מחקר חדש המשתמש בדימות מאובנים מתקדם מראה שייתכן שהפטרוזאורים הקדומים – הזוחלים המעופפים הראשונים – שלטו בתעופה כמעט מייד עם הופעתם, בלי להזדקק למוח גדול כמו אצל עופות
מחקר חדש המשתמש בדימות מאובנים מתקדם מראה שייתכן שהפטרוזאורים הקדומים – הזוחלים המעופפים הראשונים – שלטו בתעופה כמעט מייד עם הופעתם, בלי להזדקק למוח גדול כמו אצל עופות.
צוות חוקרים שבחן מאובנים קדומים, בראשות ביולוג אבולוציוני מ‑Johns Hopkins Medicine , מדווח כי ייתכן ששושלת של זוחלים גדולים שחיו כבר לפני 220 מיליון שנה, קיבלה את היכולת לעוף כבר בראשית קיומה. רעיון זה מנוגד למה שמקובל לחשוב על קרובי המשפחה הקדומים של העופות המודרניים, שנראה כי אימצו את התעופה בהדרגה, לצד גדילה בממדי המוח.
פרטי המחקר, שהתבסס על שיטות דימות מתקדמות לבחינת חללי המוח במאובני פטרוזאורים, פורסמו בכתב העתCurrent Biology . המחקר קיבל תמיכה חלקית מקרן המדע הלאומית של ארצות הברית NSF).
לפי ד"ר מתאו פאברי(Matteo Fabbri) , מרצה חבר לאנטומיה פונקציונלית ואבולוציה בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת ג׳ונס הופקינס, הממצאים מחזקים את ההנחה שהמוחות המוגדלים של העופות בני זמננו – ושחשבנו שגם אבותיהם הקדומים חלקו בהם – לא היו תנאי הכרחי שאִפשר לפטרוזאורים לעוף.
"המחקר שלנו מראה שהפטרוזאורים פיתחו תעופה בשלב מוקדם בקיומם, ושעשו זאת עם מוח קטן יותר, הדומה לזה של דינוזאורים אמיתיים שלא עפו", אומר פאברי.
הוא מוסיף שהפטרוזאורים היו מעופפים חזקים בתקופת הדינוזאורים. חלק מהמינים הגיעו למשקל של עד כ־500 פאונד, כלומר כ־230 קילוגרם, ומפתח (ומוטת) הכנפיים שלהם הגיעה לכ־30 רגל – כ־9 מטרים – מקצה כנף לקצה כנף. פטרוזאורים נחשבים לקבוצה המוקדמת ביותר מבין שלוש קבוצות החולייתנים המעופפים שפיתחו תעופה פעילה באופן בלתי תלוי: פטרוזאורים, עופות ועטלפים.
כדי לבדוק האם הפטרוזאורים הגיעו לתעופה בדרך שונה מזו של עופות ועטלפים, שיחזרו החוקרים את ההיסטוריה האבולוציונית שלהם ועקבו אחר השינויים בצורת המוח ובגודלו לאורך זמן. הם התמקדו במיוחד באונת הראייה, החלק במוח שאחראי על עיבוד המידע החזותי, אשר התרחבותו נחשבת למקושרת להתפתחות יכולות תעופה.
באמצעות סריקות CT ותוכנות דימות שאפשרו לחוקרים להפיק מידע על מערכת העצבים מתוך המאובנים, התמקד הצוות בקרוב המשפחה הקרוב ביותר של הפטרוזאורים, שתואר לראשונה בשנת 2016: הלגרפּטיד חסר התעופה, שחי על העצים בתקופת הטריאס לפני 242 עד 212 מיליון שנה. בשנת 2020 הראה מחקר אחר את הקרבה הרבה בין הלגרפּטידים לבין הפטרוזאורים.
"המוח של הלגרפּטיד כבר הראה תכונות הקשורות לשיפור הראייה, ובהן אונת ראייה מוגדלת. ייתכן שזו היתה הסתגלות שסייעה מאוחר יותר לקרוביהם הפטרוזאורים לכבוש את השמיים", אומר החוקר הראשי במאמר, ד"ר מריו ברונזטי (Mario Bronzati) מאוניברסיטת טיבינגן בגרמניה.
פאברי מציין שאונת ראייה גדולה יותר הופיעה גם אצל הפטרוזאורים עצמם. עם זאת, לדבריו, כמעט שלא נמצא דמיון נוסף בצורת המוח ובגודלו בין הפטרוזאורים לבין קרוביהם חסרי התעופה, הלגרפּטידים.
"נקודות הדמיון המועטות שאנחנו כן רואים, מעידות שככל הנראה הפטרוזאורים המעופפים, שהופיעו זמן קצר מאוד אחרי הלגרפּטידים, רכשו את יכולת התעופה בבת אחת בתחילת דרכם", אומר פאברי. "במילים אחרות, המוח של הפטרוזאורים השתנה במהירות, וכבר בראשית התפתחותם הם הצטיידו בכל מה שנדרש להם כדי להמריא".
לעומת זאת, סבורים שהעופות המודרניים פיתחו תעופה בתהליך הדרגתי יותר, צעד אחר צעד. הם ירשו מקרוביהם הקדומים תכונות כמו מוח קדמי (צרברום) מוגדל, מוחון (צרבלום) גדול ואונות ראייה מפותחות, ובהמשך הסתגלו (הותאמו) תכונות אלה לתמיכה בתעופה, אומר פאברי. תפיסה זו נתמכת גם בממצאים משנת 2024 ממעבדתה של ד"ר איימי בלאנוף (Amy Balanoff) , מרצה לאנטומיה פונקציונלית ואבולוציה ב‑Johns Hopkins Medicine שם הראו שהתרחבות המוחון היא מפתח ליכולת התעופה של עופות. המוחון, הממוקם בחלקו האחורי של המוח, אחראי בין השאר על ויסות ושליטה בתנועת השרירים.
"כל מידע שממלא את החסר בידע שלנו על מוחם של דינוזאורים ועופות חשוב להבנת התעופה והאבולוציה החושית‑עצבית בשושלות הפטרוזאורים והעופות", אומרת בלאנוף.
בשלב הבא השוו המדענים את חללי המוח במאובנים של קרוקודיליים קדומים (Crocodylians) ושל עופות קדומים שנכחדו, והשוו אותם גם לחללי המוח במאובני פטרוזאורים.
הם מצאו שמוחם של הפטרוזאורים כלל המיספרות (חצאי מוח) מוגדלות במידה בינונית, בגודל הדומה למוח שנמצא בדינוזאורים אחרים. דוגמאות לכך הן דינוזאורים דו‑רגליים דמויי עופות ממשפחת הטרואודונטים(Troodontids) , שחיו מן היורה המאוחר ועד לקרטיקון המאוחר לפני כ‑163 עד 66 מיליון שנה, וכן העוף העתיק ביותר הידוע לנו, ארכאופטריקס ליתוגרפיקה(Archaeopteryx lithographica) , שחי לפני כ‑150.8 עד 125.45 מיליון שנה. כל אלה נבדלו מן המוחות של העופות המודרניים.
פאברי אומר שבעתיד, ההבנה כיצד המבנה הפנימי של מוח הפטרוזאורים – ולא רק הגודל והצורה – אפשר את התעופה תהיה הצעד החשוב ביותר בדרך לגזירת "חוקי יסוד" ביולוגיים של תעופה.
עוד בנושא באתר הידען:
