سنگوارهٔ یک گوشتخوار چهارپا به اندازهٔ یک سگ که ۲۳۶ میلیون سال پیش در شمال غربی آرژانتین (Argentina) میزیست، نشانههایی به دست داده است که این جانور نوزادش را زنده به دنیا آورده و آن را در تخم نگذاشته است. اگر این خوانش درست باشد، زندهزایی (viviparity) در تبار پستانداران دستکم ۹۰ میلیون سال زودتر از آنچه تا کنون تصور میشد پدید آمده است.
این جانور از گونهٔ چینیکودون تئوتونیکوس (Chiniquodon theotonicus) است؛ عضوی از سینودونتها (cynodont)، گروهی از جانوران که پستانداران امروزی تنها شاخهٔ بازماندهٔ آناند. لئاندرو گائتانو (Leandro Gaetano)، دیرینهشناس در شورای ملی پژوهشهای علمی و فنی آرژانتین (National Scientific and Technical Research Council) در بوینس آیرس (Buenos Aires)، و همکارانش یافتههای خود را ۱۳ اوت در مجلهٔ فرانتیرز این مامال ساینس (Frontiers in Mammal Science) منتشر کردند. گائتانو میگوید این نخستین بار است که شواهدی دربارهٔ شیوهٔ زادآوری این نیاکان پستانداران در دست است.
نشانهای در دل استخوان
استخوانها هنگام رشد لایه میگذارند، و این لایهها در برش میکروسکوپی همچون حلقههای رشد (growth rings) دیده میشوند. در استخوان ران این جانور، تیم پژوهش حلقهای تیره و باریک از بافت استخوانی نامنظم یافت که خط نوزادی (neonatal line) نام دارد: مرزی که بافت پیش از تولد را از بافت پس از آن جدا میکند و فشار شدید سوختوساز در لحظهٔ بهدنیاآمدن را ثبت کرده است. چنین نشانهای در استخوان جانوران خشکیزی امروزی رایج است.
گائتانو توضیح میدهد که چرا این مرز اینقدر آشکار است: «وقتی در تخم یا در شکم مادرت هستی، فضا کم است و بسیار آهسته رشد میکنی. وقتی از تخم بیرون میآیی یا زاده میشوی، فضای زیادی داری و رشدت خیلی خیلی سریع میشود.» در بالای این خط، بافت استخوانی شبکهٔ متراکمتری از رگهای خونی دارد.
تیم با تکیه بر خط نوزادی و دیگر حلقههای رشد در استخوانهای دست و پا برآورد کرد که این جانور هنگام تولد حدود ۱٫۷ کیلوگرم وزن داشته و هنگام مرگ حدود ۱۲ کیلوگرم بوده است. یعنی وزن نوزاد نزدیک به ۱۴ درصد وزن بدن بالغ بوده — و همین عدد است که همه چیز بر آن میچرخد.
عددی که جای این جانور را عوض میکند
نسبت وزن نوزاد به وزن بالغ در جانوران تخمگذار و زندهزا بهشدت فرق میکند، و پژوهشگران همین را معیار گرفتند. آنها عدد چینیکودون را در کنار دادههای ۱٬۸۶۹ گونه پستاندار، ۲٬۶۱۹ گونه خزندهٔ غیرپرنده و ۷۸۲ گونه پرندهٔ امروزی گذاشتند و سپس روی جانورانی متمرکز شدند که وزنی نزدیک به همین سنگواره دارند.
خزندگانی با وزن بالغ ۸ تا ۱۴٫۵ کیلوگرم — مارها، لاکپشتها و تمساحها — نوزادانی دارند که تنها ۰٫۱ تا ۰٫۶ درصد وزن بالغاند. پرندگانی با وزن ۸ تا ۲۱٫۵ کیلوگرم، مانند برخی درناها و کرکسها، جوجههایی در حدود ۱٫۳ تا ۴٫۵ درصد وزن بالغ میگذارند. اما در پستاندارانی با وزن ۸ تا ۱۵ کیلوگرم، نوزاد گاه به حدود ۲۰ درصد وزن بالغ میرسد. رقم ۱۴ درصدی چینیکودون به این دستهٔ آخر نزدیک است، نه به دو دستهٔ نخست.
