دايناسورها چگونه به پرندگان تكامل يافتند: اژدهايان دنياي واقعي
در دوران مزوزوئيك يا ميانهزيستي، حيات به سرعت متنوع شد و خزندگان غولپيكر، دايناسورها و ساير گونههاي هيولامانند روي زمين پرسه ميزدند. اين دوران، كه از حدود ۲۵۲ ميليون سال پيش تا ۶۶ ميليون سال پيش ادامه داشت، بهعنوان عصر خزندگان و يا عصر دايناسورها نيز شناخته ميشود. درختان مخروطدار يا آنهايي كه دانههاي مخروطي داشتند، در ابتداي دوران مزوزوئيك وجود داشتند. اما آنها در طول اين دوران فراوانتر شدند. گياهان گلدار در طي دورهي كرتاسهي پسين نمايان شدند.
حيات گياهي باشكوهي كه در دوران مزوزوئيك وجود داشت مقدار فراواني غذا فراهم ميكرد باعث ميشد بزرگترين دايناسورها مانند آراژانتيناسورها، تا ۸۰ تن رشد كنند. روزگاري بود كه دايناسورها و خزندگان ديگر فرمانروايان زمين بودند. حدود ۶۵ ميليون سال پيش، يك شهابسنگ عظيم به زمين برخورد كرد و باعث از بين رفتن بيشتر جانوران و گياهان غولپيكر، دايناسورها و خزندگان دريايي شد.
دايناسورها هنوز كاملا منقرض نشدهاند؛ دانشمندان براساس ويژگيهاي مشترك اسكلت دايناسورها و پرندگان، به اين نتيجه رسيدهاند كه پرندگان از خانواده دايناسورها هستند. اين حقيقت شگفتانگيز ميگويد حتي يك مرغ مگسخوار كوچك از نسل دايناسورها است. دانشمندان چندماه پيش موفق به شبيهسازي سهبعدي جمجمهي يك پرنده دنداندار شدند كه شكاف تكاملي ميان دايناسورها و پرندگان را از بين ميبرد. ماهيمرغ ديسپار جايگاه مهمي در مسير تكاملي گونهي دايناسورها به پرندگان امروزي دارد.
اين پرنده حدود ۱۰۰ ميليون سال قبل در شمال آمريكا زندگي ميكرد و ظاهري شبيه به يك مرغ دريايي دنداندار داشته است. اين پرنده توجه او سي مارش، طبيعتشناس معروف دانشگاه ييل، را به خود جلب كرد. وي براي اولين بار اين پرنده را نامگذاري و توصيف كرد. در حاليكه قسمتهايي از بدن ماهيمرغ ديسپار در گزارشهاي فسيلي وجود دارد اما به جز بقاياي كشف شده در دههي ۱۸۷۰ تاكنون هيچ ساختاري از جمجمهي اين موجود پيدا نشده است. اين پرنده شگفتانگيز پلي ميان تحولات دايناسورها و پرندگان است.
اين گونه، مغزي مدرن دارد و پيكربندي ماهيچههاي آروارهي آن شبيه به دايناسورهاست. بولار كه استاد ژئوفيزيك و جغرافيا دانشگاه ييل است، ميگويد:
اولين منقار پرندگان شبيه به شاخي با نوكي انبرمانند بود كه در انتهاي آرواره قرار داشت. در ابتدا منقار در پرندگان مانند يك مكانيسم چنگزني عمل ميكرد و بهعنوان دست جايگزين استفاده ميشد، تا اين كه دستهاي پرندگان به بال تبديل شدند.
در سال ۲۰۱۷ دايناسور جديدي شناسايي شد كه شباهت قابل توجهي به يكي از پرندگان امروزي، بهنام «كاسوري» داشت. كاسوري، پرندهاي درشتاندام است كه سر و گردن بيپر دارد، بومي استراليا و گينه نو است و توانايي پرواز ندارد. شباهتهاي موجود آنقدر زياد است كه باستانشناسان در حال مطالعه روي كاسوريها هستند تا درك بهتري از نحوهي رفتار اجداد همسان آنها پيدا كنند. اين دايناسور تازه كشفشده كوريتوراپتور ژاكوبي (Corythoraptor jacobsi) نام دارد كه آن را در دستهي خاگدزدان قرار ميدهند. يكي از شگفتانگيزترين شباهتهاي موجود بين ژاكوبي باستاني و كاسوري امروزي، تاج يا كاكل روي سر آنهاست.
كوريتوراپتور ژاكوبي (Corythoraptor jacobsi)
با مقايسه اين دو گونه، محققان حدس ميزنند كه چرا اين دو موجود به اين شكل تكامل يافتهاند. يكي ديگر از شباهتهاي ذكر شده توسط دانشمندان، گردن بلند و باريك و بدن شترمرغ مانند اين دو گونه است. كاسوري نسبت مستقيمي با اين دايناسور ندارد؛ با وجود اينكه پرندگان امروزي از نسل دايناسورها هستند اما تنها گونههاي كوچك دانهخوار توانستند از حادثهي معروف برخورد سيارك، جان به در برند. دستاوردهاي اين گزارش در ژورنال Scientific Reports منتشر شده است.
