كيف حصلت الطيور على أجنحة؟

وإذا كان الباحثون في جامعة طوكيو على صواب، فإن هذا الموقف يمكن أن يوفر أدلة على المسار الذي اتبعته الفقاريات الطائرة للأرض لتأخذها إلى السماء.

ويعد تطور الأجنحة بقوة كافية لرفع الفقاريات من الأرض أحد أعظم الألغاز في علم الحفريات.

وتشتهر التيروصورات بكونها أقدم الفقاريات المعروفة التي حققت انطلاقا حقيقيا منذ ما يقرب من 200 مليون سنة. ومع ذلك، لم تكن هذه الزواحف القديمة الضخمة ديناصورات، تاركة الأسلاف المباشرين للطيور لاكتشاف أعمال الطيران بأكملها بمفردها.

ولم تتطور ديناصورات الطيور إلا بعد ذلك بكثير من ثيروبودات ذات قدمين ومغطاة بالريش - 80 مليون سنة أو أكثر بعد أن حققت التيروصورات بالفعل طيرانا قويا.

وعلى الرغم من هذه القصص الأصلية المختلفة إلى حد كبير، فإن الطيور تستخدم هيكلا مشابها بشكل مذهل للتيروصورات للبقاء عاليا، ويبدو أنه قد تطور، مثل الريش، قبل وقت طويل من الطيران نفسه.

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

وأفضل طريقة لتخيل propatagium هي أن تمسك ذراعك بالجانب بكوع ورسغ مثنيين. تخيل الآن وترا يمتد من كتفك إلى يدك، مكونا جسرا، أو "الحافة الأمامية" للجناح.

إقرأ المزيد

السماء الليلية تزداد سطوعا بنسبة 10% كل عام و"تمحو" النجوم عن الأنظار

ويسمح هذا "الجسر" للطيور الطائرة بثني وتوسيع معصمها ومرفقها في انسجام تام أثناء حركة الخفقان. ويعطي الهيكل أساسا قوة لتحليق الطائر، ما يسمح للحيوان بالتحكم في مفصلين في وقت واحد.

وبالنسبة إلى التيروصورات، فإن دورها أقل وضوحا، لكن يبدو أن propatagium قد سيطرت على الإقلاع والهبوط عن طريق تغيير تدفق الهواء فوق السطح العلوي للجناح.

وبدون وجود الوتر، يعتقد بعض العلماء أن الطيور والخفافيش والديناصورات ربما لم تكن لتحلق عاليا.

ويوضح عالم الحفريات تاتسويا هيراساوا، من جامعة طوكيو: "لم يتم العثور عليه في الفقاريات الأخرى، وقد وجد أيضا أنه 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 propatagium".

والمشكلة هي أن propatagium عبارة عن نسيج رقيق، ما يعني أنه نادرا ما يتم حفظه في السجل الأحفوري. علاوة على ذلك، فإن هذا الوتر رقيق جدا، ولا يترك الكثير من العلامات على العظام التي يلتصق بها.

لحسن الحظ، توصل هيراساوا وزميلته، يوريكا أونو، إلى طريقة "لرؤية" الوتر، حتى عندما لا يكون موجودا هناك. والمفتاح هو معرفة كيف يقيد propatagium حركات الحيوان.

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

وبمقارنة الزاوية الواضحة للكوع بانحناء الأذرع في أحافير ثيروبود غير الطيور، وجد الباحثون دليلا على أن بنية تشبه propatagium ربما تمتد عبر كتف ومعصم العديد من الديناصورات الأرضية.

وعلى سبيل المثال، كانت الزوايا التي لوحظت في أحافير العديد من "المانيرابتوران" (والتي تتضمن فيلوسيرابتورات) أكبر قليلا من تلك التي شوهدت في الطيور الحديثة، لكنها لا تزال تلمح إلى وجود بنية شبيهة بـpropatagium المبكر.

ولدعم هذه التوقعات، حدد الباحثون أيضا بقايا الأنسجة الرخوة لما قد يكون propatagium مبكرا في اثنين من أحافير مانيرابتوران: Caudipteryx بحجم الديك الرومي وmicroraptor رباعي الأجنحة.

وربما لم يستطع Caudipteryx الطيران، ولا يزال هناك خلاف حول ما إذا كان بإمكان microraptor ذلك. ومع ذلك، من الواضح أن كلا هذين الديناصورين يمتلكان الهياكل التي ستصبح لاحقا ضرورية للطيران.

نُشرت الدراسة في مجلة Zoological Letters.

المصدر: ساينس ألرت