تطور الطيران للتيروصورات: اكتشافات حفريات جديدة

اكتشافات جديدة حول طيران التيروصورات

كشفت حفريات محفوظة بشكل جيد لزواحف كبيرة قديمة تُدعى التيروصورات أن بعض الأنواع كانت تطير عن طريق الرفرفة بأجنحتها، بينما حلقت أنواع أخرى مثل النسور، وفقًا لدراسة جديدة.

هيمنت التيروصورات على السماء خلال عصر الديناصورات، وقد لاقت نفس المصير المميت قبل 66 مليون سنة بعد أن تسبب اصطدام كويكب في حدث انقراض جماعي. كانت بعض أكبر أنواع التيروصورات عملاقة وصلت إلى حجم الطائرات الصغيرة ووقفت على ارتفاعات تضاهي ارتفاعات الزرافات، مما جعل الباحثين يتساءلون عما إذا كانت التيروصورات قادرة على الطيران.

وقد حافظت الحفريات المكتشفة حديثًا على هياكل ثلاثية الأبعاد داخل عظام الأجنحة الرقيقة، والتي عادةً ما توجد مفلطحة مثل الفطائر داخل طبقات الصخور.

وقد وفرت الأشعة المقطعية للحفريات لمحة نادرة داخل عظام الأجنحة التي تنتمي إلى نوعين من التيروصورات، بما في ذلك نوع جديد على العلم.

أهمية الحفريات في فهم الطيران القديم

وسلطت نتائج البحث، التي نُشرت يوم الجمعة في مجلة علم الحفريات الفقارية، الضوء على اكتشاف رائع وغير متوقع: لم تكن التيروصورات العملاقة قادرة على الطيران فحسب، بل إن الأنواع المختلفة تكيّفت مع أنماط طيران متنوعة.

يعود تاريخ الحفريات إلى 66 مليون إلى 72 مليون سنة في أواخر العصر الطباشيري. وقد عثر الفريق في البداية على العينات في عام 2007 في موقعين في شمال وجنوب ما يعرف الآن بالأردن، مدفونة في رواسب من كتلة أرضية قديمة تسمى أفرو-أرابيا كانت تضم أفريقيا وشبه الجزيرة العربية.

وبعد أن أدرك الفريق البحثي أن العظام المجوفة لا تزال تحتوي على هياكلها الأصلية، حرص الفريق البحثي على تحليلها باستخدام الأشعة المقطعية عالية الدقة، كما قال مؤلف الدراسة الرئيسي الدكتور كيرستين روزنباخ، عالم الحفريات والباحث في قسم علوم الأرض والبيئة في جامعة ميشيغان في آن أربور.

تنتمي بعض الحفريات إلى ديناصور عملاق يُعرف باسم Arambourgiania philadelphiae، وقدمت نظرة أولى على هيكله العظمي، بالإضافة إلى تأكيد أن جناحيه يبلغ طولهما 32.8 قدم (10 أمتار). ولاحظ الفريق وجود سلسلة من النتوءات التي تتصاعد لأعلى وأسفل عظم العضد المجوف.

أما الحفريات المتبقية فكانت جزءًا من ديناصور جديد على العلم يُدعى إينابتانين ألارابيا. وقد سُمي بهذا الاسم نسبة إلى التل الكبير بلون العنب، تل عناب، حيث تم اكتشافه. ويجمع الاسم بين الكلمتين العربيتين "عناب" التي تعني العنب و"تانين" التي تعني التنين، بينما تشير كلمة "العربية" إلى شبه الجزيرة العربية.

ووفقًا للباحثين، فإن "إينبتانين العرابية" هي واحدة من أكثر حفريات التيروصورات اكتمالًا التي عُثر عليها في هذه المنطقة. كان هذا الزاحف أصغر من الأرامبورجيانيا حيث يبلغ طول جناحيه 16.4 قدمًا (5 أمتار).

عندما قام الباحثون بمسح عظام الطيران، أدركوا أنهم كانوا ينظرون إلى هيكل مختلف تمامًا عن هيكل أرامبورجيانيا.

فقد تضمنت عظام الطيران لدى الإينابتانين بنية داخلية من الدعامات، أو قضبان التقوية التي ساعدتهم على الطيران. وقال روزنباخ إن هذه لا تختلف عن تلك الموجودة في عظام أجنحة الطيور الحديثة التي ترفرف بأجنحتها للطيران.

في المقابل، تشبه الحواف الحلزونية داخل عظام أجنحة أرامبورجيانيا تلك الموجودة في الأجزاء الداخلية لعظام أجنحة النسور، والتي يُعتقد أنها تقاوم القوى المرتبطة بالتحليق.

أنماط الطيران المتنوعة لدى التيروصورات

وقال روزنباخ في بيان له: "كانت الدعامات الموجودة في إنابتانين رائعة في رؤيتها، على الرغم من أنها ليست غير عادية". "كانت النتوءات الموجودة في أرامبورجيانيا غير متوقعة تمامًا، ولم نكن متأكدين مما رأيناه في البداية."

