في علم الأحياء القديمة، ليست الهياكل العظمية الكاملة هي التي تغير قصة الحياة على الأرض دائمًافي بعض الأحيان، تكفي بضع شظايا من الأصداف، التي تم إنقاذها بالصدفة تقريبًا خلال حملة ميدانية جامعية، لإجبارنا على مراجعة التسلسلات الزمنية بأكملها والطريقة التي انتقلت بها الحيوانات بين القارات خلال عصر الديناصورات.
هذا ما حدث مع أحفورة سلحفاة عمرها حوالي 89 مليون سنة تقع في جنوب غرب مونتانافي الولايات المتحدة. العينة، المنسوبة إلى الجنس المنقرض باسيلميس وقد ساهمت دراسة أجراها فريق من جامعة ولاية مونتانا (MSU) في تأخير أقدم سجل معروف لهذه المجموعة بحوالي خمسة ملايين سنة، مما يجعلها عنصراً أساسياً في فهم هجرات الحيوانات بين آسيا وأمريكا الشمالية خلال العصر الطباشيري.
اكتشاف هادئ حرك الساعة الجيولوجية
تم العثور على الأحفورة في 2021، في التدريب الحدوديتظهر سلسلة سميكة من رواسب العصر الطباشيري الأوسط في جنوب غرب مونتانا، بالقرب من بلدة ليما. للوهلة الأولى، لم تبدُ هذه المواد مميزة بشكل خاص: بقايا مجزأة من الصدفة والدرع البطني، بدون جمجمة أو أطراف.، وهو ما يعادل عينة صغيرة يبلغ طولها حوالي متر واحد.
كان يقود الفريق الميداني جاك برال، الذي كان حينها طالب دراسات عليابرفقة طالب الدراسات العليا بريندان كلارك وأعضاء آخرين مرتبطين بـ متحف جبال روكي وقسم علوم الأرض بجامعة ولاية ميشيغانأطلق الطلاب اسمًا على الحيوان "دوناتيلو"، في إشارة إلى شخصية سلاحف النينجا المراهقة المتحولة، وهي إشارة تتعايش مع الأهمية العلمية الهائلة للاكتشاف.
على مدى عقود، كان علماء الحفريات في أمريكا الشمالية على دراية جيدة بـ باسيلميس: سلحفاة برية كبيرة وقوية وذات صدفة سميكةيُعدّ هذا النوع شائعًا جدًا في رواسب العصر الطباشيري العلوي، لا سيما بين 84 و66 مليون سنة مضت. ومع ذلك، فإن جميع السجلات الموثوقة لهذا الجنس تقع ضمن هذا الإطار الزمني، مما يترك فجوة كبيرة في معرفتنا بأصوله ووصوله إلى القارة.
وجاءت المفاجأة عندما قام فريق علم تحديد العمر الجيولوجي، بقيادة البروفيسور ديفون أورم وبمشاركة الطلاب زاك هانيباومقام بتحليل الرواسب المحيطة بالحفرية بالتفصيل. باستخدام تأريخ الزركون الفتاتي باليورانيوم والرصاص، تمكنوا من تحديد عمر الطبقة الحاملة للأحافير بحوالي 89 مليون سنة.هذه الحقيقة جعلت دوناتيلو نسخة من باسيلميس أقدمها مؤرخة مباشرة ودفع ذلك إلى التراجع عن الأصل المؤكد لهذا النوع الموسيقي في أمريكا الشمالية.
وكما أوضح برال نفسه، عندما وصلت نتائج المختبر، تغير الجو في المجموعة بشكل كبير: أكدت الأرقام أن السلحفاة عاشت خلال العصر الطباشيري الأوسط.ليس في المرحلة الأخيرة من تلك الفترة كما كان يُعتقد سابقاً. فمن أحفورة متواضعة ظاهرياً، أصبحت فجأة قطعة أساسية لتحسين التسلسل الزمني لهجرات الحيوانات.
