العلوم

الكشف عن كيفية حصول الرخويات المنقرضة على قوقعتها الغريبة


إذا رأيت أمونيًا واحدًا ، فقد تعتقد أنك رأيته جميعًا. معظم الأنواع التي يبلغ عددها 10000 نوع من رأسيات الأرجل المنقرضة كانت ترتدي أصدافًا ملفوفة بإحكام ذات فم مهذب من مخالب.

يدخل نيبونيتس ميرابيليس، وهو نوع من الأمونيت مستوحى من لوحة MC Escher. وبدلاً من التصميم الكلاسيكي لصدفة الأفعى الملفوفة ، فقد استبدلت شيئًا أكثر سخافة: قذيفة ملتوية تلتف في نفسها بدون بداية أو نهاية واضحة.

قالت كاثلين ريتربوش ، عالمة الأحياء القديمة بجامعة يوتا: “يبدو الأمر وكأنه قطعة من الحبل ألقى بها أحدهم من النافذة”.

قال ديريك مولتون ، عالم الرياضيات بجامعة أكسفورد: “في المرة الأولى التي تنظر فيها إلى الأمر ، إنها مجرد هذه الفوضى المتشابكة”. “وبعد ذلك تبدأ في النظر عن كثب وتقول ، أوه ، في الواقع هناك انتظام هناك.”

طور مولتون وزملاؤه نموذجًا رياضيًا يقولون إنه يكشف عن القوى المؤثرة على أصداف نيبونيت المحيرة وأصداف العديد من الرخويات الأخرى. تم نشر البحث في نوفمبر في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.

يشير نموذجهم إلى عدم تطابق بين معدلات نمو جسم الرخويات الرخو وقشرته الصلبة ، مما يخلق قوى ميكانيكية تلوي الجسم ، مما ينتج عنه قشرة غير متماثلة. قال الباحثون إن النموذج يشرح أيضًا كيف تطور القواقع الأخرى أصدافها المتصاعدة المميزة.

قالت كاثرين لونج ، عالمة الرياضيات التطبيقية في جامعة تكساس التقنية ، والتي لم تشارك في البحث: “إنها نتيجة جميلة”. وأضاف لونج: “هذا هو أبسط نموذج يمكن أن ينتج الأشكال الثلاثة” ، مشيرًا إلى الحلزون التقليدي لقذيفة الأمونيت ، واللولب الحلزوني للحلزون ، والانحرافات المتعرجة لنيبونيت.

الورقة هي أحدث تعاون بين مولتون. آلان جوريلي ، رئيس النمذجة الرياضية في أكسفورد ؛ وريجيس شيرات الباحث بجامعة ليون بفرنسا. يسعى العلماء الثلاثة إلى فهم الفيزياء الكامنة وراء تكوين الصدف. لقد نشروا على الأصداف الشوكية لقواقع البحر والأصداف المتشابكة للمحار.

في أحد اجتماعات الفريق المبكرة ، قام مولتون وجوريلي بزيارة شيرات في باريس ، وقضى الثلاثي فترة ما بعد الظهيرة في الإعجاب بالأصداف والأمونيت داخل المعرض الكبير للتطور في المتحف الوطني للتاريخ الطبيعي.

قال غوريلي: “مثل الأطفال داخل مصنع ويلي ونكا”.

لكن عقدة نيبونيت كانت محيرة. قال شيرات خلال مكالمة هاتفية من مكتبه الذي يضم مئات الأحافير والأصداف البحرية: “لقد أصبحت نيبونيت هاجسًا بالنسبة لي”.

تصنع الرخويات أصدافها الخاصة باستخدام عباءتها ، وهي عضو خارجي سمين. يفرز الوشاح كربونات الكالسيوم في طبقات تتصلب في القشرة. أراد الباحثون تصميم نموذج يلتقط التفاعلات بين جسم الرخويات الناعم والصدفة أثناء تصلبها.

