این سنگ سیاه حدود 300 میلیون سال قبل یکی از اولین گیاهخواران زمین بوده است

فرادید| بر طبق نظریۀ تکامل، حیات روی زمین در اقیانوس‌ها آغاز شد. حدود ۴۷۵ میلیون سال پیش، گیاهان از آب به خشکی راه یافتند و حدود ۱۰۰ میلیون سال دیگر طول کشید تا نخستین جانورانِ دارای ستون فقرات به آن‌ها بپیوندند. اما ده‌ها میلیون سال، این موجوداتِ اولیه‌ی ساکن خشکی به‌جای چرا کردن در چمنزارها، هم‌نوعان خود را می‌خوردند. 

به گزارش فرادید، در مقاله‌ای در نشریه Nature Ecology & Evolution، دانشمندان فسیل ۳۰۷ میلیون‌ ساله یکی از نخستین مهره‌داران خشکی‌زیِ شناخته‌شده را توصیف کردند که توانایی تغذیه از گیاهان در آن تکامل یافته بود. 

آرجان مان، نویسنده مشترک این مطالعه می‌گوید: «این یکی از قدیمی‌ترین جانوران چهاراندامیِ شناخته‌شده است که سبزیجات می‌خورده. این یافته نشان می‌دهد آزمون‌وخطا در گیاه‌خواری به نخستین چهاراندامان خشکی‌زی، یعنی خویشاوندان باستانی همه مهره‌داران خشکی از جمله ما، بازمی‌گردد.» 

زیفانگ شیونگ، دانشجوی دکتری دانشگاه تورنتو و دیگر نویسنده این مقاله می‌گوید: «این نمونه، نخستین عضو از گروه خود است که آن را بازسازی سه‌بعدیِ دقیق کردیم؛ این کار به ما اجازه داد داخل جمجمه‌اش را بررسی کنیم و دندان‌های تخصص‌یافته‌اش را آشکار کنیم و در نتیجه خاستگاه گیاه‌خواری زمینی را پیگیری کنیم.» 

آرجان‌مان کنار یک نمونه چاپ سه‌بعدی از جمجمه Tyrannoroter در نمایشگاه جنگل زغال‌سنگی دوره کربنیفر در موزه فیلد شیکاگو

پژوهشگران گونه جدید را Tyrannoroter heberti (تیرانوروتر هبرتی) نام‌گذاری کردند که به معنای «حفارِ مستبدِ هربرت» است، به افتخار کاشف آن، «برایان هربرت». تنها بخشی از این جانور که دانشمندان یافته‌اند جمجمه آن است، اما با توجه به اندازه‌ی سر و اسکلت‌های کامل‌تر خویشاوندانش، احتمالاً تیرانوروتر موجودی چهاراندام و تنومند به طول نزدیک به ۳۰ سانتی‌متر بوده است. مان می‌گوید: «از دید اندازه و شکل کمابیش شبیه یک توپ فوتبال آمریکایی بود.» بر پایه معیارهای امروزی چندان بزرگ به شمار نمی‌آید، اما در زمان خود یکی از بزرگ‌ترین جانوران خشکی‌زی بود. تیرانوروتر احتمالاً اندکی شبیه مارمولک به نظر می‌رسید، اما پیش از آن می‌زیست که نیاکان خزندگان و پستانداران از هم جدا شوند؛ بنابراین از دید فنی خزنده محسوب نمی‌شود. 

کشف یک جمجمه کوچک باستانی

گروه پژوهشی، تیرانوروتر را در جزیره کِیپ بِرتون در نُوا اِسکوشیا، تحت شرایط دشوار کار میدانی یافتند. مان می‌گوید: «نُوا اِسکوشیا بالاترین جزر و مد جهان را دارد. وقتی آنجا کار می‌کنیم، در حال رقابت با جزر و مَدیم، چون اقیانوس دوباره بازمی‌گردد. منطقه بسیار صخره‌ای است و فسیل‌ها در پرتگاه‌های ساحلی قرار دارند. دیرین‌شناسان از حفاری در پرتگاه‌ها متنفرند، چون ممکن است پرتگاه روی سرتان فرو بریزد.» 

این تکه سنگ در واقع فسیل جمجمۀ تیرانوروتر است

برایان هربرت، دیرین‌شناس آماتور از نُوا اِسکوشیا، این جمجمه کوچک را درون یک کنده درخت فسیل‌شده طی یک کاوش میدانی به سرپرستی هیلاری مَدین، استاد دیرین‌شناسی دانشگاه کارلتون کشف کرد. مان می‌گوید: «جمجمه پهن و شبیه قلب بود، در ناحیه پوزه بسیار باریک اما در عقب بسیار پهن. در عرض پنج ثانیه که به آن نگاه کردم، گفتم اوه، این یک میکروسور پانتیلید است.» 

