بازسازی دیجیتالی جمجمه پرنده 120 میلیون ساله - وبلاگ پیوست

به گزارش وبلاگ پیوست، جِهولورنیس (Jeholornis) پرنده ای به مقدار کلاغ بود که 120 میلیون سال پیش زندگی می کرد و جزو نخستین نمونه های دایناسوری بود که به شکل پرنده در چین امروزی تکامل یافت.

وبلاگ پیوست | فسیل های یافت شده از جهولورنیس با دقت محافظت شده اند، اما شکستگی های صافی دارند که نتیجه لایه های رسوبِ ته نشین شده در طول سال ها است. این به آن معناست که هیچ کس نتوانسته است نگاه کاملی به شکل واقعی سر این پرنده بیندازد. اما در یک مطالعه نو، محققان به صورت دیجیتالی جمجمه این پرنده را بازسازی کردند و جزئیاتی را درباره چشم و مغز او کشف کردند که حاوی نکاتی درباره بینایی و بویایی این پرنده است.

به گزارش وبلاگ پیوست ، جینگ مای اُکانِر، معاون متصدی خزندگان فسیلی در موزه فیلد و یکی از نویسندگان مقاله مربوط به این اکتشاف می گوید: این پرنده مورد علاقه من از دوره کرتاسه است که ویژگی های غیرعادی و ابتدایی زیادی دارد. این اکتشاف درباره چگونگی تکامل پرندگان اطلاعات تازه ای در اختیار ما قرار می دهد. این مطالعه برای نخستین بار نشان می دهد جمجمه این پرنده و مغز آن به چه شکل بوده و این یافته هیجان انگیزی است.

هان هو نخستین نویسنده این مطالعه حدود 100 فسیل از موزه طبیعت شاندونگ تیانیو در چین را با دقت آنالیز کرد و فسیلی را انتخاب کرد که نسبت به بقیه جمجمه اش بهتر از همه حفاظت شده است؛ این نمونه اندکی پهن شده، اما سالم است. هو می گوید: پیدا کردن جمجمه مناسب بین حدود 100 فسیل بسیار سخت است، چون ما نمی دانیم آیا اسکلتی که انتخاب می کنیم اطلاعاتی را که در پی آن هستیم، قبل از اسکن کردن در اختیارمان قرار خواهد داد یا نه و بخاطر هزینه های بالای اسکنِ باکیفیت، نمی توانستیم تمام نمونه ها را اسکن کنیم تا برترینِ آن ها را پیدا کنیم. با وجود این، من این یکی را انتخاب کردم، چون حداقل از سطحی که در معرض دید است، نسبتاً کامل به نظر می رسد و نکته مهم این است که این جمجمه به صورت مجزا از بخش های دیگر بدنش، حفاظت شده است.

یافته های ما بسیار مفید است، چون ما جمجمه را اگر مفصل دار باشد از اسکلت جدا نمی کنیم. هیچ کس نمی خواهد به این فسیل ها آسیب برساند، اما یک جمجمه جداشده ناحیه اسکن کمی احتیاج دارد، در نتیجه کیفیت اسکن را بالا می برد. خوشبختانه، نمونه ای که ما برای این پروژه انتخاب کردیم یک نمونه تقریباً کامل بود و بعد از بازسازی دیجیتال، اطلاعات ناشناخته زیادی را در اختیار ما قرار داد.

این استخوان ها به نوعی شبیه تهِ یک کیسه چیپس سیب زمینی بودند، کاملاً خرد نشده بودند، اما تکه ها فشرده شده بودند؛ بنابراین ما توانستیم از آن ها سی تی اسکن بگیریم؛ تعداد زیادی تصویر اشعه ایکس که آن ها را جمع کردیم تا یک تصویر سه بعدی بسازیم و سپس به صورت دیجیتالی آن ها را بازتولید کنیم و جمجمه را از تمام این استخوان ها بازسازی کنیم.

بازسازی جمجمه پرنده که نشانگر حلقه های استخوانی اطراف چشم است.

ماتِئو فابری، نویسنده مشترک و محقق فوق دکتریِ موزه فیلد می گوید: ما توانستیم ویژگی های متفاوتی از جمجمه را ببینیم که قبلاً دیده نشده بود. حتی توانستیم نتیجه بگیریم مغز آن چگونه به نظر می رسد.

