العلماء من جامعات بريستولواكتشفت جامعة بومبيو فابرا في برشلونة والكلية الجامعية في لندن أن رباعيات الأرجل لديها روابط أكثر تعقيدًا بين عظام جمجمتها مقارنة بالأسماك من خلال فحص الجماجم الأحفورية للحيوانات من الانتقال من البيئة المائية إلى البيئة الأرضية. وأعاقت هذه التعديلات في تشريح الجمجمة تطور جماجم رباعيات الأرجل بدلاً من تشجيع تنوع الحياة على الأرض.
تطورت رباعيات الأرجل من الأسماك وكانت أقدم الحيوانات البرية ذات الأطراف والأصابع، وهي أسلاف كل شيء من البرمائيات إلى البشر.
لفهم كيفية تغير الجماجم مع تطور رباعيات الأرجل بشكل أفضل، قام العلماء بقياس تشريح عظام الجمجمة في أكثر من 100 كائن موجود ومنقرض.
قال المؤلف الرئيسي جيمس روسون من كلية علوم الأرض في بريستول: "تحتوي جماجم رباعيات الأرجل بشكل عام على عظام جمجمة أقل من أسلافها من الأسماك، ولكن مجرد حساب عدد العظام يفتقد بعض البيانات المهمة. استخدمنا تقنية تسمى تحليل الشبكة، حيث يتم تسجيل ترتيب عظام الجمجمة – أي العظام تتصل بها – بالإضافة إلى رقم العظام.
وقال المؤلف الدكتور بورخا إستيف-ألتافا، الخبير في هذه التقنية: "تقليديًا، كانت أبحاث التشريح في الغالب وصفية أو نوعية. يوفر تحليل الشبكة إطارًا رياضيًا سليمًا لتحديد العلاقات التشريحية بين العظام: وهو نوع من البيانات غالبًا ما يتم تجاهله في معظم الدراسات حول التطور المورفولوجي.
لاحظ العلماء ، "إن رباعيات الأرجل التي تحتوي على عظام جمجمة أقل من الأسماك جعلت تنظيم جماجمها أكثر تعقيدًا."
وأضاف السيد روسون: "قد يبدو الأمر غريبًا، ولكن وجود عدد أقل من العظام يعني أن كل عظمة من تلك العظام يجب أن تتصل بعدد أكبر من جيرانها، مما يؤدي إلى ترتيب أكثر تعقيدًا. تمتلك الضفادع والسمندل الحديثة جماجمًا أكثر تعقيدًا من بين جميع الحيوانات التي درسناها.
أصبحت جماجم رباعيات الأرجل الأقدم أيضًا أكثر دمجًا في وحدة واحدة، في حين كان لدى أسلافهم من الأسماك جماجم مكونة من عدة أقسام متميزة.
ومن خلال النظر إلى تنوع تشريح عظام الجمجمة مع مرور الوقت، اكتشف العلماء أيضًا أن أصل رباعيات الأرجل يتزامن مع انخفاض في تنوع ترتيبات عظام الجمجمة.
وقالت البروفيسور إميلي رايفيلد، كبيرة مؤلفي الدراسة: "لقد فوجئنا عندما وجدنا أن هذه التغييرات في الجمجمة يبدو أنها تحد من تطور رباعيات الأرجل، بدلاً من تعزيز الإشعاع إلى الموائل الجديدة على الأرض. نعتقد أن تطور الرقبة، أو أحداث الانقراض، أو عنق الزجاجة في تطور الجمجمة قد يكون هو المسؤول.
السيد روسون وخلص: "نرى أيضًا انخفاضًا مشابهًا في التباين الهيكلي لعظام الأطراف في رباعيات الأرجل المبكرة، لكن الانخفاض في الأطراف يحدث قبل 10 ملايين سنة. لقد أثرت عوامل مختلفة على تطور الجمجمة والأطراف في رباعيات الأرجل المبكرة، ولدينا الكثير لنتعلمه عن هذا الوقت الحاسم في تاريخنا التطوري.
المرجع مجلة:
- جيمس روسون، د. بورخا إستيف ألتافا، د. لورا بورو، د. هوغو دوتل، والبروفيسور إميلي رايفيلد. يتميز التطور المبكر لجمجمة رباعيات الأرجل بزيادة التعقيد، والقيود، والإزاحة عن تطور الأطراف الزعنفية. علم السلف. DOI: DOI: 10.1126/sciadv.adc8875
