دایناسورها چگونه به پرندگان امروزی تبدیل شدند؟

 ولی چگونه آن جانوران عظیم‌الجثه آب رفتند و تبدیل به پرنده‌های کوچک و زیبای رنگارنگی شدند که نه تنها در جنگل و حیات وحش، بلکه در شهرها با ما زندگی می‌کنند؟ فرایند تکامل و انتخاب طبیعی، چرا و چگونه این پرندگان را بوجود آورد؟

پرندگان امروزی، از گروهی از دایناسورها به نام «تراپودها» (Therapods) بوجود آمدند. از جمله اعضای مشهور این گروه می‌توان به «تیرانوزاروس رکس» (Tyrannosaurus Rex) و «ولوسیراپتورها» (Velociraptors) اشاره کرد. تراپودها بیشتر به گروهی از دایناسورهای پرنده به نام «ایوین‌ها» (Avians) نزدیک هستند که بین ۴۵ تا ۲۳۰ کیلوگرم وزن داشتند. این دایناسورها که نسبت به پرندگان امروزی کاملا غول‌پیکر بودند، پوزه‌ی بلند و دندان‌های بزرگ داشتند و البته مغز آن‌ها خیلی کوچک بود. برای مثال، ولوسیرپتور جمجمه‌ای به اندازه‌ی جمجمه‌ی یک کایوت و مغزی به زحمت به اندازه‌ی مغز یک کبوتر داشته است.

برای دهه‌ها، از نظر دیرینه‌شناسان تنها حلقه‌ی اتصال فسیلی بین دایناسورها و پرندگان، «آرکئوپتریکس» (Archaeopteryx) بود. یک موجود ترکیبی با بال‌های پردار مثل پرندگان امروزی، ولی دارای دندان و دم شبیه به دایناسورها. به نظر می‌رسد که این حیوانات، ویژگی‌های شبیه به پرندگان امروزی، یعنی پر، بال و پرواز را تنها در عرض ۱۰ میلیون سال کسب کرده باشند. در مقیاس تکامل و انتخاب طبیعی، این زمانی کوتاه به حساب می‌آید. «مایکل بنتون» (Michael Benton)، که یک دیرینه شناس از دانشگاه بریستول در انگلیس است می‌گوید: «زمانی به نظر می‌رسید که آرکئوپتریکس به صورت تمام عیار با ویژگی‌های پرندگان امروزی بوجود آمده باشد.»

برای توضیح این دگردیسی شگفت‌انگیز، دانشمندان به یک نظریه‌ به نام «هیولاهای امیدوار» (Hopeful Monsters) مراجعه کردند. طبق این ایده، جهش‌های بزرگ تکاملی نیازمند تغییرات چشمگیر ژنتیکی هستند که از نظر کیفی با اصلاحات روتین در یک گونه تفاوت دارند. طبق این نظریه، فقط با چنین تغییرات بزرگ در مدت زمان کوتاه است که یک تراپود ۱۴۰ کیلوگرمی می‌تواند تبدیل به پرنده‌ی کوچک ماقبل تاریخی به نام «ایبرومزورنیس» (Iberomesornis) که اندازه‌ی یک گنجشک بود شود.

پیشتر تصور می‌شد که دایناسورها با یک جهش تکاملی به پرنده‌ها تبدیل شدند. ولی اکنون مشخص شده که فرایند تکامل خیلی تدریجی بوده است.

با این حال، به مرور زمان مشخص شده که فرایند تبدیل شدن دایناسورها به پرندگان می‌تواند خیلی تدریجی و غیر انقلابی‌ باشد. اکتشافات جدید نشان می‌دهد که ویژگی‌های مخصوص پرندگان مثل پر، خیلی قبل‌تر از تکامل پرندگان ظهور کرده است. این بیان می‌کند که پرندگان در حقیقت برای یک سری ابزار و ویژگی‌ها که قبلا وجود داشته، استفاده‌ی جدیدی پیدا کردند. پژوهش‌های اخیر نشان می‌دهد که یک سری تغییرات ساده نقش اساسی در تبدیل نهایی دایناسورها به پرندگان امروزی بازی کرده است. از جمله‌ی این تغییرات ساده می‌توان به جمجمه‌ی پرندگان اشاره کرد که خیلی شبیه به نوزاد دایناسورها است. نه تنها پرندگان امروزی از دایناسورها خیلی کوچک‌تر هستند، بلکه شباهت خیلی زیادی به جنین دایناسورها دارند.

یک جهش شبح‌وار

در دهه‌ی ۹۰ میلادی، فسیل‌های دایناسور زیادی در چین کشف شد که پرده از یک واقعیت جالب بر‌می‌داشت. هرچند که بسیاری از این فسیل‌ها فاقد بال بودند، ولی آرایش کاملی از پرها داشتند. از کرک‌های کوچک گرفته تا پرهای قلم دار. کشف این چنین جانوران میانی که فضای خالی میان همه‌ی اکتشافات فسیلی پراکنده تا آن زمان را پر می‌کرد، باعث شد که تصور دیرینه‌شناسان درباره‌ی تبدیل شدن دایناسورها به پرندگان عوض شود. پرها که زمانی تصور می‌شد مختص پرندگان هستند، در حقیقت خیلی قبل‌تر از پیدایش آن‌ها در دایناسورها تکامل یافته بودند.