پانتیلیدها بخشی کمابیش ابتدایی از داستان زندگی مهره‌داران روی خشکی هستند. هنگامی که ماهیان باله‌گوشتی نخستین بار اندام‌هایی تکامل دادند که به آن‌ها اجازه می‌داد روی خشکی حرکت کنند، هنوز تا حد زیادی به زیستگاه‌های آبی خود وابسته بودند. مان می‌گوید: «پانتیلیدها متعلق به مرحله دوم خشکی‌زی شدن هستند، زمانی که جانوران برای همیشه با زندگی در خشکی سازگار شدند.»

تصویری بازسازی شده از تیرانوروتر

آن‌ها در رده‌ای قرار می‌گیرند که دانشمندان آن را «آمنیوت‌های آغازین» می‌نامند؛ یعنی جانورانی که خویشاوندی نزدیکی با چهاراندامانی دارند که توانستند تخم‌هایی سازگار با خشکی تکامل دهند، تخم‌هایی که بدون نیاز به آب نیز دوام می‌آوردند. در دوره‌های بعد، این آمنیوت‌های آغازین به خزندگان و نیاکان اولیه پستانداران منشعب شدند. مان نمونه را با دقت و با تراشیدن سنگ از روی استخوانِ فسیل‌شده آماده‌سازی کرد، اما جمجمه با دهان بسته فسیل شده بود و ساختارهای درونی مانند جعبه مغزی پنهان مانده بودند. برای دیدن درون جمجمه، پژوهشگران آن را با سی‌تی اسکن تصویربرداری کردند و مجموعه‌ای از تصاویر پرتوی ایکس قابل‌انباشت تولید کردند تا تصویر سه‌بعدی بسازند. 

دهانی ساخته‌شده برای گیاهان

مدین، نویسنده ارشد مطالعه می‌گوید: «بیش از همه مشتاق بودیم ببینیم پس از اسکن، چه چیزی درون دهان این جانور پنهان است، دهانی انباشته از یک مجموعه کامل اضافی از دندان‌ها برای خرد کردن و آسیاب کردن غذا، مانند گیاهان.» 

این دندان‌ها، از جمله دندان‌هایی روی سقف دهان نشان می‌دهند که خویشاوندان چهاراندام آمنیوتِ آغازین ما زودتر از آنچه دانشمندان پیش‌تر تصور میشد در حال خوردن گیاهان بوده‌اند. 

هانس سوز، زمین‌شناس می‌گوید: «تیرانوروتر هبرتی از این نظر بسیار جالب توجه است که مدت‌ها تصور می‌شد گیاه‌خواری محدود به آمنیوت‌ها بوده است. این جانور یک آمنیوت آغازین است، اما دندان‌های تخصص‌یافته‌ای داشته که می‌توانست از آن‌ها برای پردازش علوفه گیاهی استفاده کند.» 

البته این به آن معنا نیست که تیرانوروتر فقط گیاه می‌خورده است. مان می‌گوید: «وقتی هانس سوز در دوره پسادکتری استاد راهنمای من بود، همیشه می‌گفت تقریباً همه گیاه‌خواران امروزی دست‌کم مقداری پروتئین جانوری مصرف می‌کنند و گیاه‌خواری را باید به‌صورت یک طیف در نظر گرفت.» 

تیرانوروتر احتمالاً علاوه بر پوشش گیاهی، جانوران کوچک‌تر از جمله حشرات را هم می‌خورده و اسکلت‌های خارجی حشرات در رژیم غذایی چهاراندامان اولیه ممکن است زمینه را برای آمنیوت‌های آغازین مانند تیرانوروتر فراهم کرده باشد تا بتوانند مواد گیاهی سخت را خرد و پردازش کنند. افزون بر این، هضم بدن حشرات گیاه‌خوار ممکن است فلور روده‌ای و میکروب‌های لازم برای پردازش گیاهان را در اختیار چهاراندامان اولیه قرار داده باشد. 

گیاه‌خواران در برابر دگرگونی اقلیمی

علاوه بر روشن کردن خاستگاه گیاه‌خواری، این پژوهش می‌تواند بینشی درباره‌ی پیامدهای نابودی گیاهان برای جانورانی که از آن‌ها تغذیه می‌کنند نیز ارائه دهد. تیرانوروتر نزدیک به پایان دوره کربنیفر می‌زیست، زمانی که سیاره دچار تغییرات اقلیمی شد؛ آخرین گذار از دوره یخبندان به دوره گرمسیری، پیش ازگذاری که اکنون در آن قرار داریم. 

مان می‌گوید: «در پایان کربنیفر، بوم‌سازگان‌های جنگل بارانی فروپاشیدند و با دوره‌ای از گرمایش جهانی روبه‌رو شدیم.» 

او می‌افزاید: «تبار جانورانی که تیرانوروتر به آن تعلق دارد عملکرد چندان خوبی نداشت. این می‌تواند یک داده در تصویر بزرگ‌ترِ آنچه برای جانوران گیاه‌خوار رخ می‌دهد باشد، زمانی که تغییرات اقلیمی به‌سرعت بوم‌سازگان‌های آن‌ها و گیاهانی را که می‌توانند در آنجا رشد کنند دگرگون می‌کند.»

مترجم: زهرا ذوالقدر