أكبر الطيور الحديثة الطائرة هو طائر كوندور الأنديز الذي يبلغ طول جناحيه 9 أقدام (حوالي 2.8 متر). لكن التيروصورات تمتلك أجنحة ضخمة قد تصل إلى 16.4 إلى 39.3 قدم (5 إلى 12 مترًا).

وقال روزنباخ عن الزواحف المنقرضة: "إنها تمثل أكبر الحيوانات التي لديها القدرة على الطيران".

وقال الباحثون إن اكتشاف أن التيروصورات تكيّفت مع أنماط طيران مختلفة أمر مثير لأنه يوفر نظرة ثاقبة لسلوكيات وأنماط حياة هذه الزواحف القديمة.

وقال روزنباخ: "أعتقد أنها كانت ستبدو مختلفة بشكل ملحوظ إذا تمكنا من مشاهدتها وهي تطير جنبًا إلى جنب". "كان من المحتمل أن ترفرف بأجنحتها على غرار الطيور الحديثة، لكن من المرجح أن تكون أرامبورجيانيا تحلق مع بعض الخفقان بالأجنحة، مثل النسر أو الطيور البحرية البحرية".

لم تُسفر الحفريات عن أي رؤى حول كيفية إقلاع التيروصورات من الأرض، لكن الفريق يستخدم النتائج التي توصل إليها لتحديد كيفية تطور أساليب الطيران المتنوعة هذه.

وقال المؤلف المشارك في الدراسة، جيف ويلسون مانتيلا، أمين وأستاذ في متحف جامعة ميشيغان لعلم الحفريات: "من المحتمل أن يعكس التباين في البنية الداخلية استجابة العظام للقوى الميكانيكية المطبقة على أجنحة التيروصورات".

وقال روزنباخ إن الباحثين لا يستطيعون الجزم بأي أسلوب جاء أولاً، على الرغم من أنه عند النظر إلى الطيور والخفافيش، فإن الخفقان هو الأكثر شيوعاً. وحتى الطيور التي تحلق أو تنزلق تحتاج إلى بعض الخفقان لمساعدتها على التحليق في الهواء والحفاظ على الطيران.

وقال المؤلفون إن أنماط الطيران تطورت على الأرجح بسبب مجموعة من العوامل، مثل بيئة التيروصورات، وشكل جسمها وحجمها، وكيفية اصطيادها للفرائس.

وقال روزنباخ إن العلماء عثروا على كلتا الحفريتين في مناطق كان يوجد فيها بحر ضحل كبير ذات يوم، لذلك ربما يكون كل نوع قد تكيّف مع سلوكيات مختلفة للبحث عن الطعام في نفس البيئة.

وقالت: "هذا يقودني إلى الاعتقاد بأن الطيران المرفرف هو الحالة الافتراضية، وأن سلوك التحليق ربما تطور لاحقًا إذا كان مفيدًا لسكان التيروصور في بيئة معينة؛ في هذه الحالة المحيط المفتوح".

تحليل الهيكل العظمي للتيروصورات

قال مايكل بينتون، أستاذ علم الحفريات الفقارية في جامعة بريستول في المملكة المتحدة، إن عظام أجنحة التيروصور كان عليها أن تتحمل إجهاد الطيران مع الحفاظ على خفة وزنها، ولهذا السبب تُظهر العظام المجوفة هياكل تقوية مختلفة داخل جدرانها العظمية.

وقال بنتون، الذي لم يشارك في البحث: "هذه دراسة لطيفة لهيكل فقرات اثنين من التيروصورات الكبيرة، أحدهما كبير والآخر ضخم". "لطالما كان لغزًا كيف يمكن أن تكون التيروصورات خفيفة بما فيه الكفاية وقوية بما فيه الكفاية لتتمكن من الطيران، خاصةً الأمثلة العديدة التي كانت أكبر بكثير من أي طائر معروف. تساعد هذه الورقة البحثية في تقديم الإجابة."

يعتقد مؤلفو الدراسة أن النتائج التي توصلوا إليها تقدم دليلًا جديدًا للنقاش الدائر بين علماء الحفريات حول ما إذا كان بإمكان أضخم التيروصورات أن تطير.

وقال روزنباخ: "تشير البنية العظمية الداخلية لهذه الحفريات إلى أنها اختبرت القوى الميكانيكية المرتبطة بالطيران". "يمكننا أن نعتبر هذه النتائج بمثابة قطعة واحدة في لغز الأدلة المتزايدة على أن التيروصورات الضخمة حافظت على القدرة على الطيران بأحجام أجسام كبيرة للغاية."

يتوق فريق البحث إلى فرصة رؤية المزيد من عمليات المسح لعظام التيروصورات وتحديد مدى ارتباط التيروصور المكتشف حديثًا إينابتانين ببقية الزواحف القديمة.

قال روزنباخ عبر البريد الإلكتروني: "هناك أدلة متزايدة على أن التيروصورات كانت أكثر تنوعًا مع اقتراب حدث الانقراض الكبير في العصر الطباشيري-الباليوجيني مما كنا نعتقد سابقًا"، في إشارة إلى الانقراض الجماعي للديناصورات ومعظم أشكال الحياة على الأرض. "وهذا يشير إلى أن الانقراض كان كارثيًا على عكس عملية الانقراض البطيئة للزواحف الكبيرة."