یک مار ۸۰ میلیون ساله با مغزی عجیب از زیر زمین بیرون آمد!
فسیل یک مار کوچک که حدود ۸۵ تا ۷۵ میلیون سال پیش در برزیل زندگی میکرد، نگاه دانشمندان به آغاز تکامل مارها را تغییر داده است. پژوهشگران با استفاده از اسکنهای سهبعدی جمجمه و بازسازی فضای مغز این جانور دریافتند که Tametara mirim، یکی از مارهای اولیه و منشعبشده از تبار مارها، احتمالاً زندگی حفاری و زیرزمینی داشته است؛ کشفی که نشان میدهد مارهای نخستین خیلی زودتر از آنچه تصور میشد، شیوههای متفاوتی برای زندگی در محیطهای مختلف را تجربه کرده بودند.
راز بقا: تصور کنید در برزیل امروزی، در سرزمینی که زمانی بخشی از دنیای گرم و سرسبز اواخر دوره کرتاسه بود، موجود کوچکی زیر خاک حرکت میکند.
دایناسورها در همان جهان زندگی میکنند. پرندگان نخستین در اطراف پرواز میکنند و خزندگان دیگری در خشکی پرسه میزنند. اما این جانور کوچک احتمالاً بیشتر وقت خود را جایی میگذراند که کمتر کسی انتظار دارد: زیر زمین.
این تصویر بازسازیشده از زندگی Tametara mirim است؛ مار تازهشناساییشدهای که فسیل آن در جنوبشرقی برزیل پیدا شده و حدود ۸۵ تا ۷۵ میلیون سال قدمت دارد. پژوهشگران نتایج مطالعه خود را در ۲۲ ژوئیه ۲۰۲۶ در مجله علمی Nature منتشر کردند.
اما چیزی که این فسیل را خاص کرده، فقط سن آن نیست.
جمجمه سهبعدی و استثنایی آن به دانشمندان اجازه داده است تا بخشی از ساختار مغز و گوش داخلی این مار باستانی را بازسازی کنند.
و همین جا داستان عجیب میشود.
این مار چه شکلی بود؟
Tametara mirim مار بزرگی نبود.
بخش حفظشده بدن نمونه حدود ۴۱.۹ سانتیمتر طول دارد و فسیل شامل جمجمه و بخش جلویی ستون مهرههاست. پژوهشگران حدود ۱۰۳ مهره پیشدمی را در نمونه شناسایی کردهاند.
نکته مهم این است که ما با یک اسکلت کامل روبهرو نیستیم.
قسمت عقبی بدن و ناحیه کلوآک در فسیل حفظ نشده است. بنابراین دانشمندان حتی نمیتوانند با قطعیت بگویند این مار در زمان حیات پاهای عقبی داشته یا نه. در مورد اندامهای جلویی، شواهد موجود به نبود آنها اشاره میکند، هرچند کیفیت حفظ دندهها اجازه نمیدهد این موضوع کاملاً قطعی اعلام شود.
این نکته مهم است، چون مارهای اولیه با مارهای امروزی تفاوتهای قابلتوجهی داشتند و از دست دادن اندامها نیز بخشی از داستان پیچیده تکامل آنهاست.
فسیلی که دانشمندان توانستند «داخل سر» آن را ببینند
اگر فسیل میلیونها سال زیر سنگ مانده باشد، چطور میتوان فهمید مغز حیوان چه شکلی بوده است؟
پاسخ در فناوری micro-CT است.
پژوهشگران جمجمه Tametara را با تصویربرداری پرقدرت اسکن کردند و سپس ساختارهای درون آن را بهصورت دیجیتال بازسازی کردند. آنها توانستند از روی فضای داخل جمجمه، تصویری از endocast یا قالب درونی مغز به دست آورند.
این تفاوت مهمی است:
دانشمندان مغز واقعی این مار را پیدا نکردهاند؛ آنها فضای داخل جمجمه را بازسازی کردهاند که اطلاعاتی ارزشمند درباره شکل و سازمان مغز در اختیارشان میگذارد.
همین بازسازی نشان داد مغز Tametara با مغز بسیاری از مارهای امروزی و حتی دیگر مارهای اولیه تفاوت داشته است.
مغز این مار چه چیزی را لو داد؟
قسمت جلویی مغز، یعنی بخش مربوط به نیمکرههای مغزی، در Tametara الگویی داشت که در میان جانوران حفار امروزی نیز دیده میشود.
