فرارو- پژوهشگران با شناسایی قدیمی ترین دایناسور دارای کیسه های هوایی، حلقه ای گمشده از مسیر تکامل این جانوران را کشف کردند که راز سلطه و اندازه عظیم آنها را توضیح می دهد.

به نقل از برایتر ساید، پژوهشگران با کشفی جدید در برزیل توانسته اند بخشی از معمای تکامل دایناسورها و علت دستیابی آنها به اندازه های شگفت انگیزشان را روشن تر سازند. این یافته نشان می دهد که یک ویژگی کلیدی تنفسی در این موجودات طی میلیون ها سال به تدریج شکل گرفته و زمینه ساز رشد بی سابقه آنها در تاریخ حیات بر زمین شده است.

دایناسورهای گردن دراز از تیره سوروپودها در دوران ژوراسیک و کرتاسه فرمانروای بی رقیب خشکی بودند. این جانوران گیاه خوار نه تنها در تمامی قاره ها حضور داشتند، بلکه به ابعادی دست یافتند که هیچ جانور خشکی دیگری نتوانست به آن برسد. یکی از اصلی ترین دلایل این رشد، برخورداری از سامانه ای هوشمندانه برای تنفس بود؛ سامانه ای که به وجود کیسه های هوایی متکی بود و باعث می شد استخوان ها سبک تر شوند، بی آنکه از استحکامشان کاسته شود.

این کیسه های هوایی که در پرندگان امروزی نیز وجود دارند، نقش مهمی در جذب اکسیژن بیشتر و همچنین خنک نگه داشتن بدن داشتند. چنین ویژگی هایی در محیط هایی دشوار برای بقا و نیز در مسیر رشد به اندازه های عظیم حیاتی به شمار می آمدند. ارتباط این ویژگی میان پرندگان کنونی و دایناسورهای منقرض شده نشان می دهد که ریشه های این سازوکار تا چه اندازه عمیق و دیرینه است.

برای ردیابی کیسه های هوایی در فسیل ها، دانشمندان به سراغ ویژگی ای به نام پنوماتیسیته اسکلتی پس جمجمه ای یا PSP می روند. این ویژگی در استخوان ها به صورت حفره ها و شکاف های عمیق ظاهر می شود. در دایناسورهای پیشرفته تر به ویژه گروه تیتانوسوریفورم ها PSP بسیار رایج است، اما زمان و نحوه پیدایش نخستین بار آن تا مدت ها در هاله ای از ابهام قرار داشت.

این وضعیت با کشف جدیدی در توالی کاندلاریا در برزیل تغییر کرد. فسیل گونه ای به نام ماکروکولوم ایتاکویی با قدمت 225 میلیون سال یافت شد؛ دایناسوری که اکنون به عنوان قدیمی ترین نمونه شناخته شده دارای کیسه های هوایی معرفی می شود.

این فسیل چشم انداز تازه ای از چگونگی تکامل سامانه های تنفسی در نخستین دایناسورهای گردن دراز گشود. تیمی از دانشگاه ایالتی کمپیناس (UNICAMP) با استفاده از اسکن های میکرو-سی تی به مطالعه استخوان ها پرداخت. نتایج این بررسی ویژگی های داخلی مرتبط با PSP را نشان داد که بیانگر مراحل آغازین شکل گیری این سامانه تنفسی است.

تیـتو اورلیانو، نویسنده اصلی مقاله، اهمیت کیسه های هوایی را چنین توضیح داد: این ساختارها باعث می شدند استخوان ها چگالی کمتری داشته باشند و به دایناسورها اجازه دهند تا طولی بیش از 30 متر پیدا کنند. او افزود که ماکروکولوم ایتاکویی با طول تقریبی سه متر، بزرگ ترین دایناسور زمان خود بوده و پیشینیان کوچک ترش تنها حدود یک متر قد می کشیدند.

فریشیا ریکاردی-برنکو، سرپرست پروژه، نیز تأکید کرد که این نوآوری تکاملی مزیتی رقابتی برای دایناسورها ایجاد کرده است: کیسه های هوایی به دایناسورها برتری تکاملی نسبت به گروه هایی مانند پستانداران بخشید و امکان تنوع یافتن سریع تر را فراهم ساخت. به گفته او، همین سازگاری بود که به دایناسورهای اولیه ای همچون ایتاکویی اجازه داد از اقلیم های سخت جان سالم به در برند و بعدها در دوره های ژوراسیک و کرتاسه شکوفا شوند.

پژوهش های پیشین نشان داده بود که کیسه های هوایی دست کم سه بار به طور مستقل در تروپودها، سوروپودومورف ها و پتروسورها تکامل یافته اند. ماکروکولوم ایتاکویی که نیاکان دوپای دایناسورهای چهارپای عظیم با گردن های دراز و سرهای کوچک به شمار می رود، حلقه ای میان دایناسورهای اولیه و جانشینان غول آسای آنها محسوب می شود.

تا پیش از این، بافت های مرتبط با کیسه های هوایی به دو دسته کامراته (فضاهای توخالی) و کاملاته (استخوان های اسفنجی) تقسیم می شدند. اما بررسی ایتاکویی نوعی بافت ناشناخته پیشین را آشکار کرد که پروتوکامراته نام گرفته و بافتی میانه میان آن دو است. اورلیانو در این باره توضیح داد: فرضیه غالب این بود که کیسه های هوایی از ساختارهای کامرا آغاز شدند و سپس به کاملا تکامل یافتند. یافته های ما نشان می دهد که ابتدا نوع پروتوکامراته وجود داشته است.

این مطالعه همچنین درک رایج از مسیر تکامل کیسه های هوایی را به چالش کشید. تحقیقات گذشته بر این باور بود که این ساختارها نخست در ناحیه شکمی پدید آمدند و سپس در حدود 190 میلیون سال پیش در آغاز ژوراسیک به گردن گسترش یافتند. اما در ایتاکویی، کیسه های هوایی در مهره های گردنی و پشتی دیده می شوند و در ناحیه شکمی اثری از آنها نیست. اورلیانو این پدیده را چنین توصیف کرد: گویی تکامل آزمایش های گوناگونی انجام داده تا در نهایت به سامانه نهایی برسد؛ سامانه ای که کیسه های هوایی از گردن تا دم امتداد می یافتند. این فرایند خطی و ساده نبوده است.

این یافته ها پیچیدگی های تکامل دایناسورها را پررنگ تر می کند و نشان می دهد که سازگاری های متنوع چگونه به این موجودات امکان داد تا بر محیط های خود مسلط شوند. کشف ماکروکولوم ایتاکویی و کیسه های هوایی آن، حلقه ای حیاتی میان دایناسورهای کوچک آغازین دوره تریاس و غول های شگرف دوره های بعدی است.

این پژوهش فصل تازه ای به داستان شگفت انگیز تکامل دایناسورها می افزاید؛ داستانی که طی میلیون ها سال شکل گرفت و سیمای دنیای پیشاتاریخ را دگرگون ساخت.