لسنوات عديدة ، كان الباحثون يدرسون حديقة عامة في ولاية نيفادا ، ولكن على الرغم من جهودهم ، فإن سبب ارتفاع عدد وفيات الإكثيوصورات في المنطقة منذ حوالي 230 مليون سنة لا يزال لغزًا.

تقوم الحيتان الزرقاء والحدباء ، جنبًا إلى جنب مع عمالقة بحرية أخرى اليوم ، بهجرات طويلة بانتظام للوصول إلى المياه حيث تندر الحيوانات المفترسة في التكاثر والولادة. إنهم يميلون إلى التجمع عامًا بعد عام على طول نفس الامتدادات من الساحل.


دراسة جديدة قام بها فريق من العلماء من مختلف المؤسسات بما في ذلك جامعة يوتا، ال مؤسسة سميثسونيانو جامعة فاندربيلت، جامعة نيفادا جامعة ادنبره، ال جامعة تكساس في أوستنو Vrije Universiteit Brussels و جامعة أكسفورد، يشير إلى أنه قبل ما يقرب من 200 مليون سنة من تطور الحيتان العملاقة ، ربما قامت الزواحف البحرية المعروفة باسم الإكثيوصورات ، والتي كانت بحجم الحافلات المدرسية ، بهجرات مماثلة للتكاثر والولادة في بيئات أكثر أمانًا.

النتائج التي تم نشرها مؤخرًا في المجلة علم الأحياء الحالي، افحص سريرًا أحفوريًا غنيًا في متنزه برلين-إيكثيوصور العام الشهير (BISP) في غابة هومبولت تويابه الوطنية في نيفادا ، حيث يوجد العديد من الإكثيوصورات التي يبلغ طولها 50 قدمًا (Shonisaurus popularis) وضع متحجر في الحجر. شارك في تأليفها راندال إيرميس ، كبير أمناء NHMU وأمين علم الحفريات وأستاذ مشارك ، تقدم الدراسة تفسيراً معقولاً لكيفية تلبية ما لا يقل عن 37 من هذه الزواحف البحرية غاياتها في نفس المنطقة – وهو سؤال أثار حيرة علماء الحفريات لأكثر من نصف قرن.

كامل الأسنان والفكين الجزئي (UMNH VP 32539) للإكثيوصور Shonisaurus popularis من حديقة برلين إكثيوصور الحكومية ، نيفادا. هذه الحفريات الجديدة تثبت ذلك شونيسوروس كان حيوانًا مفترسًا في قمة نظامه البيئي. الائتمان: متحف التاريخ الطبيعي في ولاية يوتا / مارك جونستون

قال نيكولاس بينسون ، مؤلف مشارك وأمين متحف سميثسونيان الوطني للتاريخ الطبيعي: « نقدم دليلاً على أن هذه الإكثيوصورات ماتت هنا بأعداد كبيرة لأنها كانت تهاجر إلى هذه المنطقة لتلد لأجيال عديدة عبر مئات الآلاف من السنين ». « هذا يعني أن هذا النوع من السلوك الذي نلاحظه اليوم في الحيتان كان موجودًا منذ أكثر من 200 مليون سنة. »

على مر السنين ، اقترح بعض علماء الأحافير أن إكثيوصورات BISP – وهي حيوانات مفترسة تشبه الدلافين الكبيرة الحجم والتي تم تبنيها كأحفور لولاية نيفادا – ماتت في حدث جنوح جماعي مثل تلك التي تصيب أحيانًا الحيتان الحديثة ، أو أن المخلوقات تسممت بالسموم مثل من تكاثر الطحالب الضارة المجاورة. المشكلة هي أن هذه الفرضيات تفتقر إلى خطوط قوية من الأدلة العلمية لدعمها.

لمحاولة حل لغز ما قبل التاريخ هذا ، قام الفريق بدمج تقنيات علم الأحافير الأحدث مثل المسح ثلاثي الأبعاد والكيمياء الجيولوجية مع المثابرة القديمة في علم الأحافير من خلال فحص المواد الأرشيفية والصور الفوتوغرافية والخرائط والملاحظات الميدانية ودرجًا تلو الآخر من مجموعات المتحف للحصول على أشلاء من الأدلة التي يمكنها يمكن إعادة تحليلها.

نموذج ثلاثي الأبعاد لصورة Shonisaurus popularis سرير أحفوري في Quarry 2 في حديقة برلين إكثيوصور الحكومية ، نيفادا. تم ترميز العظام المتحجرة بالألوان حيث يتوافق كل لون مع هيكل عظمي مختلف. الائتمان: مؤسسة سميثسونيان

على الرغم من أن معظم مواقع الحفريات المدروسة جيدًا تقوم بالتنقيب عن الحفريات بحيث يمكن دراستها عن كثب من قبل العلماء في المؤسسات البحثية ، فإن عامل الجذب الرئيسي للزوار إلى حديقة BISP التي تديرها ولاية نيفادا هي مبنى يشبه الحظيرة يضم ما يسميه الباحثون Quarry 2 ، مجموعة من الإكثيوصورات التي تُركت مطمورة في الصخر ليراها الجمهور ويقدرها. يحتوي المحجر 2 على هياكل عظمية جزئية لما يقدر بسبعة إكثيوصورات فردية يبدو أنها ماتت جميعًا في نفس الوقت تقريبًا.