برخي از ديرينشناسان معتقدند، اولين دايناسورهاي پردار تروپوداها بودهاند
برخي از ديرينشناسان معتقدند، اولين دايناسورهاي پردار تروپوداها بودهاند. دربارهي شكل اوليهي پرها هم بايد گفت كه ساختاري ساده داشتند و بيشتر شبيه مو بودند تا پرهاي امروزي. ابتدا اين پرها بيشتر وسيلهاي براي پوشش بدن گوشتخواران دوپاي تند و چابك بود، اما بعدها رنگ و ساختار اين پرها تغيير كرد و سرانجام اولين دايناسورهاي سيلوروسور توانستند پرواز كنند. با اين حال بيشتر ديرينشناسان نسبت به زمان تشكيل پر در دايناسورها با يكديگر توافق ندارند. برخي از آنها معتقدند نسبت دادن وجود پر به تروپوداها، اشتباه نيست.
براساس گفتههاي پژوهشگران، احتمال وجود پر با جثهي حيوان ارتباط مستقيم دارد؛ هرچه حيوان بزرگتر باشد، به جاي گرم ماندن، ترجيح ميدهد، بيشتر حرارت از دست دهد، بنابراين به عايقي مانند پر نياز ندارد. دايناسورهاي واقعا بزرگ ممكن است پر نداشته باشند اما دايناسورهاي كوچك تروپوداها بهطور قطع پر داشتهاند. اگرچه وجود پر بيشتر مشخصه تروپوداهاست، اما شواهد اندكي نيز مبني بر پر داشتن پرندهي كفلان موجود است و البته در خصوص خزندهي پاريختان، چنين مداركي يافت نشده است.
پتروسورها از نخستين خزندگان پرنده بودند كه توان پروازشان تكامل پيدا كرد. ظهور بال، استخوانهاي سبك و ماهيچههاي قوي تغييراتي بود كه خزندگان آنها را جهت پرواز به دست آوردند. بالهاي آنها از غشايي از پوست٬ ماهيچه، و ديگر رشتههاي انبساطي از قفسه سينه تا چهار انگشت دراز برجسته، تشكيل شده است. آنها بهطور عمده گوشتخوار بودهاند و از حشرات، ماهيها، حيوانات كوچك، نرمتنان و سختپوستان تغذيه ميكردهاند.
مطالعهاي جديد نشان ميدهد كه حداقل يك گونه از دايناسورها، تخمهايي آبي ميگذاشتهاند و اين نشان ميدهد كه اين جانوران عظيمجثه شباهت زيادي به پرندگان مدرن داشتهاند. پژوهشگران با مطالعه يك لانهي فسيل شده ثابت كردند كه تخمهاي درون آن بهعلت فرايند فسيل شدن تغيير رنگ نداده است، بلكه واقعا از ابتدا آبي بودهاند. گونهي دايناسوري كه از آن صحبت ميشود، به تيرهاي از دايناسورهاي خاگدزد به نام «هويانينا هواننيني» تعلق دارد. اين دايناسورهاي شبيه شترمرغ، حدود ۶۶ ميليون سال قبل در اواخر دوره كرتاسه در چين ميزيستهاند.
چند پرندهي مدرن، تخممرغ آبي رنگ دارند؛ رابين يا سينهسرخ آمريكايي، گونهاي از پرندگان مدرن است كه تخمهاي آبي ميگذارد، اما برخي ديگر از پرندگان از جمله اردكها هم تخمهاي آبي ميگذراند. رنگ پوستهي تخمها از دو رنگدانه نشات ميگيرد؛ بيليوردين كه مسئول سايههاي سبز آبي است و پروتوپورفيرين كه قرمز مايل به قهوهاي را اضافه ميكند كه معمولا به صورت لك يا الگوهاي ديگر ظاهر ميشوند. رنگ تخمها نوعي استتار محسوب ميشود كه آنها را از چشم شكارچيان دور نگه ميدارد و به پرندگان كمك ميكند كه تخمهاي خود را از تخم پرندگان ديگر تشخيص دهند.
انتشار جزوه رايگان خاستگاه گونهها توسط چارلز داروين در سال ۱۸۵۹، مجامع علمي عصر ويكتوريا را بههم ريخت و علاقهي علمي به تكامل را به كار انداخت. با احتياطي استادانه، جزوه رايگان او دلايلي براي اين نتيجهگيري ارائه داد كه زندگي در طول عمر بيكران زمين تغيير كرده است. يك سال بعد از انتشار جزوه رايگان، با تصادف زماني جالبي، فسيلي در معدن سنگي در جنوب آلمان كشف شد. فسيل دايناسور كشف شده قسمت بزرگي از اسكلت كلاغ گونه موجودي بود كه ريچارد اوون آن را آركئوپتريكس ليتوگرافيكا (Archaeopteryx lithographica) به معناي «بال باستاني روي سنگ» گذاشت.