سلحفاة آسيوية عبرت إلى أمريكا قبل الموعد المحدد
إن أهمية هذا الاكتشاف تتجاوز بكثير مجرد إضافة أحفورة إلى المجموعة. باسيلميس وهو جزء من عائلة منقرضة عائلة نانهسيونغشيليدايمجموعة من السلاحف من أصل آسيويتم العثور على جميع أقاربها المعروفين في أوراسيا، في حين أن هذا النوع هو الممثل الوحيد للعائلة الموجودة في أمريكا الشمالية والوسطى.
يؤدي هذا التوزيع غير المتوازن للغاية إلى يُعدّ جنس Basilemys مؤشراً مميزاً للتبادلات الحيوانية بين آسيا وأمريكا الشماليةحتى الآن، ومع وجود سجلات موثوقة لا يتجاوز عمرها 84 مليون سنة، كانت الفرضيات حول وقت حدوث العبور بين القارات واسعة النطاق. إلا أن الأحفورة الجديدة تُجبرنا على إعادة النظر في تلك التقديرات.
في سن حوالي 89,9 مليون سنة استنادًا إلى النتائج التي تم التوصل إليها لمستوى تكوين الحدود، خلص الباحثون إلى أن وصول أسلاف باسيلميس لا بد أن أمريكا قد تشكلت قبل 90 مليون سنةيشير السيناريو الأكثر ترجيحًا إلى الجسر التقليدي لـ بيرنجيا، الشريط الأرضي الذي كان يربط سيبيريا وألاسكا عندما كانت مستويات سطح البحر منخفضة، كممر لهذه السلاحف.
تُظهر نماذج المناخ القديم المذكورة في الدراسة أنه خلال فترة الذروة الحرارية في العصرين السينوماني والتوروني، قد تصل متوسط درجات الحرارة في خطوط العرض القطبية إلى حوالي 13 درجة مئويةفي عالم ذي مناخ دافئ ولا توجد فيه قمم جليدية دائمة، ربما تكون الحيوانات ذات الدم البارد مثل السلاحف قد انتقلت عبر خطوط العرض العليا. وبسهولة أكبر بكثير مما هي عليه اليوم، وهي ظاهرة ترتبط بـ تغير المناخ والسلاحف البحرية معاصر.
في هذا السياق، تشير عينة مونتانا إلى أن باسيلميس لم يقتصر الأمر على وصولها إلى القارة الأمريكية فحسب، بل استعمرت بسرعة غرب أمريكا الشمالية.استقرت هذه الزواحف في مناطق كانت تقع آنذاك جنوب ألاسكا وكندا الحاليتين. ويشير وجودها عند خط عرض منخفض نسبياً إلى أنها استغلت بسرعة الفرص البيئية الجديدة التي أتاحها ارتفاع درجة حرارة الكوكب بشكل متسارع.
العيش على كوكب بلا جليد وفي ظلام قطبي
على الرغم من أن العصر الطباشيري كان فترة دافئة بشكل ملحوظ، إلا أن هذا الاكتشاف يثير سؤالاً مزعجاً: كيف استطاعت هذه السلاحف البقاء على قيد الحياة في ظل غرائب المناطق القطبية؟مع شهور طويلة من الظلام وتغيرات موسمية في درجات الحرارة، حتى بدون وجود صفائح جليدية دائمة؟
تقترح الدراسة عدة احتمالات بناءً على مقارنات مع السلاحف الحالية وعلى مورفولوجيا باسيلميسكل شيء يشير إلى حيوان حيوان أرضي بامتياز، ذو صدفة سميكة ومزخرفةكان نمط حياتها أقرب إلى نمط حياة السلاحف المعتدلة الحديثة منه إلى نمط حياة الأنواع المائية. يشير هذا التشريح إلى أنها كانت قادرة على الاستفادة من استراتيجيات الحماية من البرد والموسمية.
