أحد صفحات التقدم العلمي للنشر
غير مصنف

أصل الطيور وطيرانها

أصل الطيور وطيرانها

تبيِّن التحليلات التشريحية والديناميكية الهوائية

للأحافير (المستحاثات)، أنّ الطيور الحالية تطوَّرت من

دينوصورات مفترسة صغيرة كانت تعيش على الأرض.

<K. پاديان> ـ <M .L. شياپ>

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/14/SCI98b14N8-9_H02_008056.jpg

http://oloommagazine.com/images/Articles/14/SCI98b14N8-9_H02_008057.jpg

إن الطيور المبكرة التي عاشت قبل أكثر من مئة مليون سنة، كانت ذات مظهر مختلف تماما عن طيور اليوم. فمثلا، حسبما تبيِّن إعادة التجميع البنياني الظاهرة في هذه الصور الفنية، احتفظ بعض الطيور بالأصابع ذات المخلب وبالفك ذي الأسنان، اللذين يعدان من خصائص الدينوصورات غير الطيرية. وقد اكتُشفت أحافير السينورنيس Sinornis (في اليمين) في الصين، وأحفورات الإبيروميسورنيس Iberomesornis والإيوالولاڤيس Eoalulavis (في اليسار) في أسبانيا. وكانت جميع هذه الطيور الثلاثة بحجم العصفور فقط. وكان الإيوالولاڤيس الحيوان الذي عَرَض أول جُنَيْح alula، وهو تكيف يساعد طيور اليوم على الطيران بسرعات بطيئة.

 

حتى عهد قريب كان أصل الطيور واحدا من الأسرار الكبيرة في البيولوجيا. فالطيور تختلف إلى حد مثير عن المخلوقات الحية الأخرى جميعها. وما الرِّيش والمناقير الخالية من الأسنان، وكذلك العظام الجوفاء والأقدام الجاثمة perching feet وعظام التَّراقيِّ النحيلة وعظام القص العميقة وعظام الذيل المجدوعة الشكل، إلا جزء من تركيبة من الملامح الهيكلية لا يشارك الطيورَ بها أي حيوان حي آخر. أما كيف طورت الطيور ريشها وطيرانها، فأمر أكثر استعصاء على التقدير.

 

ولكن في العشرين سنة الماضية، مكَّنت الاكتشافات الأحفورية الجديدة وطرائق البحث الحديثة الپاليونتولوجيين(1) من التوصل إلى أن الطيور تنحدر من دينوصورات لاحمة (آكلة للحوم) تعيش على الأرض وهي من مجموعة تعرف بالثيروپودات theropods. كما قدَّمت الأبحاث صورة عن الكيفية التي مكَّنت الطيور الأبكر من تَسَنُّم الهواء.

 

لقد بدأ العلماء يتفكّرون في التاريخ التطوري للطيور بُعَيْد قيام <تشارلز دارْوِن> بوضع نظريته عن التطور في كتابه أصل الأنواع On the Origin of Species. ففي عام 1860، أي في السنة التالية لنشر أطروحة دارون، تم العثور في الرسوبيات الكِلْسية لبڤاريا على ريشة منفردة يعود تاريخها إلى نحو 150 مليون سنة خلت (أي بالضبط قبل الانتقال من العصرperiod الجوراسي إلى العصر الكريتاسي). وفي السنة التالية وُجِدَ في المنطقة ذاتها هيكل عظمي لحيوان ذي ريش وأجنحة تشبه أجنحة الطيور، ولكنه ذو ذيل عظمي طويل وفك يحمل أسنانا، وهما صفتان لا تشبهان أبدا ما لدى الطيور. وهنا غدا هذان المكتَشَفان أول عينتين لما هو في حجم القاق الأزرق(2) blue jay، ويسمى Archaeopteryx lithographica والذي هو أقدم فرد معروف من الطيور. [انظر: «الآركيوپتركس (الطائر الحفري)»، مجلة العلوم، العدد 8(1992)، ص 66].

 

يزوِّدنا تشريح الهيكل العظمي للآركيوپتركس بالدليل الواضح على أن الطيور تنحدر من سَلَفٍ دينوصوري، ولكن العلماء في عام 1861 لم يكونوا على استعداد لتبنّي تلك العلاقة. ومع ذلك، وبعد سنواتٍ قلائل، أصبح <توماس H. هَكْسلي> (المدافعُ الصامدُ عن دارون) أول شخص يربط الطيور بالدينوصورات. فلدى مقارنته الطرفين الخلفيين للميگالوصوروسMegalosaurus (الذي يُعَدُّ ثيروپودًا عملاقا) بالطرفين الخلفيين للنعامة، لاحظ هكسلي  35 صفة تتشارك فيها المجموعتان، ولا توجد كطَقْمٍ set مجتمِعٍ من الصفات في أي حيوان آخر. وبهذا استنتج أن الطيور والثيروپودات يمكن أن تجمعهما قرابة وثيقة، وإن كنا نجهل ما إذا كان قد اعتقد بأن الطيور أبناء عمومة الثيروپودات أو أنها انحدرت منها.

 

في عام 1870، قام هكسلي بعرض نتائجه على جمعية لندن الجيولوجية، ولكن الپاليونتولوجي <G .H. سيلي> فند إصرار هكسلي على مزاعمه في شأن النسب بين الثيروپودات والطيور. فقد اقترح سيلي بأن الطرفين الخلفيين للنعامة والميگالوصوروس يمكن أن يظهرا متشابهين لمجرد أن كِلاَ الحيوانين كبير الحجم وذو قدمين وأنهما استخدما طرفيهما الخلفيين بأسلوبين متشابهين. وإلى جانب ذلك، كانت الدينوصورات تفوق حتى النعامات حجما، ولم يستطع أي منهما الطيران. فكيف إذًا يمكن للطيور الطائرة أن تكون قد تطوّرت من دينوصور؟

 

ثم بعد نحو نصف قرن من ذلك الزمن حظي لغز أصل الطيور بالانتباه مجددا. ففي عام 1916 نشر <G. هيلمان>، الحاصل على دكتوراه في الطب مع ولع بالپاليونتولوجيا، كتابا رائعا باللغة الدانماركية، تُرجِمَ في عام 1926 إلى الإنكليزية بعنوان أصل الطيور The Originof Birds. ولقد بيّن هيلمان أن الطيور كانت أكثر شَبَهًا من الناحية التشريحية بالدينوصورات الثيروپودية من أي مجموعة أحفورية أخرى، ولكن مع فارق واحد لا مفر منه: وهو أن الثيروپودات كانت تفتقر على ما يبدو إلى الترقوتين clavicles اللتين تندمجان في عظم ترقوي واحد في الطيور (يعرف باسم العظم الأشعب furcula، وفي الإنكليزية عظم التمني wishbone). وبما أن الزواحف الأخرى كان لها ترقوتان، فقد استنتج هيلمان أن الثيروپودات افتقدتهما. وحسب رأيه، قد عنى هذا الفَقْد أن الطيور لا يمكن أن تكون قد تطورت من الثيروپودات، لأنه كان مقتنعا (على نحو خاطئ حسبما تبيَّن لاحقا) بأن الصفة التي تُفقد في أثناء التطور لا يمكن استعادتها. وقد جزم من جانبه بأن الطيور يجب أن تكون قد تطورت من مجموعة زواحف أكثر قِدَما ولها ترقوتان. وشأنه شأن سيلي من قبله، استنتج هيلمان أن المشابِهَ بين الطيور والدينوصورات يجب ألا تعكس إلا حقيقة كون المجموعتين من ذوات الرِّجلين.

