اختاپوس های غول پیکر کرتاسه؛ فرمانروایان پنهان اعماق اقیانوس های باستانی
به گزارش مجله بیزبینگ، تصور کنید در اقیانوسی تاریک و عمیق شنا می کنید که در آن سایه ای به طول یک نهنگ، نه با دندان های تیز، بلکه با بازوهایی نیرومند و هوشی سرشار در پی شکار است. مدت ها پیش از آنکه کوسه های غول پیکری مثل مگالودون لرزه بر اندام ساکنان دریا بیندازند، موجوداتی شبیه به کراکن های افسانه ای در دوران کرتاسه بر قلمروهای آبی حکمرانی می کردند.
پژوهش های تازه روی فسیل های باقیمانده نشان می دهد که این اختاپوس های باستانی با طول خیره نماینده 19 متر، یکی از بزرگ ترین بی مهرگان تاریخ زمین بوده اند. این موجودات نه تنها از نظر میزان با خزندگان دریایی غول پیکر برابری می کردند، بلکه به چنان آرواره های قدرتمندی مجهز بودند که می توانستند اسکلت سخت طعمه های خود را در هم بشنمایند.
کشف این شواهد تازه در ژاپن، پرده از فصلی ناشناخته در تاریخ تکامل برداشت که در آن نرم تنان به رقبای اصلی مهره داران تبدیل شدند. این اختاپوس های غول پیکر کرتاسه با تکیه بر مغز پیشرفته و قدرت بدنی بی نظیر خود، به شکارچیان رأس هرمی تبدیل شدند که اقیانوس ها را به لرزه درمی آوردند. علم امروز با استفاده از فناوری های دیجیتال توانسته است صدای خاموش این هیولاهای باستانی را از دل سنگ های میلیون ساله بیرون بکشد. اکنون می دانیم که اسطوره هایی مانند کراکن، ریشه هایی واقعی و بسیار وحشتناک تر در اعماق تاریخ داشته اند.
01
ظهور هیولاهای بی مهره در عصر خزندگان
در دورانی که دایناسورها بر خشکی قدم می زدند، اعماق دریاها شاهد ظهور موجوداتی بود که تا پیش از این تنها در افسانه های دریانوردان متصور بودند. پژوهشگران دانشگاه هوکایدو در ژاپن با تحلیل بیش از 20 فسیل متعلق به اواخر دوره کرتاسه، شواهدی از اختاپوس های غول پیکری یافته اند که طول آن ها به 19 متر می رسیده است. این میزان نه تنها آن ها را به بزرگ ترین بی مهرگان توصیف شده تا به امروز تبدیل می نماید، بلکه آن ها را در جایگاهی برابر با شکارچیان بزرگ الجثه آن موقع قرار می دهد. این اختاپوس ها که بین 100 تا 72 میلیون سال پیش در دریاها پرسه می زدند، با از دست دادن اسکلت های سطحی خود و تقویت آرواره ها، مسیری تکاملی را طی کردند که آن ها را به ماشین های شکار هوشمند تبدیل کرد. این یافته ها ثابت می نمایند که برخلاف تصورات قبلی، نرم تنان بسیار زودتر از آنچه فکر می کردیم به ابعاد غول آسا دست یافته اند.
02
استخراج دیجیتال؛ بازخوانی تاریخ از دل سنگ
بدن نرم اختاپوس ها معمولاً بلافاصله پس از مرگ تجزیه می شود و به ندرت به فسیل تبدیل می شود؛ به همین علت است که بخش بزرگی از تاریخ آن ها از نگاه دانشمندان پنهان مانده بود. تنها بخش هایی که شانس فسیل شدن دارند، منقارها یا آرواره های سخت این موجودات هستند که برای تکه تکه کردن طعمه ها طراحی شده اند. تیم پژوهشی به رهبری شین ایکگامی، از روشی نوین به نام استخراج دیجیتال فسیل استفاده کردند که در آن نمونه های سنگی را لایه برداری نموده و با استفاده از هوش مصنوعی، ساختار داخلی فسیل ها را بازسازی کردند. از میان 27 فسیل آنالیز شده، 12 مورد به وسیله این فناوری تازه شناسایی شدند که پیش از این در مجموعه های موزه ای نادیده گرفته شده بودند. این روش به دانشمندان اجازه داد تا بدون تخریب فیزیکی نمونه ها، به جزئیات خیره نماینده ای از ساختار دهانی و ابعاد واقعی این موجودات دست یابند.