من بين أكثر الفرضيات ترجيحاً فكرة أن هذه السلاحف كانت على الأقل جزئياً حيوان حفار، قادر على حفر الجحور للاحتماء خلال أسوأ الشهور. ويُقترح أيضاً أن بإمكانهم الدخول حالات السكون الموسمي المشابهة للسبات الشتوي وهو ما تفعله العديد من أنواع السلاحف البرية اليوم عندما تنخفض درجات الحرارة.
البيئة الإيكولوجية التي عاش فيها دوناتيلو تعزز هذه التفسيرات. في ذلك الوقت، كان جزء كبير من المناطق الداخلية لأمريكا الشمالية مغطى ببحر داخلي شاسع الذي قسم القارة إلى كتلتين أرضيتين. باسيلميس كانوا سيسكنون الشاطئ الغربي لذلك البحر، في بيئات دافئة ورطبة، مع غطاء نباتي كثيف، متعايشة مع التماسيح البدائية، والديناصورات الصغيرة العاشبة واللاحمة، بالإضافة إلى الفقاريات الأرضية الأخرى.
في التكوينات المجاورة، مثل تكوين بلاكليفتم وصفها الديناصورات التي تحفر الجحور مثل Oryctodromeus cubicularisوُجدت هذه الحيوانات بجانب صغارها في جحور متحجرة. كما وُجدت أيضًا تماسيح برية من حوالي 95 مليون سنة مضتبخصائص تشريحية مشابهة لأنواع العصر الطباشيري من أفريقيا وأمريكا الجنوبية، مما يشير إلى عمليات تطورية متوازية في قارات مختلفة. كل هذا يوحي بأن كان الحفر واللجوء تحت الأرض استراتيجية واسعة الانتشار في تلك النظم البيئية.
أحفورة مجزأة ذات آثار عالمية
من وجهة نظر تشريحية بحتة، فإن العينة من تكوين فرونتير هي غير مكتملة للغاية بحيث لا يمكن وصف نوع جديدالجمجمة مفقودة، والعديد من صفائح الصدفة متضررة، والمعلومات التشخيصية التفصيلية محدودة. ومع ذلك، لم يقلل هذا من جاذبية دوناتيلو في الأوساط العلمية قيد أنملة.
قيمتها تكمن في دقة السياق الجيولوجي والجيولوجي الزمنيإن القدرة على ربط أحفورة بمثل هذه اليقين بفترة 89 مليون سنة في منطقة أساسية لعلم الأحافير في أمريكا الشمالية تجعل هذه العينة نقطة ارتكاز أساسية للمقارنات المستقبلية. إنها ليست قطعة عرض متحفية مذهلة نموذجية، ولكنها أحفورة تساعد في ضبط الساعات. يجري بالفعل معايرة الفرضيات المتعلقة بالهجرات والتغيرات البيئية.
العمل الذي نشر في المجلة علم الأحياء التاريخيويصر أيضاً على أهمية مواصلة استكشاف التكوينات التي لم تحظَ بالاهتمام الكافي حتى الآن.كانت تكوينات الحدود وما يحيط بها معروفة بشكل رئيسي ببعض آثار الأحافير والاكتشافات المعزولة، لكن حالة دوناتيلو تُظهر أنها لا تزال تحمل معلومات حاسمة عن العصر الطباشيري الأوسط.
بالنسبة لباحثين مثل برال وكلارك، تتناسب هذه النتائج مع نقاش حالي للغاية: كيف تستجيب الحيوانات لنوبات الاحتباس الحراري السريع؟وبهذا المعنى، مثّل العصر الطباشيري مختبرًا طبيعيًا للمناخ المتطرف، وشهد توسعًا في نطاق انتشار السلاحف مثل باسيلميس إنها تقدم مثالاً ملموساً على كيفية تعديل الفقاريات لتوزيعها استجابةً لارتفاع درجات الحرارة.
يمكن أن تُقدّم مقارنة ما حدث قبل حوالي 90 مليون سنة بالتغيرات التي تواجهها السلاحف والزواحف البرية الأخرى اليوم معلومات قيّمة. أدلة مفيدة لتفسير استجابات الحياة البرية المعاصرة لكوكب الأرض الذي يشهد ارتفاعًا في درجة حرارتهوتوجيه الجهود إلى حماية السلاحف البحريةعلى الرغم من أن الظروف ليست متطابقة، إلا أن علم الأحياء القديمة يوفر منظورًا أساسيًا طويل الأجل لوضع الاتجاهات الحالية في سياقها.
مونتانا كنافذة على عصر الديناصورات
يُضيف اكتشاف دوناتيلو إلى تاريخ طويل من الحملات الميدانية واكتشافات مهمة في جنوب غرب مونتانامما جعل المنطقة واحدة من أهم المختبرات المفتوحة لدراسة الفقاريات الأحفورية من العصر الطباشيري.
في عام 2004، في تكوين بلاكليف القريب، بقايا شخص بالغ واحد وقاصران من Oryctodromeus cubicularis، وهو ديناصور صغير عاشب قدم أول دليل واضح على الحياة في الجحور والرعاية الأبوية داخلهاوبعد سنوات، وصفت حملة أخرى تمساح أرضي صغير من فصيلة التمساحيات، عمره حوالي 95 مليون سنة، مع سمات متقاربة مع تماسيح العصر الطباشيري من أفريقيا وأمريكا الجنوبية.
وقد أتاحت مجمل هذه النتائج إعادة بناء أكثر تفصيلاً لكيفية شكلت النظم البيئية في أمريكا الشمالية خلال العصر الطباشيري الأوسطقبل وقت طويل من المرحلة النهائية الشهيرة التي هيمن عليها التيرانوصور ورفاقه. في هذه الفسيفساء من البيانات، يحتل دوناتيلو الآن مكانة بارزة من خلال المساهمة معلومات مباشرة عن التوسع المبكر للسلاحف البرية الكبيرة على الحافة الغربية للبحر الداخلي.
يعتقد الباحثون أن حياة هذه السلحفاة لن تختلف كثيراً عن حياة... سلاحف المناخ المعتدل في الوقت الحاضركانت هذه الكائنات بطيئة الحركة نسبياً، وربما كانت تتغذى على النباتات المنخفضة والفواكه، وتتخذ من البيئة الساحلية للبحر الداخلي موطناً رئيسياً لها. ولا شك أن التغيرات الموسمية وتقلبات مستوى سطح البحر كانت تُحدد إيقاع حياتها اليومية.
على الرغم من محدودية السجل الأحفوري - الذي يتسم بالتجزئة بحكم تعريفه - فإن الحملات المستمرة في مونتانا ومزيج من العمل الميداني، والتحليل الرسوبي، وتقنيات التأريخ المتقدمة لقد حوّلوا الولاية إلى معيار دولي. بالنسبة لأوروبا وإسبانيا، حيث يزخر علم الأحافير أيضًا بمواقع مهمة من العصر الطباشيري، تُعدّ هذه الدراسات في أمريكا الشمالية بمثابة... إطار مقارن لتفسير الهجرات والتغيرات الحيوانية على نطاق عالمي.
توضح قصة دوناتيلو كيف يمكن لعدد قليل من شظايا الأصداف، إذا وُضعت في سياقها الصحيح، أن لتعديل التسلسل الزمني لسلالة كاملة وتوضيح متى وكيف اتصلت القارات خلال عصر الديناصوراتمن سفح تل مغبر في مونتانا إلى صفحات مجلة علمية دولية، أصبحت أحفورة هذه السلحفاة التي يبلغ عمرها 89 مليون عام بمثابة تذكير بأن كل اكتشاف جديد، مهما بدا متواضعًا، يمكن أن يجبرنا على تعديل نظرتنا إلى ماضي الكوكب السحيق.
