ביולוגים ופליאונטולוגים התווכחו זה מכבר על מקורם של דורבנים בצפון אמריקה, כאשר ה-DNA מרמז על היסטוריה של 10 מיליון שנים, בעוד שמאובנים מצביעים על כך שייתכן שהם התפתחו רק לפני 2.5 מיליון שנה. מחקר חדש, הממנף שלד דורבנים כמעט שלם שנמצא בפלורידה, הבהיר את ציר הזמן הזה על ידי השוואת הבדלים אנטומיים עם מינים דרום אמריקאים, והגיע למסקנה שדורבנים צפון אמריקאים הם אכן קבוצה עתיקה. המחקר, שנתמך על ידי קורס ייחודי במכללה, חקר גם את דפוסי הנדידה והאבולוציה הרחבים יותר של דורבנים ויונקים אחרים ברחבי יבשות, והדגיש כיצד שינויים סביבתיים עיצבו את ההסתגלות וההישרדות שלהם. קרדיט: צילום מוזיאון פלורידה מאת ג'ף גייג'
ממצאים חדשים משלד דורבנים שלם בפלורידה חושפים מקור הרבה יותר מוקדם לדורבנים בצפון אמריקה, לפני האיסתמוס של פנמה, ומצביעים על שושלת אבולוציונית מעורבת עם תכונות של צפון ודרום אמריקה כאחד. מִין.
קיים ויכוח ארוך שנים בקרב ביולוגים שחוקרים דורבנים. במרכז ודרום אמריקה, ישנם 16 מינים של דורבנים, בעוד שבצפון אמריקה יש רק אחד. נתונים גנטיים מצביעים על כך שהדורבן הצפון אמריקאי הבודד הזה הוא חלק משושלת שראשיתה 10 מיליון שנים. עם זאת, תיעוד מאובנים מספק נרטיב מנוגד, המצביע על כך שהם התפתחו רק לפני 2.5 מיליון שנה, בתחילת עידן הקרח.
מחקר חדש שפורסם בכתב העת ביולוגיה נוכחית טוען כי יישב את המחלוקת, הודות לשלד דורבן נדיר, כמעט שלם, שהתגלה בפלורידה. המחברים הגיעו למסקנה על ידי חקר ההבדלים העיקריים במבנה העצמות בין דורבנים צפון ודרום אמריקאים, אך ההגעה לשם לא הייתה קלה. זה לקח כיתה שלמה של סטודנטים לתארים מתקדמים ותואר ראשון וכמה שנים של הכנה ולימוד קפדניים.
"אפילו לאוצר ותיק עם כל המומחיות הדרושה, לוקח הרבה זמן ללמוד ולעבד שלד שלם במלואו", אמרה הסופרת הראשית נטשה ויטק. בזמן שלמד כדוקטורנט במוזיאון להיסטוריה של הטבע של פלורידה, ויטק חבר לאוצר הפליאונטולוגיה של בעלי חוליות, ג'ונתן בלוך, כדי ליצור קורס מכללה שבו התלמידים קיבלו ניסיון מחקר מעשי על ידי לימוד מאובני דורבנים.
קרינה עתיקה הולידה את המכרסמים הגדולים בעולם
דורבנים הם סוג של מכרסם, ואבותיהם מקורם כנראה באפריקה לפני יותר מ-30 מיליון שנה. צאצאיהם נדדו מאז לאסיה ולחלקים מאירופה דרך היבשה, אך מסעם לדרום אמריקה הוא אירוע מכונן במיוחד בהיסטוריה של היונקים. הם חצו את האוקיינוס האטלנטי – ככל הנראה ברפטינג – כשאפריקה ודרום אמריקה היו הרבה יותר קרובות זו לזו מאשר היום. הם היו המכרסמים הראשונים שדרכו אי פעם ביבשת, שם הם התפתחו לקבוצות ידועות כמו חזירי ניסיונות, צ'ינצ'ילות, קפיברה ודורבנים.
חלקם קיבלו פרופורציות ענקיות. היו שם חיות עצים דמויות חולדה באורך של עד מטר וחצי, מצוידות במוח זעיר ששקל פחות משזיף. קרובי משפחה שנכחדו של הקפיברה גדלו לגודל של פרות.
