مرغ يا پرهاي مرغ!؟

کدام يک اول پيدا شد؟
بعيد است که تاکنون چيزي درباره تکامل پرندگان ندانيد؛ مثلا اينکه پرندگان يک گروه از دايناسورها هستند که از انقراض ديروز جان سالم به در بردند و تا امروز زنده ماندند؛ اگر فردايي بيايد که منقرضشان نکرده باشيم. طي 15-10 سال اخير.
اين موضوع که آيا پرندگان از دايناسورها مشتق شدها ند يا نه، پس از يک قرن و نيم سرانجام حل شده ولي هنووز سؤالات زيادي وجود دارد که پاسخ کاملا روشني براي آنها پيدا نشده است. يکي از مهم ترين پرسش هايي که پيرامون تکامل پرندگان وجود دارد. اين پرسش است که پرهاي پرندگان چگونه و چرا تکامل يافته اند؟ دليل اهميت اين پرسش در آنجاست که مخالفان نظريه تکامل روي پرها مدت هاست که دست گذاشته اند و مدام اين پرسش را مطرح مي کنند که «تکامل پرهاي نصفه اي که هنوز به درد پرواز نمي خورند. طبق نظريه انتخاب طبيعي چگونه امکان پذير است؟»

موافقان و مخالفان تاريخي
 

توماس هنري هاکسلي، معروف به سگ باوفاي داروين، به خاطر دفاع از دو نظريه در زندگي اش معروف شد: مسلما حدس مي زنيد که نظريه نخست همان انتخاب طبيعي داروين است والبته نظريه دوم، اشتقاق پرندگان از دايناسورها بود.
هاکسلي توانست 35 ويژگي مشترک ميان پرندگان و معدود نمونه هاي شناخته شده از دايناسور ها در زمان خودش شناسايي و توصيف کند. پيش از قرن بيستم، افرادي که به نظريه تکامل داروين باور داشتند، کمابيش معنقدند به خونگرم و فعال يودن دايناسورها بودند. اما در اوايل قرن بيستم، پزشکي دانمارکي به نام گرهارد هيلمن (Gerhard Heilmann) که در اوقات فراغت به جانورشناسي و نقاشي مي پرداخت، کتابي نوشت به نام «خاستگاه پرندگان» (The Origin of Birds).
او در کتاب خود به رغم شباهت هاي زيادي ميان پرندگان و دايناسورها، به علت اينکه تصور مي کرد دايناسورها استخوان هاي ترقوه شان را از دست داده اند (در حالي که پرندگان استخوان ترقوه دارند) اظهار کرد دايناسورها نمي توانند نياکان پرندگان باشند. با اين وجود او گفت که دايناسور ها بايد خويشاوندان بسيار نزديک نياکان پرندگان باشند.
اما مهم ترين نکته اي که هليمن در کتاب خود پيش بيني کرده بود، اين موضوع بود که نخستين پرندگان بايد شاه پرهايي بلند روي پاهاي عقب خود داشته باشند ! اگر هيلمن نيم قرن بيشتر زنده مي ماند، هم مي توانست با نخستين دايناسوري که سنگوارع اش به خوبي آثار پرها را حفظ کرده بود آشنا شود و هم متوجه مي شد که دايناسورها هم مانند خزندگان استخوان ترقوه داشته اند!
به هر حال کتاب هيلمن باعث شد تا مدت ها تحقيقات بعدي دانشمنداني که از دهه 1970 اندک اندک متوجه شباهت هاي دايناسورها و پرنداگن مي شدند، مورد بي توجهي جامعه غالب علمي قرار بگيرد. اما داستان ما از وقتي شروع مي شود که همان سنگواره هاي معروف پرداز از چين کشف شدند.

