ساعد طفل أحفوري العلماء في شرح كيفية ازدهار الثدييات بعد انقراض الديناصورات

قبل 62 مليون سنة ، أنجبت أم طفلًا. بعد التغلب على صدمة الولادة في غضون دقائق ، بدأ الطفل في استكشاف العالم من حوله. بدأ الطفل يرضع من أمه ، وهي غريزة طبيعية تشترك فيها جميع الحيوانات من نوعها ، الثدييات.

كل يوم نمت ، وبعد شهر أو شهرين ، بدأت تتغذى على نظام غذائي من البراعم والأوراق. كان من الممكن أن يصبح مستقلاً بعد فترة وجيزة ، لكن المأساة حدثت. بعد شهرين ونصف فقط ماتت.

لكن قصة هذا الطفل لا تنتهي عند هذا الحد. لأنه بعد 62 مليون سنة ، اكتشف أبناء عمومتها البعيدين (البشر) هيكلها العظمي المتحجر في صحراء نيو مكسيكو القاسية ، في جنوب غرب الولايات المتحدة.

تم تصنيفها على أنها نوع من الثدييات المبكرة ، وهو حيوان يشبه الدب يسمى بانتولامدا باثمودون. انقرضت المجموعة التي ينتمي إليها هذا النوع (بانتودونتا) في عصر الأيوسين ، بعد حوالي 10 ملايين سنة من ولادة الطفل الأحفوري ، ولم يترك أحفادًا أحياء.

استعملت أنا وفريق دولي من العلماء عظامه وأسنانه للكشف عن حياته بتفاصيل غير مسبوقة. وقد تساعد نتائجنا في شرح كيف تحب الثدييات بانتولامبدا سيطرت على العالم بعد انقراض الديناصورات قبل 66 مليون سنة.

آثار من التاريخ

يروي الهيكل العظمي الخاص بك قصة حياتك. محاصرون داخل المعادن الكثيفة لابتسامتك اللؤلؤية ، خطوط صغيرة تشير كل يوم إلى نمو أسنانك ، والتي تستمر في النمو إلى الداخل طوال معظم حياتك.

كيمياءهم تكشف عن نظامك الغذائي. يتم إعادة تدوير اللبنات الأساسية من نظامك الغذائي لبناء أنسجتك ، مع الاحتفاظ ببصماتها الكيميائية الأصلية. تنمو عظامك مثل الأشجار ، تاركة حلقات سنوية.

لذا فإن الهيكل العظمي الخاص بك يعمل كنوع من المجلات ، حيث يسجل بعض الأحداث الرئيسية التي تواجهها ، مثل الولادة أو الجوع أو الإصابات. يمكن للعلماء الكشف عن هذا التقويم عن طريق تقطيع العظام والأسنان إلى شرائح رقيقة للغاية بحيث يمكن للضوء أن يسطع من خلالها.

لقد فعلنا هذا من أجل الحفرية بانتولامبدا طفل مع العديد من البالغين. تتبعنا النمو اليومي لأسنان الطفل البالغ من العمر شهرين ونصف الشهر. أخبرنا هذا أن أسنانه نمت بسرعة ، وبعضها يتشكل في شهرين. استغرق البعض الآخر ، مثل الأضراس الكبيرة ، ما يصل إلى ستة أشهر (يستغرق تشكيل الأضراس لدينا ثلاث سنوات).

لكن أسنانه كشفت شيئًا أكثر أهمية. كما هو الحال في العديد من التقويمات الخاصة بنا ، كان هناك يوم مهم: عيد ميلاده. خط ولادة مميز يميز اليوم الذي ولد فيه هذا الطفل ، وظهر نفس الخط في أسنان الكبار بانتولامبدا أيضا دليل على أن الأسنان البالغة بدأت تتشكل قبل الولادة.

أظهر تحليلنا بانتولامبدا وُلد الأطفال بمجموعة كاملة من أسنان الحليب ، واستبدلت أسنانهم البالغة في غضون عام بعد الولادة. تمتلك معظم الثدييات اليوم أسنانًا لبنية ، لكن لا يتم استبدالها عادةً لسنوات. لقد نظرنا أيضًا بشكل أعمق في الحياة المبكرة لـ بانتولامبدا عن طريق رسم خريطة الكيمياء المتغيرة للسن. للقيام بذلك ، كنا بحاجة إلى الليزر.

