هل عاش أسلافنا من الثدييات جنبًا إلى جنب مع الديناصورات؟ يأمل بحث جديد في إنهاء نقاش طويل الأمد

إذا طُلب منك التفكير في أحد الثدييات ، فستكون هناك احتمالية كبيرة لتخيل أحد الثدييات المشيمية – تندرج الخيول والكلاب والقطط والبشر وحتى الخفافيش والجرذان ضمن هذه الفئة. تضم حوالي 6000 نوع تعيش في المحيطات وكذلك على اليابسة.

تعد المشيمة اليوم أكثر الثدييات وفرة وانتشارًا ، على الرغم من وجود مجموعتين أخريين ، monotremes (echidnas و platypuses) والجرابيات (حيوانات الكنغر والكوالا المغروسة).

احتدم الجدل لسنوات عديدة بين علماء الحفريات (الذين يدرسون الأرض من خلال الأحافير) حول ما إذا كانت الثدييات المشيمية تطورت جنبًا إلى جنب مع الديناصورات أو ظهرت فقط بعد انقراضها.

استخدمت دراسة فريقي طريقة جديدة للتحقيق في هذا السؤال وقد تساعد النتائج التي توصلنا إليها في تسوية هذا الجدل. نعتقد أن الثدييات المشيمية قد تطورت منذ ما يقرب من 70 مليون سنة ، مما يعني أنها كانت ستسير على الأرض في نفس الوقت الذي سار فيه الديناصورات.

تقدير الأصول

هناك طريقتان رئيسيتان يستخدمهما علماء الحفريات لتقدير متى تطورت مجموعة من الحيوانات لأول مرة. الأول هو قراءة السجل الأحفوري – أقدم أحفورة في مجموعة تحدد تاريخ تطورها لأول مرة. بالنسبة للثدييات المشيمية ، هناك حفرتان من حوالي 65 مليون سنة ، بعد الانقراض الجماعي للديناصورات. وتشمل هذه Purgatorius، يعتبر أحد أسلاف الرئيسيات (وبالتالي البشر).

ومع ذلك ، فإن سجل الحفريات مليء بالفجوات. لم يتم تحجر سوى جزء صغير من الحياة ، وربما وجد صائدو الحفريات نسبة صغيرة فقط من الكائنات الحية المحفوظة في رواسب الأرض. فرصة الأنواع للظهور في دراسة علمية على أنها أحفورة مماثلة للفوز في اليانصيب.

هناك طريقة أخرى لتقدير متى تطورت المجموعات لأول مرة وهي من خلال دراسات التأريخ على مدار الساعة الجزيئية. يمكن للعلماء مقارنة الحمض النووي للكائنات الحية لمعرفة متى ظهرت كأنواع متميزة.

من المحتمل أن يكون هناك نوعان متشابهان في تركيبتهما الجينية أشجار عائلية انفصلت عن بعضهما البعض مؤخرًا إلى حد ما. تتباعد الأنواع المختلفة جدًا في الزمن ، مما يسمح بتراكم المزيد من الاختلافات الجينية.

يتناسب الاختلاف الجيني بين نوعين تقريبًا مع وقت الاختلاف التطوري أو أصلهما.

تشير دراسات الساعة الجزيئية للثدييات المشيمية إلى أن المجموعة تطورت لأول مرة في العصر الطباشيري ، منذ حوالي 80 مليون سنة وما يقرب من 20 مليون سنة قبل أن تبدأ أحافير الثدييات المشيمية في الظهور لأول مرة. إذن ما هو الصحيح؟

صخور أم ساعات؟

في دراستنا المنشورة في Current Biology ، استخدمت أنا وزملائي طريقة جديدة لتفسير السجل الأحفوري لتقدير عمر الثدييات المشيمية: التحليل الإحصائي.

أولاً ، قمنا بتجميع سجلات لأكثر من 15000 حفرية من الثدييات المشيمية ، مع التركيز على تلك التي تم البحث عنها جيدًا بما يكفي لوضعها في شجرة عائلة الثدييات المشيمية. نموذج Bayesian Brownian Bridge (BBB) ​​هو صيغة علمية تستخدم توزيع الأحافير عبر الزمن لتقدير عمر مجموعة. استخدمنا BBB لتقدير أعمار 380 عائلة داخل الثدييات المشيمية.

بدلاً من مقارنة الأنواع مباشرة مع بعضها البعض كما هو الحال في دراسات الساعة الجزيئية ، سمح لنا نموذج BBB بأخذ نظرة أوسع ومقارنة العائلات. بالإضافة إلى اتباع نمط تنوع الأسرة عبر الزمن ، يقدر نموذج BBB أيضًا معدل أخذ العينات ، أو مدى تكرار ظهور الحفريات في سجل الحفريات.

ساعدنا هذا على سد الثغرات في سجل الحفريات.

بالنسبة للأنساب الشابة التي تطورت فقط منذ بضع مئات الآلاف من السنين ، قد يكون معدل أخذ العينات هذا مرتفعًا جدًا ، لأن لدينا المزيد من الحفريات من الصخور الأصغر. الصخور الأصغر تكون أكثر سلامة ، وغالبًا ما تكون أقرب إلى السطح. ولكن بالنسبة للمجموعات الأكبر سنًا ، قد يكون معدل أخذ العينات منخفضًا جدًا لأن العمليات الجيولوجية تتحلل وتدمر الصخور والحفريات بمرور الوقت.

بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يكون النوع منتشرًا إلى حد ما ووفرة ليتحجر ، وإلا فلن يكون لديه فرصة كبيرة للفوز بهذا اليانصيب. مما يعني أن عمر المجموعة سيكون دائمًا أقدم من أقدم الأحفورة في تلك المجموعة ، لكنه لا يخبرنا بكم.

أصول الثدييات المشيمية

هذا هو ما يساعده معدل أخذ العينات – من المحتمل أن يكون لدى العائلات ذات معدلات أخذ العينات المنخفضة فجوة أكبر بين أقدم الحفرية والأصل الحقيقي لتلك العائلة.

قدر نموذج BBB أن عمر الثدييات المشيمية يقع في العصر الطباشيري ، منذ حوالي 70-80 مليون سنة – ربما حتى 20 مليون سنة قبل اصطدام الكويكب.

تظهر نتائجنا أن الثدييات المشيمية تعايش مع الديناصورات لعدة ملايين من السنين. أسلاف الأرانب والأرانب البرية (Lagomorpha)، قطط وكلاب (آكلات اللحوم) والقرود ربما تطورت جميعها في زمن الديناصورات. ربما كانت الثدييات المشيمية المبكرة صغيرة الحجم وشبيهة بالزبدة.

من أصل عند أقدام الديناصورات ، ارتفعت ثدييات المشيمة لتصبح أكثر الحيوانات هيمنة على الأرض.