لماذا تطورت الحيوانات ذات الأسنان السيفية مرارًا وتكرارًا

لقد طورت الحيوانات المفترسة أسنانًا سيفية عدة مرات خلال تاريخ الحياة، ولدينا الآن فكرة أفضل عن سبب تطور هذه الأسنان بهذه الطريقة.

تتميز الأسنان السيفية بخصائص محددة للغاية: فهي طويلة بشكل استثنائي، وأنياب حادة تميل إلى أن تكون مسطحة ومنحنية قليلاً، بدلاً من أن تكون مستديرة. وقد تطورت هذه الأسنان بشكل مستقل في مجموعات مختلفة من الثدييات خمس مرات على الأقل، وتم العثور على حفريات للحيوانات المفترسة ذات الأسنان السيفية في أمريكا الشمالية والجنوبية وأوروبا وآسيا.

ومن المعروف أن الأسنان ظهرت لأول مرة منذ حوالي 270 مليون سنة، في الزواحف الشبيهة بالثدييات والتي تسمى جورجونوبسيدات. مثال آخر هو ثايلاكوسميلوس، والتي انقرضت منذ حوالي 2.5 مليون سنة وكانت الأكثر ارتباطًا بالجرابيات. شوهدت أسنان السيف آخر مرة في سميلودون، والتي تسمى غالبًا النمور ذات الأسنان السيفية، والتي كانت موجودة حتى قبل حوالي 10000 عام.

وللتحقق من سبب استمرار هذه الأسنان في التطور مرة أخرى، قامت تحليا بولوك – من جامعة بريستول بالمملكة المتحدة – وزملاؤها بدراسة أنياب 95 نوعًا من الثدييات آكلة اللحوم، بما في ذلك 25 نوعًا من الثدييات ذات الأسنان السيفية.

أولاً، قام الباحثون بقياس أشكال الأسنان لتصنيفها ووضع نماذج لها. ثم قاموا بطباعة نسخ أصغر ثلاثية الأبعاد من كل سن من المعدن واختبروا أدائها في اختبارات الثقب، حيث تم دفع الأسنان ميكانيكيًا إلى كتل جيلاتينية مصممة لتقليد كثافة الأنسجة الحيوانية.

أظهر هذا أن أسنان السيف كانت قادرة على ثقب الكتلة بقوة أقل بنسبة تصل إلى 50% مقارنة بالأسنان الأخرى، كما يقول بولوك.

ثم قام الباحثون بتقييم شكل الأسنان وبيانات أداء الثقب باستخدام مقياس يسمى نسبة رتبة باريتو، والذي يحكم على مدى مثالية الأسنان من حيث القوة أو الثقب.

يقول بولوك: “يجب أن تكون أسنان الحيوانات آكلة اللحوم حادة ونحيلة بدرجة كافية للسماح للحيوان باختراق لحم فرائسه، ولكنها يجب أيضًا أن تكون حادة وقوية بما يكفي حتى لا تنكسر أثناء عض الحيوان”.

الحيوانات مثل سميلودون كان لديه أسنان سيف طويلة للغاية. يقول بولوك: “من المحتمل أن هذه الأسنان ظهرت مرارًا وتكرارًا لأنها تمثل التصميم الأمثل للثقب”. “إنها جيدة حقًا في الثقب، ولكن هذا يعني أيضًا أنها هشة بعض الشيء.” على سبيل المثال، تحتوي حفر La Brea Tar Pits في كاليفورنيا على الكثير من الحفريات سميلودونوبعضهم بأسنان مكسورة.

كان لدى الحيوانات الأخرى ذات الأسنان السيفية أيضًا أسنان كانت ذات شكل مثالي لوظيفة مختلفة قليلاً. القطة دينوفيليس يقول بولوك: كان لديه أسنان سيفية عشوائية توازن بين الثقب والقوة بشكل متساوٍ.

وكانت أسنان الأنواع الأخرى ذات الأسنان السيفية تقع بين هذه الأشكال المثالية، وقد يكون هذا هو السبب وراء عدم استمرار بعضها لفترة طويلة. يقول بولوك: “إن هذه الأنواع من الأشياء تتم مقايضتها”. “إن جوانب الشكل التي تجعل الأسنان جيدة في شيء واحد تجعلها سيئة في شيء آخر.”

إحدى الفرضيات الرئيسية التي تفسر سبب انقراض الأنواع ذات الأسنان السيفية هي أن النظم البيئية كانت تتغير وأن الفرائس الضخمة التي يُعتقد أنها استهدفتها، مثل الماموث، كانت تختفي.

نتائج الثقب التي توصل إليها الفريق تدعم هذا الأمر. لم تكن الأسنان العملاقة فعالة في اصطياد الفرائس التي كانت أشبه بحجم الأرنب، وربما زاد خطر كسر الأسنان هنا، لذلك كانت الحيوانات ذات الأسنان السيفية تتفوق على الحيوانات المفترسة الأكثر فعالية. يقول بولوك: “في صيد مثل هذه الفرائس، مثل القطط ذات الأسنان الصغيرة”.

يقول ستيفان لاوتنشلاجر من جامعة برمنجهام بالمملكة المتحدة: “بمجرد أن تتغير الظروف البيئية أو البيئية، لم تتمكن الحيوانات المفترسة ذات الأسنان السيفية المتخصصة للغاية من التكيف بسرعة كافية وانقرضت”.

تقول جولي ميتشين من جامعة دي موين في ولاية أيوا: “أعتقد أن هذا جزء من السبب وراء عدم تطور شكل الأسنان السيفية مرة أخرى في الوقت الحاضر – فنحن لا نملك هذه الحيوانات الضخمة”. “الفريسة ليست هناك.”