Paleontology دیرینه شناسی

اشاره:

ديرين شناساني كه سالها در پي تحكيم تئوري اشتقاق وتكامل پرندگان از دايناسورهابودند، سرانجام توانستند از طبقات پرفسيل شمال شرقي چين، آنچه را مدتها در خيال مي پروراندند، به دست آورند. ناحيه فسيل دار ليا ئونينگ چين از سال 1993 ميلادي تاكنون مدارك قابل توجه وراهگشايي را به ديرين شناسان تقديم كرده است كه آخرين آنها فسيل دايناسورهاي پردار  مي باشد. شايد بتوان اين يافته ها را يكي از مهمترين وقايع قرن اخير در حوضه ديرينه شناسي مهره داران دانست چرا كه پس از 150 سال از يافتن فسيل آركیوپتريكس، پرنده باستاني آلماني، اين فسيلها توانسته اند از لحاظ كيفيت حفظ شدن وكاربرد تكاملي از آن سبقت گيرند.

مقدمه

منشاء بحث پيرامون ارتباط بين پرندگان وخزندگان را بايد دراوسط قرن نوزدهم، زماني كه چارلزداروين در سال 1859 كتاب منشاء انواع رامنتشر ساخت، جستجو كرد. او در فصلي از اين كتاب اظهار اميد واري كرد كه مدارك فسيلي درآينده، گونه هایی حد واسط از موجودات را در اختيار ما بگذارد تا بدين ترتيب نظريه تحول انواع در اثر شرايط محيط بيش از پيش به اثبات برسد. درست 2 سال پس از اين تاريخ اولين فسيل آركیوپتريكس از سنگ آهكهاي ناحيه سولن هوفن باوارياي  آلمان بدست آمد. اين نقطه آغاز بحث وجدالهايي بود كه پيرامون منشاء پرندگان و ارتباط آنها  با ديگر گونه هاي جانوران صورت گرفت كه تاكنون ادامه داشته است.   

نظريه هاكسلي پيرامون منشاء پرندگان

توماس هاكسلي، داماد چارلز داروين، نخستين كسي بود كه در اين مورد اظهار نظر نمود. وي كه مدافع سرسخت نظريه داروين بود، تلاش نمود از كشف آركیوپتريكس در جهت تثبيت تئوري داروين استفاده نمايد بهمين دليل فعاليت خود را در اين زمينه آغاز نمود.

او مقايسه اي بين خصوصيات اسكلتي آركیوپتريكس و كامپسوگناتوس فسيل دايناسور تروپود يافت شده در همان منطقه نمود. خصوصيات اين دو گونه بسيار شبيه بهم است از جمله دم دراز، پاهاي سه انگشتي، ران بزرگ و جمجمه هاي يكسان وجناغ (فوركولاي) مشخص. در هر دو اين شباهتها آنقدر زياد است كه اگر پرهاي آركیوپتريكس در نمونه فسيل وجود نداشت، تفكيك اين دو گونه  بسيارمشكل بود بگونه اي كه دو نمونه از آركیو پتريكس هاي ديگر يافت شده كه اثر پرها در آنها مشخص نبود به اشتباه كامپسوگناتوس شناخته شده بودند. هاكسلي بر اين اساس براي اولين بار نظريه اشتقاق وجدايش پرندگان از دايناسورها را اعلام نمود وآركیوپتريكس را بعنوان اولين پرنده شناخته شده كه 150 ميليون سال پيش مي زيسته است معرفي نمود.

مارش وتقويت نظريه دايناسوري

مارش ديرينه شناس آمريكايي كه نخستين اكتشافات دايناسورها را در آمريكا رهبري مي نمود درميان فسيلهاي بيشماري كه يافته بود با توجه به فسيل دو پرنده كه سني 70 ميليون ساله داشتند (كرتاسه بالايي) نظريه بالا را تقويت نمود.

اين دو فسيل هسپرورنيس وايكتيورنيس نام گرفتند كه مشخصه غير عادي آنها وجود دندان بود (همانند آركیوپتريكس) درحالي كه پرندگان امروزي تنها منقار دارند.

در اين فسيل ها دم كاملا تحليل يافته بود وپنجه بيرون زده از بالا كاملا به بال تبديل شده بود ودر هسپرورنيس ،بال به كلي حذف شده بود. اين فسيلها نشان دهنده مراحل پيشرفته تري از تكامل در پرندگان بودند (تحليل دم ونبود پنجه دربالا كه مشخصه آركیوپتريكس (پرنده اوليه) بودند). با اعلام نظرات مارش چنين نتيجه گرفته شد كه پرندگان با ظهور آركیوپتريكس از دايناسورها جدا شده وسپس روند تكاملي خود را آغاز كردند، دم و...در آنها تحليل رفت و با ورود به رده پرندگان مدرن دندانها نيز حذف شدند وپرندگان به شكل امروزي در آمدند.