قال المؤلف الرئيسي نيل كيلي ، الأستاذ المساعد في جامعة فاندربيلت: « عندما زرت الموقع لأول مرة في عام 2014 ، كانت فكرتي الأولى هي أن أفضل طريقة لدراسته هي إنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد كامل الألوان وعالي الدقة ». « سيسمح لنا النموذج ثلاثي الأبعاد بدراسة الطريقة التي تم بها ترتيب هذه الحفريات الكبيرة فيما يتعلق ببعضها البعض دون فقدان القدرة على الانتقال من العظام إلى العظام. »

للقيام بذلك ، تعاون فريق البحث مع جون بلونديل ، عضو فريق البرنامج ثلاثي الأبعاد في مكتب برنامج الرقمنة في سميثسونيان ، وهولي ليتل ، مدير المعلوماتية في قسم علم الأحياء القديمة بالمتحف. بينما كان علماء الأحافير يقيسون العظام جسديًا ويدرسون الموقع باستخدام تقنيات علم الأحافير التقليدية ، استخدم ليتل وبلونديل الكاميرات الرقمية وماسحة ليزر كروية لالتقاط مئات الصور وملايين القياسات التي تم تجميعها معًا باستخدام برنامج متخصص لإنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد من السرير الأحفوري.

قال إرميس: « تجمع دراستنا بين الجوانب الجيولوجية والبيولوجية لعلم الأحافير لحل هذا اللغز ». « على سبيل المثال ، قمنا بفحص التركيب الكيميائي للصخور المحيطة بالحفريات لتحديد ما إذا كانت الظروف البيئية قد أدت إلى الكثير شونيسوروس في مكان واحد. بمجرد أن قررنا أنه لم يكن كذلك ، تمكنا من التركيز على الأسباب البيولوجية المحتملة « .



جمع الفريق عينات صغيرة من الصخور المحيطة بالحفريات وأجرى سلسلة من الاختبارات الجيوكيميائية للبحث عن علامات الاضطرابات البيئية. قام أحد الاختبارات بقياس الزئبق ، والذي غالبًا ما يصاحب نشاطًا بركانيًا واسع النطاق ، ولم يجد أي زيادة كبيرة في المستويات. فحصت اختبارات أخرى أنواعًا مختلفة من الكربون وتوصلت إلى أنه لا يوجد دليل على حدوث زيادات مفاجئة في المواد العضوية في الرواسب البحرية والتي من شأنها أن تؤدي إلى ندرة الأكسجين في المياه المحيطة (على الرغم من أن الإكثيوصورات ، مثل الحيتان ، تتنفس الهواء).

لم تكشف هذه الاختبارات الجيوكيميائية أي علامات على أن هذه الإكثيوصورات قد هلكت بسبب بعض الكارثة التي كان من الممكن أن تزعج النظام البيئي الذي ماتوا فيه. واصل فريق البحث النظر إلى ما وراء Quarry 2 إلى الجيولوجيا المحيطة وجميع الحفريات التي تم التنقيب عنها سابقًا من المنطقة.

تشير الأدلة الجيولوجية إلى أنه عندما مات الإكثيوصورات ، غرقت عظامها في النهاية في قاع البحر ، بدلاً من أن تكون على طول خط ساحلي ضحل بما يكفي لاقتراح الجنوح ، واستبعاد فرضية أخرى. والأكثر دلالة على ذلك ، أن الحجر الجيري في المنطقة والحجر الطيني كان ممتلئًا بالضخامة البالغة شونيسوروس العينات ، ولكن البحرية الأخرى الفقاريات كانت نادرة. الجزء الأكبر من الحفريات الأخرى في BISP تأتي من صغيرة اللافقاريات مثل المحار والأمونيت (أقارب حبار اليوم ذات القشرة الحلزونية).

« هناك الكثير من الهياكل العظمية للبالغين من هذا الهيكل صِنف في هذا الموقع ولا شيء آخر تقريبًا « ، قال بينسون. « لا يوجد فعليًا أي بقايا لأشياء مثل الأسماك أو الزواحف البحرية الأخرى التي يمكن لهذه الإكثيوصورات أن تتغذى عليها ، ولا يوجد أيضًا أي حدث شونيسوروس الهياكل العظمية. « 



قضت شبكة الجر الخاصة بالباحثين على بعض الأسباب المحتملة للوفاة وبدأت في تقديم أدلة مثيرة للاهتمام حول نوع النظام البيئي الذي كانت تسبح فيه هذه الحيوانات المفترسة البحرية ، لكن الأدلة لا تزال لا تشير بوضوح إلى تفسير بديل.