דורבנים נותרו קטנים יחסית ופיתחו הסתגלות לחיים בצמרות העצים של יערות הגשם השופעים של דרום אמריקה. כיום, הם נוסעים דרך החופה בעזרת אצבעות ארוכות המכוסות בטפרים קהים בצורת מגל בזווית מושלמת לאחיזה בענפים. לרבים יש גם זנבות ארוכים וגרפיים המסוגלים לשאת את משקלם, בהם הם משתמשים בזמן טיפוס והושטת יד לפירות.
דורבנים אמריקאים בצפון (שמאל) ודרום (ימין) נמצאים במסלולים אבולוציוניים נפרדים במשך 10 מיליון שנים. קרדיט: תמונה של מוזיאון פלורידה מאת קריסטן גרייס
למרות הרקורד המצוין שלהם בהתניידות, דרום אמריקה הייתה מבוי סתום במשך מיליוני שנים רבות. נתיב ים עצום עם זרמים מהירים הפריד בין צפון ודרום אמריקה, ורוב בעלי החיים לא הצליחו לחצות – עם כמה יוצאי דופן בולטים.
החל לפני כ-5 מיליון שנים, האיסתמוס של פנמה התרומם מעל פני הים, וניתק את האוקיינוס השקט מהאוקיינוס האטלנטי. גשר יבשתי זה הפך למקבילה העתיקה של כביש מהיר עמוס כמה מיליוני שנים מאוחר יותר, עם תנועה זורמת לשני הכיוונים.
פילים פרהיסטוריים, חתולים בעלי שיניים חרבות, יגוארים, לאמות, פקארי, צבאים, בואשים ודובים זרמו מצפון אמריקה לדרום. המסע ההפוך נעשה על ידי ארבעה סוגים שונים של עצלנים קרקעיים, ארמדילים גדולים מדי, ציפורי טרור, קפיברה ואפילו חיית כיס.
שתי הקבוצות נתקלו בגורלות שונים בתכלית. היונקים שנדדו דרומה הצליחו למדי; רבים התבססו בהצלחה בסביבותיהם הטרופיות החדשות ושרדו עד היום. אבל כמעט כל השושלות שיצאו צפונה לסביבות קרות יותר נכחדו. כיום, יש רק שלושה ניצולים: ארמדיל בעל תשעה פסים, אופוסום וירג'יניה והדורבן הצפון אמריקאי.
מאובנים חדשים תופסים את האבולוציה במעשה
בעלי חיים שנסעו צפונה נאלצו להתמודד עם סביבות חדשות שדומות מעט לאלו שהותירו מאחור. יערות חמים וטרופיים פינו את מקומם לאדמות דשא פתוחות, מדבריות ויערות נשירים קרים. עבור דורבנים, משמעות הדבר הייתה התמודדות עם חורפים אכזריים, פחות משאבים וירידה מהעצים כדי ללכת על היבשה. הם עדיין לא ממש הבינו את האחרון; לדורבנים בצפון אמריקה יש מהירות קרקע מרבית של כ-2 קמ"ש.
דורבנים דרום אמריקאיים מצוידים במעיל מאיים של קולמוסים חלולים וחופפים, המציעים כמות ניכרת של הגנה אך עושים מעט כדי לווסת את טמפרטורת הגוף. דורבנים בצפון אמריקה החליפו את אלה בתערובת של פרווה מבודדת ונוצה ארוכות דמויות מחט שניתן להרים כאשר הם מרגישים מאוימים. הם גם נאלצו לשנות את התזונה שלהם, מה ששינה את צורת הלסת שלהם.
"בחורף, כשהמאכלים האהובים עליהם אינם בסביבה, הם ינגסו בקליפת העץ כדי להגיע לרקמה הרכה יותר שמתחת. זה לא אוכל נהדר, אבל זה יותר טוב מכלום", אמר ויטק. "אנחנו חושבים שסוג זה של האכלה נבחר עבור מבנה לסת מסוים שהופך אותם לטובים יותר בטחינה."
הם גם איבדו את זנבותיהם. למרות שדורבנים בצפון אמריקה עדיין אוהבים לטפס, זה לא הצד החזק שלהם. דגימות ממוזיאון מראים לעתים קרובות עדויות לשברים בעצמות שהחלימו, כנראה שנגרמו מנפילה מעצים.