لقد قمنا بتبخير الأسنان شيئًا فشيئًا باستخدام الليزر المجهري. مثل إبرة على الفينيل ، قام الليزر بتشغيل سجل للتغيرات الكيميائية التي تخضع لها أجسامنا عندما نولد ونمرض ونفطم. بمطابقة هذا السجل مع جدولنا الزمني من علامات النمو اليومية ، تمكنا من تحديد المدة بانتولامبدا كانت الأمهات حوامل وكم عدد الأيام التي يرضع فيها الطفل.

ما تعلمناه

كشفت دراستنا ، وهي الأولى من نوعها في أحد الثدييات الأحفورية ، عن ذلك بانتولامبدا كان لديه حمل طويل (سبعة أشهر) وفترة إرضاع قصيرة (شهر إلى شهرين). تُظهر البيانات أيضًا أمد حياة بانتولامبدا كان من الممكن أن تكون قصيرة جدًا ، من أربع إلى خمس سنوات ، بعضها يصل إلى حوالي عشر سنوات.

نمط الحياة هذا مشابه للثدييات المشيمية ، المجموعة التي تضمنا. إنه أقرب دليل على هذا النوع من نمط الحياة في السجل الأحفوري.

المشيمة مميزة بسبب المشيمة لدينا. في حين أن العديد من الثدييات وحتى أنواع أخرى من الحيوانات (الأسماك ، على سبيل المثال) لديها مشيمة ، فإننا وأقاربنا لدينا مشيمة أكثر تطورًا توفر تغذية أفضل ، وإزالة النفايات ، وحماية الجنين.

هذا الجانب الأخير أمر بالغ الأهمية. قد لا يكون حمل الثدييات الأخرى طويلًا لأن الجهاز المناعي للأم يمكن أن يرفض الجنين إذا نما كبيرًا جدًا. تمنع مشيمتنا الخاصة حدوث ذلك ، وتقترح دراستنا ذلك بانتولامبدا يجب أن يكون لديه أيضًا.

يسمح الحمل الأطول للثدييات المشيمية بإنجاب أطفال أكبر حجمًا ، وهو ما نفترض أنه اختصار للوصول إلى أحجام أكبر في مرحلة البلوغ. لقد أصبحوا أكبر وأسرع من الأنواع الأخرى من الثدييات.

هذه هي الجرابيات المعبأة (بما في ذلك الكنغر والكوالا) وأحاديات وضع البيض (مثل خلد الماء المنقار على شكل بطة). لكن القصة ، كما هو الحال دائمًا في العلم ، ليست واضحة المعالم. أظهرت دراسة حديثة أن مجموعة الثدييات المنقرضة ، وهي مجموعة صغيرة تشبه القوارض متعددة الدرنات ، يبدو أنها خضعت أيضًا للتكاثر الشبيه بالمشيمة ، أو على الأقل فترات تمريض قصيرة مثل بانتولامبدا.

نحن نعلم الآن بانتولامبداتاريخ حياة أفضل من أي حيوان ثديي متحجر آخر. في الواقع ، ربما نعرف تاريخ حياة بانتولامبدا أفضل من بعض الثدييات النادرة الموجودة حاليًا (على سبيل المثال ، أحد أنواع الخفافيش العديدة التي تم اكتشافها مؤخرًا). وهي لأنواع المشيمة المبكرة مثل بانتولامبدا أننا مدينون بشكرنا على التنوع المذهل للثدييات من حولنا اليوم.

على الرغم من أن الثدييات تعيش في نفس الوقت بانتولامبدا تطورت بسرعة لدرجة أننا نكافح لتتبع شجرة عائلتهم ، ونحن نعلم أنهم أسسوا أول أنظمة بيئية تهيمن عليها الثدييات. هؤلاء الناجون الوديعون الذين ورثوا الأرض استغلوا الفرصة ، وأسسوا واحدة من أعظم السلالات التي شهدها الكوكب على الإطلاق.