پژوهشگران بهویژه به چند ویژگی توجه کردند:
- پیازهای بویایی نسبتاً کوتاه بودند؛
- نیمکرههای مغزی چندان از هم متمایز نبودند؛
- بخش بینایی مغز توسعهیافتگی کمتری داشت؛
- ساختار گوش داخلی نیز ویژگیهایی داشت که با زندگی حفاری سازگار است.
این یافتهها بهتنهایی کافی نبودند.
دانشمندان برای اینکه فقط به شکل مغز تکیه نکنند، ساختار استخوانهای جمجمه را نیز بررسی کردند.
نتیجه جالب بود: ویژگیهای ریزساختاری استخوانهای جمجمه Tametara نیز آن را در محدودهای قرار میداد که با خزندگان حفار ارتباط دارد.
به بیان سادهتر، دو خط مستقل از شواهد به یک داستان واحد اشاره میکردند: این مار احتمالاً برای زندگی زیر زمین سازگار شده بود.
دانشمندان چقدر از زیرزمینی بودن این مار مطمئناند؟
اینجا باید کمی از هیجان تیتر فاصله بگیریم.
پژوهشگران با استفاده از تحلیل آماری شکل مغز، Tametara را با احتمال ۹۹.۲ درصد در گروه جانوران حفار طبقهبندی کردند.
اما خود پژوهشگران هم محدودیت مدل را گزارش کردهاند: دقت کلی این مدل در طبقهبندی زیستگاهها حدود ۶۵ درصد بوده است. با این حال، در میان گروههای مختلف، گونههای حفار بالاترین میزان طبقهبندی درست را داشتند و شواهد ساختار استخوانی جمجمه نیز بهطور مستقل از تفسیر حفاری حمایت میکرد.
بنابراین عبارت علمی دقیق این نیست که: «دانشمندان ثابت کردند این مار زیر زمین زندگی میکرد.»
عبارت دقیقتر این است: «شواهد چندگانه نشان میدهد Tametara mirim به احتمال بسیار زیاد یک مار حفار بوده است.»
این همان تفاوتی است که ارزش علمی گزارش را حفظ میکند.
چرا زندگی زیر زمین برای تکامل مارها مهم است؟
اینجا کشف Tametara از یک فسیل عجیب فراتر میرود.
برای مدت طولانی یکی از پرسشهای بزرگ درباره منشأ مارها این بود که اجداد مارها کجا زندگی میکردند؟
سه سناریوی اصلی بارها مطرح شده بود:
خشکی، آب یا زیر زمین.
برخی شواهد به زندگی دریایی اشاره میکردند و برخی دیگر به محیطهای خشکی یا حفاری.
اما مشکل این بود که فسیلهای مربوط به نخستین مراحل تکامل مارها بسیار کمیاباند. حتی پژوهشگران Nature مینویسند که تاکنون کمتر از ۱۰ فسیل نسبتاً کامل و مفصلدار از مارهای مزوزوئیک شناخته شده و تنها تعداد بسیار محدودی از آنها حفظ سهبعدی مناسبی دارند.
Tametara یکی از مهمترین قطعات این پازل است.
نکته شگفتانگیز: همه مارهای اولیه زیر زمین نبودند
شاید تصور کنیم حالا که یک مار اولیه حفار پیدا شده، تکلیف منشأ مارها مشخص شده است.
اما اتفاقاً نتیجه پژوهش تقریباً برعکس است.
دانشمندان Tametara را با مار اولیه دیگری به نام Dinilysia patagonica مقایسه کردند؛ جانوری که در آرژانتین امروزی زندگی میکرد.
شکل مغز و ساختار جمجمه Dinilysia با یک زندگی کاملاً حفاری سازگار نبود و تحلیلها بیشتر آن را به یک سبک زندگی غیرحفاری و احتمالاً زمینی نزدیک میکرد.
در طرف دیگر، برخی مارهای اولیه کرتاسه نیز با زندگی دریایی ارتباط داشتهاند.
یعنی حدود دهها میلیون سال پیش، مارهای اولیه در حال تجربه کردن محیطهای مختلف بودند:
زیر زمین، روی زمین و حتی در آب.
پس آیا مارها ابتدا از زیر زمین آمدند؟
این پژوهش چنین چیزی را ثابت نمیکند.
