تقنية

التكيف الذي ساعد الديناصورات على الطيران: عظام مثل شوكولاتة أيرو

[ad_1]

المحادثة

طورت سلالات متعددة من الديناصورات بنية عظمية خاصة مماثلة

طورت سلالات متعددة من الديناصورات بنية عظمية خاصة مماثلة (الصورة: Getty Images / iStockphoto)

من الصعب أحيانًا تخيل كيف سيطرت ديناصورات كبيرة مثل الحافلات والمباني المكونة من خمسة طوابق على الكوكب الذي نسميه الوطن ، بمدنه الضخمة وأراضيه الزراعية الهادئة. لكن الأبحاث الحديثة ساعدت في تعميق فهمنا لسبب هيمنة الديناصورات: قد تكمن الإجابة في عظامها الخاصة ، المصممة مثل شوكولاتة أيرو.

وجد عالم الحفريات البرازيلي تيتو أوريليانو أن العظام المجوفة المليئة بأكياس هوائية صغيرة كانت مهمة جدًا لبقاء الديناصورات ، فقد تطورت بشكل مستقل عدة مرات في سلالات مختلفة.

وفقًا للدراسة ، تطورت العظام الهوائية في ثلاث سلالات منفصلة: التيروصورات ، والزواحف الطائرة تقنيًا ، واثنين من سلالات الديناصورات – ذوات الأقدام (تتراوح من Microraptor بحجم الغراب إلى الضخم الديناصور ريكس) و sauropodomorphs (العواشب طويلة العنق بما في ذلك Brachiosaurus). ركز الباحثون على أواخر العصر الترياسي ، منذ حوالي 233 مليون سنة ، في جنوب البرازيل.

في كل مرة يتكاثر فيها الحيوان ، يُظهر التطور متغيرات عشوائية في الشفرة الجينية. تنتقل بعض هذه المتغيرات إلى الأبناء وتتطور بمرور الوقت.

اعتقد تشارلز داروين أن التطور خلق “أشكالاً لا نهاية لها أجمل”. لكن بعض التعديلات تظهر تلقائيًا مرارًا وتكرارًا ، مثل الحصول على نفس توزيع الورق في مناسبات متعددة. عندما تستمر اليد نفسها في الظهور ، فهذه علامة على أن التطور قد وصل إلى حل مهم وفعال.

كان البديل الذي درسه الفريق البرازيلي هو عظام الفقرات الهوائية ، والتي من شأنها تعزيز قوة الديناصورات وتقليل وزن الجسم.

تطور عدد من الأنواع مع هيكل عظمي مشابه لهيكل أيرو

تطور عدد من الأنواع بهيكل عظمي مشابه لهيكل أيرو (الصورة: جيتي)

تأتي شحناتك المنتظمة من أمازون أو بائعي التجزئة الآخرين عبر الإنترنت معبأة في كرتون مموج ، والذي له نفس مزايا العظام الهوائية. إنه خفيف ، لكنه صعب.

الورق المقوى المموج أو كما عُرف لأول مرة ، الورق المطوي ، كان تجربة تصميم من صنع الإنسان كانت ناجحة بشكل كبير وأصبح الآن جزءًا من حياتنا اليومية. تم تسجيل براءة اختراعها في إنجلترا عام 1856 وتم تصميمها في البداية لدعم القبعات العالية التي كانت شائعة في إنجلترا الفيكتورية والولايات المتحدة في ذلك الوقت.

بعد ثلاث سنوات ، نشر داروين كتابه حول أصل الأنواع ، والذي أوجز كيف أن السمات التطورية التي تخلق مزايا من المرجح أن تنتقل إلى الأجيال القادمة أكثر من المتغيرات التي لا تفعل ذلك.

