اكتشاف رأس أرثروبليورا يكشف أسرار العملاق القديم

اكتشاف رأس أرثروبليورا： نظرة جديدة على المفصليات العملاقة

على مدى قرنين من الزمان تقريباً، حاول العلماء حل لغز دائم حول حيوان عملاق يشبه الميليبيد يدعى أرثروبليورا، استخدم أرجله العديدة ليجوب الأرض منذ أكثر من 300 مليون سنة.

والآن، كشفت أخيرًا حفريتان محفوظتان جيدًا لهذا المخلوق تم اكتشافهما في فرنسا عن شكل رأس أرثروبليورا، مما يوفر نظرة ثاقبة حول كيفية عيش هذا المفصلي العملاق.

تاريخ اكتشاف أرثروبليورا وأهميته العلمية

المفصليات اليوم هي مجموعة تضم الحشرات والقشريات والعناكب ويبقى أرثروبليورا المنقرض أكبر مفصليات الأرجل المعروفة التي عاشت على هذا الكوكب.

عثر العلماء في بريطانيا العظمى لأول مرة على حفريات من مفصليات الأرثروبليورا في عام 1854، حيث بلغ طول بعض العينات البالغة 8.5 أقدام (2.6 متر). ولكن لم تتضمن أي من هذه الحفريات رأساً، الأمر الذي من شأنه أن يساعد الباحثين على تحديد التفاصيل الرئيسية حول هذا المخلوق، مثل ما إذا كان حيواناً مفترساً شبيهاً بالمئويات أو حيواناً يتغذى فقط على المواد العضوية المتحللة مثل الدودة الألفية.

وفي مسعى للعثور على أول رأس كاملة، أجرى الباحثون تحليلاً لحفريات أرثروبليورا تعود لفردين يافعين تم اكتشافهما في سبعينيات القرن الماضي في فرنسا. نُشرت النتائج في 9 أكتوبر في مجلة Science Advances.

اكتسبت الحكاية الغريبة لـ Arthropleura تطورًا جديدًا عندما قام فريق الدراسة بمسح الحفريات، التي لا تزال عالقة في الحجر.

ويظهر في رأس كل حيوان خصائص تنتمي إلى كل من الديدان الألفية والمئويات، مما يشير إلى أن هذين النوعين من المفصليات أكثر ارتباطاً مما كان يعتقد سابقاً، وفقاً لمؤلفي الدراسة.

زمن العمالقة： بيئة أرثروبليورا القديمة

"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 أرثروبليورا على الأشجار التطورية، تمكنا من تربيع هذه الدائرة. وقال المؤلف المشارك في الدراسة وعالم الحفريات الدكتور جريج إدجيكومب، الخبير في اللافقاريات القديمة في متحف التاريخ الطبيعي في لندن، في بيان له: "إن الحفريات الألفية والمئويات هي في الواقع أقرب الأقارب لبعضها البعض".

ومن خلال الحفريات والمسارات الشبيهة بالخطى التي خلفتها أرثروبليورا، توصل العلماء إلى أن هذه الحشرة الضخمة عاشت قبل ما بين 290 مليون و 346 مليون سنة في ما يعرف الآن بأمريكا الشمالية وأوروبا - وكانت واحدة من بين العديد من العمالقة الذين كانوا يجوبون الكوكب.

وقال مؤلفو الدراسة إن وفرة الأكسجين في الغلاف الجوي تسببت في وصول مخلوقات مثل العقارب والحشرات الشبيهة باليعسوب المنقرضة الآن والتي تسمى اليعسوب الغريفينفلاي إلى أحجام هائلة تقزم نظيراتها الحديثة. لكن حشرة أرثروبليورا لا تزال بارزة، حيث وصل طولها إلى نفس طول التماسيح الحديثة، حسبما قال المؤلف الرئيسي للدراسة ميكاييل ليريتييه.