ניתן לראות רבות מהתכונות הללו במאובנים. הבעיה היא שאין הרבה מאובנים להסתובב. לפי Vitek, רובם הם שיניים בודדות או שברי לסת, ולעתים קרובות חוקרים מגבשים אותם עם דורבנים דרום אמריקאים. אלה שנחשבים כשייכים לקבוצה הצפון אמריקאית חסרים את המאפיינים הקריטיים שיספקו לפליאונטולוגים רמזים כיצד הם התפתחו.
אז כשהפליאונטולוג של מוזיאון פלורידה ארט פויר מצא שלד דורבן שמור להפליא במחצבת אבן גיר בפלורידה, הם היו מודעים היטב לחשיבותו.
"כשהם הביאו את זה לראשונה, נדהמתי", אמר בלוך, מחבר בכיר של המחקר. "זה כל כך נדיר לקבל שלדים מאובנים כאלה עם לא רק גולגולת ולסתות, אלא עצמות רבות הקשורות משאר הגוף. זה מאפשר תמונה הרבה יותר שלמה של האופן שבו היונק הנכחד הזה היה מקיים אינטראקציה עם הסביבה שלו. מיד שמנו לב שזה שונה מדורבנים מודרניים בצפון אמריקה בכך שיש לו זנב מיוחד לאחיזה בענפים".
על ידי השוואת שלד המאובנים עם עצמות של דורבנים מודרניים, בלוך וויטק היו בטוחים שהם יכולים לקבוע את זהותו. אבל כמות העבודה שזה ידרוש הייתה יותר ממה שאדם אחד יכול לעשות בעצמו בפרק זמן קצר. אז הם יצרו יחד קורס מכללת פליאונטולוגיה, שבו המטלה היחידה לכל הסמסטר הייתה לימוד עצמות דורבנים.
"זה מסוג הדברים שאפשר ללמד רק במקום כמו מוזיאון פלורידה, שבו יש לך גם אוספים וגם מספיק תלמידים ללמוד אותם", אמר ויטק. "התמקדנו בפרטים של הלסת, הגפיים, הרגליים והזנבות. זה דרש סדרה מאוד מפורטת של השוואות שאולי אפילו לא תשים לב אליה במעבר הראשון".
התוצאות היו מפתיעות. למאובן היו חסרות הלסתות המכרסמות בקליפת העץ המחוזקות והיה בעל זנב מתוח, מה שגרם לו להיראות קשור יותר לדורבנים דרום אמריקאים. אבל, אמר ויטק, לתכונות אחרות יש דמיון חזק יותר לדורבנים בצפון אמריקה, כולל צורת עצם האוזן התיכונה וכן צורות השיניים הקדמיות והאחוריות התחתונות.
עם כל הנתונים משולבים, ניתוחים סיפקו באופן עקבי את אותה תשובה. המאובנים היו שייכים למין נכחד של דורבנים בצפון אמריקה, כלומר לקבוצה זו יש היסטוריה ארוכה שהחלה כנראה לפני היווצרות האיסתמוס של פנמה. אך נותרו שאלות לגבי כמה מינים היו פעם בקבוצה זו או מדוע הם נכחדו.
"דבר אחד שלא נפתר במחקר שלנו הוא האם המינים הנכחדים הללו הם אבות ישירים של דורבן צפון אמריקה שחי היום", אמר ויטק. "ייתכן גם שדורבנים הגיעו לאזורים ממוזגים פעמיים, פעם אחת לאורך חוף המפרץ ופעם במערב. אנחנו עוד לא שם."
המחקר מומן על ידי הקרן הלאומית למדע בארה"ב.
ג'ניפר הופליך, אייזק מגאלנס, שון מורן, רייצ'ל נארדוצ'י, ויקטור פרז, ג'נט פירלו, מיטשל ריגלר, מולי סלבה, מריה ואלחו-פארג'ה, מייקל זיגלר, מייקל גרנאטוסקי וריצ'רד הולברט מהמוזיאון לתולדות הטבע של פלורידה הם גם מחברי המאמר. .