03
گونه های تازه و رقابت با مگالودون
تحلیل های دقیق نشان داد که این فسیل ها متعلق به دو گونه از اختاپوس های باله دار به نام های Nanaimoteuthis jeletzkyi و N. haggarti هستند. گونه دوم ابعاد خیره نماینده ای داشته و بر اساس نسبت میزان منقار به بدن در گونه های امروزی، طول آن تا 19 متر برآورد شده است. برای درک بهتر این عظمت، باید بدانیم که مگالودون معمولاً بین 13 تا 18 متر طول داشت و بزرگ ترین موزازورها به 17 متر می رسیدند. حتی امروزه بزرگ ترین سرسرانجام دنیا مانند اسکوئیدهای غول پیکر تنها به 12 یا 13 متر می رسند. این بدان معناست که اختاپوس های غول پیکر کرتاسه حتی از غول های دریایی مدرن نیز بزرگ تر بوده اند. اگرچه این اختاپوس ها هم زمان با مگالودون زندگی نمی کردند، اما از نظر توانمندی های فیزیکی و ابعاد، رقبای جدی برای بزرگ ترین درندگان تاریخ زمین محسوب می شدند.
04
هوش سرشار و رفتار شکارچی گری
یکی از شگفت انگیزترین یافته های این پژوهش، کشف الگوهای ساییدگی نامتقارن در آرواره های این اختاپوس هاست. این پدیده نشان دهنده ترجیح حیوان برای استفاده از یک سمت خاص از دهان خود است که در زیست شناسی به آن دست سانی یا لترالیتی می گویند. این رفتار مستقیماً با توسعه یافتگی بالای مغز و شناخت پیچیده مرتبط است. این موضوع ثابت می نماید که اختاپوس های اولیه نه تنها جثه ای بزرگ داشتند، بلکه از هوش بسیار بالایی نیز برخوردار بودند که با مهره داران پیشرفته برابری می کرد. قدرت گاز گرفتن این موجودات به قدری زیاد بوده که می توانستند سخت ترین صدف ها و اسکلت های استخوانی را خرد نمایند. این ترکیب از هوش و قدرت بدنی، آن ها را به کابوسی واقعی در اقیانوس های باستانی تبدیل نموده بود که می توانستند استراتژی های پیچیده ای برای شکار به کار ببندند.
05
تکامل همگرا؛ وقتی زره ها فرو می ریزند
پژوهشگران بر این باورند که غول پیکری این اختاپوس ها نتیجه مستقیم تکامل به وسیله حذف بخش های سخت بدن بوده است. در حالی که مهره داران دریایی زره های سنگین خود را از دست دادند تا سریع تر شنا نمایند، سرسرانجام نیز صدف های خارجی خود را به حداقل رسانده یا کاملاً از دست دادند. این تغییرات ساختاری به هر دو گروه اجازه داد تا عملکرد شناوری و میزان بدن خود را به حداکثر برسانند. این فرآیند که تکامل همگرا نامیده می شود، نشان می دهد چگونه طبیعت در پاسخ به احتیاجهای محیطی مشابه، راهکارهای یکسانی را در موجودات کاملاً متفاوت به کار می برد. اختاپوس ها با فدا کردن زره دفاعی خود، به سرعت و مانورپذیری دست یافتند که برای تبدیل شدن به یک شکارچی رأس هرم ضروری بود. این دوره از تاریخ زمین، شاهد حکمرانی کوتاه اما وحشتناک اختاپوس هایی بود که مرزهای میان مهره داران و بی مهرگان را جابه جا کردند.
06
چرا غول پیکری در اعماق رخ می دهد؟
پدیده غول پیکری در اعماق دریا (Deep-sea gigantism) یکی از معماهای بزرگ زیست شناسی است که به خوبی در اختاپوس های غول پیکر کرتاسه دیده می شود. در محیط های عمیق و سرد، متابولیسم حیوانات کاهش یافته و عمر آن ها طولانی تر می شود که اجازه رشد مداوم و رسیدن به ابعاد بزرگ را می دهد. بعلاوه، فشار بالای آب در اعماق اقیانوس باعث می شود که بدن های نرم و منعطف نسبت به اسکلت های سخت و شنماینده، کارایی بیشتری داشته باشند. در دوره کرتاسه، اکسیژن بالای آب و وفور مواد غذایی ناشی از شکوفایی پلانکتون ها، شرایط ایده آلی را برای رشد بی رویه بی مهرگان فراهم نموده بود. این اختاپوس ها با بهره گیری از این شرایط، توانستند محدودیت های بیولوژیکی خود را بشنمایند و به ابعادی دست یابند که امروزه تنها در وال ها مشاهده می کنیم. مطالعه این غول ها به ما یاری می نماید تا بفهمیم چگونه تغییرات اقلیمی باستانی بر میزان و تنوع زیستی اقیانوس ها تأثیر گذاشته است.