آركئوپتريكس نقش مهمي در مطالعه خاستگاه پرندگان و مطالعهي دايناسورها، دارد
فسيل خارقالعاده بود زيرا در اطراف استخوانها اثرات پر ديده ميشد و اين در حالي بود كه در فسيل، اثر دندان (هيچ پرندهاي دندان ندارد)، دستاني با سه انگشت چنگالدار تكامل يافته (هيچ پرندهاي انگشتان چنگال دار به اين شكل ندارد) و دمي تشكيل شده از خطي از استخوانهاي ريز كه از آن پر بيرون ميآمد (هيچ پرندهاي خط طولاني استخوان دم ندارد)، هم وجود داشت. ويژگيهاي ذكر شده، باعث ميشوند آركئوپتريكس، گزينهاي مشخص براي فسيلهاي قابل انتقال ميان دايناسورها و پرندگان باشد. بنابراين، آركئوپتريكس نقش مهمي در مطالعه خاستگاه پرندگان و در عين حال مطالعهي دايناسورها، دارد.
پژوهشگران با مطالعه سه تخم متعلق به خاگدزدان از اواخر دورهي كرتاسه متوجه شدند كه همهي آنها داراي رنگ سياه متمايل به قهوهاي بسيار تيره دارند اما زير نور، برق آبي سبزي از خود منعكس ميكنند. تجزيه و تحليل روي پوستهي تخم اين دايناسورها نشان از حضور بيليوردين و پروتوپورفيرين در آنهاست. هرچند مقدار بيليوردين بهطور قابل توجهي بالاتر بود كه اين امر نشان ميدهد تخمها رنگ يكدستي داشتند و داراي الگوهاي قرمز قهوهاي نبودند. اين كشف نشان از فرضيهي ارتباط دايناسورها و پرندگان ميدهد.
آركئوپتريكس (Archaeopteryx)
پرندگان از دايناسورها تكامل پيدا نكردهاند و اصلا به دايناسورها نزديك نيستند؛ بلكه خود دايناسورها هستند. دايناسورها بازماندگان حداقل چهار رويداد بزرگ انقراضي هستند كه هر بار به شكلهاي متنوع و عجيب و غريبي ظهور كردهاند. در واقع پيشبيني ميشود كه اگر بخواهيم در آينده دايناسورها را شبيهسازي كنيم، ساختار ژنوم پرندگان، عنصر كليدي خواهد بود. انسانها، انقراض دايناسورهاي پرندهاي مشهوري مانند دودو (كه در قرن هفدهم منقرض شد) و كبوتر وحشي (كه آخرين آن در سال ۱۹۰۱ مشاهده شد) را ديدهاند. بازيابي DNA اين پرندگان كه تنها چند صد سال قبل ميزيستهاند، يك پيشنهاد واقعگرايانهتر است.
اين هم ممكن است كه تخم گونههاي زندهي نزديك هم براي شبيهسازي اين پرندگان مناسب باشد و در شرايط مناسب ممكن است كه دانشمندان بتوانند از آن براي احياي برخي از اين گونههاي منقرض شده استفاده كنند. دايناسورها خزنده بودند، ولي خزندگاني بسيار شبيه پرندههاي امروزي. يكي از مهمترين ويژگيهايي كه به پرندگان توانايي پرواز ميداد وجود كيسههاي هوايي متصل به شش درون شكم، سينه، بازوها و مهرههاي اين جانوران است. اما اين ساختار تنفسي چه زماني در پرندهها به وجود آمد؟ جواب: در نياي مشترك دايناسورها و تروسورها. اين كيسهها نه تنها در دايناسورها و تروسورها (Therosaurus) نيز وجود داشتند، بلكه بهلطف همين كيسههاي هوايي بود كه برخي از دايناسورها توانستند به ابعاد غولآسا دست پيدا كنند.
فسيلهاي دايناسور زيادي در چين كشف شد كه پرده از يك واقعيت جالب برميداشت. هرچند كه بسياري از اين فسيلها فاقد بال بودند، ولي آرايش كاملي از پرها داشتند. از كركهاي كوچك گرفته تا پرهاي قلمدار. كشف چنين جانوراني باعث شد كه تصور ديرينشناسان دربارهي تبديل شدن دايناسورها به پرندگان عوض شود. پرندهها يك شبه از تيرانوزاروسركس بهوجود نيامدند، بلكه، ويژگيهاي كلاسيك پرندگان يكي يكي تكامل پيدا كرد؛ اول حركت بر روي دو پا، سپس پرها، استخوان جناق سينه، پرهاي پيچيدهتر مثل آنهايي كه قلمدار هستند و سپس بالها.
مايكرورپتر (Microraptor)
نتيجهي نهايي، گذار بينقص از دايناسور به پرنده است. آنقدر بينقص و تميز كه تقريبا نميتوانيد خطي در جدايي اين دو گروه از يكديگر بكشيد. در تكامل دايناسورها صورت دچار افتادگي ميشود و در عوض چشمها، مغز و منقار رشد ميكند. پرندگان اوليه تقريبا شبيه به آخرين جنينهاي دايناسورهاي ولاسيرپتر (Velociraptor) بودند. پرندگان امروزي چهرهي بچهگانهتري دارند و صورت آنها نسبت به دوران جنيني تغيير كمتري ميكند.
