بازسازی دیجیتالی جمجمه‌ی پرنده‌ی ۱۲۰ میلیون ساله

فرادید | فسیل‌های یافت‌شده از جهولورنیس با دقت محافظت شده‌اند، اما شکستگی‌های صافی دارند که نتیجه‌ی لایه‌های رسوبِ ته‌نشین‌شده در طول سال‌ها است. این به آن معناست که هیچ‌کس نتوانسته است نگاه کاملی به شکل واقعی سر این پرنده بیندازد. اما در یک مطالعه‌ی جدید، محققان به صورت دیجیتالی جمجمه‌ی این پرنده را بازسازی کردند و جزئیاتی را درباره‌ی چشم و مغز او کشف کردند که حاوی نکاتی درباره‌ی بینایی و بویایی این پرنده است.

به گزارش فرادید ، جینگ‌مای اُکانِر، معاون متصدی خزندگان فسیلی در موزه‌ی فیلد و یکی از نویسندگان مقاله‌ی مربوط به این اکتشاف می‌گوید: «این پرنده‌ی مورد علاقه‌ی من از دوره‌ی کرتاسه است که ویژگی‌های غیرعادی و ابتدایی زیادی دارد. این اکتشاف درباره‌ی چگونگی تکامل پرندگان اطلاعات تازه‌ای در اختیار ما قرار می‌دهد. این مطالعه برای نخستین بار نشان می‌دهد جمجمه‌ی این پرنده و مغز آن به چه شکل بوده و این یافته‌ی هیجان‌انگیزی است.»

هان هو نخستین نویسنده‌ی این مطالعه حدود ۱۰۰ فسیل از موزه‌ی طبیعت شاندونگ تیانیو در چین را با دقت بررسی کرد و فسیلی را انتخاب کرد که نسبت به بقیه جمجمه‌اش بهتر از همه حفاظت شده است؛ این نمونه اندکی پهن شده، اما سالم است. هو می‌گوید: «پیدا کردن جمجمه‌ی مناسب بین حدود ۱۰۰ فسیل بسیار دشوار است، چون ما نمی‌دانیم آیا اسکلتی که انتخاب می‌کنیم اطلاعاتی را که به دنبال آن هستیم، قبل از اسکن کردن در اختیارمان قرار خواهد داد یا نه و بخاطر هزینه‌های بالای اسکنِ باکیفیت، نمی‌توانستیم تمام نمونه‌ها را اسکن کنیم تا بهترینِ آن‌ها 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 می‌رسد و نکته‌ی مهم این است که این جمجمه به صورت مجزا از بخش‌های دیگر بدنش، حفاظت شده است.»

«یافته‌های ما بسیار مفید است، چون ما جمجمه را اگر مفصل‌دار باشد از اسکلت جدا نمی‌کنیم. هیچ‌کس نمی‌خواهد به این فسیل‌ها آسیب برساند، اما یک جمجمه‌ی جداشده ناحیه‌ی اسکن کمی نیاز دارد، در نتیجه کیفیت اسکن را بالا می‌برد. خوشبختانه، نمونه‌ای که ما برای این پروژه انتخاب کردیم یک نمونه‌ی تقریباً کامل بود و بعد از بازسازی دیجیتال، اطلاعات ناشناخته‌ی زیادی را در اختیار ما قرار داد.»

«این استخوان‌ها به نوعی شبیه تهِ یک کیسه چیپس سیب‌زمینی بودند، کاملاً خرد نشده بودند، اما تکه‌ها فشرده شده بودند؛ بنابراین ما توانستیم از آن‌ها سی‌تی اسکن بگیریم؛ تعداد زیادی تصویر اشعه‌ی ایکس که آن‌ها را جمع کردیم تا یک تصویر سه بعدی بسازیم و سپس به صورت دیجیتالی آن‌ها را بازتولید کنیم و جمجمه را از تمام این استخوان‌ها بازسازی کنیم.»

بازسازی جمجمه‌ی پرنده که نشانگر حلقه‌های استخوانی اطراف چشم است.

ماتِئو فابری، نویسنده‌ی مشترک و محقق فوق‌دکتریِ موزه‌ی فیلد می‌گوید: «ما توانستیم ویژگی‌های متفاوتی از جمجمه را ببینیم که قبلاً دیده نشده بود. حتی توانستیم نتیجه بگیریم مغز آن چگونه به نظر می‌رسد.»