07
اسطوره کراکن؛ ریشه هایی در واقعیت پیش از تاریخ
افسانه های دریانوردان از قدیم مملو از داستان های هیولاهایی بود که کشتی ها را به اعماق می کشیدند؛ اما کشف این فسیل ها نشان می دهد که شاید این داستان ها چندان هم دور از واقعیت نبوده اند. اگرچه انسان ها و این اختاپوس های غول پیکر با فاصله میلیون ها سال از هم زندگی می کردند، اما وجود موجودی با طول 19 متر و هوشی در حد مهره داران، اثبات می نماید که ظرفیت های بیولوژیکی زمین برای خلق موجودات بزرگ الجثه فراتر از تصور ماست. این اختاپوس های باستانی احتمالاً دارای توانایی تغییر رنگ و استتار بوده اند که آن ها را به شکارچیانی نامرئی در تاریکی اعماق تبدیل می نموده است. جالب اینجاست که در بسیاری از تمدن های باستانی، موجودات دریایی با بازوهای متعدد نماد قدرت و رمزآلود بودن اقیانوس بوده اند. امروزه علم باستان شناسی زیستی با استفاده از اسکن های دقیق، در حال بازسازی دنیایی است که در آن کابوس های افسانه ای، واقعیت های علمی بوده اند.
سوالات رایج (اسمارت)
1. آیا این اختاپوس های غول پیکر کرتاسه دشمنان طبیعی هم داشتند؟
بله، این موجودات با خزندگان دریایی بزرگی مانند موزازورها و پلزیوزورها که در همان بازه زمانی زندگی می کردند، در رقابت مستقیم بودند. شواهد نشان می دهد که نبردهای سهمگینی میان این شکارچیان رأس هرم برای بقا و قلمرو رخ می داده است. با این حال، به علت میزان 19 متری، تنها بزرگ ترین خزندگان دریایی جرئت نزدیک شدن به آن ها را داشتند.
2. چرا به جز منقار، هیچ بخش دیگری از بدن این اختاپوس ها فسیل نشده است؟
بدن اختاپوس ها تقریباً به طور کامل از بافت های نرم و ماهیچه تشکیل شده است که فاقد هرگونه مواد معدنی برای سخت شدن هستند. این بافت ها بلافاصله پس از مرگ به وسیله باکتری ها تجزیه شده یا به وسیله دیگر لاشخورهای دریایی خورده می شوند. تنها منقار که از جنس کیتین سخت و بسیار متراکم است، می تواند در شرایط خاص زیر رسوبات اقیانوسی دوام آورده و فسیل شود.
3. هوش اختاپوس های غول پیکر باستانی چگونه با اختاپوس های مدرن مقایسه می شود؟
شواهد مربوط به لترالیتی یا ترجیح استفاده از یک سمت بدن، نشان دهنده یک سیستم عصبی مرکزی بسیار پیشرفته و تقسیم وظایف در مغز است. این ویژگی که در اختاپوس های امروزی نیز دیده می شود، نشان می دهد که اجداد باستانی آن ها نیز پتانسیل یادگیری و حل مسئله را داشته اند. می توان حدس زد که آن ها در زمان خود باهوش ترین موجودات اقیانوس بوده اند.
4. آیا دمای آب اقیانوس ها در دوره کرتاسه در رشد غول آسای آن ها نقش داشته است؟
اقیانوس های دوره کرتاسه به طور میانگین بسیار گرم تر از امروز بودند که باعث افزایش بهره وری بیولوژیکی و وفور منابع غذایی می شد. از سوی دیگر، جریان های اقیانوسی مواد مغذی را از اعماق به سطح می آوردند که زنجیره غذایی را به شدت تقویت می کرد. این شرایط محیطی اجازه داد تا متابولیسم اختاپوس ها انرژی لازم برای حفظ چنین ابعاد بزرگی را تأمین کند.
5. این اختاپوس های باستانی معمولاً در چه عمقی از دریا زندگی می کردند؟
بر اساس تحلیل رسوبات اطراف فسیل ها، پژوهشگران معتقدند که آن ها در منطقه ها دور از ساحل و در اعماق میانی تا پایین اقیانوس ساکن بوده اند. این منطقه ها که به منطقه مزوپلژیک معروف است، پناهگاه امنی برای رشد دور از دسترس بسیاری از شکارچیان سطحی فراهم می نموده است. آن ها برای شکار احتمالاً به آب های کم عمق تر می آمدند و سپس به تاریکی اعماق بازمی گشتند.
