الملخص:
تظهر دراسة جديدة أن عملية انتقال الحياة من الماء إلى الأرض قد تكون أكثر تعقيدا مما كان يعتقد سابقا، وأن الأنواع المعنية قد تكون أكثر تنوعا. أعاد معهد نانجينغ للجيولوجيا وعلم الحفريات التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، بالتعاون مع باحثين من المملكة المتحدة والولايات المتحدة وإسبانيا، دراسة أحفورة حشرة تحتوي على 24 ملحقًا يعود تاريخها إلى حوالي 324 مليون سنة، ووجدوا أنها قد تسجل المرحلة الرئيسية لانتقال الحشرة من بيئة مائية إلى حياة برية.
تم اكتشاف هذه الحفرية في الأصل في ولاية تكساس بالولايات المتحدة الأمريكية، وسميت فيما بعد باسم "Chosha praecursor". لقد تم تصنيفها في الماضي على أنها قشريات قديمة بسبب الزوائد البطنية المجزأة للحفرية وغيرها من الميزات. ويعتقد الباحثون أن التحديدات السابقة كانت تعتمد بشكل أساسي على هياكل متوافقة مع مورفولوجيا القشريات، لكنها تجاهلت بعض خصائص الحشرات المهمة للغاية.
في أحدث دراسة، استخدم فريق دولي من الباحثين الضوء المتقاطع الاستقطاب لمراقبة الحفرية، مما جعل الهياكل بعيدة المنال في السابق أكثر وضوحًا. ووجد الباحثون أن لديها السمات الأكثر تمثيلا لهياكل جسم الحشرات الحديثة: ثلاثة أجزاء صدرية متميزة وثلاثة أزواج من الأرجل الصدرية. إن بنية الجسم هذه هي المخطط البيولوجي الأساسي للحشرات الحديثة التي لا تزال مستمرة حتى يومنا هذا.
ومع ذلك، كان لهذا الحيوان القديم أكثر من ستة أرجل فقط. بالإضافة إلى ثلاثة أزواج من الأرجل الموجودة على صدره، لديه أيضًا تسعة أزواج من الزوائد على بطنه، ليصل المجموع إلى 24. هذه الزوائد البطنية ليست تمامًا مثل الأرجل المستخدمة للمشي على الأرض، ولكنها أشبه بهياكل تتكيف مع الحياة في الماء، والتي قد تساعد الحيوانات على التحرك في الماء أو إكمال الأنشطة الفسيولوجية الأخرى. وقال الباحثون إن هذا الاكتشاف يشير إلى أن سلائف تشوشا ربما احتفظت بشكل انتقالي حيث تكيفت سلالتها تدريجيا مع الحياة على الأرض. وقال تساي تشينيانغ من معهد نانجينغ للجيولوجيا وعلم الحفريات إن هذا الاكتشاف يوفر جسرا تطوريا بين الكائنات المائية والكائنات الأرضية. منذ حوالي 320 مليون سنة، كانت الحشرات القديمة التي تعيش عند الواجهة بين الماء واليابسة تطور تدريجيًا هياكل جسمية جديدة مناسبة للتنفس والتحرك على الأرض.
ومن خلال الشكل الأحفوري، حدد العلماء أيضًا أن هذه كانت أنثى بالغة. يبلغ طول جسمه حوالي 3.2 سم، وإذا كان الذيل ممتداً بالكامل فقد يقترب الطول من 5 سم.
من المحتمل أن يكون موقع اكتشاف الحفريات عند نقطة الالتقاء بين الماء والأرض. ربما كان لهذا الموطن الانتقالي تأثير مهم على تطور الحيوانات. وأشار الباحثون إلى أن أسباب هذه التغيرات في الحيوانات معقدة للغاية وقد تشمل عوامل مثل التغيرات في درجة حرارة الماء، والتقلبات في مستويات الأكسجين، ونقص الموارد، والبحث عن بيئات بيئية جديدة.
مع تكيف هذه السلالة تدريجيًا مع الحياة خارج الماء، اختفت الزوائد الـ 18 الموجودة في الأصل على البطن تدريجيًا على مدار الجيل الطويل. على الرغم من أن الحشرات تتطور عمومًا بشكل أسرع من العديد من الحيوانات الأخرى، إلا أن هذا التغيير لا يزال يوضح عملية التطور الطويلة والحساسة: على مدى ملايين السنين، قام التطور باستمرار بتعديل التعليمات البيولوجية لتجميع الأجسام الحيوانية، مما أدى في النهاية إلى تشكيل شكل الجسم ذو الأرجل الستة الذي تمتلكه الحشرات اليوم.
ربما يكون الهيكل ذو الأرجل الستة أحد أكثر تصميمات الجسم نجاحًا في الطبيعة. تعد الحشرات اليوم أكبر مجموعة معروفة من الحيوانات، وبعد مرور مئات الملايين من السنين، تظل أرجلها الستة واحدة من أكثر سماتها المميزة. وفقًا لورقة بحثية نُشرت في عام 2019، تم تسجيل أكثر من مليون نوع في رتبة Insecta، أو exognathia؛ جنبا إلى جنب مع endognaths الأصغر، والتي تحتوي على حوالي 5000 نوع، فإنها تشكل سداسيات الأرجل. تحتوي الحشرات على أنواع أكثر من جميع الحيوانات المعروفة الأخرى، لذا فإن أي مشروع يحاول إحصاء جميع حقيقيات النوى على الأرض، مثل مشروع الجينوم الحيوي للأرض، يجب أن يخصص الكثير من الوقت والطاقة لأبحاث الحشرات.
ومن الناحية الزمنية، فإن عملية هبوط الحشرات التي سجلتها هذه الحفرية كانت متأخرة عن تلك التي سجلتها الفقاريات. بدأت الفقاريات في الخروج من الماء منذ حوالي 385 مليون سنة خلال العصر الديفوني. ومع ذلك، تشير الأدلة المبكرة إلى أن اللافقاريات ربما وصلت قبل حوالي 50 مليون سنة من مغادرة الأسماك الماء. ويذكّر بحث جديد الناس أيضًا بأن الأنواع المختلفة قد تطور خصائص تكيفية مماثلة من خلال التطور المتقارب، حتى لو كان مظهرها وعلاقتها الجينية متباعدتين.
بشكل عام، قد يكون تاريخ الحياة من الماء إلى الأرض أكثر تعقيدًا وتنوعًا وإبهارًا من الفهم التقليدي.
وأشار الباحثون أيضًا إلى أن الحشرات تميل إلى أن تحظى باهتمام أقل من الجمهور مقارنة بالحيوانات الأخرى. العديد من الحشرات التي يتعامل معها الناس بشكل يومي تلدغ البشر، أو تلوث الطعام، أو تظهر بشكل متكرر في أماكن المعيشة. ولذلك، لا يُنظر بسهولة إلى الحشرات على أنها حيوانات ذات قيمة حياتية مستقلة. وبالإضافة إلى ذلك، فإن البحوث الحشرية في حد ذاتها صعبة، ومن الصعب في بعض الأحيان الحصول على الدعم المالي الكافي لمشاريع البحث العلمي ذات الصلة.
ومع ذلك، لا تزال أبحاث الحشرات تحتوي على العديد من الاتجاهات المهمة. علم الحفريات القديمة هو واحد منهم. ومن خلال دراسة حفريات الحشرات، يمكن للعلماء فهم تاريخ تطور الحياة على الأرض وزيادة فهم البيئة البيئية القديمة وعمليات تكيف الأنواع.
تم نشر الأبحاث ذات الصلة في مجلة Nature.
التعليقات