یک نوزاد فسیلی به دانشمندان کمک کرد تا چگونگی رشد پستانداران پس از انقراض دایناسورها را توضیح دهند

تبریز امروز:

شصت و دو میلیون سال پیش مادری نوزادی به دنیا آورد. با غلبه بر شوک تولد در عرض چند دقیقه، کودک شروع به کاوش در دنیای اطراف خود کرد. نوزاد از مادرش شروع به شیر خوردن کرد، غریزه ای طبیعی که همه حیوانات هم نوع خود یعنی پستانداران مشترکند.

هر روز رشد کرد و پس از یک یا دو ماه، شروع به تغذیه برای خود با رژیم غذایی از شاخه ها و برگ ها کرد. اندکی بعد می توانست مستقل شود، اما فاجعه رخ داد. تنها پس از دو ماه و نیم مرد.

اما داستان این کودک به همین جا ختم نمی شود. زیرا 62 میلیون سال بعد، عموزاده های دور (انسان) اسکلت آن را که در صحرای خشن نیومکزیکو، در جنوب غربی ایالات متحده فسیل شده بود، کشف کردند.

به عنوان گونه ای از پستانداران اولیه، حیوانی خرس مانند به نام Pantolambda bathmodon طبقه بندی می شود. گروهی که این گونه به آن تعلق دارد (پانتودونتا) در عصر ائوسن، حدود 10 میلیون سال پس از تولد نوزاد فسیلی منقرض شد و هیچ نسل زنده‌ای باقی نگذاشت.

من و یک تیم بین المللی از دانشمندان از استخوان ها و دندان های آن استفاده کردیم تا زندگی آن را با جزئیات بی سابقه فاش کنیم. و نتایج ما ممکن است به توضیح چگونگی تصرف پستاندارانی مانند پانتولامبدا پس از انقراض دایناسورها در 66 میلیون سال پیش کمک کند.

ردپای تاریخ
اسکلت شما داستان زندگی شما را بازگو می کند. خطوط ریز که در درون مواد معدنی غلیظ لبخند مرواریدی شما محبوس شده اند، هر روز از رشد دندان های شما را نشان می دهند که در بیشتر عمر شما به سمت داخل رشد می کنند.

شیمی آنها رژیم غذایی شما را نشان می دهد. بلوک های ساختمانی عنصری از رژیم غذایی شما برای ساختن بافت های شما بازیافت می شوند و اثر انگشت شیمیایی اصلی خود را حفظ می کنند. استخوان‌های شما مانند درختان رشد می‌کنند و حلقه‌های سالانه از خود باقی می‌گذارند.

بنابراین اسکلت شما به‌عنوان یک ژورنال عمل می‌کند و برخی از رویدادهای مهمی که تجربه می‌کنید، مانند تولد، گرسنگی یا جراحات را ثبت می‌کند. دانشمندان می‌توانند این تقویم را با برش استخوان‌ها و دندان‌ها به صورت برش‌های نازک کاغذی آشکار کنند - آنقدر نازک که نور بتواند از آن بتابد.

خطوط مینای دندان یا خطوط رشد. جی فانستون
ما این کار را برای فسیل نوزاد پانتولامبدا به همراه چند بزرگسال انجام دادیم. رشد روزانه دندان های نوزاد دو ماه و نیم را ردیابی کردیم. این به ما می‌گفت که دندان‌های آن به سرعت رشد می‌کنند و برخی در عرض دو ماه تشکیل می‌شوند. برخی دیگر مانند دندان های آسیاب بزرگ تا شش ماه طول می کشد (تشکیل دندان های آسیاب ما سه سال طول می کشد).

اما دندان‌هایش چیز مهم‌تری را آشکار کردند. مانند بسیاری از تقویم‌های خودمان، یک روز بزرگ برجسته بود: تولد آن. یک خط تولد مشخص روز تولد این نوزاد را مشخص کرد و همین خط در دندان های پانتولامبدا بالغ نیز ظاهر شد، که نشان می دهد دندان های بالغ قبل از تولد شروع به شکل گیری کرده اند.

