تطور الثدييات

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
Thrinaxodon , من شعبة سينودونت ، من أقرباء الثدييات من العصر الثلاثي المبكر.(عاش قبل نحو 200 مليون سنة)

تطور الثدييات (بالإنجليزية: evolution of mammals)

هي عملية حيوية نشأت تدريجيا انفصل خلالها بين فرعي صوروبسيدا و سينابسيدا، وبدأ ذلك النفصال خلال العصر الكربوني المتأخر قبل نحو 300 مليون سنة ولا يزال هذا التطور جاريا حتى وقتنا الحالي. وتشير الأحفورات إلى أنه أثناء العصر الثلاثي الأوسط تواجدت أشباه الحيوانات الثديية. ثم ظهرت بعد ذلك الثدييات "الحقيقية " خلال العصر الثالاثي المتأخر أو ربما في أوائل العصر الجوراسي.

عثر على أحفورات لحيوان سينودلفيس، وهو حيوان ثديي ذو كيس، عاش قبل 125 مليون سنة خلال العصر الطباشيري المبكر، وكان يعيش في نفس الوقت مع إيومايا الذي يعتبر أول الثدييات العليا. وبعدها بإثنين من ملايين السنين ظهر أيضا تينولوفوس أول الكظاميات وكان يعيش في المستنقعات.

بعد انقراض العصر الطباشيري-الثلاثي حيث انقرضت خلاله الديناصورات فكانت الطيور تعتبر خلائف الديناصورات. وتطورت الثدييات ذات أكياس (شبيهة الكنغر) والثدييات العليا خلال العصر الثلاثي، وتشعبت في رتب كثيرة واحتلت كل رتبة منها حيزا حيويا تستطيع العيش فيه. ومع نهاية العصر الثلاثي (الترياسي) تطورت منها جميع العائلات الثديية الحديثة.

طبقا لنظرية تطور الشعب تعتبر الثدييات هي خلائف السينابسيدات. وانفصلت السينابسيدا قبل ذلك منذ نحو 305 مليون سنة خلال العصر الكربوني من الصوروبسيدات (التي تشمل اليوم الزواحف والطيور) .[1] وأثناء العصر البرمي كانت السينابسيدات أكبر الحيوانات الفقرية على الأرض وأكثرها انتشارا.[2] الثدييات تلد والزواحف والطيور تبيض.

وخلال العصر الثلاثي أصبحت أركوصوريا -والتي كانت في السابق شعبة من الصوروبسيدات - أصبحت أكبر الفقريات على الأرض. وسادت الديناصورات التي نشأت من الأركوصورات في الأرض طوال الحقبة الوسطى ( تشمل العصور :الترياسي والجوراسي والطباشيري وتمتد من 250 مليون سنة إلى 65 مليون سنة سبقت ). وبسبب التغير البيئي وتغير المملكة النباتية خلال تلك الحقبة أضطرت الحيوانات شبيهة الثدييات إلى حياة تنشط فيها ليلا. وأدت تلك التطورات إلى نشأة حيوانات ذات صفات الثدييات مثل حرارة الجسم و ظهور الشعر و زيادة حجم الدماغ . واستطاعت بعض أجناس الثدييات خلال الحقبة الوسطى المتأخرة غزو مناطق بيئية جديدة. من أمثالها "كاستروكاودا " الذي كان يعيش في المياه، و"فولاتيكوثيريوم" الذي كان شبيها بالخفاش ويطير، و كذلك "ريبينوماموس" الشبيه بالديناصورات الصغيرة .

تعتمد معلوماتنا هذه على احفورات. وكان العثور على أحفورات لثدييات وما سبقها من طوائف مباشرة من الحقبة الوسطى نادراً في الماضي، ولكن منذ التسعينيات من القرن الماضي كثر العثور على أحفوراتها وعلى الأخص في الصين.

وعن طريق تقنيات جديدة مثل تقنية التشعب الجيني الجزيئي أصبح في مقدورنا فهم بعض تطور صفات الحيوانات الثديية التي أدت إلى ظهور أنواع جديدة تعيش معنا اليوم. ومع بعض التحفطات فإن نتائج تلك التقنيات تنطبق إلى حد كبير مع ما عثر عليه من حفريات وترتيبها.

