بيانات الديناصورات: هل يمكن لعظام الماضي العميق أن تساعد في التنبؤ بالانقراض في المستقبل؟ | علم الحفريات

أنايوجد في المتحف الميداني في شيكاغو، خلف سلسلة من الأبواب التي يمكن التحكم في الوصول إليها، حوالي 1500 عينة من أحفوريات الديناصورات. تسير عالمة الأحياء القديمة ياسمينا وايمان مباشرة أمام عظام الساق المبيضة – بعضها كبير مثلها – ولا تنظر إلى الحبل الشوكي السليم تمامًا، الملطخ باللون الأحمر بأكاسيد الحديد التي تملأ الفراغات التي كانت توجد فيها مواد عضوية في السابق. عيونها فقط تنظر إلى الحفريات ذات اللون البني الداكن: هذه هي الحفريات التي تحتوي على مادة عضوية محفوظة، وهي عظام تقدم رؤى غير مسبوقة حول الكائنات التي انقرضت منذ ملايين السنين.

يعد وايمان جزءًا من مجال علم الأحياء القديمة المزدهر، حيث يتطلع الباحثون إلى الماضي العميق للتنبؤ بمدى قابلية الانقراض في المستقبل. في الوقت الذي قد يكون فيه البشر على وشك أن يشهدوا انقراضًا جماعيًا سادسًا، فإن دراسة السجلات الأحفورية مفيدة بشكل خاص لفهم كيفية استجابة العالم الطبيعي للمشاكل قبل وصولنا: كيف تفاعلت الحياة على الأرض مع التغير البيئي بمرور الوقت، وكيف تكيفت الأنواع مع الكوكب. – التغيرات في درجات الحرارة، أو ما يمكن توقعه عندما تتغير الدورات الجيوكيميائية للمحيطات.

يقول وايمان: “هذا ليس شيئًا يمكننا محاكاته في المختبر أو ملاحظته بشكل هادف الآن في يومنا هذا”. “علينا أن نعتمد على أطول تجربة مستمرة.”

تo لاحظ تلك التجربة على مستوى الكوكب، حيث طور العلماء طرقًا جديدة لجمع المعلومات من عظام الماضي البعيد. بعد جمع حفرياتها، يضعها وايمان تحت المجهر الذي يطلق الليزر على العينة. تعرض قسمًا على شاشة جهاز الكمبيوتر الخاص بها، أكبر بـ 50 مرة من حجمه الأصلي، وتتحرك عبر سطح الحفرية حتى تجد بقعة داكنة ذات سطح مخملي على ما يبدو – هذه هي المادة العضوية المتحجرة.

يطفئ ويمان أضواء الغرفة، وتسلط نقطة صغيرة من أشعة الضوء على الحفرية، ويبدأ خط منحني في الظهور على شاشة الكمبيوتر. يتفاعل كل مركب بشكل مختلف مع الليزر، وتشير النتوءات الموجودة في هذا الخط عبر مخططها إلى أنها نجحت في العثور على المواد العضوية. “هذا جميل” ، كما تقول. ستحتاج إلى مراجعة البيانات لاحقًا، لكن هذا من شأنه أن يكشف ما إذا كانت العينة الموجودة تحت مجهرها دافئة أم باردة الدم.

باستخدام هذه الطريقة، درس وايمان متى ظهر الدم الدافئ في فترة الانقراض الجماعي البرمي-الثلاثي (الأكبر في التاريخ) والطباشيري-باليوجيني (عندما انقرضت الديناصورات). لقد تم بالفعل إثبات أن الدم الدافئ هو أحد العوامل التي جعلت الأنواع أقل عرضة للانقراض، حيث يمكنها تنظيم درجة حرارتها الداخلية في المناخات المتغيرة. لكن وايمان وجد نتيجة جديدة، وهي أن العديد من الحيوانات طورت ذوات الدم الحار بشكل مستقل بعد كل من هذه الانقراضات. وقد يكون لذلك آثار على كيفية تكيف الحيوانات وإيجاد المرونة مع ارتفاع درجة حرارة الكوكب.

وتقول: “إذا أردنا، بأي شكل من الأشكال، حتى على المدى القصير، تقديم تنبؤات ذات معنى، علينا أن نثبت أننا نفهم هذه العمليات”.

ياكان مايكل ماكيني من أوائل الأشخاص الذين كتبوا عن الجمع بين الأساليب البيئية وعلم الحفريات للتنبؤ بقابلية الانقراض، وهو الآن مدير الدراسات البيئية في جامعة تينيسي. وبعد تخرجه بشهادة في علم الحفريات، بدأ العمل، لكنه يقول إنه ظل يشعر بالحاجة إلى أن يصبح أكثر أهمية. يقول: “أنا أحب الديناصورات، الصورة الكبيرة”. “لكنني ظللت أفكر أنه يمنحنا سياقًا رائعًا، لكنه لم يعلمني الكثير حتى أتمكن من التقدم مباشرة إلى المشكلات العاجلة.”