تصویر میکروسکوپی از دندان فسیلی، فلش خط تولد را نشان می دهد. گرگوری فانستون، نویسنده ارائه شده است
تجزیه و تحلیل ما نشان داد که نوزادان پانتولامبدا با مجموعه کاملی از دندان‌های شیری متولد می‌شوند و دندان‌های بالغ آن‌ها ظرف یک سال پس از تولد جایگزین این دندان‌ها شده‌اند. اکثر پستانداران امروزه دندان های شیری دارند، اما معمولاً برای سال ها جایگزین نمی شوند. ما همچنین با ترسیم تغییرات شیمیایی دندان به زندگی اولیه پانتولامبدا عمیق‌تر نگاه کردیم. برای این کار به لیزر نیاز داشتیم.

ما دندان را ذره ذره با استفاده از لیزر میکروسکوپی تبخیر کردیم. مانند یک سوزن روی وینیل، لیزر رکوردی از تغییرات شیمیایی که بدن ما در هنگام تولد، پرستاری و از شیر گرفتن ما متحمل می شود را نشان می دهد. با تطبیق این رکورد با جدول زمانی ما از نشانه‌های رشد روزانه، توانستیم تعیین کنیم که مادران پانتولامبدا چه مدت باردار بوده‌اند و نوزاد چند روز شیر داده است.

چیزی که یاد گرفتیم
مطالعه ما، اولین مورد از نوع خود در یک پستاندار فسیلی، نشان داد که پانتولامبدا یک بارداری طولانی (هفت ماه) و یک دوره شیردهی کوتاه (یک تا دو ماه) داشته است. این داده ها همچنین نشان می دهد که طول عمر پانتولامبدا بسیار کوتاه بوده است، چهار تا پنج سال، که برخی از آنها به حدود ده سال می رسد.

این سبک زندگی شبیه به پستانداران جفتی است، گروهی که شامل ما می شود. این اولین شواهد از این نوع سبک زندگی در آثار فسیلی است.

جفت ها به خاطر جفت های ما، درست حدس زده اید، خاص هستند. در حالی که بسیاری از پستانداران و حتی انواع دیگر حیوانات (مثلاً ماهی) جفت دارند، ما و خویشاوندانمان جفت توسعه یافته تری داریم.

کلاه تغذیه بهتر، دفع مواد زائد و محافظت از جنین را فراهم می کند.

این جنبه آخر بسیار مهم است. سایر پستانداران ممکن است حاملگی طولانی نداشته باشند زیرا سیستم ایمنی مادر می تواند جنین را در صورت بزرگ شدن بیش از حد طرد کند. جفت خاص ما از این اتفاق جلوگیری می‌کند، و مطالعه ما نشان می‌دهد که پانتولامبدا نیز باید آن را داشته باشد.

بارداری های طولانی تر به پستانداران جفتی اجازه می دهد تا نوزادان بزرگتری به دنیا بیاورند، که ما فرض می کنیم میانبری برای رسیدن به اندازه های بزرگتر در بزرگسالی است. آنها بزرگتر و سریعتر از انواع دیگر پستانداران شدند.

اینها کیسه‌داران کیسه‌دار (شامل کانگوروها و کوالاها) و مونوترم‌های تخم‌گذار (مانند پلاتی پوس نوک اردک) هستند. اما داستان، مثل همیشه در علم، واضح نیست. یک مطالعه اخیر نشان داد که یک گروه پستانداران منقرض شده، چند غده کوچک و جونده مانند، به نظر می رسد که تولید مثل جفت مانند یا حداقل دوره های شیردهی کوتاه مانند پانتولامبدا داشته اند.

ما اکنون تاریخ زندگی پانتولامبدا را تقریباً بهتر از هر پستاندار فسیلی دیگری می دانیم. در واقع، ما احتمالاً تاریخ زندگی پانتولامبدا را بهتر از برخی پستانداران نادری که امروزه در اطراف وجود دارند (مثلاً یکی از چندین گونه خفاش اخیراً کشف شده) می دانیم. و این به گونه‌های اولیه جفتی مانند پانتولامبدا است که به خاطر تنوع خیره‌کننده پستانداران امروزی در اطرافمان سپاسگزاریم.

اگرچه پستاندارانی که همزمان با پانتولامبدا زندگی می کردند به سرعت تکامل یافتند که ما برای ردیابی شجره نامه آنها در تقلا هستیم، اما می دانیم که آنها اولین اکوسیستم های تحت سلطه پستانداران را ایجاد کردند. این بازماندگان فروتن که زمین را به ارث برده‌اند، از این فرصت بهترین استفاده را کردند و یکی از بزرگ‌ترین سلسله‌هایی را که این سیاره تاکنون دیده است، تأسیس کردند.