چه چیزی مدفوع فسیلی درباره صعود دایناسورها به قله زنجیره غذایی فاش می‌کند
دایناسورها پس از ظهور حدود ۲۳۰ میلیون سال قبل در دوره تریاسیک، بر زمین حاکم شدند. آنها در قاره‌ها رشد کردند و به محیط های متنوعی برای ۱۶۵ میلیون سال دیگر خو گرفتند تا این که به طور کامل بر اثر یک رویداد ناشی از برخورد سیارک ویران شد.
برای چندین قرن پس از تکامل بشر، دایناسورها یک راز باقی ماندند، زیرا انسان ها بی اطلاع از وجود این موجودات باستانی بودند. تا سال ۱۸۱۹، هنگامی که شکارچی فسیل بریتانیایی ویلیام باکلند فسیلهای مگالوسوروس را یافت، اولین سرنخ‌ها شروع به ظهور کردند. از آن زمان، محققان به طور خستگی‌ناپذیری به دنبال فسیلهای جدید گشته‌اند و قطعات شواهد را برای حل اسرار رفتارها، زیستگاه‌ها، و روش‌های زندگی دایناسورها در هم بافته‌اند. برآوردها نشان می دهد که در ۲ قرن از کشف مگالوسوروس، حدود ۱۱,۰۰۰ فسیل دایناسور در سراسر جهان کشف شده است.
در حالی که استخوان‌های فسیل شده اطلاعات ارزشمندی درباره اندازه و ساختار دایناسورها ارائه می‌دهند، برای کشف جزئیات درباره رژیم غذایی و اکوسیستم‌های آنها اغلب شواهد غیر معمول‌تری مورد نیاز است. یک چنین مطالعه‌ای اخیراً توسط یک تیم بین‌المللی از محققان دانشگاه اوپسالا در سوئد انجام شد. دانشمندان مدفوع فسیلی دایناسورها را مورد بررسی قرار دادند تا به نتایج جالبی دست یابند!
این مدفوع فسیل شده که به عنوان کوپرولیت شناخته می‌شود، در حوضه کمتر کاوش شده لهستان مرکزی اروپا یافت شد، طبق مطالعه‌ای که در Nature منتشر شده است. و این نه تنها نشان می‌دهد که دایناسورها در آن زمان از ماهی، حشرات، حیوانات بزرگ‌تر و گیاهان تغذیه می‌کردند، بلکه نیز به نقش حیاتی که در اکوسیستم بازی کرده‌اند، پرده برمی‌دارد.
مطالعه بر روی کوپرولیت‌ها
در مصاحبه‌ای با Interesting Engineering (IE)، مارتین کوارنستروم، دکتر ، محقق در دپارتمان زیست‌شناسی ارگانیسمی در دانشگاه اوپسالا و نویسنده اصلی این مطالعه، می‌گوید که علاقه او به مطالعه کوپرولیت‌ها زمانی آغاز شد که تمرکز خود را از رسوب‌شناسی به دیرینه‌شناسی تغییر داد. او به IE گفت: «فهمیدم که دیرینه‌شناسی بسیار جذاب‌تر از فقط مطالعه رسوبات حاوی فسیل‌ها است، بنابراین نهایتاً بیشتر و بیشتر روی مطالعه آنها تمرکز کردم.»
او توضیح می‌دهد که پروژه فعلی، که شامل بررسی صدها نمونه از مدفوع فسیل شده دایناسورها بود، زمانی آغاز شد که او و همکارش گرزیگورز نیِدژویدزکی، دکتر ، یک نویسنده ارشد این مطالعه و محقق همکار در همان دپارتمان، متوجه شدند که کوپرولیت‌ها می‌توانند به عنوان یک کلید برای کشف زنجیره‌های غذایی باستانی عمل کنند.