وعلى الرغم من أن الغدد الثديية من صفات الثدييات إلا أن تطور الرضاعة في الحيوان لا يزال غامضاً. وكذلك لا زلنا لا نعرف الكثير عن تطور القشرة المخية الحديثة. وتركزت أعمال الباحثين في موضوع تطور الثدييات تطور الأذن الوسطى، التي نشأت عظامها الصغيرة من عظام الفك للسلويات التي عاشت قبلها. بعض الأبحاث الأخرى تركز على تطور الأرجل والذراعين، والتطور العظمي للحنك، والفراء، و الشعر و درجة حرارة الجسم.

تعريف الثدييات[عدل]

يمكن التعرف على أنواع الثدييات الحالية عن طريق الإناث التي تنتج حليباً.

مفاصل الفك لدى الثدييات وغير الثدييات . تكون عظمتي Quadratum و Articulare أصغر كثيرا في الثدييات واصبحتا جزءا من الأذن الداخلية. وفي الثدييات يتكون الفك السفلي من عظمة واحدة.

ولتصنيف أحفورة لا بد من وضع شروط أخرى حيث أن الغدد الثديية وغيرها من أعضاء الأنثى المكونة من أعضاء رخوة فهي لا توجد في الحفريات. ويستعين علماء الأحياء القديمة في التصنيف بالأذن الوسطى وهي في الثدييات الحالية وتشمل من ضمنها الثدييات ذات الكيس، ولكنها لا توجد في أشباه الثدييات (ثيرابسيدات) التي عاشت في العصر الثلاثي المبكر. توجد عظمتين للفك في السلويات وقد انزاحت عبر العصور الجيولوجية وكونت الأذن الوسطى من مطرقة وسندان فساعدت الثدييات على السمع.

كان للسلويات الأولية مفصل للفك مكون من "أرتيكولار" - وهو عظمة صغيرة في نهاية مؤخرة الفك السفلي - و عظمة "كوادراتوم" وهي عظمة صغيرة أيضا عند نهاية الفك العلوي. وجميع السلويات التي لا تنتمي إلى الثدييات مثل السحاليو التماسيح و الديناصورات وما جاء بعدهم من أحفاد، وكذلك الطيور و الثيرابسيدات، فجميعها يتميز بهذا المفصل الفكي. ولكن الثدييات تستخدم نظاما آخر للفك فهو يتكون من "دنتال" (عظمة الفك السفلي الحاملة للأسنان) وعظمة "سكواموسوم" (عظمة صغيرة من الجمجمة). وقد تحولت عظمتي كوادراتوم و أرتيكولار إلى عظمتي السندان والمطرقة في الأذن الوسطى.[3][4] وعلى عكس الفقريات الاخرى فتوجد في الثدييات بروزان أسفل الجمجمة يسمى لقمة القذالي متناسبان مع أعلى فقرة من العمود الفقري تحمل الرأس.[3]

وبغرض التعرف على الثدييات يعتمد علماء التاريخ الطبيعي على مفصل الفك بالإضافة إلى عظام الأذن الوسطى كأعضاء تميزها. وأما إضافة شروط أخرى قد توجد في أحياء مختلطة ( مثل مفصل فك من أحد أشباه الثدييات و أذن وسطى مع وجود لقمة القذالي لغير الثدييات في نفس الوقت) فهذا سوف يصعب التصنيف بلا داعي.

ويصعب أحيانا الفصل في التصنيف بين الزواحف والثدييات، عند وجود تغييرات طفيفة مرحلية قد تظهر فيما يسمى " أشكال انتقالية ".

التفرع الحيوي للثدييات[عدل]

التفرع الحيوي أسفله يبين تشعبا مبسطا للفقاريات رباعية الأطراف ، ثم تناقش أسفله بعض النقاط التي بختلف عليها العلماء: .


فقاريات رباعية الأطراف (تيترابودا) 
 سلويات 

 صوروبودا (زواحف + طيور)


 سينابسيدا ,
 بليكوصورات,
 ثيرابسيدا

ثدييات







 برمائيات



تغير البيئة النباتية خلال الترياسي[عدل]

عندما حدث انقراض العصر البرمي الترياسي انقرضت نحو 70% من الحيوانات الفقرية التي تعيش على اليابسة وكذلك انقرضت معظم النباتات على اليابسة. وكانت النتيجة هي انهيار النظام البيئي وبالتالي الموجود الغذائي للحيوانات الباقية.[5] واستغرقت فترة استعادة الطبيعة لحيوتها نحو6 مليون سنة. وتصارعت مجموعات الحيوانات على اكتساب غذائها ونموها بين المجموعات الأخرى، كان صراعا للبقاء. ومن ضمن تلك الحيوانات كانت السينودونتات والتي يبدو أنها كانت سائدة على الأرض عند نهاية العصر البرمي.