يتابع ليرتييه دراسته للحصول على درجة الدكتوراه في المفصليات القديمة، وهي مجموعة مفصليات الأرجل التي تشمل ذوات الأرجل الألفية والمئويات في جامعة كلود برنار ليون 1 في فرنسا لفهم كيفية تكيف المفصليات للعيش على الأرض منذ ملايين السنين.

وبمجرد موت الحيوانات ودفنها في طبقات من الرواسب بمرور الوقت، أصبح بعضها مدفونًا في معدن يُعرف باسم السديريت، والذي تصلب وشكل عقدة حول البقايا. وقد ساعد تغليفها بالحجر في الحفاظ على أدق جوانب المخلوقات المتحجرة.

وقد رُصدت هذه العقيدات لأول مرة في منجم للفحم في مونتسيو ليه ماينز بفرنسا في سبعينيات القرن العشرين، ثم نُقلت إلى مجموعات المتاحف الفرنسية.

خصائص رأس أرثروبليورا المكتشف

"يقول إدجيكومب: "تقليدياً، كنا نشق العقيدات ونأخذ قوالب من العينات. "أما في هذه الأيام، فيمكننا فحصها بالمسح الضوئي. لقد استخدمنا مزيجاً من التصوير المقطعي المحوسب الدقيق والتصوير السنكروتروني لفحص أرثروبليورا من الداخل، مما يكشف عن التفاصيل الدقيقة لتشريحها."

كشفت عمليات المسح ثلاثي الأبعاد عن عينتين شبه كاملتين من حشرة أرثروبليورا التي عاشت قبل 300 مليون سنة. وقال ليريتييه إن كلتا الحشرتين المتحجرتين كانتا لا تزالان تحتفظان بمعظم أرجلهما، وكانت إحداهما تحتوي على رأس كاملة، بما في ذلك الهوائيات والعينان والفك السفليان وجهاز التغذية الخاص بها - وهو أول رأس أرثروبليورا يتم توثيقه على الإطلاق.

وفوجئ الفريق باكتشاف أن أرثروبليورا كان لديه خصائص الجسم التي شوهدت في الميليبيدات الحديثة، مثل زوجين من الأرجل لكل جزء من أجزاء الجسم، بالإضافة إلى خصائص الرأس التي كانت لدى المئويات المبكرة، مثل وضع الفك السفلي وشكل جهاز التغذية. وقال لوريتييه إن المخلوق كان لديه أيضًا عيون مطاردة، مثل القشريات.

وبالإضافة إلى مساعدة الباحثين على فهم شكل أرثروبليورا بشكل أفضل، فإن هذا الاكتشاف يرسم أيضاً صلة تطورية أوثق بين ذوات الألفية الحديثة وذوات المئويات.

في السابق، كان العلماء يعتقدون أن هناك علاقة أكثر بعداً بين المفصليتين، ولكن في السنوات الأخيرة، أظهرت الدراسات الوراثية أن ذوات الديدان الألفية والمئويات كانت أكثر قرباً.

وكتب ليريتييه في رسالة بالبريد الإلكتروني: "كان هذا السيناريو الجديد (منتقداً) لعدم وجود حجة "أحفورية" أو تشريحية للدفاع عن هذا التجميع، لكن النتائج الجديدة التي توصلنا إليها بشأن مفصليات الأرثروبليورا التي تجمع بين سمات كلتا المجموعتين تميل إلى تأكيد هذا السيناريو الجديد".

يعتقد الباحثون أن الحفريتين اللتين تعودان إلى أرثروبليورا تعودان إلى اليافعين لأن طولهما يصل إلى 0.9 بوصة (25 مليمتر) و 1.5 بوصة (40 مليمتر) فقط.

وقد أظهرت الدراسات التي أُجريت على عينات أرثروبليورا أن هذه الحيوانات تتفاوت في كمية شرائح جسمها، على غرار معظم الحشرات الألفية التي تضيف شرائح جسمها حتى تصل إلى حد أقصى ثابت. ولكن وفقاً لمؤلفي الدراسة، فإن المئويات تكون جميع أجزاء جسمها موجودة بالفعل عند الولادة.