پرندگان از دايناسورها تكامل پيدا نكردهاند بلكه خود دايناسورها هستند
در نگاه اول، پرندگان شبيه بچه دايناسورهايي به انديشه متخصصين ميآيند كه ميتوانند توليد مثل كنند. هيچ كدام از آنها به شكل يك جوجه با پوزهي دايناسور مانند تكامل نيافتهاند و هر زمان كه شما يك دگرگوني تكامل دايناسورها را مطالعه ميكنيد، بايد سازوكارهاي اساسي و نهفته آن را نيز بدانيد. منقار نيز بخشي از اسكلت پرندگان است كه تنوع آن، شدت و گستردگي زيادي داشته است. پرندگان منقاردار يك ژن ويژه در خصوص توسعهي صورتشان دارند كه ديگر موجودات بدون منقار، آن را ندارند.
هنگامي كه محققان اين ژنها را از كار انداختند، ساختار منقار به حالت اجدادي خود برگشت و استخوان كامي سقف دهان نيز حالت اوليه به خود گرفت. همچنين آنها ديدند هنگام شكلگيري اسكلت جنين پرنده در داخل تخم مرغ، جنين به جاي يك نوك دراز و باريك استخوانهاي گرد در صورت داشت. دانشمندان با تغيير پروتئينهاي اوليه توانستند نحوهي بيان ژنها را تغيير دهند. اين كار نشان ميدهد در تكامل دايناسورها، منقار آنها بسيار متفاوتتر از تكامل پوزه بوده و با استفاده از مجموعهاي از ژنهاي متفاوت انجام شده است.
اين موضوع ثابت ميكند منقار يك انطباق واقعي در تكامل دايناسورها و پرندگان بوده است و فقط يك بيني با كمي تفاوت در شكل نيست. با توجه به اين نتايج، تغيير پوزه به منقار حدود ۴۰ تا ۵۰ ميليون سال قبل در پرندگان اتفاق افتاده است. پژوهشگران اكنون هيچ برنامه يا مجوزي براي توليد جوجههاي پوزهدار و بدون منقار ندارند، اما معتقد هستند در صورت تولد چنين جوجهاي ميتواند به خوبي زنده بماند. هر روز كه ميگذرد ديرينشناسان بيشتري به اين باور ميرسند كه پرندگان دايناسورهاي زنده هستند.
عدهي كمي از دانشمندان اين خويشاوندي را رد ميكنند و استدلال آن ها اين است كه تفاوتهاي اساسي بسيار زيادي بين دايناسورها و پرندگان وجود دارد. اكنون ۱۴۰ سال است كه منشا پيدايش پرندگان بهعنوان موضوعي بسيار جنجالي در تاريخ طبيعي مطرح است. در سال ۲۰۰۱ فسيلي پيدا شد و متخصص كارشناسها معتقد هستند كه با آن گره معماي ۱۴۰ ساله در حال گشوده شدن است. چند سال بعد كشاورزان چيني نيز فسيل يك سري دايناسور پردار را از دل خاك بيرون كشيدهاند كه محكمترين مدرك ديرينشناسان محسوب ميشود. اين انديشه متخصصينيه كه پرندگان امروزي از دايناسورها تكامل پيدا كرده اند را نخستين بار «توماس هنري هاكسلي» كه خود از مدافعين انديشه متخصصينيهي تكامل داروين بود در سال ۱۸۶۷ عنوان كرد. او فسيل كهنترين پرندهاي كه تاكنون شناخته و در جنوب آلمان كشف شده بود را مطالعه كرد.
هاكسلي بهسرعت متوجه شد كه شباهت چشمگيري بين اسكلت اين پرندهي كهنبال يا آركئوپتريكس (Archaeopteryx) و دايناسور كوچكي به نام آراستهآرواره (Compsognathus) كه فسيلش از رسوبات سنگهاي آهك يكسان كشف شده بود، وجود دارد. به اين ترتيب هاكسلي فسيل آركئوپتريكس را بهعنوان يك نمونهي تمام عيار از آن چه داروين «حلقههاي گمشده» ميناميد معرفي و انديشه متخصصينيهي جديدش را دربارهي اجداد پرندگان، مطرح كرد. در اين كه آركئوپتريكس پر داشت و ميتوانست پرواز كند، شكي نبود. با اين وجود هنوز در قسمت بال، انگشتهاي پنجهاي داشت، دمش بلند و استخواني بود و دندان داشت. در تابستان سال ۲۰۰۲ بقاياي اين پرنده ديرينه، همراه تعدادي از فسيل دايناسورهاي پردار در يك نمايشگاه جداگانه و كمنظير در موزهي تاريخ طبيعي لندن به نمايش در آمد.
گاستورنيس و ليتورنيس (Gastornis & Lithornis)
هاكسلي و پس از او جراردهايمان، هر دو معتقد بودند كه زنجيري، پرندگان و دايناسورهاي شنيروي ساده را به هم پيوند ميدهد. شواهد فسيلي كه بيشترين نياز به آنها بود تنها در سالهاي بين ۱۹۹۷ تا ۲۰۰۲ كشف شدند. تقريبا همهي يافتههاي مهم از منطقهاي در شمال شرق چين به نام «ليائونينگ» بهدست آمد كه يكي از نقاطي است كه بيشترين ذخاير فسيل جهان را دارد. در آن جا، ۱۲۴ ميليون سال پيش، فورانهاي آتشفشاني زميني را كه روزگاري پر از حيات وحش بود، مدفون كردند.
