يبدو أن كائنًا غريبًا كان يسبح في المحيطات قبل نصف مليار سنة هو أقدم سلف معروف حتى الآن للفقاريات. يسمى الكائن «حيوان يونّان» (Yunnanozoon) وكان يعيش في أوائل العصر الكمبري قبل 518 مليون سنة، وقد اكتشف علماء الحفريات أن الخصائص الغضروفية في بقايا حيوان يونّان المتحجرة شبيهة بنظيرتها لدى الفقاريات الحديثة.
يشير هذا إلى أن حيوانات يونّان كانت تنتمي إلى مجموعة الفقاريات الجذعية، وهي مجموعة منقرضة تقابل المجموعة التي انحدرت منها الفقاريات الحديثة.
في دراسة بقيادة كينغيي تيان من جامعة نانجينغ في الصين والأكاديمية الصينية للعلوم، يقول الفريق: «تعد الأقواس البلعومية تركيبًا أساسيًا ساهم على الأرجح في تطور فكوك الفقاريات وأقحافها».
«قد يمثل هيكل البلعوم لدى حيوانات يونّان المثيرة للجدل أقدم دليلٍ أحفوري يحدد التطور المبكر للأقواس البلعومية، إلا أن علاقته بالأقواس البلعومية لدى الفقاريات ما يزال موضع خلاف».
«بعد أن فحصنا عينات إضافية بتقنيات لم تُجرَّب سابقًا، وجدنا أدلة على أن الأقواس الخيشومية لدى حيوان يونّان تتكون من خلايا غضروفية مع مطرس خارج الخلية، الذي تغلب فيه اللييفات الدقيقة، وهي سمة تعد حاليًا خاصة بالفقاريات».
يواجه العلماء صعوبة في تقفي تطور الفقاريات وصولًا إلى بداياتها الغامضة؛ إذ على مر مئات ملايين السنين، تتلاشى بعض آثار الحياة وتتحلل، وقد تبقى بعض الحفريات إذا كانت الظروف ملائمةً، إلا أن تحليل تلك الحفريات يعد غالبًا مهمةً صعبة للغاية، لا سيما الحفريات العتيقة والغريبة.
ينطبق هذا على حيوان يونّان؛ فهو حيوان موغل في القدم وغير مألوف، وقد حاول العلماء تحديد المكان الذي ينتمي إليه هذا الكائن في شجرة الحياة لمدة عقود، استنادًا إلى دراسات وتحليلات متنازعة حول الحفريات القديمة المستخرجة من صخور ماوشنشن في الصين.
أملًا في توضيح المسألة، بدأ تيان وزملاؤه في دراسة 127 حفرية لحيوان يونّان جمعت حديثًا.
استخدم الفريق مجموعةً متنوعةً من التقنيات التي لم تستخدم في دراسة عينات حيوان يونّان سابقًا، مثل التصوير الطبقي المبرمج المكروي، والمجهر الإلكتروني النافذ والماسح، ومطيافية رامان، ومطيافية تشتت الطاقة.
كشفت نتائجهم تفاصيل تشريحية في حيوان يونّان لم تكن معروفة من قبل.
يعد القوس البلعومي من التراكيب التي يمكن إيجادها خلال تطور أجنة الفقاريات، وتنشأ منه أجزاء مختلفة من الوجه والفك، حسب نوع الكائن. ففي الأسماك، تسمى هذه الأقواس بالأقواس الخيشومية، وهي تدعم الخياشيم. يعتقد العلماء أن الأقواس البلعومية لدى أسلاف الفقاريات تطورت من تركيب غضروفي عصوي غير متمفصل، إلا أنهم لا يعرفون متى نشأ أو كيف.
حُددَت سابقًا سبعة أزواج من الأقواس الخيشومية متماثلة الجانبين لدى حيوانات يونّان، وقد أمعن تيان وزملاؤه في دراسة تراكيبها المجهرية ونظام ترتيبها في الجسم.
وجد الفريق أن الأزواج السبعة من الأقواس متماثلة بين الحفريات، وأنها متصلة في الأمام والخلف عبر تراكيب عصوية أفقية، مشكلةً تركيبة تشبه السلة.
وجدوا أيضًا أن الأقواس الخيشومية تتكون من خلايا غضروفية في مطرس مكتظ باللييفات الدقيقة، ووجدوا أن هذه اللييفات الدقيقة شبيهة باللييفات الدقيقة في النسيج الضام لدى الفقاريات، وبذلك توصل الباحثون إلى أن حيوان يونّان يملك خصائص موجودة عمومًا لدى الفقاريات الحديثة: الخلايا الغضروفية في مطرس من اللييفات الدقيقة، والأقواس الخيشومية، ووجود تراكيب عصوية أفقية في أطراف الأقواس الخيشومية.
إلى جانب ذلك، توجد تركيبة هيكل البلعوم الشبيهة بالسلة لدى بعض الأسماك الحديثة عديمة الفك، مثل مصاصات الحجر والأسماك المخاطية.
يقول تيان: «يوجد نوعان من الهياكل البلعومية لدى الفقاريات الكمبرية والفقاريات الحية: النوع المنفصل والنوع المتصل الشبيه بالسلة. يوضح ذلك أن التاريخ التطوري المبكر لشكل الهياكل البلعومية أكثر تعقيدًا مما كنا نظن».
تعد أدلة فريق الدراسة دامغةً على وجود تراكيب شبيهة بتراكيب الفقاريات لدى هذا الحيوان الغامض، وفي حين أنه غير مرتبط بالفقاريات الحديثة مباشرةً، فإنه قد يساعدنا في تسليط الضوء على تطور الفقاريات.
يقول عالم الحفريات الحيوية تيتسوتو مياشيتا من متحف الطبيعة الكندي، الذي لم يكن مشاركًا في الدراسة: «رغم أن علماء الأحياء التطورية منهمكون في تعقب سلف الفقاريات الأسطوري الذي سيفسر كل شيء عن هيكلها الجسمي، فمن الممكن أن النهج المقابل هو النهج المنطقي».
«بالأحرى، قد تكون الطريقة المثلى لفهم الرحلة التطورية المتعرجة للفقاريات الحديثة هي ملء شجرة عائلة الفقاريات بأشكالها التشريحية المتباينة والمتقطعة اعتمادًا على استدلالات علم تطور السلالات بدلًا من المفاهيم النظرية».
اقرأ أيضًا:
هل امتلكت الفقاريات الأولى أقدامًا قبل مغادرتها المحيط إلى اليابسة؟
ربما استطاعت الفقاريات الأولى المشي في أعماق المحيط قبل الانتقال إلى اليابسة
ترجمة: رحاب القاضي
تدقيق: أسعد الأسعد