کوارنستروم توضیح می‌دهد: «گرزیگورز و من ده سال پیش یک مطالعه کوچک انجام دادیم و توان عظیم کوپرولیت‌ها در بازسازی شبکه‌های غذایی گذشته را متوجه شدیم. پروژه رشد کرد و نهایتاً به این کار و یک مدل کاملاً جامع از صعود دایناسورها انجامید.»
کوارنستروم و نیِدژویدزکی، همراه با همکاران از نروژ، لهستان و مجارستان، با استفاده از تصویربرداری سینکروترون پیشرفته، ساختارهای داخلی نهفته در مدفوع را فاش کردند. کوارنستروم می‌گوید: «ما حدود صد نمونه را با استفاده از تصویربرداری سینکروترون تصویربرداری کردیم، که سنگ‌بنای پروژه ما بود. این نشان‌دهنده اطلاعاتی بود که به هیچ وجه نمی‌توانستیم بدون آنها استخراج کنیم.»
با بررسی آثار غذای هضم نشده، مانند گیاهان و شکار، دانشمندان سازه‌هایی که در زمان حرکت دایناسورها در مناطق شمالی قاره ابرپنگئا در طول تریاسیک نوین موجود بودند را بازسازی کردند. کوارنستروم تأکید می‌کند که این فرآیند نیازمند دقت و صبر زیادی بود. او افزود: «ابتدا برش‌های نازک، یعنی برش نازک از فسیل‌ها و سپس، اسکن سی‌تی،» او افزود. «روش کلیدی ما سینکروترون میکروتوموگرافی (رادیوگرافی ایکس‌ری با انرژی بالا) بوده است، که ما از آن برای شناسایی و تصویرسازی بقایای غذای هضم نشده استفاده کرده‌ایم.»
این روش همچنین با روش‌های اضافی تکمیل شد، از جمله آنالیزهای ژئوشیمیایی برای شناسایی اجزای آلی و شیمیایی، و مطالعات باقی مانده‌های گیاهان از نمونه‌های حل‌شده در اسید و تکنیک‌های دیگر. نیِدژویدزکی می‌گوید: «مواد پژوهشی در طول ۲۵ سال جمع‌آوری شد. بسیاری سال‌ها طول کشید تا همه چیز را به یک تصویر سازگار بچینیم. تحقیق ما نوآورانه است چون ما برای درک زیست‌شناسی دایناسورهای اولیه بر اساس ترجیحات غذایی آنها انتخاب کردیم.»
کشفیات شگفت‌انگیز
تیم متوجه شد که علاوه بر بقایای ماهی، حشرات، حیوانات بزرگ‌تر و گیاهان که به خوبی حفظ شده، برخی از جالب‌ترین اکتشافات درون کوپرولیت‌ها شامل سوسک‌های کوچک و ماهیان تقریباً کامل بود. به طرز فوق‌العاده ای، برخی کوپرولیت‌ها حتی بقایای استخوان‌هایی را که توسط شکارچیان جویده شده بودند، شامل می‌شدند، شبیه به رفتار همانند‌های هاینای های مدرن که استخوان‌ها را برای دسترسی به نمک‌ها و مغز استخوان سرشار از مواد مغذی خرد می‌کنند.
بازتاب در مورد یافته‌های غیر منتظره، کوارنستروم اعتراف می کند که از تعداد بسیاری از این یافته‌های متحجر شده متعجب شد. او افزود: «زیاد بودند.»
از این موجودات با نام “Silesaurus” در بقایای منطقه اشاره می‌شود که یک موجود کوچک فرصت‌طلب بود که حشرات، ماهی و درختان می‌خورد و برخی از حشرات به نحوی عجیب حفظ شده بودند که فوق‌العاده و حیرت‌آور بود به ویژه که آنها از نوک یک مداد تیزبزرگ‌تر نبودند.