الكرتون المموج قوي وخفيف

الكرتون المموج قوي وخفيف في نفس الوقت (الصورة: Shawn Hempel / Shutterstock)

سمحت تقنية التصوير المقطعي المحوسب لأوريليانو وزملائه بالنظر داخل الأحافير الصخرية الصلبة التي درسوها. بدون التكنولوجيا الحديثة ، كان من المستحيل النظر داخل الحفريات واكتشاف الأكياس الهوائية في العمود الفقري.

وجدت الدراسة أنه لا يوجد سلف مشترك لديه هذه الصفة. يجب أن تكون المجموعات الثلاث قد طورت حويصلات هوائية بشكل مستقل ، وفي كل مرة بطرق مختلفة قليلاً.

ربما عززت الأكياس الهوائية مستويات الأكسجين في دم الديناصورات. تميزت الفترة الترياسية بمناخ حار وجاف. لذا فإن المزيد من الأكسجين المنتشر في الدم من شأنه أن يبرد أجسام الديناصورات بشكل أكثر كفاءة. سيسمح لهم أيضًا بالتحرك بشكل أسرع.

كانت الأكياس الهوائية ستدعم وتقوي البنية الداخلية لعظام الديناصورات بينما تخلق مساحة سطح أكبر من الملحقات للعضلات الكبيرة والقوية. كان هذا من شأنه أن يمكّن العظام من النمو إلى حجم أكبر بكثير دون زيادة وزن الحيوان.

تقلل العظام المهواة في الطيور الحية الكتلة والحجم الكليين ، مع تعزيز قوة العظام وتيبسها – وهي سمات أساسية للطيران.

لا يروي علم الحفريات فقط قصة ما كان يمكن أن يكون للأرض ، لولا ذلك الكويكب سيئ السمعة ، ولكنه يساعدنا أيضًا في التعرف على تطور الكائنات الحية.

تكمن أصداء إرث الديناصورات هذا في العديد من الحيوانات الحية اليوم. لم تكن الحيوانات التي ماتت منذ زمن طويل فقط هي التي وجدت هذا النوع من التكيف مفيدًا. تعتمد العديد من أنواع الطيور التي تعيش اليوم على عظام مجوفة للطيران. تستخدم حيوانات أخرى الأكياس الهوائية لدعم وتقوية عظامها وجماجمها الكبيرة ، دون إثقالها.

وخير مثال على ذلك هو جمجمة الفيل. داخل جماجم الفيل عبارة عن أكياس هوائية كبيرة تسمح للحيوان بتحريك رأسه الضخم وأنيابه الثقيلة دون إجهاد عضلات الرقبة.

تشريح العظام المسطحة

تشريح العظم المسطح (الصورة: OpenStax College)

يتم حماية الدماغ البشري أيضًا من خلال طبقتين من العظام الصلبة والمضغوطة (الطاولات الداخلية والخارجية) والتي تحتوي على طبقة من العظام اللينة والإسفنجية والهوائية بينهما ، والمعروفة باسم دبلو. هذا يسمح لجماجمنا أن تكون خفيفة ، لكنها قوية وقادرة على امتصاص الصدمات التي تتعرض لها الجمجمة.

هذه أمثلة على التطور المتقارب الذي تواجه فيه الحيوانات نفس المشكلة بشكل متكرر ، وتطور حلولًا متشابهة – ولكن ليست دائمًا متطابقة – في كل مرة. تلعب الحيوانات اليوم نفس قواعد اللعبة التطورية مثل الديناصورات.

بقلم سالي كريستين رينولدز ، أستاذة أكاديمية رئيسية في علم البيئة القديمة في أشباه البشر ، جامعة بورنماوث

تم إعادة نشر هذه المقالة من The Conversation بموجب ترخيص المشاع الإبداعي. اقرأ المقال الأصلي.

المزيد: اكتشف عالم الآثار المحلي أكبر أثر ديناصور في يوركشاير

أكثر من ذلك: دماغ أكبر ديناصور لاحم أعاد العلماء تكوينه



[ad_2]

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
Immediate Gains ProI