ومضى ماكيني في إنشاء قسمه الحالي، الذي يدمج الجيولوجيا والبيئة. والآن، يرى أن علم الأحياء القديمة مفيد للتنبؤ بما سيحدث. لكن فهم ما يجب فعله حيال ذلك أمر أكثر صعوبة.

ويقول: “إذا فكرت فيما سيكون عليه العالم بعد 1000 عام من الآن، فأعتقد أن الوقت العميق يمكن أن يساعدنا في الإجابة على هذا السؤال”. “ولكن إذا كنت قلقًا بشأن حقيقة اختفاء غابات الأمازون المطيرة في العشرين عامًا القادمة، فأنا متشكك في أن الوقت العميق يمكن أن يخبرنا بذلك”.

ويقول إن البشر وجدوا طرقًا جديدة لدفع الأنواع إلى الانقراض، بدءًا من الحمام الزاجل وحتى طائر الدودو. “نحن نعمل وفقًا لقواعد لا تنطبق حقًا على الماضي. الأشياء التي نقوم بها سريعة جدًا ولا يمكن التنبؤ بها.”

لكن الزمن العميق يمكن أن يقدم نظرة ثاقبة حول كيفية استجابة الأنواع للتغيرات النظامية الكبيرة جدًا – مثل التغيرات في درجات الحرارة التي نشهدها الآن. تستخدم إيرين سوب، أستاذة علم الأحياء القديمة في جامعة أكسفورد، مجموعات بيانات كبيرة للنظر في أنماط الانقراض في السجل الأحفوري لمعرفة السمات التي تجعل الأنواع أكثر عرضة للخطر.

في بحث حديث نُشر في مجلة Science، تساءلت هي وزملاؤها عما إذا كانت السمات الجوهرية، بما في ذلك حجم الجسم وحجم النطاق الجغرافي، أكثر أو أقل أهمية في التنبؤ بالانقراض من العوامل الخارجية مثل تغير المناخ. يقول سوب: “لم ينظر أحد إلى هذا السؤال من قبل”. أظهرت الأبحاث السابقة أن الحيوانات الأكبر حجمًا عادة ما تكون أقل عرضة للانقراض في البيئات البحرية ولكنها أكثر عرضة للانقراض على الأرض، كما أن “أحجام النطاق” الأكبر – المسافة التي يتم توزيع الأنواع عليها – تساعد الأنواع على تجنب الانقراض.

وقد تمكن الفريق من الوصول إلى قاعدة بيانات رقمية للنظر في 290 ألف حفرية من اللافقاريات البحرية على مدار الـ 485 مليون سنة الماضية، واستخدموا نماذج لإعادة بناء المناخ خلال تلك الفترة. ووجدوا أن حجم النطاق الجغرافي كان أهم مؤشر للانقراض، ربما بسبب ترابطه مع عوامل أخرى مرتبطة بانخفاض خطر الانقراض. يشير حجم النطاق الكبير إلى أن الحيوان جيد أيضًا في التحرك لمسافات أكبر، وإذا كان النوع منتشرًا على نطاق واسع، فمن المحتمل ألا يؤثر تغير المناخ الإقليمي في منطقة واحدة على جميع السكان. ووجد الفريق أن جميع السمات الجوهرية التي بحثوها، بالإضافة إلى تغير المناخ، كانت مهمة في التنبؤ بالانقراض.

يقول سوب: “حتى لو كان لدى نوع ما سمات تجعله عادةً مقاومًا لتغير المناخ والانقراض، إذا كان حجم تغير المناخ كبيرًا بما يكفي، فسوف يظل منقرضًا”. “أعتقد أنها رسالة مهمة جدًا في يومنا هذا.”

عندما يتعلق الأمر بمواجهة احتمال انقراض مستقبلي بدرجة غير معروفة حتى الآن، يقول سوب إن الأرض تتمتع بمزايا لم تكن تتمتع بها من قبل. فمن ناحية، لم نعد نعيش في قارة عملاقة واحدة، مما يعني أن المناخ ينظم بشكل أفضل ويمنع المناطق الداخلية القارية من أن تصبح شديدة الحرارة والجفاف. ومع ذلك، كما هو الحال مع ماكيني، فإنها تشعر بالقلق من أن الموارد محدودة وأن البشر لديهم تأثير غير متناسب على التنوع البيولوجي.

وتقول: “في الماضي، عندما حدثت هذه التغيرات المناخية الكبرى، على الرغم من أنها كانت مدمرة للتنوع البيولوجي، كان لدى الأنواع الوقت، وكان لديها الموارد اللازمة للانتعاش في نهاية المطاف”. “اليوم، نحن قلقون من أن هذه التغيرات المناخية ستستمر، ولكن ليس هناك مجال – هناك موارد أكثر محدودية للأنواع للتعامل مع تلك التغييرات.”

يمكنك العثور على المزيد من تغطية عصر الانقراض هنا، وتابع مراسلي التنوع البيولوجي فيبي ويستون و باتريك جرينفيلد على X للحصول على أحدث الأخبار والميزات