الجيوب الأنفية منعت أقارب التماسيح في عصور ما قبل التاريخ من الغوص العميق

إيدي جونزاليس جونيور. – الصفحات القديمة – أثبت فريق دولي من علماء الأحياء القديمة بشكل مقنع أن الجيوب الأنفية لأقارب التماسيح القديمة التي تعيش في المحيطات اليوم لعبت دورًا حاسمًا في منعهم من التطور إلى غواصين عميقين مثل الحيتان والدلافين.

Tyrannoeustes، حيوان ميتريورينشيد ثالاتوسوتشي (عمل فني لديمتري بوجدانوف)

تشير دراسة جديدة نُشرت في Royal Society Open Science إلى أن الثالاتوسوتشيين، الذين عاشوا في زمن الديناصورات، مُنعوا من استكشاف الأعماق بسبب جيوبهم الأنفية الكبيرة.

تطورت الحيتان والدلافين (الحيتانيات) من ثدييات تعيش على الأرض لتصبح مائية بالكامل على مدار حوالي 10 ملايين سنة. خلال هذا الوقت، تقلصت الجيوب الأنفية المغلقة بالعظام لديهم، وتطورت الجيوب والأكياس الهوائية خارج جماجمهم.

وهذا من شأنه أن يخفف من الزيادات في الضغط أثناء الغوص العميق، مما يسمح لها بالوصول إلى أعماق مئات (الدلافين) وآلاف (الحيتان) من الأمتار دون الإضرار بجماجمها.

عاش الثالاتوسوكيون خلال العصر الجوراسي والطباشيري وينقسمون إلى مجموعتين رئيسيتين. كانت التيلوصوريات مشابهة لتماسيح الغاري الحديثة، ومن المحتمل أنها تعيش في المياه الساحلية ومصبات الأنهار. من ناحية أخرى، كانت Metriorhynchidae أكثر تكيفًا تمامًا مع الحياة في البحر، بأجسام انسيابية وأطراف تشبه الزعانف وزعانف ذيلية، من بين تكيفات بحرية أخرى.

جماجم ثالاتوسوتشي. عرض الأنواع شبه المائية (A وB)، والمتريورينشيد المائية بالكامل (C). الائتمان: سفين ساكس

أراد باحثون من جامعة ساوثهامبتون، وجامعة إدنبرة، ومؤسسات أخرى معرفة ما إذا كان الثالاتوسوكيون قد قاموا بتكيفات الجيوب الأنفية المماثلة للحيتان والدلافين في رحلتهم التطورية من الأرض إلى البحر.

استخدم الفريق التصوير المقطعي المحوسب (نوع خاص من المسح) لقياس الجيوب الأنفية لـ 11 جمجمة من جماجم الثالاتوسوتشي، بالإضافة إلى جماجم 14 نوعًا من التماسيح الحديثة وستة أنواع أحفورية أخرى.

تغيرات الجيوب الأنفية

ووجدوا أن الجيوب الدماغية تقلصت عبر تطور الثالاتوسوتشيان عندما أصبحت أكثر مائية، بطريقة مشابهة لتلك الموجودة في الحيتان والدلافين. ويعتقد الفريق أن هذا يرجع على الأرجح إلى أسباب تتعلق بالطفو والغوص والتغذية.

لكن الفريق وجد أيضًا أنه بمجرد أن أصبح الثالاتوسوتشيان مائيين بالكامل، توسعت جيوبهم الأنفية مقارنة بأسلافهم.

يوضح الدكتور مارك يونغ، المؤلف الرئيسي للورقة البحثية من جامعة ساوثهامبتون: “إن تراجع الجيوب الدماغية لدى الثالاتوسوكيات يعكس ذلك الموجود في الحيتانيات، حيث يقل خلال مراحلها شبه المائية ثم يتضاءل أكثر عندما تصبح مائية بالكامل”.

“لقد طورت كلا المجموعتين أيضًا جيوبًا خارج الجمجمة. ولكن في حين أن نظام الجيوب الأنفية لدى الحيتانيات يساعد على تنظيم الضغط حول الجمجمة أثناء الغوص العميق، فإن أنظمة الجيوب الأنفية المتوسعة لدى الحيتانيات الميتريورنكيد تمنعها من الغوص بعمق.

أحفورة حيوان ميتريورينشيد ثالاتوسوتشي (تصوير سفين ساكس)

“وهذا لأنه في الأعماق الأكبر، فإن الهواء الموجود داخل الجيوب الأنفية سوف ينضغط، مما يسبب عدم الراحة أو الضرر أو حتى الانهيار في الخطم بسبب عدم قدرته على تحمل أو معادلة الضغط المتزايد.”

الغدد الملحية

في حين أن الحيتان والدلافين لديها كلى عالية الكفاءة تعمل على تصفية الملح من مياه البحر، فإن الزواحف والطيور البحرية تعتمد على الغدد الملحية لإفراز الملح من أنظمتها.

ويعتقد الفريق أن الجيوب الأنفية الأكبر حجمًا والأكثر تعقيدًا لدى حيوانات الميتريورينشيدس ربما ساعدت في تجفيف الغدد الملحية، بطريقة مشابهة للإغوانا البحرية الحديثة.

“إن المشكلة الرئيسية التي تواجه الحيوانات ذات الغدد الملحية هي “القشور”، حيث يجف الملح ويسد قنوات إفراز الملح. يقول الدكتور يونج: “الطيور الحديثة تهز رؤوسها لتجنب ذلك، بينما تعطس الإغوانا البحرية لإجبار الملح على الخروج”.

“نعتقد أن الجيوب الأنفية المتوسعة لدى metriorhynchids ساعدت في طرد الملح الزائد. الطيور، مثل طيور المتريورينكيد، لديها جيوب تخرج من الخطم وتمر تحت العين، وعندما تنقبض عضلات الفك، فإنها تخلق تأثيرًا يشبه المنفاخ داخل الجيوب الأنفية. بالنسبة لحيوانات الميتريورينكيد، عندما تتعرض الجيوب الأنفية لهذا التأثير، فإنها تضغط على الغدد الملحية داخل الجمجمة وتخلق تأثيرًا يشبه العطس، على غرار الإغوانا البحرية الحديثة.

توضح الدراسة كيف تتكشف التحولات التطورية الكبرى وتتشكل من خلال تشريح الأنواع وعلم الأحياء والتاريخ التطوري.

تقول الدكتورة جوليا شواب، وهي مؤلفة مشاركة في الورقة البحثية من جامعة هارفارد: “إنه لأمر رائع أن نكتشف كيف تكيفت الحيوانات القديمة، مثل الثالاتوسوتشيان، مع الحياة في المحيط بطريقتها الفريدة من خلال إظهار أوجه التشابه والاختلاف مع الحيتانيات في العصر الحديث”. جامعة مانشستر.

ويخلص الدكتور يونغ إلى أن: “الثالاتوسوكيات انقرضوا في العصر الطباشيري المبكر، لذلك لن نعرف أبدًا على وجه اليقين ما إذا كان من الممكن أن يتقاربوا بشكل أكبر مع الحيتانيات الحديثة، أو ما إذا كانت الحاجة إلى تصريف غدد الأملاح ميكانيكيًا كانت عائقًا لا يمكن اختراقه”. مزيد من التخصص المائي.”

ورق

كتبه إدي جونزاليس جونيور – AncientPages.com – كاتب فريق عمل messageToEagle.com