נחש מאובן עם רגליים אחוריות שנמצא בארגנטינה משנה את ציר הזמן של האבולוציה

מאובן נחש בן כ-100 מיליון שנה, שהתגלה באזור פטגוניה בארגנטינה, מספק נתונים חסרי תקדים על המעבר האבולוציוני של זוחלים אלה. הדגימה, הנקראת בשמו המדעי Najash rionegrina, מציגה שימור גולגולת יוצא דופן ועדיין יש לה רגליים אחוריות שלמות. התגלית מאתגרת מושגים עתיקים בביולוגיה. הממצא מראה כי אובדן הגפיים התחתונות התרחש הרבה יותר לאט ממה שהמדע העריך בעבר.

חוקרים מאוניברסיטת אלברטה, קנדה, עבדו יחד עם מוסדות ארגנטינאים כדי לנתח את השרידים המאובנים. הצוות השתמש בטכנולוגיות סריקה ברזולוציה גבוהה כדי להסתכל בתוך הסלע מבלי לגרום נזק לחומר ההיסטורי. התוצאות מצביעות על כך שלנחשים הראשונים על הפלנטה היו גופים חזקים ופיות גדולים. המחקר משנה את התפיסה לגבי בית הגידול והתנהגות האכלה של אבותיהם של בעלי חיים אלה בתקופת הקרטיקון.

טכנולוגיית הטומוגרפיה משמרת חומר וחושפת אנטומיה

היישום של טומוגרפיה ממוחשבת היה בסיסי להצלחת המחקר הפליאונטולוגי. השיטה אפשרה למדענים ליצור מודלים תלת מימדיים של המבנים הפנימיים של המאובן. הסלע עטף חלקים עדינים של הגולגולת. מיצוי מכאני מסורתי יכול להרוס שברים חיוניים להבנת האנטומיה של החיה. טכנולוגיית רנטגן עקפה את הבעיה הזו. החוקרים הצליחו לדמיין את מסלולי העצבים, כלי הדם והפרק המדויק של העצמות בראש.

במהלך ניתוח התמונות שנוצרו על ידי המחשב, הצוות הבחין בנוכחות של עצם צווארית. מבנה זה מתפקד כמו עצם הלחי אצל בעלי חוליות. לנחשים מודרניים אין עצם זו בצורת הגולגולת שלהם. נוכחותו של הג’אגאל בריוניגרינה נג’אש מצביעה על כך שמבנה ראשם של זוחלים אלו עבר פישוט במשך מיליוני שנים. הגולגולת העתיקה הייתה נוקשה יותר ודומה לזו של לטאות היבשה.

השימור התלת מימדי של הגולגולת מציע תשובות לתעלומה בת יותר ממאה וחצי. מאז המחקרים האבולוציוניים הראשונים, המעבר האנטומי בין לטאות לנחשים יצר ויכוחים סוערים באוניברסיטאות. המאובן הארגנטינאי ממלא פער חשוב בציר הזמן הזה. הוא פועל כחוליה חסרה אנטומית. התמונות מוכיחות שההסתגלות לזחילה לא דרשה אובדן מיידי של מבנה עצמות פנים מורכב.

מאפיינים פיזיים של המינים המצויים בארגנטינה

ניתוח מפורט של המאובן גילה מאפיינים המרחיקים את המין ממודלים תיאורטיים קודמים. מבנה גופו של הנחש הפרהיסטורי מדגים הסתגלות ספציפית לציד בסביבות פני השטח. החיה לא הציגה את המגבלות הפיזיות הקשורות ליצורים תת-קרקעיים לחלוטין.

הנתונים שנאספו על ידי מדענים מדגישים נקודות חיוניות לגבי המורפולוגיה של הזוחל:

• לגולגולת היו מפרקים חזקים ופתח פה רחב כדי ללכוד טרף גדול יותר.
• הרגליים האחוריות היו פונקציונליות ושמרו על שימושיותן הביומכנית למשך תקופה ארוכה.
• היעדר רגליים קדמיות מאשר כי הפחתת הגפיים החלה בחלק הקדמי של הגוף.
• מבנה עמוד השדרה מעיד על זריזות לתנועה על קרקע יציבה ולא ישרה.
• עצם הצוואר חיברה את הלסת העליונה, והעניקה כוח נוסף לנשיכה.