 

اقتفاء أثر السلالة التطورية الدينوصورية المؤدِّية إلى الطيور

تتعقّب شجرة النسب الموجودة إلى اليمين أسلاف الطيور وصولا إلى الأسلاف الدينوصورية المبكِّرة. وما هذه الشجرة التي تسمى كذلك مخططا تشعيبيا (أو كلاديا) cladogram إلا ناتج المعيار الذهبي الحالي لتحليل العلاقات التطورية بين الحيوانات، وهي طريقة تسمى التشعيبية (الكلادية) cladistics.

يحدِّد الممارسون للتشعيبية التاريخ التطوري لمجموعة من الحيوانات بفحص أنواع معينة من الصفات traits. ففي أثناء التطور تُبدي بعض الحيوانات صفة ما جديدة محددة جينيا (وراثيا) تمرُّ إلى الأحفاد. وبذلك يستطيع الپاليونتولوجيون أن يستنتجوا أن المجموعتين المتشاركتين في طقم مميز من مثل هذه الصفات الجديدة (أو الصفات المشتقة) تكونان على قرابة وثيقة بينهما تفوق قرابتهما للحيوانات التي تفتقر إلى تلك الصفات.

أما العُقَد nodes (أو نقاط التفرع) الموجودة على المخطط التشعيبي، فتشير إلى ظهور سلالة تمتلك طقما جديدا من الصفات المشتقة. وفي المخطط التشعيبي الموجود هنا تنحدر جميع الثيروپودات من سلف دينوصوري كان قد امتلك مؤخرا عظاما جوفاء، وكانت في قدمه ثلاث أصابع وظيفية فقط. وفي هذا المخطَّط البياني لاتزال الثيروپودات دينوصورات، فهي مجرد مجموعة فرعية من الدينوصورات الصورسكية saurischian. وهكذا توضع كل سلالة تطورية (أو خط تشعيبي) ضمن سلالة أكبر (المربعات الملونة). ولهذا السبب تعتبر الطيور من الدينوصورات المانيراپتورية والتيتانورية والثيروپودية.

http://oloommagazine.com/images/Articles/14/SCI98b14N8-9_H02_008058.jpg

 

 

لمدة طويلة أثَّرت استنتاجات هيلمان في الأفكار المتداولة في هذا المضمار، على الرغم من معلومات جديدة كانت تنص على خلاف ذلك. فهناك مكتَشَفان منفصلان أشارا إلى أن الثيروپودات كان لها في الحقيقة ترقوتان؛ إذ أظهر أحد الرسوم التشريحية المنشور في عام 1924 للثيروپود الغريب ذي الرأس الببغائي أوڤيراپتور Oviraptor عَظْمَ ترقوة، ولكن المطلعين أخْطَؤوا في تعرُّف هويته. وفي عام 1936، عثر <Ch. كامپ> (من جامعة كاليفورنيا في بيركلي) على بقايا ثيروپود صغير من الجوراسي المبكر كاملة الهيكل مع الترقوتين. لقد أمكن دحض الاعتراض المصيري لهيلمان على الرغم من قلة العلماء الذين كانوا قد قبلوه، إذ وجدت الدراسات الحالية عظام الترقوة لدى طيف واسع من الثيروپودات ذات القرابة بالطيور.

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/14/SCI98b14N8-9_H02_008059.jpg

تعرض أفراد ممثلة للثيروپودات في السلالة التطورية المؤدية إلى الطيور، بعض الملامح التي ساعدت على ترسيخ الأصل الدينوصوري للطيور، بما في ذلك (حسب ترتيب تطورها): أصابع القدم الوظيفية الثلاث (الأرجواني)، واليد ذات الأصابع الثلاث (الأخضر)، وعظم الرسغ ذي الشكل نصف القمري، أو نصف الدائري (الأحمر). وكذلك يبدي الآركيوپتركس (الذي هو أقدم طائر معروف) بعض الصفات الجديدة، مثل وجود مخلب على الإصبع الخلفية للقدم التي تنحني باتجاه المخالب الموجودة على باقي أصابع القدم. وفي أثناء تطور الطيور اللاحقة، عانت التغيرَ ملامحُ عديدة؛ ونخص بالذكر أن الأصابع اندمجت معا، وأن الذيل البسيط أصبح قلما ذيليا pygostyle مؤلفا من فقرات مندمجة، وأن الإصبع الخلفية للقدم هبطت لتتيح لأقدام الطيور أن تتمسك بأغصان الشجر بشكل محكم.

 

وأخيرا، بعد قرن من العرض الخلافي الذي تقدم به هَكْسلي للجمعية الجيولوجية في لندن، أعاد <H .J. أوستروم> (من جامعة ييل) إحياء فكرة كون الطيور تنتسب للدينوصورات الثيروپودية، وصرح بأن الطيور إنما كانت الخَلَف المباشر لهذه الدينوصورات. وفي أواخر الستينات من هذا القرن، أعطى أوستروم وصفا للتشريح الهيكلي للثيروپود داينونيكوسDeinonychus الذي يعد مفترسا سفاحا ذا مخلب منجلي، ويبلغ قده حجم إنسان مراهقadolescent، وكان قد عاش في موناتا قبل نحو 115 مليون سنة (أي في الكريتاسي المبكر). وفي السبعينات، واصل أوستروم في سلسلة من نشراته العلمية تحديد مجموعة من الملامح المشتركة بين الطيور (بما في ذلك الآركيوپتركس) من ناحية، والداينونيكوس والثيروپودات الأخرى من ناحية أخرى، ولكن ليس مع الزواحف الأخرى. واستنادا إلى هذه البيانات استنتج أن الطيور انحدرت مباشرة من دينوصورات ثيروپودية صغيرة.

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/14/SCI98b14N8-9_H02_008060.jpg

إن مقارَنات البِنَى التشريحية لم تساعد على ربط الطيور بالثيروپودات فقط، بل كشفت كذلك بعض الأساليب التي تغيرت بها تلك الملامح، بحيث أصبحت الدينوصورات أكثر شبها بالطيور وأصبحت الطيور أكثر حداثة. ففي الحوض pelvis (منظر جانبي)، كان العظم العاني pubic bone (البني) يتوجه نحو الأمام (في اليمين)، ولكنه تحول لاحقا ليصبح شاقوليا أو موجها نحو الخلف. أما في اليد (منظر علوي) فقد بقي التناسب النسبي للعظام ثابتا عبر الطيور المبكرة، ولكن الرسغ تغير. ففي رسغ المانيراپتورات اتخذ العظم القرصي الهيئة شكلا نصف قمري (الأحمر) عزز في نهاية المطاف الطيران الخفاق لدى الطيور. أما العظم الأشعب العريض والعرجوني الشكل (الذي نجم عن التحام الترقوتين)، فإنه في التيتانورات والمجموعات اللاحقة يشبه جيدا العظم الأشعب للطيور البدائية، ولكنه صار أنحف سمكا واتخذ شكلا أكثر عمقا للحرف U، فيما صار أكثر صلاحية للطيران.

 

وفيما كان أوستروم يجمع أدلته عن الأصل الثيروپودي للطيور، كانت طريقة جديدة تأخذ مكانها في متاحف التاريخ الطبيعي في مدينتي نيويورك وباريس وغيرهما فيما يخص كشف القرابات بين المتعضيات (الكائنات الحية) organisms. ومنذ ذلك الحين أصبحت هذه الطريقة ـ التي دعيت علم التصنيف بالأنساب phylogenetic systematics (أو phyletics)، أو بشكل أعم التشعيبيّة(3) (الكلادية) cladistics  ـ المعيار المعتمد في البيولوجيا المقارنة. وقد أقرَّ استخدامُ هذا المعيار صحةَ استنتاجات أوستروم بقوة.

 

تنظر الطرائق التقليدية لتجميع المتعضيات إلى المَشَابِه والفوارق بين الحيوانات، ويمكن أن تستبعد أحد الأنواع من مجموعة ما لمجرد أن يكون في ذلك النوع صفة غير موجودة في الأفراد الأخرى للمجموعة. وعلى نقيض ذلك، تجمع التشعيبية المتعضيات في مجموعات على ضروب معينة من صفات مشتركة ذات دلالات معلوماتية خاصة.

 

تنطلق هذه الطريقة من مبدأ دارويني مفاده أن التطور يتقدم (يترقى) حينما تنبثق صفة جديدة قابلة للتوريث لدى متعضية ما، وتمر بشكل وراثي إلى خَلَفها. ويشير هذا المبدأ إلى أن أي مجموعتين حيوانيتين تتشاركان في طقم (مجموعة) من مثل هذه الصفات الجديدة أو المشتقة derived تكونان أكثر قرابة فيما بينهما من قرابتهما للمجموعات التي لا تبدي إلا الصفات الأصلية من دون هذه الصفات المشتقة. ويستطيع التشعيبيون (الكلاديون)، عبر تعيين الصفات المشتقة المشتركة، أن يحددوا القرابة بين المتعضيات التي يدرسونها.

 

ويمكن تمثيل نتائج مثل هذه التحليلات التي تعاين عدة صفات بشكل عام في صورة مخطط تشعيبي (كلادي) cladogram: بمعنى وضع مخطط على شكل شجرة يصوِّر الترتيب الذي تطورت فيه الخصائص الجديدة والمخلوقات الجديدة. [انظر ما هو مؤطر في الصفحتين 12 و 13]. ونشير هنا إلى أن كل نقطةِ تفرع، أو عقدة node، إنما تعكس ظهور سلف أَسس مجموعة تحوز صفات مشتقة غير موجودة في المجموعات التي تطورت سابقا. ويؤلف هذا السلف مع جميع خَلَفه «فرعا تطوريا» clade، أي مجموعة أقرباء قرابة وثيقة.

 

لم يطبق أوستروم الطرائق التشعيبية في تحديد الطيور التي تطورت منبثقة من دينوصورات ثيروپودية صغيرة، إذْ كان هذا المدخل في السبعينات من القرن الحالي في أول استخداماته(4). ولكن بعد عقد من الزمن أجرى <A .J. گوتييه>، عندما كان في جامعة كاليفورنيا ببيركلي، تحليلا تشعيبيا واسعا عند الطيور والدينوصورات وأقربائهما من الزواحف. فقد وضع گوتييه ما توصل إليه أوستروم من مقارنات إلى جانب ملامح أخرى عديدة في إطار تشعيبي cladistic framework  أكد تطور الطيور من دينوصورات ثيروپودية صغيرة. وفي الواقع، إن بعضا من أوثق الأقرباء من الطيور يضم الداينونيكوس ذا المخلب المنجلي الذي سبق لأوستروم أن وصفه وصفا مفعما بالحيوية.

 

عظام مثار جدل

مع أن العديد من خيوط الأدلة يثبت أن الطيور تطوّرت من دينوصورات ثيروپودية تعيش على الأرض فلايزال القليل من العلماء يصارحون بعدم اقتناعهم. ولكنهم لم يختبروا أي نظرية بديلة بالطريقة التشعيبية أو بأيِّ طريقة أخرى تحلّل بشكل موضوعي صلات القربى بين الحيوانات. ونورد هنا نماذج من جدالهم، مع بعض الأدلة الداحضة لادعاءاتهم.

إن اليد في كل من الطيور والثيروپودات مختلفة: فالثيروپودات تحتفظ بالأصابع I و II و III، كونها فَقَدت الخِنْصَر والبنصر (إصبع الخاتم)؛ أما الطيور فتمتلك الأصابع II و III و IV. وهذه الفكرة عن يد الطائر تعتمد على بحث في علم الأجنة يوحي بأنه لدى فقدان الأصابع من اليد ذات الأصابع الخمس، فإن أول ما يُفقد منها الإصبعان الخارجيتان (I و V). وليس من أحد يشك في أن الثيروپودات تحتفظ بالأصابع I و II و III، وبذلك فإن لهذا «القانون» استثناءات بشكل واضح بحيث لا يستبعد الاحتفاظ بالأصابع الثلاث الأولى لدى الطيور. والأهم من ذلك أن أدلة الهيكل العظمي تكذب الفرق المزعوم في أيدي الطيور والثيروپودات غير الطيرية. فالأصابع الثلاث التي احتفظت بها الثيروپودات غير الطيرية بعد فقدان هذه الأخيرة الإصبعين الرابعة والخامسة لها نفس الأشكال والتناسب والاتصالات مع عظام الرسغ التي للأصابع في الآركيوپتركس والطيور اللاحقة [انظر إلى الصف الأوسط من الشكل في الصفحة المقابلة].

إن ظهور الثيروپودات تأخر بالقدر الذي لا يجعلها الأصل المحتمل لنشوء الطيور. لقد لاحظ أنصار هذا الرأي أن الآركيوپتركس ظهر في السجل الأحفوري (المستحاثي) العائد إلى 150 مليون سنة، في حين يعود تاريخ البقايا الأحفورية للمانيراپتورات، التي هي أقرب أقرباء الطيور إلى 115 مليون سنة. ولكن الباحثين كشفوا الآن عظاما تنتمي بوضوح إلى مانيراپتورات غير طيرية صغيرة يعود تاريخها إلى زمن الأركيوپتركس. وعلى أي حال، فإن الإخفاق في العثور على أحافير من النوع المتكهن به لا يستبعد وجودها في رسوبيات لم يتم اكتشافها بعد.

إن العظم الأشعب (الترقوة الطيرية) [المؤلَّف من ترقوتين مندمجتين] لدى الطيور لا يشبه الترقوتين لدى الثيروپودات. لم يكن هذا الاعتراض معقولا إلا حين اكتشفت ترقوتا الثيروپودات المبكرة، ولكن عظاما شعباء ـ تشبه تماما العظم الأشعب للآركيوپتركس ـ تمّ اكتشافها الآن في العديد من الثيروپودات.

لا يمكن أن تكون الرئتان المعقدتان لدى الطيور قد تطورتا من رئتي الثيروپودات. ولا يمكن دعم هذا الادعاء أو تكذيبه في الوقت الحاضر لعدم حفظ رئات أحفورية في السجل الپاليونتولوجي. وكذلك، لا يقدِّم مؤيدو هذه الحجة أيَّ حيوان يمكن أن تكون رئتاه قد أدت إلى رئتي الطيور اللتين تتّصفان بغاية التعقيد ولا تشبهان رئتي أي حيوان حي.

 

واليوم يبين مخطط تشعيبي خاص بالسلالة (الخط) التطورية lineage الممتدة من الثيروپودات إلى الطيور، أن الفرع التشعيبي المسمَّى الطيريات Aves birds إنما يتألف من سَلَفِ الآركيوپتركس وكل سليل انحدر من ذلك السلف. وهذا الفرع التطوري هو مجموعة فرعية subgroup من فرع تشعيبي أوسع يتألف مما يسمى «الثيروپودات المانيراپتورية» التي تعتبر في حدِّ ذاتها مجموعة فرعية من «الثيروپودات التيتانورية» التي انحدرت من أقدم الثيروپودات. وهذه الثيروپودات البدائية تطورت بدورها من دينوصورات غير ثيروپودية. ويبين المخطط التشعيبي أن الطيور لم تنحدر من الدينوصورات فحسب بل إنها هي دينوصورات (وزواحف)، تماما مثلما يُعَدّ البشر ثدييات مع أن البشر يختلفون عن الثدييات الأخرى بقدر ما تختلف الطيور عن الزواحف الأخرى.

 

 الخطوات التطورية المبكرة المؤدية إلى الطيور

بيّنت دراسات گوتييه ودراسات أخرى أجريت مؤخرا، أن العديد من الصفات التي كانت تُعَدُّ تقليديا طيرية الشكل ظهرت في الواقع قبل ميلاد الطيور، وذلك في أسلافها الثيروپودية(5)  ما قبل الطيرية. ولا شك في أن العديد من هذه الخصائص ساعد أصحابها الأصليين على استمرار بقائها كدينوصورات أرضية على اليابسة، ومن ثم استخدمت هذه الصفات ذاتها ـ وصفات أخرى غيرها في نهاية المطاف ـ إما بشكل مباشر وإما بعد التحوير، لدعم الطيران وأسلوب الحياة على الأشجار. ولا يسمح لنا قصر هذه المقالة أن نبوّب العشرات العديدة من التفاصيل التي تجمعت لتدعم فرضية كون الطيور تطوّرت من دينوصورات ثيروپودية صغيرة، الأمر الذي يجعلنا نركِّز هنا بشكل رئيسي على التفاصيل المتعلقة بأصل الطيران.

 

إن الخصائص الثيروپودية الطيرية الشكل التي سبق تطورُها الطيورَ، لم تظهر كلها دفعة واحدة، وكان بعضها موجودا قبل ظهور الثيروپودات نفسها ـ أي لدى أبكر الدينوصورات. فمثلا، كان السلف الزاحفي المباشر للدينوصورات ذا قدمين ومنتصب الوِقْفَة أصلا (بمعنى أنه كان يمشي كالطائر بشكل أساسي) وكان صغير القدّ ومن اللواحم. أما يداه، شأنهما شأن نظيرتيهما في الطيور البدائية، فقد كانتا مُطْلَقتين لعملية القبض (المسك) grasping (على الرغم من أن اليد كانت بَعْدُ ذات خمس أصابع، بدلا من الثلاث التي وجدت لدى الثيروپودات البدائية جدا ولدى الطيور). يضاف إلى ذلك أن الإصبع الثانية كانت هي الأطول، وليست الثالثة كما في الزواحف الأخرى.

 

وعلاوة على ذلك، كان مَفْصِلُ الكاحل ankle joint قد غدا أصلا في هيئة مُفَصَّلَة hingelike، كما غدت الرُّصغيات metatarsals (أي عظام مشط القدم) متطاولة. وابتعدت هذه الأخيرة عن الأرض بحيث مشى الأقارب المباشرون للدينوصورات، وكذلك الدينوصورات نفسها، على أصابع القدم ووضعوا إحدى القدمين أمام الأخرى بدلا من أن يدبّ عليهما متباعدتين. ويعتقد أن العديد من التبدّلات في الأقدام زاد في طول الخُطوة وسرعة الركض، الأمر الذي يعتبر خاصية ساعدت يوما ما الثيروپودات الطيرية على الطيران.

 

كان أقدم الثيروپودات ذا عظام جوفاء وتجاويف في الجمجمة، وأدّت هذه التعديلات (التكيّفات) إلى تخفيف وزن الهيكل العظمي. وكانت له كذلك رقبة طويلة، كما أنه تمتّع بعمود فقري أفقي الهيئة، شأن الطيور في هذه الأيام. أما في اليد، فقد كانت الإصبعان الرابعة والخامسة (اللتان تقابلان الخِنْصر والإصبع المجاورة لها) قد تراجعتا في الدينوصورات الأولى، ثم كادت تنعدم الإصبع الخامسة. وسرعان ما غابت هذه الأخيرة وتراجعت الإصبع الرابعة إلى نتوء صغير. وقد اختفت هاتان الإصبعان الضامرتان بشكل تام في الثيروپودات التيتانورية واندمجت الأصابع الثلاث الباقية (I و II و III) في وقت لاحق بعد تطور الآركيوپتركس.

 

وكذلك أصبح الطرفان الخلفيان للثيروپودات الأولى أكثر شبها بنظيريهما لدى الطيور. فقد كانا طويلين والفخذ فيهما أقصر من القصبة shin، كما اختُزل عظم الشَّظِيَّة fibulaالمجاور للقصبة. (ونشير هنا إلى أن العظم المشابه لأعواد تخليل الأسنان والموجود في الوُصْلَة الفخذ-كاحلية ـ المعروفة باسم «الدبوس ويسميها الإنكليز عصا الطبال drum stick  ـ لدى طيور اليوم، هو جميع ما تبقى من الشظية). لقد كانت هذه الدينوصورات تمشي على أصابع القدم الثلاث الوسطى، وهي الأصابع نفسها التي تستخدمها الطيور الحالية في مشيتها. أما إصبع القدم الخامسة فقد قصرت واستدقت وخلت من المفاصل، كما اشتملت إصبع القدم الأولى على عظم مشطي متقاصر (ذي مفصل صغير ومخلب) نَتَأ من جانب إصبع القدم الأخرى. هذا وقد ارتفعت إصبع القدم الأولى عن سائر الأصابع وغدت من دون وظيفة، ولكنها استُثمرت جيدا فيما بعد لدى الطيور. فعندما ظهر الآركيوپتركس استدارت تلك الإصبع لتأخذ مكانها خلف الأصابع الأخرى. وفي الطيور اللاحقة نزلت لتغدو مقابِلة للأصابع الأخرى، وشكَّلت أخيرا جزءا مهما من القدم الجاثمة(6).

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/14/SCI98b14N8-9_H02_008061.jpg

توحي الأحافير (المستحاثات) الثيروپودية المكتشفة حديثا في الصين أن البِنَى التي أدت إلى الريش ربما سبق تاريخُها ظهورَ الطيور. فالسينوصوروپتركس (في اليسار) عرضتْ حافة مهدبة (على طول ظهرها) ربما كانت تتألف من طلائع الريش. وكان الپروتاركيوپتركس (في اليمين) يحمل ريشا حقيقيا (مثل المجموعة المكبرة في الشكل المفصّل العلوي). أما الشكل المفصل الأصغر فإنه يوضِّح جزءا من ريشة واحدة.

 

مزيد من التبدّلات

خلال سياق تطور الثيروپودات ظهر المزيد من الملامح التي اعتُقد ذات يوم أنها طيرية حصرا. فمثلا حدثت تبدلات رئيسية في الطرف الأمامي والحزام (الزنّار) الكتفي. وساعدت هذه التعديلات الثيروپودات بادئ ذي بدء على القبض على الفريسة، ثم عزَّزت الطيران. وعلى الخصوص تزايد في أثناء تطور الثيروپودات طول الذراعين باستمرار، باستثناء حالة اللواحم العملاقة من أمثال كارنوتوروس Carnotaurus وألّوصوروس Allosaurusوتيرانوصوروس Tyranosaurus، التي كان الطرفان الأماميان فيها صغيرين نسبيا. لقد كان طول الطرف الأمامي لدى الثيروپودات البدائية جدا يعادل نصف الطرف الخلفي تقريبا. وبحلول الزمان الذي ظهر فيه الآركيوپتركس، غدا الطرف الأمامي أطول من الطرف الخلفي، وتزايد هذا الطول أكثر فأكثر في الطيور اللاحقة. وقد أتاح هذا التطاول لدى الطيور مزيدا من القوة في خفقات الطيران.

 

وكذلك أصبحت اليد أكثر طولا، الأمر الذي يعلِّل الازدياد المتنامي في مدى الطرف الأمامي، كما انتاب الرسغ تبدل مثير في الشكل. فالثيروپودات الأصلية كانت تمتلك عظما رسغيا منبسطا (عظم الرسغ الوحشي distal carpal، أي البعيد) تراكب على قواعد عَظْمَيْ راحة اليد (المشطيين metacarpals) الأول والثاني وعلى الأصابع، حتى إن هذا العظم في المانيراپتورات maniraptorans اتخذ شكلا نصف قمري على طول السطح الذي لامس عظام الذراع. وهذا الشكل نصف القمري (أو نصف الدائري) كان من الأهمية بمكان، لأنه سمح لهذه الحيوانات أن تَلْوي الرسغ جانبيا، إضافة إلى الليّ نحو الأعلى والأسفل. وهكذا استطاعت هذه الحيوانات أن تثني اليد الطويلة مثلما تفعل الطيور الحالية تقريبا. ويُمكن عندها أن تُدار اليد الطويلة وأن تُمْتَشَق نحو الأمام لتختطف الفريسة.

 

وفي الحزام الكتفي للثيروپودات المبكرة، كان لوح الكتف scapula طويلا ويشبه القِدّة (السَّيْرَ)، وكان العظم الغرابي coracoid (الذي يؤلف مع لوح الكتف المَفْصِل الكتفي) مدوّرًا، ورَبَطت الترقوتان المنفصلتان (اللتان تشبهان الحرف SS شكلا) الكتف بعظم القَصّ. ثم سرعان ما استطال عظم الكتف وتضيق، كما نَحُفَ العظم الغرابي وتطاول ممتدا باتجاه القص. أما الترقوتان فالتحمتا عند الخط المتوسط وتوسعتا عرضا لتشكلا العظم الأشعب (أو عظم التَّمَنّي) الذي يشبه البومرانگ(7) boomrang. وأما القص، الذي كان غضروفيا في الأصل، فقد تكلس في صفيحتين عظميتين لدى التيتانورات tetanurans. وقد قوَّت هذه التبدلات مجتمعة الهيكل العظمي، ثم استُخدمت هذه التقوية لاحقا في تعزيز جهاز الطيران ودعم عضلات الطيران. فمثلا، من المحتمل أن يكون العظم الأشعب (الترقوة الطيرية) الجديد قد أصبح مُرْتَكَزًا anchor لتثبيت العضلات التي تحرِّك الطرفين الأماميين في أثناء البحث عن الغذاء أولا، ثم في أثناء الطيران لاحقا.

 

وفي الحوض، أُضيفت فقرات جديدة إلى الحزام (الزنار) الوركي، وغيَّر العظم العانيpubic bone (الذي هو عظمٌ حوضي يتثبت أمام وأسفل حُقِّ (وقب) الوَرِك hip socket) اتجاهه. ففي الثيروپودات الأولى، كما في معظم الزواحف الأخرى، كانت العانة تتوجه نحو الأسفل والأمام، ولكنها بعد ذلك بدأت تتوجه نحو الأسفل مباشرة أو نحو الخلف. وأخيرا، في الطيور الأكثر تقدما من الآركيوپتركس، أصبحت العانة موازية للحَرْقَفَة ischium، وهي عظم حوضي يمتد نحو الخلف من أسفل حُقِّ الورك. ونشير هنا إلى أن الفوائد الناجمة عن هذه التغيرات، إن كان هناك أي منها، لاتزال مجهولة. ولكن حقيقة كون هذه الملامح فريدة تخص الطيور والمانيراپتورات إنما تبين أصلها المشترك.

 

وفي النهاية، تقاصر الذيل تدريجيا وتيبّس طوال التاريخ الثيروپودي على نحو يخدم أكثر فأكثر دورَ عضوِ توازن أثناء الركض يشبه نوعا ما دوره الحالي لدى الجوَّابroadrunner (طائر أمريكي سريع). وقد بيَّن <M.S. گيتْسي> (من جامعة براون) أن هذا التحوّل الانتقالي في بنية الذيل توازى مع تبدل آخر في الوظيفة: إذ قلّ شيئا فشيئا دور الذيل كمرتكز لعضلات الرجل. وتولى الحوض تلك الوظيفة؛ فالعضلة التي كانت يوما ما تجر الرجل إلى الوراء لدى المانيراپتورات أصبحت الآن تتحكم في الذيل بشكل رئيسي. وفي الطيور التي تلت الآركيوپتركس سيتم استخدام هذه العضلات لتعديل الذيل ذي الريش وضبطه حسب اللزوم في أثناء الطيران.

 

وفي الخلاصة، إن عددا كبيرا من الملامح الهيكلية التي كان يظن ذات يوم أنها فريدة تميِّز الابتكارات الطيرية ـ مثل العظام الجوفاء الخفيفة، والذراعين الطويلتين، واليدين المزودتين بثلاث أصابع مع كون الإصبع الثانية طويلة، والعظم الأشعب (الترقوة الطيرية)، والحوض الموجَّه نحو الخلف، والطرفين الخلفيين الطويلين اللذين يتزود كل منهما بقدم ذات ثلاث أصابع ـ كلها كانت موجودة أصلا لدى الثيروپودات قبل نشوء الطيور. ولكن تلك الملامح كانت تخدم على وجه العموم استعمالات تختلف عن استعمالاتها في الطيور، ولم تُستقطب للطيران والوظائف الطيرية المميزة الأخرى (بما في ذلك الحياة على الأشجار) إلا لاحقا.

 

لا تقتصر أدلّة الأصل الدينوصوري للطيور على الهيكل العظمي. فالاكتشافات الحالية فيما يخص مواقع التعشيش في مونگوليا، تكشف أن بعض السلوكيات التكاثرية للطيور إنما تأصَّلت في الدينوصورات غير الطيرية. ولم تكن هذه الثيروپودات تضع حَضْنَة كبيرة من البيض دفعة واحدة، مثلما يفعل معظم الزواحف الأخرى، بل عوضا عن ذلك كانت تملأ العش بشكل تدريجي بوضعها بيضة أو اثنتين في كل مرة وربما لبضعة أيام، مثلما تفعل الطيور. وقد عُثر مؤخرا على هياكل للثيروپود الكريتاسي المسمى أوڤيراپتور فوق أعشاش من البيض؛ فمن الواضح أن تلك الدينوصورات دُفنت في أثناء حمايتها البيض بأسلوب أشبه ما يكون بالسلوك الطيري. ولعل هذا الاكتشاف مدعاة للسخرية لأن الأوڤيراپتور الآنف الذكر، والذي يعني اسمه «سارق البيض»، يُظَن أنه كان يسرق بيض الدينوصورات الأخرى بدلا من حمايتها. يضاف إلى ذلك أن بنية قشرة البيضة في الثيروپودات تُبدي ملامح لا تشاهد إلا في بيض الطيور. فالقشور هنا تتألف من طبقتين من الكالسَيْت: إحداهما موشورية (بلّورية) والأخرى أسفنجية (مسامية وأقل انتظاما).