نظريه هيلمن (تئوري متضاد)

نخستين كسي كه دست به انتشار كتابي خاص درمورد منشاء پرندگان زد گرهارد هيلمن دانشمند الماني بود وي درسال 1926 كتاب (منشاء پرندگان) رامنتشر ساخت وي دراين كتاب براساس مطالعاتي كه بر روي استخوان جناغ (فوركولا يا  استخوان v شکل جلوي سينه) در پرندگان، دايناسور ها و خزندگان اوليه انجام داد منشاء دايناسوري پرندگان را رد نمود. وي چنين استنباط مي نمود كه استخوان جناغ در پرندگان بسيار مشخص واساسي است چرا كه عضلات پرندگان به ان متصل است ولي همين استخوان در دايناسورهاي پرنده مانند بسيار تحليل رفته، بدون استفاده است درحالي كه در خزندگان اوليه وگروه سودوسوشين ها (سوسماران كاذب) استخوان جناغ رشد بسيار خوبي داشته بسيار واضح است .

بر اين اساس دايناسورها نميتوانند منشاء پرندگان باشند چرا كه جناغ ابتدايي دارند ولي خزندگان قبل از دايناسورها به علت رشد خوب اين عضو ميتوانند جد پرندگان باشند براساس تئوري وي اين خزندگان جد اعلاي دايناسورها و پرندگان هستند و پرندگان به طور مستقيم در شاخه ايي جدا از اين سوسماران كاذب منشعب شده اند. نظريه هيلمن توانست به بحث و جدلهاي پيرامون منشاء پرندگان پايان داده، مورد قبول همگان واقع شود وبراي مدت 50 سال ديگر بحثی دراين زمينه مطرح نگردد تا انكه دراواسط دهه 70 ميلادي جان استروم، ديرين شناس دانشگاه یيل امريكا نظريه منشاء تروپودي (دايناسوري) پرندگان را دوباره زنده كرد .

استروم واستنباط هاي جديد

آنچه استروم را در احياي نظريه دايناسوري منشاء پرندگان کمک نمود يافتن دايناسوري بنام داينونيكوس بود. استروم كه بر روي اين دايناسور تحقيق مي نمود توجه خاصي به مچ دست اين جانورداشت ومقايسه هاي بين مچ دست اين موجود با سوسماران كاذب ، آركیوپتريكس وپرندگان امروزي مخصوصا هواتزين ها نمود.

مچ دست در داينونيكوس قدرت انعطاف زيادي به اين موجود مي داد و وي مي توانست مچ دست را در تمام جهات حركت دهد. وي اذعان داشت كه مچ دست انعطاف پذير از  ضروريات پرواز و بال است در حالي كه سوسماران كاذب اوليه، اصلا چنين قدرتي را نداشته، مچ آنها تنها تابع حركات دست بوده است. به اين ترتيب وبا مقايسه مچ آركیوپتريكس كه درست همانند داينونيكوس بود، استروم دايناسورهاي تروپود را منشاء پرندگان دانست. از آن زمان تا كنون فاصله بين پرندگان و دايناسورها با كشفيات تازه نزديك و نزديكتر گرديده است. ابتدا استخوان جناغ ، سپس مچ انعطاف پذيرو آثار مبهمي از پر در دايناسورها يافت گرديد. اكنون باكشف پرهاي واقعي در دايناسورهاي چيني بنظر مي رسد فاصله موجود از بين رفته واين نظريه غالب شده باشد.

موقعيت و زمين شناسي ناحيه فسيل دار چين

فسيلهايي كه در اين مقاله به بحث پيرامون آنها مي پردازيم همگي از رسوبات تشكيلات یيشيان از شمال شرقي كشور چين بدست آمده است. نواحي كه اين رسوبات درآن وجود دارند شامل سيختون وجيانگ شانگو در نزديكي شهر بايپائو در استان ليائونينگ چين مي باشد.

اين سري رسوبي كه به مجموعه زيستي جهول مشهور است مربوط به اواخر ژوراسيك يا اوايل دوره كرتاسه 130 تا 140 ميليون سال پيش بوده و درشرق آسيا گسترده است. فسيلهاي كه از اين رسوبات يافت شده شامل گياهان، حشرات، صدف ها، حلزون ها ، ماهيها، لاك پشتها، سوسماران، كروكوديل ها، پستاندارن، پرندگان ودايناسورها مي باشد.

