عظامنا لم تبدأ في عمق الجسد. بدأت في الجلد، بعد وقت قصير من تشكل أول الحيوانات المعقدة - لأن لماذا تفعل الأمور بالطريقة السهلة بينما يمكنك فعلها بالطريقة الغريبة؟
منذ ذلك الحين، ظلت عظام الجلد فكرة متكررة في التطور، ظهرت في السلاحف والتماسيح والسحالي والثعابين وحتى الديناصورات. ومع ذلك، لا نزال نعرف القليل عنها بشكل مدهش. لماذا تستمر في الظهور؟ هل كان هناك سلف واحد بعظام جلدية أنجبها جميعًا؟
في دراسة جديدة نُشرت في المجلة البيولوجية لجمعية لينيان، جمع الباحثون بين الأدلة الأحفورية والأدوات الحاسوبية الحديثة لإعادة بناء 320 مليون سنة من تطور عظام جلد الزواحف. ما وجدوه يختتم نقاشًا دام قرونًا: عظام الجلد تطورت بالفعل بشكل مستقل عبر سلالات سحالي متعددة. وفي هذه العملية، تتبعوا أيضًا عودة تطورية فريدة في واحدة من أكثر مجموعاتها شهرة - الجوانا.
أقدم عظام جلدية في السجل الأحفوري قد تعود إلى 475 مليون سنة، عندما طورت بعض الفقاريات المبكرة هيكلًا عظميًا خارجيًا معقدًا. يبدو هذا غير بديهي، لأن الفقاريات تُعرف حرفيًا بوجود عمود فقري، لكن هيكلها العظمي الداخلي لم يتطور إلا بعد 50 مليون سنة. الأولويات، على ما يبدو.
عبر التاريخ التطوري، ظهرت قدرة الجلد على تكوين نسيج عظمي مرارًا وتكرارًا - حراشف الأسماك، على سبيل المثال، أو العظام الجلدية للحيوانات البرية. بعد مغادرة الماء، ربما ساعدت العظام الجلدية الحيوانات على التكيف مع الحياة البرية. بعد ذلك، تصبح الصورة أقل وضوحًا. اختفت العظام الجلدية في معظم السلالات، لكنها استمرت في الظهور، خاصة في الزواحف.
لفهم كيف حدث هذا، جمع الباحثون لغزًا تطوريًا معقدًا، مثل الوصول إلى سرقة بنك بعد وقت طويل من حدوثها. كان شهودهم 643 نوعًا حيًا ومنقرضًا، كل منها يقدم منظورًا فريدًا. استمروا في التحقيق حتى بدأت القصص تتقارب.
وجدوا أن معظم السحالي طورت العظام الجلدية لأول مرة خلال العصر الجوراسي المتأخر والطباشيري المبكر، منذ أكثر من 100 مليون سنة، عندما جابت الديناصورات مثل براكيوصور وألوصور وستيغوصور. ربما ساعد الدرع السحالي على البقاء من الحيوانات المفترسة، والتعامل مع البيئات القاسية، أو الانتقال إلى موائل جديدة. بعد تلك الاندفاعات المبكرة، تباطأت الوتيرة، وتمسكت معظم المجموعات بعظام جلدها منذ ذلك الحين.
أسلاف سحالي المراقبة - المعروفة في أستراليا باسم الجوانا - فقدت العظام الجلدية تمامًا، ربما لأن أسلوب حياتها النشط وأجسامها الفعالة عملت بشكل أفضل دون الوزن الإضافي. لكن عندما وصلت أحفادها إلى أستراليا منذ حوالي 20 مليون سنة، حدث شيء رائع: أعادت نموها. يحدد الباحثون إعادة التطور هذه إلى العصر الميوسيني، عندما كان مناخ أستراليا يصبح أكثر جفافًا. ربما ساعدت العظام الجلدية في تقليل فقدان الماء وقدمت حماية في المناظر الطبيعية المفتوحة القاحلة.
بشكل لافت، الجوانا هي سلالة السحالي الوحيدة المعروفة التي استعادت العظام الجلدية بعد فقدانها. هذا يتحدى قانون دولو، الذي ينص على أنه بمجرد اختفاء سمة معقدة، لا يمكنها إعادة التطور. في أوائل القرن العشرين، افترض الباحثون أن السحالي ورثت العظام الجلدية من سلف مشترك. لاحقًا، أفسح هذا الرأي المجال لفكرة أن هذه الصفائح العظمية تطورت بشكل مستقل بين مجموعات مختارة. تبع ذلك نقاشات حول الآليات التطورية، لكنها تسابقت دون تثبيت أصل العظام الجلدية في جدول زمني واضح.
توفر هذه الدراسة ذلك الأساس - نُشرت في نفس المجلة التي شارك فيها تشارلز داروين لأول مرة أفكاره الرائدة. ساعدت الأدلة الأحفورية في حل سؤال طويل الأمد، لكن الحوسبة الحديثة جعلت من الممكن تضييق آلاف السيناريوهات التطورية إلى قصة واحدة متماسكة. الأدلة واضحة: العظام الجلدية تطورت عدة مرات، بشكل مستقل، عبر سلالات سحالي مختلفة على مدى مئات الملايين من السنين.
بين السحالي، تبرز الجوانا كالسلالة الوحيدة المعروفة التي فقدت هذا الدرع، ثم أعادت تطوره.