وتشير هذه النتيجة إلى أن أرثروبليورا بلغت ذروة التجزئة عند البلوغ، وليس عند الولادة. لكن الباحثين يشعرون بالفضول لتحديد ما إذا كانوا قد وجدوا عينات يافعة حقيقية، أو نوعاً أصغر حجماً لم يكن معروفاً من قبل، وكذلك معدل النمو مع مرور الوقت لمثل هذا الحيوان.

وقال إدجيكومب: "تشير الآثار التي عُثر عليها في أماكن أخرى في مونتسيو ليه ماينز إلى أن هذه الأرثروبليورا ربما كانت بطول 40 سنتيمتراً (1.3 قدم) في أطولها". "على الرغم من أنه لا يوجد ما يشير إلى أنها لا يمكن أن تكون أكبر من ذلك، إلا أننا لا نملك حاليًا أي دليل على ذلك."

ما الذي كانت تأكله أرثروبليورا؟

الآن وقد كشف الباحثون عن رأس أرثروبليورا كاملة، فإنهم يأملون أن يساعدهم هذا الاكتشاف في حل ألغاز أخرى حول هذا الحيوان العملاق، بما في ذلك ما كان يأكله وكيف كان يتنفس. ولكن يجب العثور على حفريات أخرى تحافظ على جوانب إضافية من جسم المفصليات، بما في ذلك رأس البالغ.

"وقال إدجيكومب: "بينما لم يتم العثور بعد على محتويات أمعاء محددة، فإن التفاصيل الأخرى لهذه الحفريات تساهم في النقاش حول النظام الغذائي لمفصليات الأرثروبليورا. "فهي لا تحتوي على أي أنياب سامة أو أرجل (متخصصة) في اصطياد الفرائس، مما يشير إلى أنه ربما لم يكن حيوانًا مفترسًا. وبما أن أرجلها أكثر ملاءمة للحركة البطيئة، فمن المحتمل أنها كانت تشبه إلى حد كبير الدودة الألفية الآكلة للمخلفات التي تعيش اليوم".

وقال لوريتييه، الذي يدرس مجموعة أخرى من الميريابودات القديمة التي ربما كانت برمائية، إنه يشعر بالفضول بشأن عيون أرثروبليورا المطاردة.

وقال: "اليوم، العيون المطاردة هي سمة نموذجية للمفصليات المائية مثل سرطان البحر أو الروبيان". "هل يمكن أن يعني ذلك أن أرثروبليورا يمكن أن تكون برمائية؟ للإجابة على ذلك، نحن بحاجة إلى العثور على الجهاز التنفسي لـ Arthropleura. يمكن أن يساعدنا العثور على هذه الأعضاء في (فهم) ارتباط الأرثروبليورا بالماء. فالخياشيم مثل القشريات قد تعني نمط حياة مائي/برمائي بينما القصبات الهوائية (مثل الحشرات أو غيرها من القشريات) أو الرئتين (مثل العناكب) قد تعني نمط حياة أرضي."

لكن الكشف عن شكل رأس أرثروبليورا يحل لغزاً رئيسياً، كما قال جيمس سي لامسديل، الأستاذ المساعد في الجيولوجيا في جامعة ويست فيرجينيا في مقال ذي صلة ظهر في مجلة Science Advances. لم يشارك لامسديل في الدراسة الجديدة.

كتب لامسديل: "(هذه) النتائج الرائعة، التي تستند إلى فردين يافعين كاملين تقريبًا، تقدم رؤية جديدة لهذا المفصلي الغامض".

"(إن) الاكتشاف الأكثر إثارة يأتي من رؤوس العينات التي تحمل فسيفساء من خصائص الدودة الألفية وأم أربعة وأربعين. ومع انتهاء لغز انتماءات أكبر مفصليات الأرجل المعروفة، يمكن أن يبدأ أخيرًا العمل على إعادة بناء تاريخ حياة هذا المخلوق الاستثنائي."