خود مغز حفاظت نشده است، بافت های نرم به ندرت وجود دارند، اما مغز های پرنده و دایناسور معمولاً به خوبی درون جمجمه هایشان جای می گیرند. بنابراین، دانستن شکل و ابعاد جمجمه یک پرنده فسیلی اطلاعات زیادی درباره مغز او به ما می دهد، درست مانند یک دستکش که حالت دست را نشان می دهد. افزون بر این، ساختار های مغز در گونه ها و به مرور زمان حفظ شده است، بخش هایی مانند پیاز بویایی و مخچه در نقاط کلی یکسان؛ خواه به مغز قورباغه نگاه کنید، خواه به مغز انسان یا مغز یک پرنده فسیلی.

به لطف چینش طولانی مدت این ساختارها، محققان توانستند مغز جهولورنیس را با پرندگان امروزی و دایناسور ها مقایسه نمایند. فابری می گوید: ریخت شناسی مغز این پرنده انتقالی است، بین چیزی که ما در دایناسور های غیرپروازی و چیزی که در پرنده های امروزی می بینیم. اگر به جمجمه دایناسور ها نگاه کنید، چیزی که می بینید جا برای مغزی است که بسیار شبیه خزندگان است به این معنا که آن ها پیاز های بویایی بسیار بزرگی دارند، اما لوب بیناییِ میان مغزشان کاهش یافته است. آن ها احتمالاً حس بویایی بسیار خوب، اما بینایی ضعیفی داشتند که خصیصه خزندگان است. از سوی دیگر، اگر به پرندگان امروزی نگاه کنید، برعکس این خصیصه ها را می بینید یعنی پیاز های بویایی کوچک، اما لوب های بینایی بسیار بزرگی دارند. این پرنده جایی میان این دو است.

بازسازی سه بعدی مغز پرنده

این پرنده پیاز های بویایی بزرگ تری نسبت به بیشتر پرندگان امروزی داشته، به این معنا که احتمالاً بیشتر از پرندگان امروزی (به استثنای تعداد کمی از حیوانات با بویایی قوی مانند کرکس) به حس بویایی متکی بوده است. این واقعیت نشان می دهد که این پرنده نخستین حیوان میوه خواری است که تا کنون شناخته شده است. اُکانر می گوید: میوه ها همزمان با رسیدن، مواد شیمیایی زیادی آزاد می نمایند. ما هنوز نمی توانیم آن را اثبات کنیم، اما داشتن حس بویاییِ بهتر شاید در یافتنِ میوه به جهولورنیس یاری می نموده.

محققان دریافتند علاوه بر مغزی که با بویایی سازگار بوده، بینایی پرنده احتمالاً در روز بهتر بوده تا در شب. پرندگان استخوانی به نام حلقۀ استخوانی چشم دارند که به معین مقدار ورود نور به چشم آن ها یاری می نماید. گونه هایی که به دید در شب احتیاج دارند مانند جغدها، دهانه های حلقه استخوانی چشم عریض تری نسبت به کاسه چشم شان دارند تا نور بیشتری وارد چشمان شان گردد، اما پرندگانی که به دید در روز احتیاج دارند دهانه های حلقه استخوانی چشم باریک تری برای ورود نور دارند مانند دیافراگم روی دوربین. حلقه های استخوانی جهولورنیس به ظاهر حاکی از این است که این پرنده بیشتر در روز فعالیت داشته است.

تمامی این ویژگی های جمجمه، درک ما را از سبک زندگی این پرنده اولیه و نقش آن در زیست بوم آن موقع بهتر می نماید. به نقل از فابری: بازسازی جمجمه کار طاقت فرسایی است و نشان می دهد که تکامل پرندگان پیچیده تر از چیزی است که ما انتظار داشتیم. جمجمه این پرنده نه تنها با جمجمه دایناسور ها و پرندگان امروزی فرق دارد، بلکه با جمجمه پرندگان اولیه دیگر هم فرق دارد. این یک داستان تکاملی صاف و پوست کنده نیست.

هو می افزاید: جایگاه خاص جهولورنیس به عنوان یکی از بدوی ترین پرندگان در جریان گذار دایناسور-پرنده باعث می گردد که کشف ویژگی های کامل این پرنده، منظره واقعی آن دوره حساس تکاملی را آشکار کند و بعلاوه به ما بگوید که پرندگان امروزی (تنها دایناسور های زنده) چرا و چگونه به شکل امروزی تکامل یافتند.

منبع: phys.org

مترجم: زهرا ذوالقدر