منذ عمل تشارلز داروين، أصبح من الواضح نسبيًا من منظور تطوري من أين أتينا: لقد أدت الأسلاف المائية إلى ظهور الفقاريات الأرضية، والتي تطور منها البشر.
ولكن من غير الواضح بعد كيف انتقلت الفقاريات من الماء إلى الأرض على الرغم من القيود الجسدية والفسيولوجية التي جلبتها الحياة في ظل الظروف الأرضية الجديدة. بدأ انتقال الفقاريات من الماء إلى الأرض منذ حوالي 360 مليون سنة في العصر الديفوني. كانت التغذية واحدة من أهم العمليات التي كان على رباعيات الأرجل المبكرة أن تتكيف معها أثناء التحول من الحياة المائية إلى الحياة الأرضية.
درس فريق دولي بقيادة الدكتور دانييل شوارتز والبروفيسور الدكتور راينر شوخ من متحف الدولة للتاريخ الطبيعي في شتوتغارت بألمانيا، سلوك التغذية لدى السلمندر الموجود واستخدم بعد ذلك نتائج هذه التحليلات لاستخلاص استنتاجات حول سلوك التغذية لدى السلمندر. تشير نتائج البحث إلى أن الفقاريات الأرضية المبكرة ربما تناولت الطعام خلال محاولاتها الأولى لغزو الأرض على الرغم من افتقارها إلى ألسنة متحركة مثل تلك التي تظهر في العديد من الحيوانات السلوية اليوم.
بالإضافة إلى ذلك، خلال المراحل الأولى من التطور عندما كانت لا تزال مائية، ربما قامت رباعيات الأرجل المبكرة بسلوكيات مضغ معقدة مشابهة للثدييات على الرغم من امتلاكها في كثير من الأحيان لأسنان بسيطة الشكل نسبيًا (مخروطية منحنية وأحادية الشرف). نشر البحث في مجلة Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences.
اختار الباحثون منهجًا بيولوجيًا تجريبيًا لتوضيح السلوك الغذائي لرباعيات الأرجل المبكرة. لقد درسوا ولاحظوا السمندل الحديث لأنه يظهر تشريحًا مشابهًا ويمكنه أن يتغذى في الماء وعلى الأرض. حلل العلماء سلوك التغذية لأربعين نوعًا من تسعة من عائلات السمندل العشرة خلال ثلاث مراحل نمو، مما يجعل هذه الدراسة هي الدراسة الأكثر شمولاً لتغذية السمندل حتى الآن.
قال الدكتور دانييل شوارتز: «لقد راقبنا هذه الحيوانات وهي في عمر اليرقات، وعمر الأحداث قبل التحول، وعمر البالغين بعد التحول. بعد التحول، راقبنا السمندل أثناء التغذية، إن أمكن، تحت الماء وعلى الأرض. تتميز دراستنا عن الدراسات السابقة ليس فقط بعدد الكائنات الحية والنهج التنموي ولكن أيضًا لأننا درسنا التغذية بدءًا من تناول الطعام الأولي في الفم وحتى بداية البلع».
درسنا التغيرات المحتملة في سلوك التغذية لحيوانات ما قبل التاريخ باستخدام التقنيات الحديثة: استخدمنا التحولات التنموية بين الماء والأرض في السلمندر لنمذجة التغيرات المحتملة في سلوك التغذية لرباعيات الأرجل المبكرة. كانت التحليلات التفصيلية ممكنة جزئيًا من خلال التقنيات الحديثة، مثل تصوير الفيديو عالي السرعة بالأشعة السينية، من منظورين، والتي استخدمناها لإنشاء رسوم متحركة ثلاثية الأبعاد (XROMM).
تسمح هذه الطريقة بدراسة الحركات السريعة للهياكل العظمية المستخدمة أثناء التغذية وكذلك حركات الفرائس في أفواه السلمندر. وقد مكّن التصوير بالفيديو بالأشعة السينية من النظر إلى أفواه الحيوانات، حتى عندما تكون مغلقة.
سيناريوهان محتملان للتغذية الأرضية المبكرة
تشير بيانات الباحثين إلى سيناريوهين للتغذية الأرضية في رباعيات الأرجل المبكرة: إما أن يحدث الإمساك بالفريسة بالفكين ثم تُسحَب مرة أخرى إلى الماء، حيث ربما يكون اللسان قد نقلها عبر تيارات المياه وربما يكون الفكين قد عالجاها (عضات المضغ)، أو يكون التعامل مع الفريسة مباشرة على الأرض من خلال مزيج من اهتزاز الفريسة وعضها، ثم ابتلاعها أخيرًا بمساعدة حركات خاصة (حركات سريعة للأمام أو دوران الرأس أثناء تحرير القبضة على الطعام مؤقتًا).
ولذلك، يبدو أن التغذية الأرضية كانت ممكنة حتى قبل أن تمشي الفقاريات على الأرض وقبل أن تتطور الألسنة المرنة. علاوة على ذلك، تشير الملاحظات إلى وجود عادات مضغ معقدة، بما في ذلك حركات الفك في أكثر من بُعد، خلال مراحل النمو المبكرة.
يقول العالمان الدكتور دانييل شوارتز والأستاذ الدكتور راينر شوتش: «يمكن اعتبار العمل الحالي بمثابة بحث تأسيسي مهم قد تنشأ عنه المزيد من الأسئلة. وفي دراسات أخرى، نود أن ندرس هياكل الجماجم والفكين واللسان للفقاريات الأرضية المبكرة استنادًا إلى الحفريات لتوضيح التفاصيل الإضافية المتعلقة بتطور السلوك الغذائي لرباعيات الأرجل المبكرة وانتقال الفقاريات من الماء إلى الأرض».
ترجمة: ولاء سليمان
المصدر: phys.org