ساینسنیوز (Science News) همین مقایسه را با ارقامی اندکی متفاوت گزارش کرده است: بازهٔ خزندگان و پرندگان روی هم ۰٫۱ تا ۴٫۵ درصد، و نسبت نوزاد به بالغ در تکسوراخان (monotremes) — پستاندارانی که هنوز تخم میگذارند — و کیسهداران (marsupials) در حدود ۰٫۱۵ درصد.
گائتانو میگوید: «شگفتزده شدیم که دیدیم چینیکودون تئوتونیکوس کنار پستانداران جفتدار (placental mammals) امروزی مینشیند.» نسبت وزن نوزاد به بالغ در آن تقریباً برابر است با نسبت همین اندازه در دویکر خلیجی (Cephalophus dorsalis)، آهویی کوچک از جنگلهای افریقا.
سینودونتها که بودند
سینودونتها — نامشان به معنای «دندانسگی» است — حدود ۲۶۰ میلیون سال پیش، در اواخر دورهٔ پرمین (Permian)، از میان نیاکان خود، تراپسیدها (therapsid)، سر برآوردند. آنها چند برتری تکاملی مهم داشتند: دندانهایی تمایزیافته به نیش و پیشین و آسیا، که بریدن و دریدن و ساییدن غذاهای گوناگون را ممکن میکرد؛ و آروارههایی مناسب جویدن، از جمله کام ثانویه (secondary palate) که به جانور اجازه میداد همزمان بجود و نفس بکشد. اینها گوارش را تندتر و سوختوساز پرشتابتر را شدنی میکرد، و سینودونتها را دستکم تا حدی خونگرم میساخت.
همین ویژگیها، در کنار تواناییشان در کندن لانههای زیرزمینی، احتمالاً به آنها کمک کرد از انقراض بزرگ (Great Dying) در پایان پرمین، حدود ۲۵۲ میلیون سال پیش، جان به در ببرند. پس از آن، در دورهٔ تریاس (Triassic)، سینودونتها شکوفا شدند.
چرا زندهزایی در آن روزگار به کار میآمد
گائتانو میگوید زندهزایی در آن مقطع میتوانست برتری بزرگی باشد: «تریاس روزگار دشواری برای زندهبودن بود.» جهان تازه از یک انقراض عظیم بیرون آمده بود، بومسازگانها در حال بازسازی خود بودند، جانوران جای خالی یکدیگر را پر میکردند، رقابت بر سر منابع و فشار شکارگری سنگین بود و هوا بسیار خشک. در چنین شرایطی جنینی که درون بدن مادر رشد میکند از جنینی که در تخم رها شده است بیشتر محافظت میشود.
آن ویل (Anne Weil)، دیرینهشناس مهرهداران در دانشگاه ایالتی اکلاهما (Oklahoma State University) که در این پژوهش نقشی نداشته، همین نکته را سادهتر میگوید: تخم نمیتواند از شکارچی بگریزد، اما نوزاد میتواند — و این «برتری بزرگی» است.
آنچه هنوز اثبات نشده است
تا پیش از این، تصور رایج آن بود که زندهزایی خیلی دیرتر و با پیدایش ترینها (Theria) — گروهی که کیسهداران و جفتداران از آن برخاستهاند — حدود ۱۶۰ میلیون سال پیش پدیدار شده است. چینیکودون تئوتونیکوس پیش از آنکه نیاکان کیسهداران از نیاکان جفتداران جدا شوند میزیسته است.