מאפיינים אנטומיים אלו מראים על טורף יעיל המותאם היטב למערכת האקולוגית שלו. הנוכחות של הרגליים האחוריות לא הייתה רק שריד חסר תועלת. הגפיים עזרו לייצב את הגוף בזמן התנועה ואולי בזמן ההזדווגות. האבולוציה עיצבה את החיה לנצל את יתרונות הזחילה מבלי לוותר על כלים פיזיים עתיקים.

סוף התיאוריה של האב הקדמון העיוור והמחתרת

במשך עשרות שנים עבדה הקהילה המדעית על ההשערה שנחשים התפתחו מלטאות קטנות ועיוורות שחיו מתחת לאדמה. תיאוריה זו התבססה על האנטומיה של כמה מינים מודרניים של נחשים עיוורים, שיש להם גולגולות התמזגו ופיות זעירים. המאובן הפטגוני מפרק את הנרטיב הזה. ל-Rionegrina Najash היו עיניים מפותחות ומבנה פה שנועד לבלוע בעלי חיים בגודל ניכר.

החוקר פרננדו גרברוגליו, המחבר הראשי של המחקר שפורסם ב-2019, הדגיש את חשיבות התגלית לביולוגיה אבולוציונית. העבודה בוצעה בשיתוף פעולה עם פרופסור מייקל קאלדוול, מאוניברסיטת אלברטה. המחקר המשותף קבע כי אבותיהם של הנחשים המודרניים היו יצורי שטח. הם אכלסו מישורים ויערות, צדו באופן פעיל באור השמש. הסתגלות לחיים תת-קרקעיים התרחשה הרבה יותר מאוחר בשושלת של כמה מינים ספציפיים.

לפרסום התוצאות בכתב העת המדעי Science Advances הייתה השפעה רבה על מחלקות זואולוגיה. המאמר מפרט כיצד שושלת נג’אש שרדה במשך עשרות מיליוני שנים עם האנטומיה ההיברידית שלה. ההצלחה האקולוגית של המין מוכיחה שצורת הגוף הארוכה עם הרגליים האחוריות הייתה פונקציונלית ביותר. הטבע לא חיסל איברים במהירות. המעבר היה תהליך של כוונון עדין ללחצים הסביבתיים של התקופה.

תצורת קנדלרוס והתיעוד הגיאולוגי של פטגוניה

מיקום התגלית מוסיף רובד נוסף של רלוונטיות למחקר הפליאונטולוגי. תצורת קנדלרוס, הממוקמת במחוז ריו נגרו, היא אחד האתרים הגיאולוגיים העשירים ביותר בדרום אמריקה. האזור משמר משקעים מתקופת הקרטיקון המוקדם. הסביבה דאז התאפיינה במישורי שיטפונות ומדבריות עתיקים. תנאים אקלימיים וגיאולוגיים העדיפו את ההתאבנות המהירה של בעלי חיים שמתו באזור.

שימור שלדי נחשים מפרקים הוא אירוע נדיר ביותר בפליאונטולוגיה. העצמות של בעלי חיים אלה קלות ושבריריות. בדרך כלל, השרידים מפוזרים על ידי טורפים או נהרסים על ידי מזג האוויר לפני תחילת תהליך ההתאבנות. הדגימה של נג’ש ריונגרינה כוסתה במשקעים עדינים כמעט מיד לאחר המוות. הקבורה המהירה הגנה על המבנה התלת מימדי של הגולגולת ושמרה את עצמות הרגל האחוריות במקומן המקורי.

עבודת שטח בארגנטינה ממשיכה לחשוף חלקים מרכזיים בפאזל של התפתחות החולייתנים. מוסדות קנדיים ודרום אמריקה מקיימים שותפויות אקטיביות כדי לחקור את סלעי האזור. כל משלחת חדשה מחפשת שברים שיכולים לפרט יותר את החיות הקרטיקונית. המחקר של נג’ש ריונגרינה מציב סטנדרט חדש של מצוינות לחקר זוחלים עתיקים. ההבנה כיצד נחשים השיגו את צורתם הנוכחית עוזרת למדע למפות את יכולת ההסתגלות של החיים על פני כדור הארץ.