تحلیل‌های پیچیده‌ی جدید روی فسیل‌ها که در آن ردیابی تغییرات ساختاری و ترسیم نحوه‌ی ارتباط نمونه‌ها با یکدیگر انجام شده است، بر این ایده که ویژگی‌های پرنده‌سانی در یک دوره‌ی زمانی طولانی بوجود آمده است صحه می‌گذارد. در پژوهشی که پاییز سال گذشته در «کرنت بیولوژی» (Current Biology) منتشر شد، دیرینه شناسی از دانشگاه ادینبورگ در اسکاتلند به نام «استفان بروسات» (Stephen Brusatte)، فسیل‌های «کوئلوروساروها» (Coelurosaurs) که در حقیقت زیر گروهی از تراپودها هستند را آزمایش کرد. آرکئوپتریکس و پرندگان امروزی از این زیرگروه بوجود آمده‌اند. او در طول زمان تغییرات در یک سری ویژگی‌های اسکلتی را دنبال کرد و متوجه شد که هیچ جهش بزرگی که منجر به تفاوت فاحش بین پرندگان و دیگر کوئلوساروها بشود وجود ندارد.

او می‌گوید: «پرنده‌ها یک شبه از تیرانوزاروس‌رکس بوجود نیامدند. در عوض، ویژگی‌های کلاسیک پرندگان یکی یکی تکامل یافت. اول حرکت بر روی دو پا، سپس پرها، استخوان جناق سینه، پرهای پیچیده‌تر مثل آن‌هایی که قلم دار هستند و سپس بال‌ها. نتیجه‌ی نهایی، گذار بی‌نقص از دایناسور به پرنده‌ است. آن‌قدر بی‌نقص و تمیز که تقریبا نمی‌توانید خطی در جدایی این دو گروه از یکدیگر بکشید.»

پرنده‌ها یک شبه از تیرانوزاروس‌رکس بوجود نیامدند. در عوض، ویژگی‌های کلاسیک پرندگان یکی یکی تکامل یافت.

وقتی که همه‌ی این ویژگی‌ها کنار هم قرار گرفتند، پرنده‌ها از زمین بلند شدند و پرواز کردند. مطالعات بروسات بر روی کوئلوروساروها نشان می‌دهد که وقتی آرکئوپتریکس و دیگر پرندگان باستانی بوجود آمدند، خیلی سریع‌تر از دیگر دایناسورها شروع به تکامل یافتن کردند. نظریه‌ی هیولای امیدوار چیزی کاملا برعکس را می‌گوید: تکامل ناگهانی پرندگان را بوجود نیاورد، بلکه پرندگان تکامل ناگهانی را بوجود آوردند. بروسات می‌گوید: «به نظر می‌رسد که پرندگان به یک راه حل خوب در ویژگی‌های جسمانی و بوم‌شناختی رسیدند. اینکه پرواز کنند و کوچک باشند. این منجر به یک انفجار تکاملی شد.»

اهمیت کوچک بودن

هرچند که ممکن است بیشتر مردم از پر و بال به عنوان ویژگی‌ اصلی تمایز دهنده‌ی پرندگان از دایناسورها نام ببرند، ولی قد و قامت کوچک آن‌ها نیز اهمیت زیادی دارد. تحقیقات جدید نشان می‌دهد که اجداد پرندگان خیلی زود آب رفتند. بدین معنی که کوچک بودن یک مزیت بزرگ برای آن‌ها حساب می‌شده و به طور کلی قسمتی مهم از فرایند تکامل پرندگان بوده است. مثل دیگر ویژگی‌های پرندگان، کوچک شدن ابعاد نیز خیلی قبل‌تر از اینکه پرندگان بوجود آیند شروع شده است. تحقیقی که سال گذشته در ساینس منتشر شد، نشان داد که فرایند کوچک شدن خیلی زودتر از آن که دانشمندان تصور می‌کردند شروع شده است. بعضی از کوئلوروساروس‌ها از حدود ۲۰۰ میلیون سال پیش، یعنی ۵۰ میلیون سال قبل از بوجود آمدن آرکئوپتریکس‌ها شروع به کوچک شدن کرده بودند. در آن زمان، بسیاری از دایناسورها همچنان در حال بزرگ‌تر شدن بودند. بنتون می‌گوید:«کوچک شدن خیلی غیر عادی است. به خصوص میان دایناسورها»

وقتی که اجداد پرندگان بال درآوردند و پرواز به صورت شناور شدن بر روی هوا را آموختند، فرایند کوچک شدن آن‌ها تسریع شد. سال گذشته گروه بنتون نشان داد که یک گروه از دایناسورها به نام «پاراوس» (Paraves) حدود ۱۶۰ بار سریع‌تر از بزرگ شدن دیگر دایناسورها در حال کوچک شدن بود! بنتون می‌گوید: «در حالی که دیگر دایناسورها در حال بزرگ و زشت شدن بودند، این گروه از دایناسورها مرتب کوچک می‌شدند. ما اعتقاد داریم که در این هنگام یک انتخاب طبیعی بزرگ انجام می‌گرفت.»