 

وبينما كان يتم لدى الدينوصورات غير الطيرية تعيين صفة طيرية تلو أخرى، مما يُفترض أنها فريدة لدى الطيور، فإن الريش واصل اعتباره ملمحا بارزا يخص الطيور وحدها. ولكن بعض الأدلة المحيِّرة يوحي بأنه حتى الريش ربما يكون قد سبق في الزمان ظهور الطيور.

 

ففي عامي 1996 و 1997 نشر<J. كيانگ> و< J. شوآن> (من المتحف الوطني الجيولوجي في الصين) تقارير عن حيوانين أحفوريين وجدا في مقاطعة لياوْننگ، ويعود تاريخهما إلى الجوراسي المتأخر أو الكريتاسي المبكر. ويمتلك أحد الحيوانين ـ وهو دينوصور بحجم الديك الرومي، يدعى سينوصوروپتركس Sinosauropteryx  ـ بِنَى خيطية مهدَّبة fringed filamentous على طول عموده الفقري وعلى سطح جسمه. وربما كانت هذه البِنَى على الجلد، أو الإهاب integument، هي طلائع الريش. ولكن هذا الحيوان ليس بطائر، بل يمتلك ذراعين قصيرتين وخصائص هيكلية أخرى تشير إلى أنه يمكن أن ينتمي إلى الثيروپود كومسوگناثوس Compsognathus الذي لا يقارب الطيور أو المانيراپتورات الأخرى  بشكل خاص.

 

أما المخلوق الآخر، الپروتاركيوپتركس Protarchaeopteryx، فإنه يمتلك بشكل واضح ريشا حقيقيا على جسمه ويتزود بريش أطول منه مثبَّت على ذيله. وتوحي الملاحظات الأولية بأن هذا الحيوان ثيروپود مانيراپتوريّ. وسيعتمد اعتبارُه طيرا كذلك، أم لا، على الوصف الأعمق لتشريحه. ومع ذلك، فإن هذه المكتشفات الصينية تتضمن على الأقل أن البِنَى التي بعثت الرِّيش ربما كانت قد ظهرت قبل ظهور الطيور، وبالتأكيد قبل شروع الطيور في الطيران. ولم يتحدد حتى الآن ما إذا كانت الوظيفة الأصلية للريش تخص العزل الحراري أم السلوك الاستعراضي أم أي شيء آخر.

 

بداية طيران الطيور

يُعَدَّ أصل الطيور وأصل (منشأ) الطيران مسألتين مستقلتين وإن كانتا متصلتين. لقد وُجِدَ الريش لوظائف أخرى غير الطيران قبل أن ينشأ الطيران، وربما لم يكن الآركيوپتركس الثيروپودَ الطيّار الأول، على الرغم من عدم عثورنا في الوقت الحاضر على أحافير (مستحاثات) للطلائع الطائرة الأبكر. فما الذي نستطيع قولَهُ عن كيفية بدء الطيران لدى أسلاف الطيور؟

 

لقد جرى تقليديا وضع سيناريوهيْن متعارضين، يتمثّل أحدهما في الفرضية الشجريةarboreal التي ترى أن أسلاف الطيور بدأت الطيران بتسلق الأشجار والانزلاق نزولا من الأغصان بمساعدة ريش ابتدائي. فارتفاع الأشجار يهيئ موقعَ شروعٍ جيدا لاستهلال الطيران، ولا سيما عبر الانزلاق. وبينما كان الريش يكبر على مرّ الزمن نشأ الطيران الخفّاق (الرَّفْرَفيّ) flapping flight  وأصبحت الطيور أخيرا محمولة على الهواء بشكل تام.

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/14/SCI98b14N8-9_H02_008062.jpg

http://oloommagazine.com/images/Articles/14/SCI98b14N8-9_H02_008063.jpg

كان الأوڤيراپتور (وهو ثيروپود مانيراپتوري تطور قبل الطيور) يرقد في عشه لحماية بيضه (الرسم الأيسر)، تماما مثلما تفعل النعامة (الرسم الأيمن) والطيور الأخرى اليوم. وبكلمات أخرى فقد تأصل حضن البيض هذا قبل أن تظهر الطيور. وفي الأحفورة التي استُخدمت أساسا لرسم الأوڤيراپتور (الصورة أعلاه) يشير موقع المخالب إلى أن الأطراف التفت حول البيض (الأشكال البيضوية الكبيرة) كي تحميها.

 

صحيح إن هذه الفرضية تنطوي على معنى بَدَهي، ولكن توجد دونه نواح مقلقة. فالآركيوپتركس، وأبناء عمومته المانيراپتورية، لا تمتلك تكيفات شجرية واضحة من أمثال الأقدام الكاملة التكيّف للجثوم. ولربما استطاع بعضها تسلق الأشجار، ولكن لا يوجد تحليل مقنع يبيِّن كيف تمكّن الآركيوپتركس من التسلق والطيران بطرفيه الأماميين؛ كما لم تكن هناك نباتات أطول من أمتار قليلة في البيئات التي وجدت فيها أحافير الآركيوپتركس. وحتى لو استطاعت هذه الحيوانات تسلق الأشجار، فإن هذه القابلية ليست مرادفة للعادة الشجرية أو المقدرة الانزلاقية. فأكثر الحيوانات الصغيرة، وحتى بعض الأمْعُز والكُنْغُرات، يستطيع تسلق الأشجار، ولكن ذلك لا يجعل منها ساكنة أشجار. وإلى جانب ذلك، لا يُبدي الآركيوپتركس أي ملامح واضحة للانزلاق، مثل الغشاء العريض الذي يصل بين الطرفين الأماميين والطرفين الخلفيين.

 

أما الفرضية الأخرى فهي فرضية العَدْوِ cursorial التي ترى أن الدينوصورات الصغيرة كانت تركض على اليابسة وتمدّ ذراعيها لتحقيق التوازن، بينما هي تقفز في الهواء خلف فريسة من الحشرات أو ربما لتتجنب الحيوانات المفترسة. وحتى الريش البدائي على الطرفين الأماميين يمكن أن يكون قد وسّع مساحة سطح الذراع لكي يُحسِّن الرَّفع lift في الهواء قليلا. ويمكن أن يكون ريشٌ أكبر قد زاد الرفع رويدا رويدا إلى أن تحقق الطيران المتواصل بشكل تدريجي. وبالطبع، فإنّ قفزة في الهواء لا تمنح التسارع الذي يولِّده الهبوط من شجرة، فسيكون على الحيوان أن يركض بسرعة كبيرة كيما يقلع. ومع ذلك، تستطيع بعض الحيوانات الأرضية أن تحقق على اليابسة سرعات عالية.