پر داري که پرنده نبود
 

سال 1996، خبر بسيار مهمي ديرينه شناسان جهان را حيرت زده کرد. چند کشاورز چيني در مسير بازگشت به سمت خانه هايشان سنگواره منحصر به فردي از دايناسورهاي کوچک و پردار کشف کردند. اين خبر خيلي سريع در سراسر جهان پيچيد و مدتي بعد در مجله نيجر توصيفي از اين دايناسور منتشر شد و اين دايناسور را با نام Sinosauropteryx به جهان معرفي کرد.
پرهاي ساينوسورپ تريکس، چيزي بيش از کرک پرهاي معمول در جوجه پرنده هاي امروزي نبودند. اما حتي همين هم به خوبي نشان دهنده خويشاوندي نزديک ساينوسورپ تريکس با پرندگان است.

پرهاي رنگي
 

نتايج تحقيقي که سال 2010 منتشر شد نشان مي دهد ساينوسورپ تريکس پرهايي به رنگ شکلاتي و سفيد داشته که به صورت حلقه هاي متناوب تا انتهاي دو ادامه داشتند(در درخت تکاملي صفحه بعد). اما آنکي اورنيس پرهايي کلاغي رنگ با الگوهاي سياه و سفيد و کاکلي قرمز داشت (تصوير بالا). رنگ اين پرها براساس شکل و اندازه رنگدانه هاي موجود در سنگواره پرها مشخص شد.

تکامل نخستين پرها
 

يکي از مهم ترين انتقادات مخالفان نظريه تکامل از طريق انتخاب طبيعي، مربوط به پيدايش و تکامل ساختارهايي پيچيده مثل بال پرندگان است که پيش نيازهاي زيادي دارند، لي هيچ کدام از اين پيش نيازها به تنهايي فايده اي براي موجود زنده ندارند. به زبان ساده تر، در نگاه يک زيست شناس سازوکار محتمل براي تکامل شاه پرهاي بلند پروتزي، پيدايش و «تکامل» مرحله به مرحله پرهاست. يک شاه پر بلند، پس از ميليون ها سال تغيير و تحول در پرهاي کوتاه تر پيدا شده است. منتقدان مي گوبند چنين پرهاي کوتاهي چون به هيچ دردي نمي خورند، منطقي نيست که طي انتخاب طبيعي باقس مانده باشند و حذف نشده باشند. کشف دايناسورهاي پرداري که ابتدايي تر داشتند به خوبي به اين پرسش پاسخ مي دهد.

نخستين شاه پرها به چه دردي مي خورند؟
 

يک سال پس از توصيف ساينوسورپ تريکس، دانشمندان چيني، دو سنگواره پردار ديگر پيدا کردند که خيلي به پرنده ها شبيه تر بودند: کاديپ تريکس (Caudipteryx)و پروتار کيوپ تريکس (Protarchaeopteryx) هر دو داراي شاه پرهاي بلندي روي دست ها و دو هايشان بودند. ظاهر آنها بيش از هر چيز به پرنده ها شبيه بود؛ اما آناتومي بدن آنها نشان مي داد متعلق به تباري از دايناسورها موسوم به آوي راپتوروسورها هستند که پيش تر از اين با بدن هاي کاملا بدون پر مي شده اند. کشف آنها دو نکته مهم را به دانشمندان نشان داد» نخست اينکه پراکنش پر در ميان دايناسورها، محدود به تبار پرندگان نبوده است و خيلي از دايناسورهاي ديگر هم داراي پر بوده اند و نياي مشترک همه نمونه هاي پردار نيز مي بايد موجودي پردار بوده باشد. نکته دوم اينجاست که شاه پرها پيش تر از آنکه به کار پرواز بيايند، تکامل يافته اند! کاديپ تريکس شاه پرهاي بلندي روي دست ها و دم خود داشت. اين شاه پرها برخلاف شاه پرهاي پروازي پرندگان امروزي شکل نامتقارن نداشتند. شاه پرهاي نامتقارن، درست مثل هواپيما اثر آيروديناميک دارند و به درد پرواز مي خورند. اما شاه پرهاي متقارن (مثل آنچه در يال ها و دم کاديپ تريکس ديده مي شود) براي پرواز ناکارآمد بودند.
اين دقيقا همان پاسخي است که به مخالفان نظريه تکامل داده شد. «بال ها» و شاه پرهاي کاديپ تريکس و پروتار کيوپ تريکس کوتاه و براي پرواز کاملا نامناسب بودند. اما بيش از هر چيز به کار نمايش هاي معمول در رقص هاي جفت يابي مي آمدند!