اين رسوبات بيشتر ازگدازه هاي آتشفشاني تشكيل شده است كه در بين آنها چهار لايه فسيل دار كه شامل خاكستر هاي آتشفشاني مي باشند، وجود دارد كه در قاعده اين رسوبات قرار داشته واز ماسه سنگ، گل سنگ وشيل هاي خاكستري تا سفيد تشكيل شده اند و حدود 60 متر ضخامت دارند و به  احتمال  بسيار زياد سن آنها ابتداي كرتاسه ،140 ميليون سال پيش است.

بررسي سیستماتیک فسيل ها 

سينوزوروپتريكس پريما (اولين دايناسور با پيش پر)

ازدايناسورها، تروپودها، سیلوروزورياها، كامپسوگناتوس ها 

نام اين فسيل به معناي اولين خزنده پرنده چين مي باشد (سينو چين، زورو خزنده، پتريكس پرنده، پريما اولي )وتوسط دكتر ژي مطالعه شده است. اين فسيل در موزه ملي زمين شناسي كشور چين نگهداري ميشود.

اين فسيل از نظر اندازه و ريخت شناسي قابل مقايسه با كامپسوگناتوس، دايناسور تروپود يافت شده درآلمان و فرانسه مي باشد كه ازنوك بيني تادم 68 سانتيمترميباشد. جمجمه تقريبا بزرگ ودستها كوچك است. دم بسيار دراز بوده حدود 60 مهره دارد. بقاياي يك پستاندار كوچك و يك مارمولك نيز به صورت فسيل شده درون معده اين جانوريافت شده است كه نشان از شكارچي بودن اين جانوربوده است. يكي ازمشخص ترين خصوصيات اين فسيل كه در دو نمونه ازآنها وجود دارد حفظ شدن ساختمان پوشش خارجي جانداراست. اين پوشش در اطراف گردن وپشت بدن درطول آن ديده ميشود. در قسمت دم در دوطرف آن و در قسمت بالاي جمجمه تا نيمه آن ديده ميشود .اين ساختمان احتمالا درنمونه هاي زنده آن وجود داشته كه از آنها به نام پيش پر نام برده ميشود. اين ساختارها بصورت مستقل ازهم بوده وهمديگررا قطع ميكند. اين ساختارجالبترين يافته پيرامون اين موجوداست. بنظر ميرسد كه اين ساختارهمان پرهاي اوليه كه ناحيه سينه پرندگان را مي پوشاند باشد. به نطر دانشمندان پرها ابتدا براي تزئين، آيروديناميك وتهويه به وجود آمده اند. به دليل كوچك بودن اين ساختارها آنها براي آرايش وتزئين نبوده اند واز آنجايي كه خونگرم بودن داينا سورهاي كوچك ثابت شده است، جهت حفظ حرارت، موجود خونگرم نيازبه پوشش خارجي دارد كه شا يد  بتوان اين ساختمانها را به پرها ي ابتدايي كه جهت حفظ حرارت بدن ومانع شدن ازتابش مستقيم خورشيد به مي رفته است، منسوب كرد.

پروت آركیوپتريكس روبوستا

ازدايناسورها، ازتروپودها، ازمانيراپتورها

اين فسيل ها از سازند چائومي ديانزی از  گروه جهول يافت شده است كه بالاي سازند ییشيان قرار گرفته است. نام اين فسيل به معناي پرنده پيش از آركیوپتريكس است چرا كه خصوصيات آن ابتدايي تر از آركیوپتريكس مي باشد. اين فسيل توسط فيليپ كوريه وژي كيانگ مورد بررسي قرار گرفته است.

اين فسيل داراي دمي با 28 مهره مي باشد، دستها كوچكترازپاها مي باشد ولي بزرگتر از دست سیلوروزورها مي باشد، دندانها به صورت مستقيم و كمي مخروطي بوده وطول بدن آن 70 سانتي متر مي باشد.

اثر پرها  در اين فسيل 60 پر بطول 27 ميلي متر است كه اطراف 10 مهره دمي هستند واثر چند پر 20 ميلي متري نيز در قسمت ران ديده شده است. 12 پر بزرگ وكشيده نيز در انتهاي دم ديده مي شود كه يكي از آنها 132 ميلي متر است و1.5 ميلي متر پهنا دارد. پرها دراين موجود بصورت قرينه بهمراه رگه مياني با رشته هاي كناري و قلابها حفظ شده است، بايد توجه داشت كه پرهاي پرندگان وحتي آركیوپتريكس بصورت غير قرينه بوده وتنها اين پرها مناسب براي پرواز مي باشند. پس اين موجودات با توجه به پرها، طول دست و پاهاي بلندشان قدرت پرواز فعال را نداشته اند و جزو موجودات زميني و دونده بوده اند و پرها درناحيه دم تنها در انتهاي آن حضور داشته و ديگر قسمتهاي بدن از پرهای اوليه رو به پايين پوشيده بوده است.