این شاید مهمترین نکتهای باشد که نباید در گزارش گم شود.
نتایج مطالعه نشان میدهد Tametara یکی از مارهای اولیهای بوده که بهطور مشخص با زندگی حفاری سازگار شده بود. اما این به معنی آن نیست که تمام مارها از یک اجداد حفار به وجود آمدهاند.
برعکس، پژوهش جدید نشان میدهد تاریخ اولیه مارها بسیار پیچیدهتر بوده است.
نویسندگان مقاله نتیجه میگیرند که تکامل اولیه مارها یک مسیر مستقیم و ساده نبوده؛ گروههای مختلف در طول زمان چندین بار میان زیستگاههای حفاری و غیرحفاری جابهجا شدهاند و حتی برخی دودمانهای اولیه وارد محیطهای دریایی شدهاند.
بنابراین شاید بهتر باشد داستان تکامل مارها را نه به شکل یک خط مستقیم، بلکه به شکل یک آزمایش بزرگ تکاملی با مسیرهای متعدد تصور کنیم.
مارهای اولیه فقط در حال از دست دادن پاهایشان نبودند
یکی از جذابترین نتایج این مطالعه این است که تکامل مارها فقط درباره کشیدهتر شدن بدن و از بین رفتن پاها نبوده است.
مغز و دستگاه حسی آنها نیز تغییر میکرد.
پژوهشگران دریافتند که حتی در مراحل نسبتاً ابتدایی تکامل مارها، تفاوتهای قابلتوجهی در شکل مغز و سیستمهای حسی وجود داشته است. آنها این موضوع را نشانهای از آن میدانند که مارها خیلی زود در تاریخ تکاملی خود، سبکهای زندگی متفاوتی را تجربه کردهاند.
برای جانوری که امروز آن را تقریباً همیشه با خزیدن روی زمین میشناسیم، این تصویر کاملاً متفاوت است:
یکی از بستگان بسیار دور مارهای امروزی ممکن بود بخش مهمی از زندگی خود را در تاریکی خاک سپری کند.
چرا جمجمه این مار اینقدر مهم است؟
فسیلهای مار معمولاً برای پاسخ دادن به پرسشهای مربوط به تکامل، محدودیت دارند؛ زیرا بسیاری از آنها تنها چند مهره یا قطعهای از استخوان را حفظ کردهاند.
اما نمونه Tametara mirim وضعیت متفاوتی دارد.
جمجمه آن در سه بعد به شکل استثنایی حفظ شده و بخشهایی از ستون مهرهها نیز همچنان در ارتباط با یکدیگر قرار دارند. به گفته پژوهشگران، این اولین فسیل مفصلدار مار گزارششده از برزیل است.
همین کیفیت حفظ شدن اجازه داده است دانشمندان نه فقط استخوانهای مار، بلکه فضای داخلی جمجمه، گوش داخلی و ساختارهای مرتبط با مغز را نیز بررسی کنند.
به همین دلیل Tametara فقط یک گونه جدید نیست؛ یک پنجره نادر به دورهای است که مارها هنوز در حال آزمودن راههای مختلف زندگی بودند.
این مار چه میخورده؟ آیا سمی بوده است؟
اینجا هنوز پاسخ قطعی نداریم.
از روی این فسیل نمیتوان با اطمینان گفت Tametara mirim چه غذایی میخورده یا آیا سمی بوده است.
در واقع، اطلاعات مربوط به تغذیه و زهر در این فسیل بسیار محدود است و نباید از روی ظاهر آن داستانی درباره شکار یا نیش سمی بسازیم.
این محدودیت خودش جالب است: ما میتوانیم درباره محیط زندگی و ویژگیهای مغزی این مار اطلاعات زیادی به دست آوریم، اما هنوز نمیدانیم دقیقاً چه چیزی شکار میکرده است.
نام «Tametara mirim» یعنی چه؟
نام علمی این جانور نیز داستان کوچکی در خود دارد.
نام جنس، Tametara، به معنی «آراسته» است و به برجستگی مشخص روی استخوان جمجمه اشاره دارد.
واژه mirim نیز از زبان بومی توپی-گوارانی گرفته شده و به معنای «کوچک» است.
بنابراین نام علمی این مار را میتوان تقریباً «تامِتارا کوچک» دانست.