پرهاي دلربا
 

تا به حال فکر کرده ايد پرندگان زيبايي که هر روز ممکن است ببينيد،چند ميليون سال پيش از پيدايش گونه انسان (که مصدر شناخت زيبايي است)، به همين شکل «زيبا» روي زمين زندگي مي کردند؟ تصورش را بکنيد که پيش از انسان، چه موجودات زيبايي ديگري هم روي زمين بوده اند و منقرض شده اند!اما چرا اغلب موجودات زنده به خصوص موجوداتي که توليد مثل جنسي دارند زيبا هستند؟ پاسخ اين پرسش در سازوکار انتخاب جنسي نهفته است. انتخاب جنسي، به معني انتخاب جفت مناسب بر اساس داشتن بهترين صفات ثانويه جنسي است. صفات ثانويه جنسي (به عنوان مثال ريش در مردان، يال در شيرهاي نر و دم زيباي طاووس نر) هم ارتباط مستقيمي با سلامت افراد دارند، هم در مواردي (مثل دم طاووس) همان نقشي را بازي مي کنند که بستن وزنه هاي سربي به مچ پاي ورزشکاران در اردوهاي تمريني به عهده دارد.
دم طاووس مثال خوبي از صفات ثانويه دست و پا گير و مزاحم براي طاووس هاي نر است که حتي جان آنها را هم در برابر شکارچي هاي طبيعي مثل ببر به خطر مي اندازد.
اما اين دقيقا همان چيزي است که انتخاب طبيعي برگزيده است! وجودم بلند و سنگين، باعث مي شود طاووس هاي نري که قدرت بدني کمتري دارند، سريعا توسط ببرهاي خورده شوند و تنها طاووس هاي نر پر قدرت براي توليد مثل زنده بمانند.
حذف افراد ضعيف از جمعيت براي اصلاح نژاد، گرچه ممکن است ظالمانه به نظر برسد، اما دقيقا راهکاري است که باعث تضمين بقاي بسياري گونه ها در حيات وحش شده است.
نقش بعدي صفات ثانويه جنسي، جلوگيري از جفت گيري ميان گونه اي است. به ويژه در مورد گونه هايي که خويشاوندي نزديکي با هم دارند و مشخصا مدت کمي از انشقاق آنها نمي گذرد، مهم ترين عامل تشخيص افراد د گونه، صفات ثانويه جنسي است.
با اين توضيحات شايد بهتر بتواند دليل تنوع چشم گير پرندگان امروزي و نياکان پردار آنها را درک کنيد: پرهاي رنگي، آآوازهاي گوناگون و رقص هاي جفت گيري همه و همه تنها به عنوان ساز و کارهاي انتخاب جنسي پيدا شده و با متنوع شدن پرندگان، اين صفات نيز تنوع يافته اند.
پرهاي بلند کاديپ تريکس و خيلي دايناسورهاي پردار ديگر نيز براي انتخاب جنسي پيدا شده و بلند و بلندتر شده اند.

دقيقا کدام دايناسورها پر داشتند؟
 

تا پيش از کشف ساينوسورپ تريکس، دانشمندان تصور مي کردند پرها طي فرآيند تکاملي سريعي اندک پيش از پيدايش نخستين پرندگان پديدار شده اند. به همين دليل با وجود اينکه همه دايناسورشناس ها مطمئن بودند حيواناتي مثل ولاسي راپتور خويشاوندان پرندگان هستند، اما آنها را بدون پر تصوير مي کردند.
کشف ساينوسورپ تريکس نشان داد که پراکنش پر (دست کم پرهاي ابتدايي کرک مانند) در دايناسورهاي گوشت خوار عموميت داشته و هر دايناسوري که پيش از ساينوسورپ تريکس به پرندگان نزديک باشد (از جمله ولاسي راپتور) دست کم داراي چنين نوع پرهايي بوده است. اما به زودي کاديپ تريکس و پروتار کيوپ تريکس کشف شدند وجود شاه پر در بدن اين دايناسورها نشان داد نه تنها کرک پر، بلکه شاه پر هم در ميان دايناسورهاي شکارچي پراکنشي وسيع داشته و نه تنها پرندگان، بلکه بسياري از دايناسورهاي شکارچي از جمله ولاسي راپتورو او راپتور بدني پردار با اه پرهايي بلند د پشت دست هايشان داشته اند. سرانجام سنگواره اي از ولاسي راپتور کشف شده که آشکارا آثار پرها را در پشت اشتخوان زند زيرين دست حيوان حفظ کرده بوذنذ. بنابراين ترديدي در پردار بودن ولاسي راپتور باقي نماند و البته اين خبر بدي براي فيلمسازها و مستندسازهايي است که تاکنون اين دايناسور را بدون پر تصوير کرده اند.
اما ماجرا به همين جا ختم نشد! چند سال پيش سنگواره يک تير تيرانوسور ابتدايي کشف شد که داراي پر بود! اين يعني همه نيرانوسورها (حتي بزرگ ترين آنها يعني خود تيرانوسورس رکس) هم برداشته اند! تا اين جاي کار همه اخبار مربوط به دايناسورهاي پردار مربوط به دايناسورهاي شکارچي و گوشتخوار بود.
سرانجام دو نمونه از دايناسورهاي گياه خوار هم کشف شدند که در پشت خود داراي رشته هاي بلند پر مانند بودند! وجود چنين ساختارهاي جالبي در پشت دو دايناسور گياه خوار، آخرين سنگرهاي مخالفان پردار بودن دايناورها را نيز فرو ريخت. اکنون مي توانيم ادعا کنيم تقريبا تمام سير تکامل پردر دايناسورها را مي شناسيم.

تکامل پرها و قانون تکرار رئوس!
 

جنين شناس ها مدت ها متوجه شده اند مسير تکوين (رشد فردي) جنين جانوران، تقريبا بازگو کننده مسير تکامل اجداد آنهاست. مثلا در جنين پستانداران مي توان آثار پيدايش شکاف هاي آبششي را مشاهده کرد. آيا در مورد پرهاي پرندگان نيز همين نکته صادق است؟ با توجه به آنچه که امرو ز در مورد تنوع پرها در دايناسورها مي دانيم، تقريبا مي توان گفت تکامل پر طي 200 ميليون سال اخير تا رسيدن پيدايش نخستين شاه پرها، منطبق با تکوين و پيدايش نخستين جوانه هاي پر در بدن جوجه پرنده هاي امروزي تا رويش شاه پرهاي پروازي آنهاست.

تکامل پرها در دايناسورها
 

با توجه به اطلاعات امروز ما درباره دايناسورهاي پردار، مي توان به خوبي درخت تکامل پر را ترسيم کرد. ابتدايي ترين پرها، تنها فوليکول هاي بزرگ خار مانند بودند که در دايناسورهايي مانند اورني تيسکين ها (سيتاکورس و تيان يولونگ) کشف شده اند.
مرحله بعدي، پيدايش کرک پرهاي ساده و سپس پوش پرها (پر سرخ رنگ) است. پوش پرهاي پيچيده تر که سطح زير بال ها مي پوشانند (زرد رنگ) بعدها پيدا شدند. نخستين شاه پرها(سبز رنگ)متقارن بودند و به درد پرواز نمي خوردند. سرانجام شاه پرهاي پروازي (آبي) در پرندگان و برخي دايناسورهاي نزديک به آنها تکامل يافتند. دايناسورهايي که تاکنون آثار پر در آنها کشف نشده به رنگ سياه وسفيد ترسيم شده اند.
منبع: مجله همشهري دانستنيها