کشفیات دیگری شگفت‌انگیز از مدفوع سموک واولسکی ، دایناسوری که نام آن به معنای «اژدهای واول» در زبان لهستانی به کار می‌رود و به طور مشترک به عنوان سموک شناخته می‌شود، به دست آمد. او توضیح می‌دهد: «این رفتار تغذیه‌ای نادر به طور معمول به دایناسورهای تروپود مانند T-Rex و بستگانش مربوط می‌شود که در انتهای دوران حکمرانی دایناسورها با نیروهای بایت بالا استخوان را خرد می‌کنند، اما ما نشان دادیم که این رفتار برای برخی از آرکوزورهای بزرگ شکارچی اولیه نیز وجود داشته است؛ سموک حین غذاخوردن دندان‌های خود را خرد کرد و مکرراً جایگزین کرد. ما دندان‌ها را حتی در کوپرولیت‌ها یافتیم.
او توضیح می‌دهد که چیزی که بیش از همه تعجب‌برانگیز بود، وجود زغال در رژیم‌های غذایی دایناسورهای گیاه‌خوار بود. «فرضیه ما این است که آنها زغال را برای تخلیص محتوای معده خود پس از خوردن سرخس‌های سمی مصرف کردند چون ما بسیاری از سرخس‌ها را در مدفوع آنها یافتیم،» او می‌گوید. «اما آنها ممکن است همچنین زغال را به طور اتفاقی همراه با قسمت‌های نرسیده از گیاهان بلعیده باشند، چنانکه می‌دانیم این زمان آتش‌سوزی‌های گسترده‌ای وجود داشته است.»
لنز اکولوژیکی
براساس گفته‌های دانشمندان، تنوع و تطابق در رژیم غذایی برای بقا در شرایط تغییرات محیطی تریاسیک نوین حیاتی بود. «آنها [دایناسورها] نشان دادند که نسبت به بسیاری از گونه‌های جانوری دیگر برای مقابله با شرایط محیطی متغیر بهتر سازگار بودند،» اظهار می‌کند کوارنستروم. «اولین سوروپودومورف‌های گیاه‌خوار، دایناسورهای 'گردن‌دراز' اولیه، در منطقه، گیاهان متنوع‌تری نسبت به گذشته خوردند که آنها را برای محیط‌های تغییرپذیر/ناپایدار بهتر مهیا کرد.»
سوال شد که چگونه این تحقیقات به پر کردن فاصله‌ها در درک ما از سه میلیون سال اول تکامل دایناسورها کمک می‌کند، کوارنستروم توضیح می‌دهد که مطالعه آنها اولین بار است که با استفاده از شواهد مستقیم از تغذیه، به این دوره زمانی از دیدگاه اکولوژیکی نزدیک می‌شود. او اضافه می‌کند: «براساس این تحقیق، ما یک مدل برای صعود دایناسورها پیشنهاد کرده‌ایم که شامل هر دو فرصت‌طلبی و رقابت می‌شود.» تیم اعتقاد دارد که مدل پنج‌مرحله ای آنها از تکامل دایناسورها الگوهای جهانی را توضیح می‌دهد.
کوارنستروم اشاره می کند که مطالعه اکوسیستم‌های باستانی کمک می‌کند تا چالش‌های محیطی مدرن و پیچیدگی‌های تنوع زیستی را درک کنیم. او نتیجه می‌دهد: «مثل دایناسورهای اولیه و معاصرانشان، ما نیز در حال تجربه تغییرات اقلیمی و اغتشاشات محیطی هستیم.» با مطالعه جابه‌جایی‌های گونه‌ها و تغییرات اکولوژیکی در گذشته، می‌توانیم پیش‌بینی و آماده‌سازی بهتری برای تغییرات آینده در تنوع زیستی و دینامیک‌های اکوسیستم داشته باشیم، و مطالعه ما قطعه‌ای از این پازل اضافه می‌کند.
نیِدژویدزکی مشاهده می‌کند: «راه جلوگیری از انقراض، خوردن مقدار زیادی گیاه است، که دقیقاً همان کاری است که دایناسورهای گیاه‌خوار اولیه انجام دادند. دلیل موفقیت تکاملی آنها عشق به واقعی به سبز و شاخ و برگ تازه گیاهان بود."