اما شواهد نیرومندی هم هست که برخی از نیاکان و خویشاوندان نزدیک پستانداران همچنان تخم میگذاشتند. لیستروسائوروس (Lystrosaurus)، یک دایسینودونت (dicynodont) که حدود ۲۵۰ میلیون سال پیش میزیست و او هم از انقراض پرمین جان به در برد، بیتردید تخمگذار بوده است: دانشمندان جنینی از آن را در حالت جمعشده درون پوسته یافتهاند. و کاینتاتریوم ولسی (Kayentatherium wellesi)، سینودونتی از حدود ۱۹۶ میلیون سال پیش، در شمال آریزونا (Arizona) با ۳۸ نوزاد در کنار یک بالغ پیدا شده است؛ شماری که بیشتر به یک دسته تخم میماند تا به یک زایمان.
مشکل دیگر این است که هنوز در هیچ سینودونتی بافت جنینی سنگوارهشدهای پیدا نشده که بتواند این ادعا را مستقیماً تأیید کند. اوا هافمن (Eva Hoffman)، دیرینهشناس موزهٔ تاریخ طبیعی امریکا (American Museum of Natural History) در نیویورک که روی تکامل سینودونتها کار میکند، میگوید: «نشاندادن زندهزایی شواهد قوی میخواهد. و من چنین شواهدی برای هیچ سینودونت غیرترین ندیدهام.»
امیلی ریفیلد (Emily Rayfield)، دیرینهزیستشناس دانشگاه بریستول (University of Bristol)، محتاطتر داوری میکند: «این تیر خلاص نیست، اما نشان میدهد که آنها زایمان زنده داشتهاند.» او میافزاید که به گمانش زندهزایی زودتر از آنچه فکر میکردیم پیدا شده، ولی برای قطعیکردن آن شواهد بسیار بیشتری لازم است.
راندال ایرمیس (Randall Irmis)، دیرینهشناس دانشگاه یوتا (University of Utah)، پرسش دیگری را پیش میکشد: اگر این خوانش درست باشد، آیا زندهزایی یک بار و بسیار زودتر در نیاکان پستانداران پدید آمده، یا دستکم دو بار جداگانه تکامل یافته است؟ «برای آزمودن این دو فرضیه به سنگوارههای بیشتری نیاز داریم.» خود گائتانو هم همین را میگوید: این میتواند نشانهٔ یک چرخش عمومی از تخمگذاری به زایمان زنده در آغاز تبار پستانداران باشد، اما شواهد بیشتری لازم است.
دو گزارش منتشرشده دربارهٔ این پژوهش در بیان اندازهٔ این جابهجایی زمانی کمی فرق دارند: یکی آن را «دستکم ۹۰ میلیون سال» میخواند و دیگری «۹۰ تا ۹۵ میلیون سال».
تصویری که در حال تغییر است
این یافته در کنار چند یافتهٔ دیگر مینشیند که همه در یک جهتاند. شواهدی از سبیل در پروباینوگناتوس (Probainognathus)، سینودونتی گوشتخوار از حدود ۲۳۰ میلیون سال پیش، و نشانههایی از مو و شیردهی در پروزوسترودونتیا (Prozostrodontia) از حدود ۲۴۰ میلیون سال پیش گزارش شده است.
گائتانو تصویر بزرگتر را چنین میبیند: بسیاری از ویژگیهایی که آنها را خاص پستانداران میدانیم در واقع کهنترند. «ما معمولاً نیاکان پستانداران را موجوداتی کوچک و خزندهنما تصور میکنیم. اما داریم شواهد گوناگونی مییابیم که نشان میدهد اینها بیش از آنچه میپنداشتیم به پستانداران امروزی شبیه بودهاند.»
واژهها
- زندهزایی — viviparity
- سینودونت — cynodont
- حلقههای رشد — growth rings
- خط نوزادی — neonatal line
- تکسوراخان — monotremes
- کیسهداران — marsupials
- پستانداران جفتدار — placental mammals
- تراپسید — therapsid
- پرمین — Permian
- کام ثانویه — secondary palate
- انقراض بزرگ — Great Dying
- تریاس — Triassic
- ترینها — Theria
- دایسینودونت — dicynodont