌رود، حلقه‌ای میان دایناسورهای اولیه و جانشینان غول‌آسای آنها محسوب می‌شود.

تا پیش از این، بافت‌های مرتبط با کیسه‌های هوایی به دو دسته «کامراته» (فضاهای توخالی) و «کاملاته» (استخوان‌های اسفنجی) تقسیم می‌شدند. اما بررسی ایتاکوئی نوعی بافت ناشناخته پیشین را آشکار کرد که «پروتوکامراته» نام گرفته و بافتی میانه میان آن دو است. اورلیانو در این باره توضیح داد: «فرضیه غالب این بود که کیسه‌های هوایی از ساختارهای کامرا آغاز شدند و سپس به کاملا تکامل یافتند. یافته‌های ما نشان می‌دهد که ابتدا نوع پروتوکامراته وجود داشته است.»

این مطالعه همچنین درک رایج از مسیر تکامل کیسه‌های هوایی را به چالش کشید. تحقیقات گذشته بر این باور بود که این ساختارها نخست در ناحیه شکمی پدید آمدند و سپس در حدود ۱۹۰ میلیون سال پیش در آغاز ژوراسیک به گردن گسترش یافتند. اما در ایتاکوئی، کیسه‌های هوایی در مهره‌های گردنی و پشتی دیده می‌شوند و در ناحیه شکمی اثری از آنها نیست. اورلیانو این پدیده را چنین توصیف کرد: «گویی تکامل آزمایش‌های گوناگونی انجام داده تا در نهایت به سامانه نهایی برسد؛ سامانه‌ای که کیسه‌های هوایی از گردن تا دم امتداد می‌یافتند. این فرایند خطی و ساده نبوده است.»

این یافته‌ها پیچیدگی‌های تکامل دایناسورها را پررنگ‌تر می‌کند و نشان می‌دهد که سازگاری‌های متنوع چگونه به این موجودات امکان داد تا بر محیط‌های خود مسلط شوند. کشف ماکروکولوم ایتاکوئی و کیسه‌های هوایی آن، حلقه‌ای حیاتی میان دایناسورهای کوچک آغازین دوره تریاس و غول‌های شگرف دوره‌های بعدی است.

این پژوهش فصل تازه‌ای به داستان شگفت‌انگیز تکامل دایناسورها می‌افزاید؛ داستانی که طی میلیون‌ها سال شکل گرفت و سیمای دنیای پیشاتاریخ را دگرگون ساخت.