بسياري از فسيلها بهطرز شگفتانگيزي در خاكستر ريز آتشفشاني محفوظ ماندهاند؛ حتي روي بعضي از آنها بقاياي بافت نرم چسبيده است. همان جا در سال ۱۹۶۶، ديرينشناسان فسيل موجودي به نام چينيخزندهبال (Sinosauropteryx) را يافتند، جانوري كه اسكلتش ويژگيهاي مشابه بسياري با دايناسور شنيروي ساده آراستهآرواره داشت، اما به انديشه متخصصين ميرسيد كه پوستي پر مانند دارد. كشفيات دايناسوري مشابه ديگري هم به دست آمدند كه از لحاظ اندازه بدن و ميزان پوشش پر با هم متفاوت بودند.
زماني براي كساني كه وجود پرندگان غولآسا را انكار ميكردند، اين فسيلهاي افسانهاي به تنهايي كافي نبودند. انديشه متخصصين آنها اين بود كه نقشهاي پرمانند روي فسيل نتيجهي تركيب بدن پرنده با اسكلتش در طول مدفون شدن در زير خاك است. برخي نيز ادعا ميكردند كه تشابهات بين پرندگان و دايناسورها ميتواند بهطور جداگانه تكامل پيدا كرده باشند يا اين كه اثرهاي پرمانند در فسيلها كلا چيز ديگري بودند. به هر حال از انديشه متخصصينيهي پرندگان غولآسا حمايت نشد تا اين كه در سال ۱۹۹۹ دانشمندان در ايالات متحده اعلام كردند كه تكهي كاملي از مدرك مورد نياز را پيدا كرده اند؛ بقاياي فسيلي جانوري با بدن پرنده و دم يك دايناسور؛ اين فسيل كه آركئورپتور (Archaeoraptor) نام داشت جعلي از آب درآمد.
چيتيپاتي (Citipati)
جستجو براي يك فسيل كه بدون هيچ شك و شبههاي نمايانگر ارتباط بين نخستين پرنده شناخته شده به نام آركئوپتريكس و نزديكترين خويشاوند دايناسورش بود، ادامه داشت. دانشمندها ميدانستند كه براي به كرسي نشاندن ادعايشان به يك جانور تغيير يافته نياز داشتند كه همهي جزئيات استخواني و پوشش پردار را نشان دهد. پس از آن درست در سال ۲۰۰۱، گزارشهايي درباره يك كشف جديد در چين منتشر شد. اين يافته، نخستين فسيل تقريبا كامل و بينقص يك دايناسور ۱۲۴ ميليون ساله بود كه از سر تا دم از كرك و پرهاي ابتدايي پوشيده ميشد.
تصور ميشود كه پرندگان از نسل دايناسورهاي مارمولكسان و نه پرندهسان باشند
پژوهشگران جانور فسيل شده را يك دوندهخزنده (Dromaeosaur) شناسايي كردند، يك دايناسور شنيروي ساده كوچك كه خويشاوندي نزديكي با دزد چابك (Velociraptor) داشت، پنجهاش در قسمت انگشت مياني داسي شكل بود و زايدههاي ميلهاي خشكي روي دمش داشت. دايناسورهاي دوندهخزنده متعلق به گروهي از دايناسورها هستند كه همگي به عنوان جانوران تروپود پيشرفته شناخته مي شوند؛ شنيروي سادههايي دوپا با دندانهاي تيز و استخوانهاي لگني كه شباهت زيادي به استخوانهاي لگني آركئوپتريكس، يعني نخستين پرندهي شناخته شده، داشتند.
جزئيات اين دوندهخزنده تازه كشف شده آنقدر واضح و ظريف هستند كه دانشمندان ميتوانند تنوع پرها را روي تمامي بدن ببينند. اين جانور يك پرنده نيست؛ پرهايش براي پرواز نيستند بلكه پرهاي نرم و كركي براي پوشش بدن هستند. متخصصد اوليهي آنها براي اين بوده است كه جانور بتواند دماي بدنش را تنظيم كند؛ پرهاي پروازي ديرتر شكل گرفتند. به اين دايناسور فسيل شده نام «شنيروي ساده پرپري» داده شده است و اين بهدليل پوشش گسترده پر روي بدن آن است. هنگامي كه سنگ نگهدارنده اين فسيل به دو نيم شد نقش استخوانهاي لگني آن خرد شد.
به همين دليل نميتوان گفت كه آيا اين يك گونهي جديد است يا يك پرندهي غولآسا بهنام سينورنيتوسور (Sinornithosaurus). اما بهعقيدهي دانشمندان اطلاعات كالبدشناختي كافي براي اين كه اين دايناسور را دقيقا به عنوان يك دوندهخزنده معرفي كنيم وجود دارد. اين همان حلقهي گمشده است. اين همان جانوري است كه خويشاوندي بين دايناسورهاي تروپود وآركئوپتريكسها را ثابت ميكند، در عين حال ثابت ميكند آنچه كه از مدتها پيش فرض شده بود، درست است.