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/14/SCI98b14N8-9_H02_008064.jpg

يشير المخطط التشعيبي لتطور الطيور هذا إلى أن الطيور أتقنت خفقات طيرانها تدريجيا بعد ظهورها الأول قبل نحو 150 مليون سنة. لكنها أصبحت شجرية (بمعنى قدرتها على العيش في الأشجار) في وقت مبكر نسبيا من تاريخها. وندرج تحت المخطط بعض الاستحداثات الهيكلية التي دعَّمت مقدراتها البازغة.

 

لقد تدعمت فرضية العدو بحقيقة أن الأسلاف المباشرة للثيروپودات التي أعطت الطيور كانت يابسية (برية) terrestrial، وأنها امتلكت الصفات اللازمة لسرعات رفع عالية: إذ إنها كانت صغيرة ونشيطة ورشيقة وخفيفة الوزن وطويلة الأرجل وجيدة الركض. وبما أنها كانت ذات رجلين bipedal، فإن ذراعيها كانتا حرتين لتطوير طيران خفّاق لا يصح لحالة الزواحف الأخرى في زمانها.

 

ومع كون أدلَّتنا المحدودة مراوغة، فقد لا يصدق أي من الفرضيتين الشجرية أو العَدْوِيّة في شكليهما المتطرفين. ولعل ما هو أكثر احتمالا أن تكون أسلاف الطيور قد استعملت ما يجمع بين الإقلاع من الأرض والإفادة من المرتفعات المتاحة (مثل التلال أو الجلاميد الكبيرة أو الأشجار الساقطة). ولعلها لم تكن قد تسلقت أشجارا ولكنها ربما استخدمت كل شيء متاح في أراضيها الطبيعية لدعم طيرانها.

 

ولكن المسألة الأكثر أهمية من مسألة «الأرض مقابل الشجر» تكمن في تطور خفقة الطيران. فهذه الخفقة stroke  لا تولِّد الرَّفْعَة التي تحصل عليها الحيوانات المنزلقة من تحريك أجنحتها عبر الهواء فحسب (كما هي الحال في المقطع الانسيابي لجناح الطائرة)، بل وتولِّد كذلك الاندفاعة التي تمكّن الحيوان الخفاق من الحركة نحو الأمام. (وعلى نقيض ذلك، إن «أعضاء» الرفع و«أعضاء» الدَّفع في الطائرة مستقلان، وهما الجناحان والمحركات النفاثة). أما في الطيور والخفافيش، فإن جزء اليد من الجناح يولد قوة الدفع في حين يهيئ سائر الجناح قوة الرَّفع.

 

وفي أواخر السبعينات، أظهر<J. رايْنَر> (من جامعة بريستول) أن خفقة الطيران نحو الأسفل وإلى الأمام لدى الطيور والخفافيش تولِّد سلسلة دوامات كَعْكية الشكل تدفع الحيوان الطائر باتجاه الأمام. وبعدئذ، في أواسط الثمانينات، بيَّن أحدنا (پاديان) وگوتييه أن الحركة التي تولِّد تلك الدوامات لدى الطيور هي الفعل نفسه (الثني الجانبي لليد) الذي كان موجودا أصلا لدى الداينونيكوس والڤيلوسيراپتور Velociraptor  من المانيراپتورات،  ولدى الآركيوپتركس كذلك.

 

وكما لاحظنا سابقا، لا بد أن تكون المانيراپتورات الأولى قد استخدمت هذه الحركة للقبض على الفريسة. وبحلول الزمن الذي ظهر فيه الآركيوپتركس والطيور الأخرى، غَيَّرَ المفصل الكتفي زاويته ليتوجه نحو الجانب أكثر منه نحو الأسفل والخلف، فحوَّل هذا التغيير في الزاوية حركة الطرف الأمامي من حركةٍ لِمَسْك الفريسة إلى خفقة طيران. ويوحي أحد الأدلة من الأرجنتين بأن الحزام الكتفي في أقرب أقرباء المانيراپتورات للطيور (وهو الدينوصور الجديد يونينلاجيا Unenlagia) كان قد تزوى نحو الخارج، بحيث يتيح مثل هذا النوع من الخفقة.

 

لقد كشف بحث جديد أجراه <F. جنكينز، جونيور> (من جامعة هارڤارد) و <G. گوزلو> (من جامعة براون) وزملاؤهما، الشيء الكثير عن دور العظم الأشعب في الطيران وعن الكيفية التي تتحقق بها خفقة الطيران. فالعظم الأشعب عند بعض الطيور الحية يعمل مباعدا بين الحزامين الكتفيين، مما يختزن الطاقة المصروفة في أثناء خفقة الطيران. وبخلاف ذلك، ربما كان العظم الأشعب في الطيور الأولى أقل مرونة، وكانت وظيفته الرئيسية لا تعدو أن تكون مُرْتَكَزًا لتثبيت عضلات الطرف الأمامي. ومن الواضح أيضا أن العضلة الأكثر مسؤولية عن تدوير ورفع الجناح في أثناء خفقة الطيران الارتدادية لم تكن قد اتخذت بعد وضعها الجديد في الآركيوپتركس والطيور الأخرى المبكِّرة جدا. لذا يحتمل أن هذه الطيور لم تكن ماهرة الطيران على وجه الخصوص، بمعنى أنها كانت غير قادرة على خفق الجناحين بالسرعة والدقة اللتين تستطيعهما طيور اليوم. ولكن لم يمض وقت ويل (ربما عدة ملايين من السنين فقط) قبل أن تكتسب الطيور الجهاز الذي كانت تحتاج إليه لتحقيق طيران أكثر ضبطا.

 

ما بعد الآركيوپتركس

منذ عام 1990 تمّ العثور على عدد من أحافير الطيور من العصر الكريتاسي يفوق ثلاثة أمثال ما تمّ تسجيله قبل ذلك التاريخ. واليوم، تساعد هذه العينات (التي اكتشفت في أسبانيا والصين ومنغوليا ومدغشقر والأرجنتين) الپاليونتولوجيين على تِبْيان التطور المبكر للطيور التي تلت الآركيوپتركس، بما في ذلك اكتسابها جهازَ طيران محسنًا. وقد بيَّنت تحليلات أحدنا (شياپ) وغيره لهذه المكتشفات أن الطيور سرعان ما اتخذت حجوما وأشكالا وسلوكيات مختلفة عديدة (تتراوح ما بين الغطس وعدم الطيران)، وأنها تنوَّعت طوال العصر الكريتاسي الذي انتهى قبل نحو 65 مليون سنة.

 

إن التجوال لمراقبة الطيور عبر غابة العصر الكريتاسي المبكر لا يشبه نزهة لمثل هذه المراقبة الآن. فلعل الطيور القديمة أمضت الكثير من زمانها في الأشجار وكانت قادرة على الجثوم، ولكن لا يوجد دليل على أن الطيور الأولى كانت تُقيم أعشاشا على الأشجار أو كانت تغرِّد أغنيات معقدة أو كانت تهاجر مسافات طويلة؛ ولا على أنها كانت تتزود بالريش حينما تبلغ حجم البالغين تقريبا مثلما تفعل الطيور اليوم، أو تكبر بالسرعة التي تكبر بها طيور اليوم. فالعلماء لا يستطيعون إلا أن يتخيلوا ما كانت تُشبهه هذه الحيوانات. ولكن تلك الطيور كانت تبدو ولا شك غريبة الشكل جدا وذات أصابع تحمل مخالب، كما تحمل مناقير ذات أسنان في كثير من الحالات.

