فسیل اسرارآمیز 230 میلیون ساله منشا پتروسارها را روشن می کند

این موجود باستانی که 115 سال پیش کشف شد، معمایی دیرینه شناختی را مطرح کرد که اسکن اشعه ایکس جدید آن را حل کرده است.

از سال 1907، دیرینه‌شناسان توسط فسیل‌های عجیبی که حدود 231 میلیون سال پیش در تپه‌های شنی باستانی اسکاتلند کنونی تشکیل شده‌اند، تلنبار شده‌اند. فسیل‌ها هیچ استخوانی را حفظ نمی‌کنند: فقط خطوط کلی آنها به شکل ماسه‌سنگ دانه‌دار حک شده است. برای مطالعه این آثار، دانشمندان یک بار مجبور شدند موم یا پلاستیک را روی صفحات بریزند و قالب ها را جدا کنند – تکنیک هایی که گوی عجیب و غریب را نشان می دهد. مواد پوست کنده نکاتی از خزنده ای به طول هشت اینچ با اندام های عقبی بلند، گردن کوتاه، دنده های کوتاه عجیب و غریب و سر بزرگ را ارائه می دادند.

این موجود که Scleromochlus taylori نام دارد، از زمان کشف خود به دور شجره خانواده خزندگان می چرخد ​​و چندین نسل از دانشمندان در تلاش برای شناسایی هویت آن هستند. محققان همچنین برای بازسازی نحوه زندگی آن تلاش کرده اند، مانند اینکه آیا این موجود از میان تپه های شنی باستانی مانند جربوآهای امروزی و سایر جوندگان در حال پریدن پریده است یا خیر. اکنون، پس از بیش از یک قرن، به لطف اکتشافات تشریحی جدید، نقاب Scleromochlus از بین رفته است – که می تواند به دانشمندان در درک تکامل پتروسارها، خزندگان پرنده ای که در کنار دایناسورها زندگی می کردند، کمک کند.

اسکن‌های پرتو ایکس با وضوح بالا که امروز در مجله نیچر منتشر شده است، ویژگی‌های آناتومیکی که قبلاً دیده نشده بود را نشان می‌دهد که Scleromochlus را در میان گروهی از خزندگان به نام لاگرپتیدها قرار می‌دهد که از حدود 240 میلیون سال پیش تا پایان دوره تریاس می‌زیستند؛حدود 201 میلیون سال قبل دیوید فوفا، نویسنده اصلی این مطالعه، دیرینه شناس در ویرجینیا تک و دانشگاه بیرمنگام بریتانیا که این تحقیق را در موزه های ملی اسکاتلندانجام داده است، می گوید: «اسکلروموکلوس، در زمانی که کشف شد، فقط این موجود عجیب و غریب و عجیب بود… بنابراین درک آن بسیار دشوار بود.

لاگرپتیدها خود معمایی هستند: تا همین اواخر، بیشتر فسیل‌های شناخته شده فقط شامل اندام‌های عقبی و تکه‌هایی از جمجمه می‌شدند. اما در سال 2020، یک مطالعه برجسته به رهبری مارتین ازکورا نشان داد که لاگرپتیدها دارای ویژگی های تشریحی بسیاری با پتروسارها هستند. این کشف به دانشمندان کمک کرد تا شکاف موجود در سوابق فسیلی را که منشا تکاملی پتروسارها را پنهان کرده است، از بین ببرند.

ازکورا، دیرینه شناس موزه علوم طبیعی برناردینو ریواداویا آرژانتین که درگیر این بیماری نبود، می گوید: از آنجایی که فسیل های اسکلروموکلوس تقریباً اسکلت های کاملی هستند، “آنها برای اولین بار نگاه بسیار کامل تری به آناتومی لاگرپتیدها به ما می دهند.” مطالعه جدید

رفع نقاب اسکلروموکلوس

سفر فوفا برای از بین بردن نقاب Scleromochlus در سال 2018 آغاز شد، زمانی که او به موزه‌های ملی اسکاتلند پیوست تا گروهی از فسیل‌های تریاس به نام خزندگان الگین را مطالعه کند که به این دلیل نامگذاری شده‌اند که از صخره‌های نزدیک شهر الگین اسکاتلند می‌آیند.

این خزندگان تصویری از یک زمان حساس در تاریخ تکامل ارائه می دهند. حدود 252 میلیون سال پیش، در پایان دوره پرمین، زمین دستخوش بدترین انقراض دسته جمعی شناخته شده شد: یک گرمخانه فاجعه آمیز که توسط انتشار مقادیر زیادی گازهای گرم کننده از آتشفشان ها در سیبری فعلی به وجود آمد. بیش از 95 درصد از گونه ها در این رویداد منقرض شدند که به “مردن بزرگ” معروف است.

اما در اوایل دوره تریاس پس از آن، زندگی دوباره تجدید شد و به سرعت متنوع شد و زمینه را برای گروه‌های مهره‌داران زمینی امروزی فراهم کرد. ناتالیا جاگیلسکا، دیرینه‌شناس، دکترای تخصصی، می‌گوید: «طبیعت به‌تازگی تجربه‌ای شد – می‌توانید ببینید که فقط چیزهای جدیدی را امتحان می‌کرد، از ریل خارج شد. کاندیدای دانشگاه ادینبورگ اسکاتلند که در این مطالعه شرکت نداشت. (در مورد تحقیقات Jagielska در مورد فسیل فوق العاده کامل پتروسور بیشتر بخوانید.)

فوفا و همکارانش برای تحقیق در مورد این خزندگان و آناتومی بیرونی آنها، قصد داشتند آنها را با وضوح بالا با اشعه ایکس اسکن کنند و تصاویر دو بعدی زیادی را برای بازسازی خطوط سه بعدی فسیل ها جمع آوری کنند. فوفا پس از اسکن موفقیت آمیز یک خزنده الگین به نام لپتوپلورون، سپس به خود اسکلروموکلوس افسانه ای توجه کرد.

همانطور که نسل‌های مختلف دانشمندان قبل از او آموخته‌اند، مطالعه فسیلی که غایب است دشوار است. فوفا برای ساخت مدل‌های سه‌بعدی خود، بیش از یک سال وقت صرف کرد تا حفره‌های هوا را در اشعه ایکس اسلب‌های ماسه‌سنگ Scleromochlus شناسایی کند، در حالی که شکاف‌های سنگ را در نظر می‌گرفت. اما در نهایت، فوفا و همکارانش توانستند جزئیاتی را ببینند که به سادگی بسیار کوچک و بسیار ریز برای ضبط موم‌ها بودند.

دنده های این موجود طولانی تر از مطالعات قبلی بود. اندام جلویی و دمش هم همینطور. فوفا می‌توانست دست و پایی را که قبلاً دیده نشده بود بازسازی کند. و مهمتر از همه، فوفا می‌توانست انتهای استخوان ران اسکلروموکلوس را ببیند – که تأیید می‌کرد این موجود یک لاگرپتید است.

درک پتروسارها

اکنون که Scleromochlus به صفوف لاگرپتیدها پیوسته است، این فسیل می تواند به دانشمندان کمک کند تا پتروسارها، اولین مهره دارانی که به پرواز نیرومند دست یافتند، درک کنند. برای چشمان امروزی ما عجیب و شگفت‌انگیز، این موجودات گروهی بسیار متنوع بودند، بر خلاف هر موجود زنده امروزی که شامل برخی از بزرگترین حیواناتی است که تا به حال پرواز کرده‌اند. اما گردآوری داستان تکاملی آنها دشوار بوده است. (درباره پتروسارها – از جمله یکی به قد زرافه با طول بال های یک جت جنگنده بیشتر بخوانید.)

تا حدی، این چالش به سوگیری‌های متعدد فسیلی مربوط می‌شود. استخوان‌های پتروسارها توخالی بودند، که باعث می‌شد برای پرواز سبک باشند، اما بسیار شکننده بودند. و در اوایل تریاس، زمانی که پتروسارها برای اولین بار به صحنه آمدند، به اندازه دوره‌های زمانی بعدی، مکان‌های دوستدار فسیل در سراسر زمین باستان وجود نداشت.

در نتیجه، یک شکاف تقریباً 30 میلیون ساله در سابقه فسیلی منشأ پتروسارها وجود داشت. قدیمی ترین پتروسارهای شناخته شده، که حدود 220 میلیون سال پیش می زیسته اند، پروازهای کاملاً شکل گرفته بودند که اشاره کمی به آنچه قبلاً داشته اند، ارائه می دهند. کشف سال 2020 ازکورا مبنی بر اینکه لاگرپتیدها یک گروه خواهر با پتروسارها هستند، این فاصله را به حدود 18 میلیون سال کاهش داد.

با این حال، ثابت شده است که شکاف باقیمانده برای پر کردن سرسخت است: نه Scleromochlus و نه هیچ لاگرپتید دیگری انگشت چهارم درازی ندارند، که به همین دلیل پتروزارها از بال های خود حمایت می کردند. ازکورا می‌گوید: «این آسان نیست، اما نمی‌توانیم جستجو را متوقف کنیم.

در حالی که هیچ استخوانی از Scleromochlus باقی نمانده است، ردپای اسکلت آن با هم ترکیب می‌شود و کامل‌ترین لاگرپتید شناخته شده را به دانشمندان می‌دهد. همچنین به نظر می رسد که متعلق به یکی از قدیمی ترین شاخه های درخت خانواده لاگرپتید است، به این معنی که نور بیشتری را بر پیشینیان پتروسارها می اندازد.

Scleromochlus هیچ سازگاری واضحی برای بالا رفتن نداشت، صفتی که مدت‌ها برای اجداد پتروسارها در حال پرواز فرض می‌شد. لگن آن نیز فاقد انواع تقویت‌کننده‌های استخوانی است که در اسکلت موجودات جهنده مانند جربوآ دیده می‌شود. در عوض، Scleromochlus احتمالاً می‌تواند روی اندام‌های عقب خود بپرد یا با چهار دست و پا راه برود، که به این معنی است که اجداد لاگرپتیدها و پتروسارها ممکن است به روشی مشابه حرکت کرده باشند.

جاگیلسکا می‌گوید: «وقتی به جد مشترک [پتروزارها و لاگرپتیدها] نگاه می‌کنید، اصلاً بسیار متحرک به نظر می‌رسد: بسیار زمین‌دار و با پایی بزرگ و محکم به نظر می‌رسد. “داستان ممکن است جالب تر باشد.”

کار آینده روی فسیل‌ها می‌تواند جزئیات بیشتری را ارائه دهد: هدف فوفا ساخت اطلسی از استخوان‌های اسکلروموکلوس است که از داده‌های اسکن برای ایجاد یک رکورد دیجیتال دائمی از فسیل استفاده می‌کند. با انتشار داده ها، تیم فوفا امیدوار است که بحث های مداوم در مورد این موجود عجیب و غریب را تقویت کند.

او می گوید: «اگر بحث صد سال جلوتر برود، خوب است. “کارها اینگونه کار می کنند!”