ولاسيرپتر (Velociraptor)
متخصص كارشناسها معتقدند حتي امكان اين وجود دارد كه از تخمهاي تيركس نوزادهاي پردار به دنيا بيايند. هر چه يك دايناسور كوچكتر باشد، حفظ دماي بدن برايش سختتر است. بنابراين احتمالا نوزادان دايناسورهاي بزرگتر مانند تيركس نياز داشتهاند كه بدني عايق شده، داشته باشند. دايناسورها به دو دستهي عمده تقسيم مي شوند: دايناسورهاي پرندهسان گياهخوار و دايناسورهاي مارمولكسان. چنين تصور ميشود كه پرندگان از نسل دايناسورهاي مارمولكسان و نه پرندهسان باشند.
نخستين مهرهدارهاي واقعي پتروسورها (Pterosaurs) بودند و پتروداكتيلهاي معروف هم جزو آنها بودند، اما خزندگان پرندهاي بودند كه بالهاي پردهمانند بدون پر داشتند و دايناسور نبودند. احتمالا آنها از حيوانات كوچك شبيه به مارمولك كه خود را سر ميدادند و روي درختها يا صخرهها زندگي ميكردند، تحول يافته بودند. پتروسورها در نگاه اول شبيه به پرندهها هستند اما با پرندگان امروزي خويشاوندي ندارند.
در طول دو دههي پاياني قرن بيستم فسيل دايناسورهاي شبهپرنده و شبهدايناسور از زير خاك بيرون آورده شدند كه شامل فسيلهاي ماداگاسكار، مغولستان، اسپانيا و ناحيهي پاتاگونيا (جنوب آرژانتين و شيلي) هستند. در سالهاي بعدي پژوهشگران بيشتر تلاشهاي خود را روي كشفياتي متمركز ميكردند كه در لايههاي آتشفشاني و رسوبي در استان «ليائونينگ» چين پيدا ميكردند. با اين كار تنوع بزرگي از فسيلهاي بسيار واضح از ماهيان، پرندگان، حشرات، خزندگان، ميگوها، گلها، پستانداران و دايناسورها جمعآوري شد كه عمر آنها بين ۱۲۰ تا ۱۲۵ ميليون سال پيش بود.
اين بقايا نمايي از يك جمعيت زيستي متنوع را به دست ميدهد كه هم شامل پرندگان غولآسا و هم پرندگان نخستين معمولي است كه همهي آنها همزمان با هم زندگي ميكردند. فسيلهاي بهدست آمده از چين به ما نشان ميدهند كه در يك زمان مشخص چه حيواناتي وجود داشتند و اينكه آنها چه زماني تكامل پيدا كردند، نيستند. اين يافتهها نشان ميدهد پيدايش پرندگان در ۱۵۰ ميليون سال پيش فرآيندي تدريجي بوده است كه در ادامهي آن برخي دايناسورها به تدريج تبديل به دايناسورهاي پرنده شكل شدند.
خان (Khann)
پر يك پرندهي امروزي از يك لولهي ميان تهي تشكيل شده كه در پوست فرو رفته است و در بالا به شكل ميلهاي خارجي و قابل مشاهده در ميآيد كه از آن ريشهاي پر ميرويند. در مورد پرهاي پروازي روي بالها اين خارهاي كوچك پرها هستند كه پرهاي كنار هم را به يكديگر متصل ميكنند. اين خارهاي كوچك بهصورت نامتقارن در دو طرف بخش ميلهاي شكل قرار گرفتهاند. اما پرهاي كركي كه بدن پرنده را مي پوشانند متقارن هستند و قابليت آيروديناميكي را كه براي پرواز ضروري است، ندارند. ريشهاي روي پرهاي پرندگان ديرينه، يعني آركئوپتريكسها، نيز بهطور نامتقارن قرار گرفتهاند.
اما ريشهاي روي خود بالها كه در پرندگان غولآسا ديده شدند و همچنين پوشش كرك مانند روي بدن سينوسوروپتريكسها متفاوت هستند و تصور ميشود كه پرهاي كركي باشند. يك پر براي پرواز همچنان كه روي بدن آركئوپتريكسها و روي بالهاي پرندگان امروزي ديده ميشوند، ساختاري بسيار پيچيدهتر دارد كه براي بلند شدن از سطح زمين طراحي شده است. بنابراين چيزي كه واقعا دانشمندان را سردرگم ميكند اين است كه چگونه پرهاي كركي تبديل به پرهاي پروازي شدهاند؟
چيزي كه دانشمندان را سردرگم ميكند اين است كه چگونه پرهاي كركي تبديل به پرهاي پروازي شدهاند؟
بهگفتهي پروفسور گراهام تيلور، متخصص ايروديناميك تكاملي در دانشگاه آكسفورد، پرها پيش از عمل بلند كردن از زمين بايد عملكرد ديگري داشته باشند، احتمالا نقش عايقسازي بدن. اما اين هنوز توضيحي در مورد اينكه چرا آنها براي پرواز سازگار شدند نيست و پرهاي عايق نيازي به قدرت مكانيكي بخش لولهاي خشك مياني كه پرها به آن متصل هستند، ندارند. ملاحظاتي نظير اينها به تازگي ما را بر اين داشتند كه سناريوي جديدي را پيشنهاد كنيم با اين مضمون كه پرها تكامل مييابند تا نيروهاي رانشي توليد شود كه يك جانور شنيروي ساده كوچك را در يك پرش هدايت ميكند.
