توصلت الدراسة إلى أن تشريح ثلاثي الفصوص القديم محفوظ في صورة ثلاثية الأبعاد بسبب الانفجار البركاني

قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار حول الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.

سي إن إن
—

منذ حوالي نصف مليار سنة، أدى انفجار بركاني بالقرب من بحر ضحل فيما يعرف الآن بالمغرب إلى الحفاظ على بعض العينات الأكثر اكتمالا التي تم اكتشافها على الإطلاق من الكائنات البحرية الشبيهة بالحشرات والتي تسمى ثلاثية الفصوص، وكشف عن تفاصيل تشريحية لم يرها العلماء من قبل.

وفي غضون لحظات، اجتاح سيل من الرماد المحترق والغازات البركانية، يسمى تدفق الحمم البركانية، ثلاثيات الفصوص، ثم برد وتصلب. هلكت ثلاثيات الفصوص هناك، كما فعل الأشخاص الذين دُفنوا تحت الرماد في بومبي عام 79 بعد الميلاد، عندما ثار بركان جبل فيزوف.

ولمدة 515 مليون سنة، ظلت جميع آثار هذه الثلاثيات الفصوص مخفية، مدفونة في موقع يسمى تكوين تاتلت، في سلسلة جبال الأطلس الكبير. لكن فريقًا دوليًا من الباحثين استخدم مؤخرًا التصوير المقطعي الدقيق بالأشعة السينية عالي الدقة للنظر في طبقات المقابر ثلاثية الفصوص. كشف التحليل عن بصمات ثلاثية الأبعاد سليمة تقريبًا لأجسام الحيوانات المتبخرة داخل قطع من الصخور البركانية، حسبما أفاد العلماء في 27 يونيو في المجلة. علم.

ومن خلال عمليات المسح لهذه القوالب التي تعود إلى عصور ما قبل التاريخ، أعاد العلماء بناء نماذج رقمية ثلاثية الأبعاد، توضح تشريح ثلاثيات الفصوص بمستوى غير مسبوق من التفاصيل. حافظ التدفق البركاني الساخن الذي دفن ثلاثية الفصوص على بصمات الأنسجة الرخوة التي لا تتحجر عادة، بما في ذلك الأعضاء المعوية، وقرون الاستشعار، وهياكل التغذية، ومجموعات من الشعيرات الحسية، بالإضافة إلى أشواك صغيرة على زوائد ثلاثية الفصوص.

وقال المؤلف الرئيسي للدراسة: “إنه لأمر مدهش أن يكون هذا ثلاثي الأبعاد دون أي تغيير أو تشويه”. د. عبد الرزاق الالباني قال لشبكة سي إن إن. وقال إن عملية الحفظ التفصيلية أظهرت أن ثلاثية الفصوص كانت حيوانات متطورة من الناحية التشريحية، ولديها العديد من التعديلات المتخصصة للتغذية والتحرك في قاع البحر.

وكتب مؤلفو الدراسة أن التحليل الكيميائي لمستويات الأكسجين في الرواسب داخل العينات وحولها كشف أن أمعاء ثلاثية الفصوص كانت مليئة بالرماد، ومن المحتمل أن يتم ابتلاعها عندما اختنقت الحيوانات في سحب الرماد في مياه البحر.

تميل الطبقات الرسوبية إلى تسطيح الحفريات الهشة. ولكن بعد الثوران، دُفنت ثلاثيات الفصوص تحت ضغط مياه البحر الباردة الممزوجة بالرماد الساخن، مما أدى بسرعة إلى ترسيخ تدفق الحمم البركانية، مما ساعد على منع تشوه قوالب ثلاثية الفصوص والحفاظ على بصمة مثالية تقريبًا لأجسامها، كما يوضح الألباني أستاذ علوم الأرض بجامعة بواتييه بفرنسا.

وأضاف الألباني أن النتائج تسلط الضوء أيضًا على الحاجة الملحة لحماية المواقع الغنية بالحفريات في إفريقيا، مثل تكوين تاتلت. على عكس تكوين تاتلت، فإن بورغيس شيل، وهو موقع أحفوري هام من العصر الكامبري في كندا، معترف به كموقع للتراث العالمي لليونسكو. وقال الألباني إن مثل هذه الإجراءات الوقائية تساعد في ضمان بقاء البقايا المدفونة من الماضي البعيد للأرض في متناول الدراسة المستقبلية.