6. آیا فناوری هوش مصنوعی در تخمین ابعاد این موجودات خطا داشته است؟
هوش مصنوعی در این پژوهش برای بازسازی شکل دقیق منقارهای آسیب دیده و تخمین نسبت های بدنی بر اساس پایگاه داده های گسترده ای از 12 گونه زنده استفاده شده است. اگرچه هر تقریبی دارای بازه اطمینان است، اما استفاده از مدل های چندگانه احتمال خطا را نسبت به روش های سنتی به شدت کاهش داده است. برآورد 19 متر، نتیجه محافظه کارانه ترین تحلیل های کامپیوتری از بقایای گونه N. haggarti است.
7. چه چیزی باعث انقراض این اختاپوس های غول پیکر شد؟
انقراض دسته جمعی سرانجام دوره کرتاسه که منجر به نابودی دایناسورها شد، زیست بوم های دریایی را نیز به شدت دگرگون کرد. از بین رفتن آمونیت ها و بسیاری از ماهیان که غذای اصلی این غول ها بودند، زنجیره غذایی آن ها را متلاشی کرد. موجودات غول پیکر به علت احتیاج به کالری بسیار بالا، اولین قربانیان هرگونه تغییر ناگهانی در وفور منابع غذایی هستند.
8. آیا اختاپوس های امروزی می توانند دوباره به ابعاد 19 متر برسند؟
در تئوری، تکامل همواره امکان بازگشت به ابعاد بزرگ را دارد، اما شرایط فعلی اقیانوس ها از نظر سطح اکسیژن و دمای آب با دوره کرتاسه فرق دارد. بعلاوه وجود پستانداران دریایی غول پیکر مانند نهنگ های عنبر که شکارچیان تخصصی سرسرانجام هستند، مانع از رشد بی رویه آن ها می شود. با این حال، در اعماق ناشناخته اقیانوس ها ممکن است هنوز گونه هایی کشف نشده با ابعاد بسیار بزرگ زندگی نمایند.
9. چرا مطالعه این فسیل ها برای علم مدرن اهمیت دارد؟
درک نحوه واکنش نرم تنان به تغییرات اقلیمی باستانی، به ما در پیش بینی رفتار اقیانوس های امروز در برابر گرمایش دنیای یاری می نماید. این پژوهش بعلاوه مرزهای توانمندی های بیولوژیکی بی مهرگان را جابه جا نموده و مدل های تازهی از تکامل مغز را ارائه می دهد. علاوه بر این، شناسایی نقش آن ها در زنجیره غذایی باستانی، پازل تاریخ حیات روی زمین را کامل تر می نماید.
جمع بندی نهایی
کشف اختاپوس های غول پیکر کرتاسه با طول حیرت انگیز 19 متر، تصورات ما را از توازن قدرت در اقیانوس های باستانی برای همواره تغییر داد. این موجودات با ترکیب نادری از ابعاد بزرگ، هوش سرشار و آرواره های خردنماینده، ثابت کردند که بی مهرگان نیز پتانسیل تبدیل شدن به شکارچیان تراز اول دنیا را داشته اند. استفاده از فناوری استخراج دیجیتال فسیل، دریچه ای نو به سوی دنیایی گشود که پیش از این به علت ماهیت نرم بدن این موجودات، نادیده گرفته شده بود. این یافته ها نه تنها پیوند میان افسانه های کراکن و واقعیت های بیولوژیکی را تقویت می نمایند، بلکه اهمیت تکامل همگرا را در شکل دهی به حیات زمین نشان می دهند. ما اکنون می دانیم که در تاریک ترین اعماق تاریخ، هوشی غول آسا در کالبد نرم اختاپوس ها، بر پهنه های آبی فرمانروایی می نموده است.
منبع
دکتر علیرضا مجیدی
پزشک، نویسنده و بنیان گذار وبلاگ خبرنگاران
دکتر علیرضا مجیدی، نویسنده و بنیان گذار وبلاگ خبرنگاران .
با بیش از 20 سال نویسندگی ترکیبی مستمر در زمینهٔ پزشکی، فناوری، سینما، کتاب و فرهنگ.
باشد که با هم متفاوت بیاندیشیم!
دربارهٔ علیرضا مجیدی در خبرنگاران