حفريات مصرية تلقي الضوء على تطور أدمغة الحيتان

توصل فريق بحثي دولي بمشاركة فريق «سلام لاب» المصري لنتائج مثيرة تُعيد رسم خريطة تطور الحيتان، حيث أظهرت الدراسة الجديدة أن الحيتان القديمة بدأت أحجام أدمغتها تكبر قبل أن تترك اليابسة بالكامل، بينما احتفظت في الوقت نفسه بحاسة الشم التي ورثتها من أسلافها البرية.

وتقدم الدراسة المنشورة، الأربعاء، في مجلة «إيفولوشن» تحليلاً دقيقاً لتجويف الدماغ لنوعين من الحيتان التي عاشت في أزمان مبكرة، وهما (Protocetus atavus) الذي عاش قبل نحو 43 مليون سنة، واكتُشفت حفرياته بمنطقة جبل المقطم في نهاية القرن التاسع عشر، و(Aegyptocetus tarfa) الذي عاش قبل نحو 41 مليون سنة، وتمت تسميته في عام 2011 بعد اكتشافه بوادي طرفة بالصحراء الشرقية.

وكلاهما ينتمي لعائلة «البروتوسيتيدات» (Protocetidae)، وهي مجموعة من الحيتان المنقرضة التي كانت تحتفظ بأطراف رباعية تجعلها كائنات برمائية، وتُمثل هذه الحيتان مرحلة انتقالية بين الحياة على اليابسة، وفي البيئة البحرية.

وشارك في الدراسة فريق دولي من الباحثين من ألمانيا، وإيطاليا، ومصر، والولايات المتحدة.

وقال عالم الحفريات المصري، البروفسور هشام سلام، مؤسس مركز جامعة المنصورة للحفريات الفقارية، وأستاذ الحفريات بالجامعة الأميركية بالقاهرة والمؤلف المشارك بالدراسة: «تعد هذه الدراسة نموذجاً لاستخدام التكنولوجيا الحديثة في دراسة كائنات منقرضة سبق اكتشافها من قبل».

وأضاف في تصريح لـ«الشرق الأوسط»: «سعت هذه الدراسة للإجابة عن سؤال علمي: لماذا تتميز الحيتان عن بقية الثدييات بأدمغتها الكبيرة، وما إذا كان هذا التطور جاء مرتبطاً بانتقالها بشكل كامل للعيش في البحر، مما تطلب حاجة أكبر لتطوير قدراتها الإدراكية للتكيف مع بيئتها الجديدة»، وأوضح سلام أن دراسة تشريح الدماغ في هذه الحيتان فتحت لنا نافذة على اللحظة التي بدأت فيها الحيتان تنفصل إدراكياً عن الحياة البرية.

تصوير مقطعي

واستخدم الباحثون تقنيات التصوير المقطعي المحوسب عالي الدقة، والتصوير ثلاثي الأبعاد لدراسة جماجم هذه الحيتان، وتمكنوا من إعادة بناء نموذج رقمي دقيق لتجويف الدماغ، والجهاز الشمي، وهو ما أتاح لهم رؤية واضحة لحجم وتركيب هذا العضو الحيوي في مرحلة مبكرة من تطور الحيتان، ما أتاح فهماً أعمق لكيفية تطور الجهاز العصبي والحسي في الحيتان خلال انتقالها من اليابسة إلى البحر.

كما تمت مقارنة البنية الدماغية لهذه الحيتان بقاعدة بيانات ضخمة تضم عشرات الثدييات البرية والبحرية، الحية والمنقرضة، لفهم مكانة هذه الحيتان في سياق تطور الثدييات ككل.

وقال عبد الله جوهر، عضو «سلام لاب» وطالب الدكتوراه بجامعة ولاية أوكلاهوما بالولايات المتحدة والمؤلف المشارك بالدراسة: «تُبرز دراستنا مرحلة دقيقة ومهمة في تطور الحيتان؛ حيث تُظهر نتائجنا أن عملية تضخم الدماغ في الحيتان بدأت قبل اكتمال انتقالها للبيئة البحرية، مما يشير إلى أن التطور العصبي والإدراكي سبق التكيف الكامل مع الحياة المائية، مضيفاً أن «احتفاظ هذه الحيتان البرمائية بحاسة الشم يعكس استمرار وظائف حسية موروثة خلال هذه المرحلة الانتقالية».

وتوصل الفريق إلى نتائج لافتة كشفت أن (Protocetus atavus) امتلك دماغاً كبيراً نسبياً مقارنة بالحيتان الأخرى التي عاشت في الفترة ذاتها، مما يشير إلى أن الزيادة في حجم الدماغ بدأت في وقت مبكر من تاريخ الحيتان، قبل أن تصبح كائنات بحرية بشكل كامل.

كما وجد الفريق أن دماغ هذا الحوت القديم يختلف عن دماغ الحيتان الحديثة، إلا أن حجمه الكبير مقارنة بحجم الجسم يُعد مؤشراً مبكراً على تطور القدرات الإدراكية لديها، ما ساعده على الهيمنة في البيئة البحرية.

جهاز شم متطور

كما كشفت الدراسة أن هذين النوعين احتفظا بجهاز شم متطور يُستخدم للكشف عن الروائح الجوالة في الهواء، وهي قدرة تفتقر إليها الحيتان المسننة التي تعيش اليوم بشكل كامل، بينما تكاد تختفي في الحيتان البالينية المعاصرة، وهو ما يفسره سلام بقوله: «هذا يعني أن الحيتان القديمة كانت لا تزال قادرة على استخدام حاسة الشم أثناء تواجدها على اليابسة، على الأرجح لاكتشاف الفيرومونات أو الإشارات الكيميائية الأخرى التي قد تلعب دوراً في التزاوج، أو التواصل».

كما علقت الدكتورة شروق الأشقر، مسؤول حفريات الثدييات بمركز جامعة المنصورة للحفريات الفقارية، وغير المشاركة في البحث، على نتائج الدراسة بقولها: تكتسب هذه الدراسة أهمية كبيرة لكونها تسلط الضوء على مرحلة محورية في تطور الحيتان، وهي الانتقال من الحياة البرية إلى الحياة البحرية. فقد أظهرت النتائج أن الحيتان بدأت في تكبير أدمغتها في وقت مبكر من تاريخها التطوري، بينما كانت لا تزال تحتفظ بحاسة شم متطورة.

وأضافت في تصريح لـ«الشرق الأوسط»: يشير هذا إلى أن فقدان حاسة الشم لم يحدث بشكل فوري مع التحول إلى الحياة البحرية، بل جاء لاحقاً، ما يعكس أن تطور القدرات الإدراكية في الحيتان كان تدريجياً ومعقداً. وتُعد هذه النتائج أول توثيق تفصيلي لتشريح دماغي في حوت برمائي من عصر الإيوسين، وتسهم في إعادة تقييم الفرضيات السابقة حول العلاقة بين البيئة، والحواس، وتطور الدماغ لدى الثدييات البحرية.

• القاهرة