عندما ماتت الأمونيت منذ حوالي 66 مليون سنة ، تركوا آثارًا قليلة من الدواخل الاسفنجية في السجل الأحفوري. لكن الأدلة تشير إلى أن الأمونيت ، مثل أبناء عمومتهم من الحبّار ، كانوا متناظرين ثنائيين ؛ رسم خط في المنتصف سينتج عنه نصفان متماثلان. لذلك بنى الباحثون نموذجهم على افتراض أن الأمونيت متماثل ثنائيًا.

فكيف يمكن لجسم متماثل أن يفرز قشرة غير متماثلة؟ قال مولتون: “لنفترض أن هناك عدم توافق بين طريقة نمو الجسم والطريقة التي تنمو بها القشرة”. “هذا هو المنطلق الكامل للنموذج.”

إذا كان الجسم ينمو بشكل أسرع من القشرة ، فسيكون كبيرًا جدًا بالنسبة لمنزله الصدفي وسيولد ضغطًا ميكانيكيًا يقود الجسم إلى الالتواء داخل القشرة. قدم مولتون تشبيهًا: تخيل أن قشرة الأمونيت عبارة عن أنبوب طويل صلب محشو بنوعين من المعكرونة الناعمة التي تكون أطول من الأنبوب. لتخفيف التوتر ، تلتف المعكرونة (الجسم الناعم) داخل الأنبوب (القشرة). عندما يلتف الجسم الناعم ، فإنه يدور حافة الوشاح لإفراز القشرة ، مما ينتج عنه قشرة غير متماثلة.

قال مولتون: “إذا كانت الظروف مناسبة ، تظهر هذه الأشكال غير الطبيعية مثل نيبونايت”.

من خلال تعديل مستوى عدم التطابق وخصائص الصلابة للجسم الرخو في النموذج ، أنتج الباحثون أصدافًا غريبة من الأمونيا غير التقليدية الأخرى ، مثل Didymoceras.

قال ريتربوش ، واصفًا ديديموسيراس: “أولاً يكون مستقيمًا ، وبعد ذلك يكون مشبكًا ورقيًا ، ثم يكون ملفًا مخروطيًا للآيس كريم مقلوبًا رأسًا على عقب ، ثم يكون على شكل خطاف”.

لكنها قالت إن هناك أسئلة أخرى تركها النموذج دون إجابة ، بما في ذلك التكاليف البيولوجية والفوائد والمفاضلات لامتلاك مثل هذا الغلاف غير المتماثل.

تشير الأبحاث الحديثة إلى أن القشرة البرية لنيبونيت ساعدت دوران الأمونيت ببطء في عمود الماء بحثًا عن الفريسة. قال كينيث دي بايتس ، عالم الأحياء القديمة في جامعة فريدريش ألكسندر-جامعة إرلانجن-نورنبرغ في ألمانيا ، والذي لم يشارك في الدراسة الجديدة ، إنه فضولي لمعرفة كيف يصمد النموذج بينما يكتشف علماء الحفريات المزيد من أنسجة الأمونيت الرخوة المتحجرة.

قال ريتربوش: “تم اعتبار هذه الحيوانات غريبة الأطوار وأخطاء”. “لكنها في الواقع خطة منفذة بشكل مثالي ، ملف توازن حلزوني.”

قال ريتربوش إنه حتى مع هذه الأسئلة ، فإن النموذج الجديد يبرز كيف أن الأشكال التي تبدو غريبة مثل ديديموسيراس ونيبونيت تشبه الأمونيت العادي أكثر مما قد تبدو.

وقالت: “إنها تضفي مصداقية على فكرة أن إنتاج حيوان لقذيفة كهذه لا يتطلب تحريك السماء والأرض”. “لن يتطلب الأمر قفزة تطورية غريبة بشكل لا يصدق.”

ظهر هذا المقال في الأصل بتنسيق اوقات نيويورك.



مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

زر الذهاب إلى الأعلى