 

ومع ذلك، من المؤكد أن بعض ملامح هيكلها العظمي الثاوي تحت جلدها أصبح أقرب شبها بالهيكل العظمي للطيور في الكريتاسي المبكر، ومكّن الطيور من الطيران الجيد؛ إذ التحمت عدة عظام في اليد والحزام الوركي بما يتيح قوة للهيكل العظمي لغرض الطيران. وأصبح القص أكثر عرضا، كما تزود بِجُؤْجُؤ keel تحت الخط المتوسط للصدر لتثبيت عضلات الطيران. أما الذراع فأصبحت أكثر طولا، وغدت عظام الجمجمة والفقرات أخف وزنا وأكثر تجويفا. أما عظام الذيل فأصبحت سلسلة قصيرة من قِطَع حرة تنتهي بِجَدَعَة stumpملتحمة تتحكم في ريش الذيل (وهي الزِّمَكَّى، أو أنف الكاهن parson’s nose، المألوفة في الدجاجة المحمرة). وكذلك فقد حقق الجُنَيْح alula، أو «الجناح الإبهامي» thumb wing، (وهو جزء من جناح الطائر أساسي للتحكم في الطيران بسرعة منخفضة) ظهوره الأول، مثلما تحقق استخدام إصبع القدم الأولى في الجثوم.

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/14/SCI98b14N8-9_H02_008065.jpg

 

بقدر ما استطاعت الطيور المبكرة الطيران، فإنها بالتأكيد استحوذت معدلات استقلابية (أيضية) أعلى مما لدى الزواحف ذات الدم البارد. فعلى الأقل كانت قادرة على توليد الحرارة والطاقة اللتين احتاجت إليهما للطيران من دون الاعتماد على التسخين بوساطة البيئة. ولكنها ربما لم تكن ذات دم حار بالكامل، مثلما هي حال طيور اليوم. كما أن ريشها، إضافة إلى مساعدتها على الطيران، أتاح قدرا من العزل الحراري، تماما مثلما كانت طلائع الريش قد ساعدت على حفظ الحرارة وصون الطاقة لدى الطلائع غير الطيرية nonavian للطيور. وربما لم تكن هذه الطيور تستطيع الطيران بالقوة وإلى المسافة التي تستطيعهما طيور اليوم.

 

أما مراقبو الطيور الذين كانوا يجوبون غابة عاشت بعد خمسين مليون سنة من ذلك التاريخ، فربما كان باستطاعتهم اكتشاف ممثلين للسلالات (الخطوط) التطورية lineagesالبدائية جدا للطيور. ولكن طيورا أخرى غيرها كان يمكنهم أن يتعرفوها كأفراد مبكرة للمجموعات الحالية. وتبيِّن البحوث الحالية أن ما لا يقل عن أربع سلالات تطورية رئيسية للطيور الحالية (بما في ذلك أقارب قدامى للطيور الساحلية والطيور البحرية وآكلات السمك loons وكذلك البط والإوز) كانت تزدهر قبل عدة ملايين من السنين من نهاية العصر الكريتاسي، وتوحي أدلة پاليونتولوجية وجزيئية أن أسلاف طيور حالية أخرى كانت تعيش في ذلك الزمان كذلك.

 

لقد اندثر معظم السلالات التطورية للطيور التي نشأت في الكريتاسي خلال ذلك الزمان، مع أنه لا يوجد دليل على أنها هلكت فجأة. وقد لا يعرف الباحثون على الإطلاق ما إذا كانت الطيور التي اختفت فاقتها أشكال جديدة أم أنها قُتلت بكارثة بيئية أم أنها لم تكن تقوى على التكيف مع تبدلات عالمها فقط. ولكن لا يوجد شك مقبول في أن جميع مجموعات الطيور الحالية والمنقرضة انحدرت من دينوصورات ثيروپودية لاحمة صغيرة. وفي الحقيقة، ما الطيور الحالية إلا دينوصورات ثيروپودية صغيرة قصيرة الذيل وذات ريش.

 

 المؤلفان

Kevin Padian – Luis M. Chiappe

كثيرا ما يتعاونان معا. پاديان أستاذ البيولوجيا التكاملية وأمين متحف الپاليونتولوجيا في جامعة كاليفورنيا ببيركلي. وهو أيضا رئيس المركز الوطني لتعليم العلوم. أما شياپ الذي درس بشكل واسع تشععَ (تفرع) الطيور في أثناء العصر الكريتاسي، فإنه يتمتع بزمالة شاپمان Chapman Fellow وباحث مساعد في المتحف الأمريكي للتاريخ الطبيعي في مدينة نيويورك، وهو أيضا أستاذ منتدب adjunct professor في جامعة مدينة نيويورك.

 

مراجع للاستزادة 

ARCHAEOPTERYX AND THE ORIGIN OF BIRDS. John H. Ostrom in Biological Journal of the Linnaean Society, (London), Vol. 8, No. 1, pages 91-182; 1976.

SAURISCHIAN MONOPHYLY AND THE ORIGIN OF BIRDS. Jacques A. Gauthier in Memoirs of the California Academy of Sciences, Vol. 8, pages 1-55; 1986.

THE FIRST 85 MILLION YEARS OF AVIAN EVOLUTION. Luis M. Chiappe in Nature, Vol. 378, pages 349-.355; November 23, 1995.

THE ENCYCLOPEDIA OF DINOSAURS (see entries “Aves” and “Bird Origins”). Edited by Philip J. Currie and Kevin Padian. Academic Press, 1997.

THE ORIGIN AND EARLY EVOLUTION OF BIRDS. Kevin Padian and Luis M. Chiappe in Biological Reviews (in press).

Scientific American, February 1998

 

(1) الپاليونتولوجيا (علم الحياة القديمة): علم يبحث في أشكال الحياة في العصور الجيولوجية السالفة مثلما تدل عليها الأحافير الحيوانية والنباتية.

(2) طائر من الفصيلة الغرابية، جسور، طُلَعَة، يتميز بزرقة زاهية في ريش جناحيه وذيله. ويبلغ طوله نحو 28 سنتيمترا. (التحرير)

(3) هما المدرستان السائدتان حاليا في تصنيف الكائنات الحية، ومع ذلك يتبع بعض المصنفين مدرستين أخريين، هما الظاهرية العددية numerical phenetics والتوفيقية eclectic classification.

(4) ظهرت بدايات التشعيبية (الكلادية) ـ في صورتها الأولى «غير المعدلة» ـ في الخمسينات والستينات من هذا القرن، وذلك في أعمال عالم الحشرات الألماني <W. هينيگ>. (التحرير)

(5) المعنى الحرفي لهذا الاسم العلمي، اليوناني الأصل: وحوش ذات رجلين.

(6) أي التي يقبض بها الطائر على غصن أو نحوه عند الوقوف عليه. (التحرير)

(7) مقذوف كان يصنعه أهل أُستراليا القدماء في هيئة قطعة محنية من الخشب ونحوه؛ واللفظ أسترالي قديم. (التحرير)

تسوق لمجلتك المفضلة بأمان

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

For security, use of Google's reCAPTCHA service is required which is subject to the Google Privacy Policy and Terms of Use.

I agree to these terms.

شاهد أيضاً
إغلاق
زر الذهاب إلى الأعلى