مارها از همان ابتدا یک سبک زندگی نداشتند
شاید مهمترین پیام این کشف نه «مار زیرزمینی» باشد و نه حتی «مغز مار ۸۰ میلیون ساله».
پیام بزرگتر این است که تکامل مارها بسیار پیچیدهتر از یک داستان ساده بوده است.
مارهای اولیه در محیطهای متفاوت ظاهر شدند، ساختار بدنشان تغییر کرد، اندامهایشان را از دست دادند و همزمان دستگاه عصبی و حسی آنها نیز با شیوههای مختلف زندگی سازگار شد.
Tametara mirim یکی از معدود فسیلهایی است که اجازه داده دانشمندان این فرآیند را از زاویهای تازه ببینند: نه فقط از روی استخوانهای بدن، بلکه از روی معماری جمجمه و بازسازی مغز.
و شاید همینجاست که این فسیل کوچک، داستانی بسیار بزرگتر از اندازه خودش پیدا میکند.
حدود ۸۰ میلیون سال پیش، زمانی که دایناسورها هنوز بر بخش بزرگی از زمین فرمانروایی میکردند، مارها هم در حال آزمودن آینده خود بودند؛ بعضی روی زمین، بعضی در آب و دستکم یکی از آنها، در تاریکی زیر خاک.
آیا این مار همان «قدیمیترین مار جهان» است؟
نه. Tametara mirim بهعنوان یکی از مارهای اولیه و یکی از شاخههای زودمنشعبشده در تبار مارها شناخته شده است، اما پژوهش آن را قدیمیترین مار جهان معرفی نمیکند. تحلیلهای مقاله همچنان منشأ مارها را به حدود ژوراسیک میانی، بسیار قدیمیتر از این فسیل، مرتبط میدانند.
آیا دانشمندان مغز واقعی مار را پیدا کردهاند؟
خیر. مغز میلیونها ساله حفظ نشده است. دانشمندان با استفاده از micro-CT، قالب و فضای درون جمجمه یا endocast را بازسازی کردهاند. از شکل این ساختار میتوان اطلاعات ارزشمندی درباره سازمان مغز و سیستمهای حسی جانور به دست آورد.
از کجا فهمیدند این مار زیر زمین زندگی میکرد؟
از یک نشانه واحد استفاده نکردند. شکل بخشهایی از مغز، ساختار گوش داخلی و همچنین ریزساختار استخوانهای جمجمه همگی با الگوهایی که در خزندگان حفار دیده میشود، سازگاری داشتند. تحلیل آماری شکل مغز نیز Tametara را با احتمال ۹۹.۲ درصد در گروه حفار قرار داد؛ هرچند خود مدل محدودیتهایی دارد.
آیا مارهای اولیه پا داشتند؟
برخی مارهای اولیه پاهای عقبی داشتند و این موضوع در فسیلهایی مانند Najash شناخته شده است. درباره Tametara نمیتوان با قطعیت گفت پاهای عقبی داشته یا نه، زیرا بخش مربوط به کلوآک در فسیل حفظ نشده است. اندامهای جلویی نیز در این نمونه به احتمال زیاد وجود نداشتهاند.
آیا Tametara mirim جد مستقیم مارهای امروزی است؟
لزومی ندارد. این جانور یک stem snake یا مار متعلق به بخش ابتدایی تبار مارهاست و هیچ مدرکی نداریم که آن را جد مستقیم یک گونه زنده بدانیم. اهمیت آن بیشتر در این است که اطلاعاتی درباره تنوع و سبک زندگی مارهای اولیه ارائه میکند.
منابع:
منبع اصلی این گزارش مقاله پژوهشی منتشرشده در Nature در ۲۲ ژوئیه ۲۰۲۶ است؛ مقاله دسترسی آزاد دارد و دادههای CT و دادههای تحلیلی پژوهش نیز ارائه شدهاند.
مقاله اصلی در Nature — Exceptional brain and ecological diversity in the earliest snakes
برای کنترل متقابل یافتهها، گزارش موزه تاریخ طبیعی لسآنجلس و گزارش Reuters نیز جزئیات مربوط به فسیل، اندازه و تفسیر زندگی حفاری آن را تأیید میکنند.
خواندنیها
ارسال نظر
ویدیوهای برگزیده
دنیای گیاهان
علم و کیهان