پرها بدون خارهاي كوچك براي ايجاد اين حركت رانشي مناسب هستند، اما به خوبي پرهاي امروزي نيستند. پس چيزي مثل يك پر پرندهي امروزي بود كه براي كنترل حركت رانشي تكامل يافته است. در چند ماه گذشته دانشمندان دم يك دايناسور همراه با پرهاي آن را بهطور دست نخورده در يك تكه از سنگ كهربا كشف كردند. اين پرها، نخستين نمونههايي نيستند كه درون سنگ كهربا كشف ميشوند. اما آنها چنان تازه حفظ شدهاند كه دانشمندان بهطور يقين تشخيص ميدهند پرها متعلق به يك دايناسور است و به هيچ يك از گونههاي پرندگان ماقبل تاريخ تعلق ندارد.
آنها نخستين نمونه از پرهاي بهجا مانده از دايناسورهاي غير مرغي هستند كه در كهربا يافت ميشوند. ساختار اين پرها حاكي از عمر يكصد ميليون سالهي آنها دارد. ليدا شينگ از دانشگاه علوم زمينشناسي چين، اين نمونه خارقالعاده را از بازاري در ميانمار خريد. فروشندگان سنگ كهربا تصور ميكردند نوعي گياه داخل سنگ وجود دارد به همين دليل ميتوان از آن يك جواهر زينتي يا وسيلهاي براي دكور خانه ساخت. شينگ بلافاصله پتانسيل تحقيق روي سنگ را شناسايي كرد و در همين زمينه به يكي از محققان موزهي ساسكاچوان كانادا تقاضاي همكاري در پروژه را داد.
محققان با استفاده از يك اسكنر CT و ميكروسكوپ توانستند سنگ مذكور را به دقت مطالعه كنند. آنها متوجه شدند اين دم، به يكي از دايناسورهاي خانواده سلوروسائور تعلق دارد. اين دايناسورهاي پرنده مانند، گوشتخوار بودهاند و در اواخر دورهي كرتاسه يعني بيش از ۶۵ ميليون سال قبل منقرض شده است. تا قبل از كشف اين پرها، مطالعات پژوهشگران روي دايناسورهايي كه داراي پر بودند بر گرفته از مشخصات فسيلها بوده است. اين كشف اطلاعات زيادي را درباره جزئيات دقيقتر از دايناسورهاي پردار و مراحل رشد آنها فراهم ميكند.
اما فقط پرها نيستند كه قابليت پرواز را فراهم ميآورند بلكه به بال هم نياز است. يك ويژگي مهم دايناسورهاي دونده، دستهاي بلند باورنكردني و مكانيزمهاي استخواني خاص در ناحيهي مچ است كه به دستهايش قابليت حمله به سمت جلو و گرفتن طعمه را ميدهد. اندامهاي حركتي جلويي و عقبي آركئوپتريكس طول يكساني دارند. در سنگوارههاي پرندگان غولآساي چين با يك سري از اين جانوران سر و كار داريم كه در آنها اندامهاي جلويي بلندتر هستند، تا اين كه در برخي ديگر اندامهاي جلويي و عقبي تقريبا هماندازه ميشوند؛ و اين يعني همهي فاكتورها براي اين كه اين اندام تبديل به بال شود، وجود دارد.
انديشه متخصصينيهاي كه بيان ميكند پرها بهطور جداگانه روي بدن دايناسورها و پرندگان تكامل يافتهاند ضعيف به انديشه متخصصين ميرسد. زماني كه پيچيدگي يك پر را مطالعه ميكنيم به اين نتيجه ميرسيم كه انديشه متخصصينيهاي كه بيانگر تكامل جداگانه پر در دايناسورها و پرندگان است بياساس به انديشه متخصصين ميرسد. دور از ذهن است كه طبيعت توانسته باشد چنين ساختار پيچيدهاي را در دو زمان متفاوت پديد آورده باشد. همچنين، دايناسورهاي ليائونينك، ويژگيهاي مشترك بيشتري علاوه بر داشتن پر با پرندگان دارند.
دايناسورهاي تروپود و پرندگان، بيش از صد ويژگي كالبدشناختي (آناتوميكي) مشترك دارند كه از آن جمله ميتوان به عضوي معادل استخوان جناق، مچهاي دست چرخان، سه انگشت پاي نوك تيز و استخوانهاي ميان تهي اشاره كرد. مچ دست كه شبيه به هلال ماه است قابليت چرخشي دارد و يك بخش بسيار مهم به شمار ميآيد. پرندگان از حركت مچ جهت اقدام براي پرواز استفاده ميكنند. اين عضو دايناسورها را قادر ميسازد تا دستهايشان را به سمت جلو پرتاب كنند.