خود مغز حفاظت نشده است، بافت‌های نرم به ندرت وجود دارند، اما مغز‌های پرنده و دایناسور معمولاً به خوبی درون جمجمه‌هایشان جای می‌گیرند. بنابراین، دانستن شکل و ابعاد جمجمه‌ی یک پرنده‌ی فسیلی اطلاعات زیادی درباره‌ی مغز او به ما می‌دهد، درست مانند یک دستکش که حالت دست را نشان می‌دهد. افزون بر این، ساختار‌های مغز در گونه‌ها و به مرور زمان حفظ شده است، بخش‌هایی 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 طولانی‌مدت این ساختارها، محققان توانستند مغز جهولورنیس را با پرندگان امروزی و دایناسور‌ها مقایسه کنند. فابری می‌گوید: «ریخت‌شناسی مغز این پرنده انتقالی است، بین چیزی که ما در دایناسور‌های غیرپروازی و چیزی که در پرنده‌های امروزی می‌بینیم. اگر به جمجمه‌ی دایناسور‌ها نگاه کنید، چیزی که می‌بینید جا برای مغزی است که بسیار شبیه خزندگان است به این معنا که آن‌ها پیاز‌های بویایی بسیار بزرگی دارند، اما لوب بیناییِ میان‌مغزشان کاهش‌یافته است. آن‌ها احتمالاً حس بویایی بسیار خوب، اما بینایی ضعیفی داشتند که خصیصه‌ی خزندگان است. از سوی دیگر، اگر به پرندگان امروزی نگاه کنید، برعکس این خصیصه‌ها را می‌بینید یعنی پیاز‌های بویایی کوچک، اما لوب‌های بینایی بسیار بزرگی دارند. این پرنده جایی میان این دو است.»

بازسازی سه بعدی مغز پرنده

این پرنده پیاز‌های بویایی بزرگ‌تری 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 می‌دهد که این پرنده نخستین حیوان میوه‌خواری است که تا کنون شناخته‌شده است. اُکانر می‌گوید: «میوه‌ها همزمان با رسیدن، مواد شیمیایی زیادی آزاد می‌کنند. ما هنوز نمی‌توانیم آن را اثبات کنیم، اما داشتن حس بویاییِ بهتر شاید در یافتنِ میوه به جهولورنیس کمک می‌کرده.»

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 تعیین میزان ورود نور به چشم آن‌ها کمک می‌کند. گونه‌هایی که به دید در شب نیاز دارند مانند جغدها، دهانه‌های حلقه استخوانی چشم عریض‌تری نسبت به کاسه‌ی چشم‌شان دارند تا نور بیشتری وارد چشمان‌شان شود، اما پرندگانی که به دید در روز نیاز دارند دهانه‌های حلقه استخوانی چشم باریک‌تری برای ورود نور دارند مانند دیافراگم روی دوربین. حلقه‌های استخوانی جهولورنیس به ظاهر حاکی از این است که این پرنده بیشتر در روز فعالیت داشته است.

تمامی این ویژگی‌های جمجمه، درک ما را از سبک زندگی این پرنده‌ی اولیه و نقش آن در اکوسیستم آن زمان بهتر می‌کند. به نقل از فابری: «بازسازی جمجمه کار طاقت‌فرسایی است و نشان می‌دهد که تکامل پرندگان پیچیده‌تر از چیزی است که ما انتظار داشتیم. جمجمه‌ی این پرنده نه تنها با جمجمه‌ی دایناسور‌ها و پرندگان امروزی متفاوت است، بلکه با جمجمه‌ی پرندگان اولیه‌ی دیگر هم متفاوت است. این یک داستان تکاملی صاف و پوست‌کنده نیست.»

هو می‌افزاید: «جایگاه خاص جهولورنیس به عنوان یکی از بدوی‌ترین پرندگان در جریان گذار دایناسور-پرنده باعث می‌شود که کشف ویژگی‌های کامل این پرنده، چشم‌انداز واقعی آن دوره‌ی حساس تکاملی را آشکار کند و همچنین به ما بگوید که پرندگان امروزی (تنها دایناسور‌های زنده) چرا و چگونه به شکل امروزی تکامل یافتند.»

منبع: phys.org

مترجم: زهرا ذوالقدر