وجد فريق البحث جزءًا رئيسيًا من اللغز عندما اكتشفوا بقايا إكثيوصورات صغيرة بين الحفريات الجديدة التي تم جمعها في BISP والمختبئة داخل مجموعات المتحف القديمة. كشفت المقارنة الدقيقة للعظام والأسنان باستخدام فحوصات الأشعة المقطعية الدقيقة في جامعة فاندربيلت أن هذه العظام الصغيرة كانت في الواقع جنينية وحديثي الولادة. شونيسوروس.

« بمجرد أن أصبح واضحًا أنه لا يوجد شيء يمكنهم تناوله هنا ، وكان هناك بالغ كبير الحجم شونيسوروس إلى جانب الأجنة وحديثي الولادة ولكن ليس هناك أحداث ، بدأنا في التفكير بجدية فيما إذا كان هذا قد يكون مكانًا للولادة ، « قال كيلي.

وكشف أيضًا التحليل الإضافي للطبقات المختلفة التي تم العثور فيها على مجموعات مختلفة من عظام الإكثيوصورات أن أعمار الطبقات الأحفورية العديدة في BISP مفصولة بمئات الآلاف من السنين ، إن لم يكن الملايين.


قال بينسون: « إن العثور على هذه المواقع المختلفة مع نفس الأنواع المنتشرة عبر الزمن الجيولوجي بنفس النمط الديموغرافي يخبرنا أن هذا كان موطنًا مفضلاً عادت إليه هذه الحيوانات المفترسة الكبيرة التي تعيش في المحيطات لأجيال ». « هذه إشارة بيئية واضحة ، كما نجادل ، أن هذا كان مكانًا شونيسوروس كانت تلد ، تشبه إلى حد بعيد حيتان اليوم. الآن لدينا دليل على أن هذا النوع من السلوك عمره 230 مليون سنة « .

قال الفريق إن الخطوة التالية لهذا النوع من البحث هي فحص الإكثيوصورات الأخرى و شونيسوروس مواقع في أمريكا الشمالية مع وضع هذه النتائج الجديدة في الاعتبار للبدء في إعادة إنشاء عالمهم القديم من خلال البحث ربما عن مواقع تكاثر أخرى أو عن أماكن بها تنوع أكبر للأنواع الأخرى التي يمكن أن تكون مناطق تغذية غنية لهذا المفترس الرئيسي المنقرض.

« أحد الأشياء المثيرة في هذا العمل الجديد هو أننا اكتشفنا عينات جديدة من Shonisaurus popularis التي تحتوي على مادة جمجمة محفوظة جيدًا « . « جنبًا إلى جنب مع بعض الهياكل العظمية التي تم جمعها في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي والموجودة في متحف ولاية نيفادا في لاس فيجاس ، فمن المحتمل أن يكون لدينا في النهاية ما يكفي من المواد الأحفورية لإعادة بناء ما شونيسوروس يشبه الهيكل العظمي « .

عمليات المسح ثلاثية الأبعاد للموقع متاحة الآن للباحثين الآخرين للدراسة وللجمهور لاستكشافها عبر منصة سميثسونيان فوييجر مفتوحة المصدر ، والتي تم تطويرها وصيانتها من قبل أعضاء فريق Blundell في مكتب برنامج الرقمنة ، ويمكن لأي شخص التعمق في ذلك. الغوص باستخدام النموذج ثلاثي الأبعاد على: https://3d.si.edu/enter-sea-dragon.


قال بلونديل: « عملنا علني ». نحن لا نقوم فقط بمسح المواقع والأشياء وإغلاقها. نقوم بإنشاء هذه الفحوصات لإتاحة المجموعة للباحثين الآخرين وأفراد الجمهور الذين لا يستطيعون الوصول فعليًا إلى المتحف « .

المرجع: « سلوك التجميع في أ الترياسي مفترس قمة بحرية « بقلم نيل بي كيلي ، وراندال بي إيرميس ، وبايج إي دي بولو ، وباولا ج.نوبل ، ودانييل مونتاج جود ، وهولي ليتل ، وجون بلونديل ، وكورنيليا راسموسن ، ولورانس إم إي بيرسيفال ، وتامسين إيه ماذر ، ونيكولاس دي .بينسون ، 19 ديسمبر 2022 ، علم الأحياء الحالي.
DOI: 10.1016 / j.cub.2022.11.005

تم إجراء هذا البحث بموجب تصاريح بحث صادرة عن دائرة الغابات الأمريكية ومتنزهات ولاية نيفادا وتم دعمه بتمويل من مؤسسة سميثسونيان وجامعة نيفادا ورينو وجامعة فاندربيلت وجامعة يوتا.

تعد حديقة برلين إكثيوصور الحكومية جزءًا من غابة هومبولت تويابه الوطنية في جبال شوشون في غرب وسط ولاية نيفادا. تقع داخل أوطان أسلاف شعوب بايوت الشمالية وشوشون الغربية.