كيف حصلت الطيور على الأجنحة؟ ربما وجدنا الحلقة المفقودة في أحافير الديناصورات

كيف حصلت الطيور على الأجنحة؟ ربما وجدنا الحلقة المفقودة في أحافير الديناصورات.

يمكن أن تشير أحافير الديناصورات التي تضم أذرعًا مع انحناء عند الكوع والمعصم إلى وجود وتر غير محفوظ يساعد في تحليق الطيور الموجودة في وقتنا الحالي.

إذا كان الباحثون في جامعة طوكيو على حق، فإن هذه الوضع يمكن أن يوفر أدلة على المسار الذي تتبعه الفقاريات الطائرة لتحلق في السماء.

يعد تطور قوة الأجنحة بما يكفي لرفع الفقاريات عن الأرض أحد أعظم الألغاز في علم الحفريات.

تشتهر التيروصورات بكونها أقدم الفقاريات المعروفة التي حققت تحليق حقيقي منذ ما يقارب ال 200 مليون سنة. ومع ذلك، لم تكن هذه الزواحف القديمة الضخمة ديناصورات، تاركةً للأسلاف المباشرة للطيور معرفة كيفية الطيران بمفردها.

لم تتطور الديناصورات الطائرة إلا في وقت لاحق بكثير من الثيرابودات ثنائية القدم ذات الريش بحوالي 80 مليون عام أو أكثر بعد أن حققت الطيور الطيران بالفعل.

وعلى الرغم من اختلاف هذه القصص الأصلية إلى حد كبير، إلا أن الطيور تستخدم بنية متشابهة تمامًا للتيروصورات للبقاء محلقة في الجو، وهي بنية، مثل الريش، يبدو أنها تطورت قبل الطيران نفسه بكثير.

يُطلق عليه اسم البروباتاجيوم propatagium، وهو غشاء موجود في جميع الفقاريات الحية التي ترفرف أجنحتها اليوم، بما في ذلك الطيور والخفافيش. حتى أن بعض الثدييات التي تتحرك بالانزلاق لها بنية مماثلة موجودة في أطرافها العلوية الشبيهة بالمظلات.

أفضل طريقة لتخيل البروبتاجيوم هي لصق ذراعك على الجانب مع ثني المرفق والمعصم. تخيل الآن وترًا يمتد من كتفك إلى يدك، مما يخلق جسرا، أو (الحافة الأمامية) للجناح.

يسمح هذا (الجسر) للطيور الطائرة بثني وتمديد معصمها ومرفقها في انسجام تام أثناء حركة الرفرفة. يعطي الهيكل قوة لتحليق الطائر، مما يسمح للحيوان بالتحكم في مفصلين في وقت واحد.

بالنسبة إلى التيروصورات، فإن دورها أقل وضوحًا، لكن يبدو أن غشاء البروباتاجيوم تحكّم بالإقلاع والهبوط عن طريق تغيير تدفق الهواء فوق سطح الجناح العلوي.

يعتقد بعض العلماء أن بدون وجود الوتر لم تكن الطيور والخفافيش والديناصورات لتحلق مرتفعة عن الأرض.

يوضح عالم الحفريات تاتسويا هيراساوا من جامعة طوكيو: «لم يُعثر على الوتر في الفقاريات الأخرى، وقد وجد أيضًا أنه قد اختفى أو فقد وظيفته في الطيور التي لا تطير، وهو أحد الأسباب التي تجعلنا نعلم أنه ضروري للطيران».

«لذلك، من أجل فهم كيفية تطور الطيران في الطيور، يجب أن نعرف كيف تطورت البروباتاجيوم».

المشكلة هي أن البروباتاجيوم عبارة عن نسيج ليّن، مما يعني أنه نادرًا ما يُحفظ في السجل الأحفوري. علاوة على ذلك، فإن هذا الوتر رقيق جدًا، ولا يترك الكثير من العلامات على العظام التي يلتصق بها.

لحسن الحظ، توصل هيراساوا وزميلته، يوريكا أونو، إلى طريقة (لرؤية) الوتر، حتى عند عدم وجوده. المفتاح هو معرفة كيف يقيد البروباتاجيوم حركات الحيوان.

عندما يموت طائر حديث، على سبيل المثال، يحافظ هذا الغشاء بشكل طبيعي على ثني معصم ومرفق الحيوان.

بمقارنة الزاوية الظاهرة للكوع عند انحناء الأذرع في أحافير ثيروبود (ذات الأقدام) غير الطائرة، وجد الباحثون دليلاً على أن بنية تشبه البروباتاجيوم ربما تمتد عبر كتف ومعصم العديد من الديناصورات الأرضية.

على سبيل المثال، كانت الزوايا التي لوحظت في أحافير العديد من (المانيرابتوران والتي تتضمن فيلوسيرابتورات) أكبر قليلاً من تلك التي شوهدت في الطيور الحديثة، لكنها لا تزال تؤشر إلى وجود بنية شبيهة بالبروباتاجيوم المبكر.

لدعم هذه التوقعات، حدد الباحثون أيضًا بقايا الأنسجة الرخوة لما قد يكون بروباتاجيومًا مبكرًا في اثنين من أحافير مانيرابتوران: Caudipteryx كوديبتيريكس بحجم الديك الرومي وmicroraptor ميكرورابتور رباعي الأجنحة.

ربما لم يستطع كوديبتيريكس الطيران، ولا يزال هناك خلاف حول ما إذا كان بإمكان ميكرورابتور ذلك. ومع ذلك، من الواضح أن كلا هذين الديناصورين يمتلكان الهياكل التي ستصبح لاحقًا ضرورية للطيران.

الفيلوسيرابتورات هي مانيرابتوران نوع آخر ربما لا يستطيع الطيران، ولكن ستكون هناك حاجة إلى مزيد من البحث لمعرفة ما إذا كانت أحافيرهم تحتوي على أدلة على بروباتاجيوم مفقود منذ فترة طويلة.

استنادًا على النتائج الأخيرة، يعتقد الباحثون في جامعة طوكيو أن البروباتاجيوم قد يكون أسلافًا لجميع المانيرابتوران، وهي سلالة تمتد إلى ما يقرب من 150 مليون سنة.

الاستثناء الوحيد هو الأركيوبتركس المثير للجدل، والذي يصعب وضعه على شجرة الديناصورات ولكن قد يعد أو لا يعد مانيرابتوران. ما إذا كان الديناصور الشهير ذو الريش يمكن أن يطير هو نقاش محتدم، حيث يتكهن البعض بأن الحيوان استخدم أطرافه للانزلاق ببساطة.

من المؤكد أن زاوية رسغها ومرفقها في الحفريات لا تشير إلى أن لديها بنية تشبه البروباتاجيوم.

لذلك، كتب مؤلفو البحث الجديد، «ربما كان الأركيوبتركس غير قادر على تنفيذ (الكيناماتيكا) حركيات طيران الطيور الحديثة».

ربما لو كان للأركيوبتركس بروباتاجيوم، لكان أسلافه لا يزالون يطيرون حتى اليوم.