اين شبيه به همان حركتي است كه ما انجام ميدهيم تا دستمان را بگردانيم و بخش بالايي بازويمان را با انگشت كوچكمان لمس كنيم. در سال ۱۹۷۳ جان اوستروم، دانشمندي از دانشگاه ييل، اين انديشه متخصصينيه را عنوان كرد كه پرندهها نه فقط با دايناسورها خويشاوند هستند، بلكه خودشان دايناسور محسوب ميشوند. او پرندگان زنده را هنگام پرواز مطالعه كرد و متوجه شد كه وقتي يك بال در حالت تا شده است، مچ در عقب قرار ميگيرد و به محض اين كه شروع به بال زدن ميكند سر بالش (به مانند دست) را به سمت جلو و پايين تاب ميدهد.
بهلطف كيسههاي هوايي، برخي از دايناسورها توانستند به ابعاد غولآسا دست پيدا كنند.
اوستروم دريافت كه حركت بال پرنده هنگام پرواز همان حركت پرتاب به جلوي دست دايناسور است. حركت چرخشي محوري در مچ دايناسور كه براي گرفتن طعمه متخصصد دارد در پرندگان نيز يكسان است. مشاهده شد كه بخش شبيه به هلال ماه در مچ دايناسور دونده در پرندگان نيز وارد عمل ميشود. حتي با داشتن پوششي از پر و دستهاي بلند، چگونه ميشود كه عمل پرواز كردن شكل گرفته باشد؟ در اين باره دانشمندان دو دسته ميشوند. يك دسته با انديشه متخصصينيهي درختي و دسته ديگر با انديشه متخصصينيهي دوندگي، موافق هستند يا طبق نامگذاري دكتر مين وارينگ، دو انديشه متخصصينيهي پايين درختان و بالاي زمين وجود دارد.
مدعيان انديشه متخصصينيه پايين درختان بر اين باور هستند كه پرواز ابتدا در حيوانات درختزي شكل گرفت كه براي امتداد دادن طول پرش يا كاهش شدت سقوط، خود را سر مي دادند. طرفداران انديشه متخصصينيه بالاي زمين، معتقد هستند كه پرواز در حيوانات زمينزي كه با سرعت زياد ميدويدند شكل گرفت. حيواناتي كه خودشان را به هوا ميانداختند تا جانوران ديگر را شكار يا از آنها فرار كنند.
آويالايا (Avialae)
دكتر كن دايل، كه كارش در آزمايشگاه پرواز دانشگاه مونتانا، است در سال ۲۰۰۲ به پژوهش دربارهي «دويدن عمودي با كمك بال» پرداخت. او روي روشهايي كه جوجه پرندههاي شكاري تا پيش از شكلگيري بالهاي پروازي خود استفاده ميكردند تا خود را از خطر برهانند، مطالعه كرد. او به اين نتيجه رسيد كه وقتي آنها احساس خطر ميكنند ديوانهوار بالهايشان را به هم ميكوبند. اين كار به آنها توانايي بلند شدن از سطوح عمودي را ميدهد. چنين نتيجهگيري ميتواند سرنخهايي براي تكامل در پرواز به دست دهد. پرواز بالاي زمين، به يقين يك انديشه متخصصينيهي قوي است. دكتر مين وارينگ ميگويد:
من تاكنون هميشه ميگفتم كه پرواز بايد از موجودات پرشكننده آمده باشد، اما واقعيت اين گونه نبوده است، چرا كه اين حيوانات پرشكننده چيزي جز دوندههاي سريع نبودند.
يك موجود چالاك زميني را تصور كنيد كه به اندازهي يك جوجه بزرگ است، بدنش از پوششي شبيه به پر پوشيده شده است و روي اندامهاي جلويي و پاهاي خود پرهاي درشت دارد؛ خيلي سريع ميدود و بر طعمه خود ميتازد؛ ياد گرفته است كه جريانهاي هوا ممكن است او را به زمين بزنند؛ پس بازوهايش را باز و بلند ميكند تا تعادلش حفظ شود. تجسم كردن اين كه چگونه يك پرش و فقط ذرهاي فاصله گرفتن از زمين تبديل به پروازي پيشرفتهتر شده است، دشوار نيست. اولين سنگوارههاي دايناسورها كه كشف شدند، سنگوارهي ردپاي آنها بود.
دانشمندان تصور ميكردند اين ردپاها متعلق به پرندگان هستند. مدتي بعد معلوم شد اين ردپاها متعلق به دايناسورها هستند و باز عدهاي از دانشمندان به رابطهي فرگشت ميان دايناسورها و پرندگان اشاره كردند، ولي در تمام اين مدت تصويري كه از دايناسورها در ذهنمان داشتيم ثابت بود؛ خزندگان دوپايي كه گرچه نياكان پرندگان هستند، ولي به هر حال، خزندهاند و چيزي بيشتر از مارمولكهاي دوپا فرز و سريع نيستند. امروزه ميدانيم كه اين تصور كاملا نادرست بوده است.
هم انديشي ها