على مدار المائتي عام الماضية، حدد علماء الحفريات أكثر من 22000 نوع من ثلاثيات الفصوص من أماكن حول العالم كانت تغطيها المحيطات في السابق. كانت ثلاثية الفصوص من المفصليات، مثل الحشرات الحديثة والعناكب والمئويات والقشريات، وتطورت إلى مجموعة واسعة من الأشكال والأحجام قبل أن تنقرض منذ حوالي 252 مليون سنة. لا تنمو معظم أنواع ثلاثيات الفصوص أكثر من 1 بوصة (2.5 سم) في الطول، ولكن بعضها، مثل Hungoides bohemicus، قد نمت إلى أكثر من 12 بوصة (30.5 سم).

كانت لثلاثيات الفصوص هياكل خارجية صلبة تتحجر بشكل جيد بشكل عام. ومع ذلك، فإن الحفاظ على الأنسجة الرخوة في ثلاثية الفصوص المكتشفة حديثًا أمر نادر للغاية دكتورة ميلاني هوبكنزأمين مسؤول عن علم الحفريات اللافقارية في المتحف الأمريكي للتاريخ الطبيعي في نيويورك.

وقال هوبكنز، الذي يدرس ثلاثية الفصوص لكنه لم يشارك في البحث الجديد: “إن جزءًا صغيرًا فقط من أنواع ثلاثية الفصوص تم الحفاظ عليه جيدًا بما يكفي حتى نتمكن من مراقبة الزوائد”. وقالت: “إن مستوى التفاصيل المحفوظة في عينات تاتلت غير عادي للغاية، لدرجة أن هناك ميزات لم يتم ملاحظتها من قبل”. وأضاف هوبكنز أن مثل هذه الميزات ضرورية لفهم كيفية تطور السمات والأنواع الجديدة، ولتتبع العلاقات بين مجموعات المفصليات.

“كلما زادت التفاصيل التشريحية لدينا، كلما كانت استنتاجاتنا أفضل حول العلاقات بين المفصليات الأحفورية. »

عثر العلماء على أربع عينات من ثلاثية الفصوص وحددوا نوعين غير معروفين للعلم: Gigoutella mauretanica وProtolenus (Hupeolenus) – والثاني هو نوع لا يزال غير معروف ينتمي إلى جنس معروف وجنس فرعي. ويتراوح طول العينات بين 11 و26 ملم.

وقال الألباني: “هذه هي المرة الأولى التي نحافظ فيها على الشفة”، وهي بنية منتفخة تقع فوق الفم وتسمى أحيانا الشفة العليا في الحشرات. خلف الشفا، تم أيضًا الحفاظ على الشق الفموي بشكل جميل. في كل مكان كانت هناك زوائد منحنية رفيعة، ربما كانت تستخدم للتغذية، والتي لم يتم اكتشافها من قبل في حفريات ثلاثية الفصوص، وفقًا لمؤلفي الدراسة.

يثير اكتشاف هذه الهياكل أسئلة جديدة حول تنوع الزوائد الغذائية ثلاثية الفصوص. حول كيفية تأثير ذلك على ما تأكله ثلاثيات الفصوص وأين تعيش؛ وقال هوبكنز، وحول مدى تعرضهم للظروف البيئية المتغيرة إذا كان لديهم نظام غذائي متخصص للغاية.

حتى أن مفاجأة الانفجار البركاني الكامبري حافظت على آثار لجيران يتشاركون في الموائل البحرية لثلاثيات الفصوص. اكتشف فريق البحث أن ثلاثي الفصوص G. mauretanica كان لديه حيوانات صغيرة ذات قشريات تسمى ذراعيات الأرجل، يبلغ طولها حوالي 1 ملم، وتتشبث دائمًا بوجهها. وقال الألباني إن هذا المثال على التعايش (أنواع مختلفة من الحيوانات التي تعيش معًا) نادر جدًا أيضًا في السجل الأحفوري ثلاثي الفصوص.

وقال: “هذه نافذة فريدة على تاريخ حياة هذه العينة التي يعود تاريخها إلى 515 مليون سنة مضت”. “آمل أنه مع المزيد من الاكتشافات – من قبل فريقنا، من قبل فرق أخرى في المغرب – سوف نجد المزيد من العينات المختلفة، والتي ستمنحنا الفرصة لمعرفة المزيد عن تاريخ حياتها وتطورها. »

ميندي وايزبرجر كاتبة علمية ومنتجة إعلامية ظهرت أعمالها في مجلة Live Science وScientific American ومجلة How It Works.