كديپتريكس جويي 

ازدايناسورها، تروپودها، مانيراپتورها

اين نمونه نيز از رسوبات سازند چائومي ديانزی يافت شده ونام آن به معناي پرنده داراي دم پردار مي باشد. اين فسيل نيز توسط فيليپ كوريه وژي كيانگ مورد بررسي قرار گرفته است. ابتدا گمان مي شد كه اين فسيل نيز يك پروت آركیوپتريكس است ولي با بررسي دقيق معلوم گرديد كه اين موجودات دستهاي كوچكتر و دندانهاي بلندتري از نمونه پروت آركیوپتريكس دارند وبه همين دليل با نام جديد شناخته شدند.

دندانهاي اين فسيل درهرآرواره چهارعدد مي باشد كه تاجهاي بزرگ وسوزني دارند وريشه آنها 5 برابرتاج آنهاست اين دندانها تنها در جلوي آرواره بوده بقيه آرواره حالت منقاري دارد. طول بدن اين جاندار به 90 سانتي مترمي رسيده است، دم آن شامل 22 مهره مي شده است. دستها سه انگشتي بوده وطول بسيار كوچكترازپاها مي باشد.

اثر پرها در اين فسيل بدين صورت است كه اثر 14 پر متصل به دومين انگشت دست ديده ميشود كه سه انگشت پنجه از بال بيرون زده اند (همانند آركیوپتريكس) كه طول آنها تا 7 سانتي متر رسيده. اين پرها بصورت قرينه بوده وساختمان دروني آنها ازجمله رگه مياني و...بخوبي حفظ شده است. پرهاي ناحيه دم نيزكشيده وبزرگ بوده به تعداد 11 يا 12 عدد به 5 تا 6 مهره آخري چسبيده اند و وضوح بسيارخوبي دارند. درروي مهره هاي ديگر هم اثرپرهاي كوچك وابتدايي ديده مي شود.

اين پرها نيزبه صورت غيرقرينه بوده وبنظرمي رسد كه به موجود قدرت پرواز مي داده است. اين جانورنيز زمين زي و دونده بوده است. بنابراين گمان مي شود كه اين پرهاي ابتدايي براي حفظ حرارت بدن به كار مي رفته است.

 قابل ذكر است كه در دايناسورهاي ديگري نيز، قبل ازانتشارخبر يافتن اين دايناسورها، آثاري شبيه به پر ديده شده بود. همانند ولوسيراپتور،اوننلاژيا وپلكانيميموس، كه محققين درباره صحت آنها شك داشته اند و وضوح آنها همانند پرهاي موجودات ذكر شده نبوده است ولي اكنون ميتوان اذعان داشت كه احتمالا آثار ذكرشده نيزپردار بوده اند وديگرپرها اختصاص به پرندگان نداشته و بايد دايناسورها را نيزجزء پرداران حساب نمود و تئوري ايجاد پرها و پرواز با هم صحيح نمي باشد.

تجزيه وتحليلهاي فيلوژني 

بر روي 90 خاصيت اسكلتي فسيلهاي ذكر شده دربرابر فعاليت اصولي، مشاهدات دقيق و اندازه گيريهاي صحيح صورت گرفته تا بتوانند آنها درشاخه هايي از شجره نامه دايناسوري قرار دهند. براساس اين خصوصيات هردوفسيل كديپتريكس وپروت آركیوپتريكس خارج ازخانواده پروازيان(آويالارا) قرارگرفته و جزء سیلوروزورهاي غيرپروازي محسوب مي شوند که هنوز تا پرنده شدن فاصله زيادي داشته ونوعي دايناسورمي باشند. سينوزوروپتريكس نيز در فاصله دورتر در خانواده كامپسوگناتوسها قرار گرفته است.

اكنون با شواهد ومدارك غير قابل انكاري كه از وجود پر در دايناسورها دراختيارداريم مي توانيم اين موجودات باشكوه را اجداد پرندگان بدانيم ومطالعات خود را بر روي مسائل ديگري چون چگونگي ايجاد قدرت پرواز واستفاده پرهاي اوليه متمركز نموده، چشم براه كشفيات تازه باشيم.