سحلية المجرفة Lystrosaurus, أحد الديسيدونتات التي لم تنقرض خلال انقراض العصر البرمي الترياسي ،(قبل 250 مليون سنة).

ولكن السينودونتات خسرت معركة البقاء ضد مجموعة من نوع كان يبدو ضعيفا من صوروبسيدات وهي مجموعة أركوصورات ( وينتمي إليها التماسيح و الديناصورات و الطيور). واما ما حدث للتغير في الطبيعة النباتية التي حدثت في ذلك الوقت فهي تسمى "التغير النباتي في الترياسي". ويفكر العلماء في عدة نظريات تكون هي المستدعية لذلك التغير. وأكثر تلك النظريات احتمالا هو أن الأركوصورات التي كانت تعيش في مناطق جافة خلال العصر الثلاثي المبكر (الترياسي السفلي) كانت أكثر مقاومة لقلة وجود المياه فكانت أكثر كفاءة للمعيشة من الحيوانات الأخرى المتصارعة معها على الغذاء (جميع الصوروبسيدات لها جلد من دون مسام ويخرجون حمض البوليك بينما تخرج الثدييات وربما أيضا الثيرابسيدات تخرجان البول - ولكي يبقى حمض البوليك سائلا فهو يحتاج إلى ماء أقل مما يحتاجه البول. )[6][7] وحدث التغير النباتي الترياسي عبر فترة تعتبر طويلة . وكانت مجموعات السينودونتات من آكلات اللحوم و نوع "ليستوصوريات " كانت الغالبة في أكل اللأعشاب؛ وعندما جاء الترياسي الأوسط فكانت الأركوصورات هي السائدة واحتلت الأنماط الحياتية للحيوانات آكلة اللحوم و النباتات.

ويبدو أن التغير النباتي خلال العصر الترياسي (العصر الثلاثي) هو العامل الأكبر في تطور السينودونتات إلى الحيوانات الثديية. فما جاء من أحفاد للسينودونتات فكانت حيوانت صغيرة تصتاد غذائها ليلا وتأكل الحشرات، وبهذا استطاعت البقاء.[8] ونتيجة ذلك هو الآتي :

ريبينوماموس كان يأكل الديناصورات الصغيرة. عاش قبل 130 مليون سنة.
  • كان تغير الثيرابسيدات الذي بدأ بتنوع في الأسنان وغلق جيد للفك وبسرعة، فساعده ذلك على اصتياد والإمساك بحيوانات "أرثروبودا" وكسر دروعها.
  • تحتاج المعيشة الليلية عزل أحسن للحرارة وتنظيم لدرجة حرارة الجسم ، ذلك لأن أسلاف الحيوانات الثديية كانت تخرج ليلا في البرودة لاصتياد غذائها.[9]
  • وكان من الضروري للبقاء على قيد الحياة التمتع بحاستي سمع وشم جيدتين.
    • وكان تطور الأذن الوسطى في الثدييات مهما، ونتج عنه مفصل فكي مناسب حيث انتقلت بعض العظام المكونة للفك إلى الأذن.
    • أصبح حجم المخ كبيرا حيث نمت حاستي السمع والشم بالمقارنة بنسبة حجم المخ إلى حجم الجسم. وفي نفس الوقت يحتاج المخ الأكبر إلى كمية أكبر من السعرات المتناولة مع الغذاء.[10][11] وبسبب زيادة احتياج المخ الكبير للغذاء فيستحسن اتجاه التطور تطور في العزل الحراري وتنظيم درجة حرارة الجسم، وكذلك استغلال أفضل للغذاء.
  • ولكن النشاط المعيشي الليلي فله مساويء بالنسبة إلى جودة الرؤية للألوان. فانقرضت اثنتين من الأربعة أوبسنات Opsin (بروتينات لونية توجد في الخلاليا النبوتية في شبكية العين ) - فمعظم الثدييات لا يري الألوان جيدا ، ونجد ذلك في أشباه القرود مثل الليمور.[12]

تطور أهم مجموعات الثدييات[عدل]

يبحث علماء التاريخ الطبيعي وعلماء تحليل الجينات الجزيئية أزمنة حدوث تغيرات وتفرعات ونوع التفرعات للحيوانات الثديية وعلى الأخص العليا منها التي بقيت حتى وقتنا الحاضر. في العادة يعتمد علماء التاريخ الطبيعي بتأريخ وجود مجموعة من الثدييات بحسب أقدم الأحفورات منها، والتي ما تحتص به من خصائص تجمع بينها. ويرى مد علماء تحليل الجينات الجزيئية أن التفرعات التطورية تكون قد انفصلت قبل أزمنة ما عثر عليه من أحفورات تخص مجموعة، وأن مجموعات كانت متشابهة في شكلها لكنها كانت تختلف بعض الشيء في جيناتها. وتمتد تلك البحوث والمناقشات أيضا إلى التعريفات ووصف كل مجموعة رئيسية عمن الثدييات العليا - ومثال عليها نجدهم يبحثون كل بطريقته في دراسة أفروثوريا محاولين التوصل إلى حل مرضي لهما.

التفرع الحيوي للثدييات العليا[عدل]

يعتمد علماء التحليل الجيني الجزيئي على جينات نوعية خاصة لدراسة تفرع الكائنات وهي طريقة قريبة من الطريقة التي يتبعها علماء الحفريات والتاريخ الطبيعي والتي تعتمد على صفات معينة للأحفورات التي يعثرون عليها، فإذا تماثلت جينات كائنين أكثر من تماثلهم مع كائن حي ثالث، فيكون من اللازم إعتبار هذان الكائنان متقاربان.

التفرع التالي يبين تفرع الثدييات العليا، مع ملاحظة أنه لا يحوي ثدييات منقرضة بسبب عدم إمكانية استخلاص جينات DNS من أحفورات.


Eutheria
Atlantogenata ("مواليد حول المحيط الأطلسي")

لاضرسيات (armadillos, anteaters, sloths)


وحشيات أفريقية

Afroinsectiphilia (golden moles, tenrecs, otter shrews)


unnamed


زبابيات الفيل (elephant shrews)



أنبوبيات الأسنان (aardvarks)



Paenungulata ("not quite ungulates")

حيتانيات (hyraxes)



خرطوميات (الأفيال)



خيلانيات (manatees, dugongs)






وحشيات شمالية ("northern true / placental mammals")
لوراسيات

قنفذيات (hedgehogs, gymnures)



زبابيات الشكل (moles, shrews, solenodons)



Cetartiodactyla (camels and llamas, pigs and peccaries, ruminants, whales and hippos)


Pegasoferae

آكل النمل الحرشفي (pangolins)



خفاشيات (bats)



لواحم (cats, dogs, bears, seals)



مفردات الأصابع (horses, rhinos, tapirs).




فوق رئيسيات
زغبيات

Lagomorpha (rabbits, hares, بيكاs)



قوارض (late عصر باليوسيني)(mice & rats, squirrels, porcupines)



Euarchonta

زنبابيات الشجر (زنبابيات الشجر)



Dermoptera (كولوجو)



رئيسيات (قرد الترسير, ليمور, سعدان, قرود والإنسان)






تقدير عمر تطور الثدييات العليا[عدل]

تصل دراسات االتحليل الجيني إلى أن معظم رتب الحيوانات الثديية قد تفرعت قبل نحو 100 إلى 85 مليون سنة، مع تفرع العائلات الموجودة في الوقت الحاضر في زمن طويل بعد ذلك خلال الإيوسين العلوي و العصر الميوسيني السفلي.[13]

بعض علماء الحفريات يعتقدون في عدم وجود أحفورات لثدييات عليا قبل انقراض العصر الطباشيري-الثلاثي. ولكن أحفورة "ميليستس غوبينسيس" Maelestes gobiensis التي يرجع تاريخها على نحو 75 مليون سنة سبقت تنتمي إلى اليوثيريا Eutheria, ولكنها ليست لحيوان ثديي عالي.[14]

كثير من أحفورات العصر الطباشيري تبين سحالي و سمندرات و طيور و حيوانات ثديية ولكن لا يوجد بينها حيوانات ثديية عليا. ومن المحتمل أنها لم توجد في تلك الأزمنة. [15] ومع ذلك فتوجد احفورات لحيوانات عاشت قبل 85 مليون سنة من نوع الحافريات والتي من الممكن ان تكون أسلاف ذوات الحافر الحالية.[16]

ويرجع تاريخ الاحفورات الخاصة بأسلاف الحيوانات الثديية المعاصرة غالبا إلى العصر الباليوسيني المبكر (قبل 55 مليون سنة)، وقليل منها ما عاش اسلافه في العصر الطباشيري، أي قبل انقراض الديناصورات قبل 65 مليون سنة. وبعض باحثين التاريخ الطبيعي العاملين في دراسة التحليل الجينى الجزيئي يستخدم الطرق الإحصائية من أجل تتبع توالي حفريات المجموعات الحيوانية الحديثة. وقد توصلوا إلى أن الرئيسيات قد نشأت خلال العصر الطباشيري المتأخر.[17] وتؤيد الدراسات الإحصائية التي أجريت على جدول الأحفورات أن الحيوانات الثديية قد تنوعت كثيرا وزادت أحجامها سريعا خلال العصر الباليوسيني المبكر قبل 55 مليون سنة.[18][19]

اقرأ أيضا[عدل]

المراجع[عدل]

  1. ^ "Amniota - Palaeos". اطلع عليه بتاريخ 2010-12-27. 
  2. ^ "Synapsida overview - Palaeos". اطلع عليه بتاريخ 2010-12-27. 
  3. ^ أ ب Mammalia: Overview - Palaeos
  4. ^ Cowen، R. (2000). History of Life. Oxford: Blackwell Science. صفحة 432. 
  5. ^ "Olenekian Age of the Triassic - Palaeos". اطلع عليه بتاريخ 2013-08-28. 
  6. ^ اكتب عنوان المرجع بين علامتي الفتح <ref> والإغلاق </ref> للمرجع Kermack1984
  7. ^ "The Triassic Period - Palaeos". اطلع عليه بتاريخ 2013-08-28. 
  8. ^ اكتب عنوان المرجع بين علامتي الفتح <ref> والإغلاق </ref> للمرجع Cynodontia_Overview
  9. ^ Ruben, J.A., and Jones, T.D. (2000). "Selective Factors Associated with the Origin of Fur and Feathers". American Zoologist. 40 (4): 585–596. doi:10.1093/icb/40.4.585. 
  10. ^ Raichle، M.E.؛ Gusnard، D.A. (2002-08-06). "Appraising the brain's energy budget". PNAS. 99 (16): 10237–10239. doi:10.1073/pnas.172399499. 
  11. ^ "Brain power". New Scientist. 2006. اطلع عليه بتاريخ 2010-12-27. 
  12. ^ Travis، J (2003). "Visionary research: scientists delve into the evolution of color vision in primates". Science News. 164 (15). تمت أرشفته من الأصل في 2012-07-08. 
  13. ^ Bininda-Emonds، O.R.P.؛ Cardillo، M.؛ Jones، K.E.؛ وآخرون. (2007). "The delayed rise of present-day mammals". Nature. 446 (446): 507–511. doi:10.1038/nature05634. 
  14. ^ Dinosaur Extinction Spurred Rise of Modern Mammals
  15. ^ Benton, M.J. (1999). "Early origins of modern birds and mammals: molecules vs. morphology". BioEssays. 21: 1043–1051. doi:10.1002/(SICI)1521-1878(199912)22:1<1043::AID-BIES8>3.0.CO;2-B. 
  16. ^ Archibald, J.D. (1996). "Fossil Evidence for a Late Cretaceous Origin of "Hoofed" Mammals". Science. 272 (5265): 1150–1153. doi:10.1126/science.272.5265.1150. اطلع عليه بتاريخ 2008-09-08. 
  17. ^ Martin، R.D.؛ Soligo، C.؛ Tavaré، S. (2007). "Primate Origins: Implications of a Cretaceous Ancestry" (PDF). Folia Primatologica. 78 (78): 277–296. doi:10.1159/000105145.  — Ein ähnliches Papier derselben Autoren ist kostenlos im Netz verfügbar: New light on the dates of primate origins and divergence
  18. ^ Alroy J. (1999). "The fossil record of North American mammals: evidence for a Paleocene evolutionary radiation". Systematic biology. 48 (1): 107–18. PMID 12078635. doi:10.1080/106351599260472. 
  19. ^ Archibald J.D., and Deutschman D.H. (2001). "Quantitative Analysis of the Timing of the Origin and Diversification of Extant Placental Orders". Journal of Mammalian Evolution. 8 (2): 107–124. doi:10.1023/A:1011317930838. اطلع عليه بتاريخ 2008-09-24.