تتتبع دراسة رائدة 66 مليون سنة من تطور الرئيسيات وتقلب الاعتقاد التقليدي بأن أسلافنا سكنوا الغابات الاستوائية الدافئة لأول مرة. باستخدام تقنيات النمذجة الإحصائية والمناخية المتقدمة، اكتشف الباحثون أن الأعضاء الأوائل في سلالتنا التطورية كانوا في الواقع ناجين من المناخات الباردة.
قد تعيش قرود المكاك اليابانية في مناخ يشبه مناخ أسلافها أكثر مما كان يعتقد سابقًا
قام الباحثون في جامعة ريدينغ بمسح 479 نوعًا من الرئيسيات - 178 نوعًا منقرضًا (من خلال الدراسات الأحفورية) و301 نوعًا حيًا - لتتبع كيفية تغير ثراء الأنواع وتحمل المناخ والنطاق الجغرافي بمرور الوقت وضمن الفروع التطورية الراسخة والمدروسة. تم العثور على هذه الأنواع في جميع أنحاء أمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا.
لتحدي الفرضية المقبولة بأن الرئيسيات نشأت في الغابات الاستوائية الدافئة، يحتاج الباحثون إلى إعادة بناء العلاقات التطورية بين الأنواع والموقع الجغرافي والظروف المناخية لأسلافهم. هذه ليست مهمة سهلة لأنها تستغرق حوالي 66 مليون سنة.
قام الفريق بدمج البيانات الجينومية والحفرية من مئات الأنواع من الرئيسيات وأشار إلى "الأشجار العملاقة" الموجودة للعلاقات الرئيسية التي تشمل الأنواع (الحية) المنقرضة والقائمة. قام الباحثون بربط هذه الخريطة المعقدة بالمناخ التفصيلي والموقع الجغرافي لتحليل كيفية ارتباط تطور السمات بهذه العوامل الخارجية.
ثم أضافوا المزيد من التفاصيل إلى كل فرع من فروع الشجرة العملاقة من خلال النمذجة الجغرافية الحيوية البايزية (طريقة إحصائية تحسب احتمالات حالات الأسلاف المختلفة، مثل مكان توزيع الرئيسيات أو المناطق المناخية في تلك الفترة). وبطبيعة الحال، تم تعديل هذه التفاصيل لاحقًا لتتناسب مع الانجراف القاري وتكتونية الصفائح.
احتاج الباحثون إلى معرفة نوع المناخ الذي عاش فيه كل أسلاف الرئيسيات بالفعل، لذلك استخدموا تصنيف مناخ كوبن-جيجر، الذي يقسم العالم إلى "أنواع" مناخية معتدلة واستوائية وجافة وباردة بناءً على درجات الحرارة وأنماط هطول الأمطار. في النهاية، قاموا بتغطية عمليات إعادة بناء المناخ القديم بخرائط جغرافية قديمة توضح موقع القارات في ذلك الوقت، مما أدى إلى إنشاء أطلس للمناخ القديم الذي سمح بالحصول على صورة أكثر وضوحًا وتفصيلاً لأصول الرئيسيات وهجراتها اللاحقة.
ومن خلال تطبيق هذه الطريقة على كل الأنواع الموجودة في مجموعة البيانات الضخمة، تمكن الباحثون من توفير نوع مناخي لكل حيوان في الشجرة التطورية.
ووجدوا أن بعض أسلاف الرئيسيات الأوائل من المحتمل أنهم عاشوا مواسم شديدة الحرارة والبرودة، وكان لديهم إمدادات موارد متقلبة للغاية مع تغير الفصول. من هذا، يمكن للباحثين أن يستنتجوا أن هذه الرئيسيات القديمة كانت قابلة للتكيف للغاية، وكان لديها نظام غذائي واسع النطاق (البانتوفاجي)، وكانت قادرة على تحمل مثل هذه البيئات القاسية والتي لا يمكن التنبؤ بها.
ويعتقد الباحثون أن هذه الرئيسيات الأولى ربما عاشت في أمريكا الشمالية، وهي منطقة ذات مناخ بارد مع صيف حار وشتاء بارد، وهو ما يقلب نظرية الأصل المقبولة على نطاق واسع لنحو نصف قرن.
وقال خورخي أفاريا لاوتوريو، الباحث في جامعة ريدينغ والمؤلف الرئيسي للدراسة: "إن فكرة تطور الرئيسيات في الغابات الاستوائية الدافئة لم تكن محل شك منذ عقود". "النتائج التي توصلنا إليها تقلب هذه النظرية رأسا على عقب. فقد تبين أن الرئيسيات لم تنشأ في غابات كثيفة، بل جاءت من البيئات الموسمية الباردة في نصف الكرة الشمالي."
وفقًا لنظريتهم، فإن الرئيسيات القادرة على البقاء على قيد الحياة في هذه الظروف القاسية وتجاوز الحدود المناخية المحلية تمتلك "تكيفات" بيولوجية تسمح لها بالتكاثر والهجرة تدريجيًا أبعد وأبعد، بحيث تدفع التأثيرات الخارجية المختلفة (البيئة والموارد والمناخ) تطور الأنواع الجديدة. وبعد مرور ملايين السنين، ومع تغير المناخ - وبسرعة في بعض الأحيان - تمكنت الرئيسيات المتكيفة من الهجرة إلى مناطق جديدة وزيادة تنويع أنواعها. يعتقد الباحثون أن هذا هو السبب وراء انتهاء العديد من الأنواع باستدعاء الغابات الاستوائية إلى موطنها.
ومن المثير للاهتمام أن الباحثين افترضوا أن الرئيسيات المبكرة ربما نجت من فصول الشتاء القاسية من خلال السبات مثل الدببة اليوم، حيث خفضت معدلات ضربات القلب والنوم خلال الأشهر الباردة للحفاظ على الطاقة. لا تزال بعض الرئيسيات الصغيرة، مثل الليمور القزم (هناك 10 أنواع في المجموع)، في حالة سبات، وتنام في أعماق الأرض لعدة أشهر - مما يجعلها تتكيف بشكل جيد مع مدغشقر الأصلية.
نظرًا لأن الرئيسيات الحية تواجه الآن التحديات البيئية الحالية، فإن فهم كيفية تكيف أسلافها مع التغيرات المناخية القديمة يمكن أن يساعد دعاة حماية البيئة على فهم بقاء الأنواع بشكل أفضل وتحديد التهديدات.
وأضافت أفاريا لاوتوريو: "إن فهم كيفية نجاة الرئيسيات القديمة من تغير المناخ يساعدنا على التفكير في كيفية استجابة الأنواع الحية لتغير المناخ الحديث والتغيرات البيئية".
وقد نشر البحث في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.