راز هوش پرندگان: مغز اسرارآمیز از عصر دایناسورها

کشف فسیل منحصر به فردی که درک ما از تکامل مغز پرندگان مدرن را تغییر می‌دهد

یک کشف فسیل منحصر به فرد می‌تواند درک ما از چگونگی تکامل مغز و هوش خاص پرندگان مدرن را دگرگون کند؛ یکی از اسرار پایدار تکامل مهره‌داران. محققان یک فسیل پرنده به طرز شگفت‌انگیزی خوب حفظ‌شده را شناسایی کرده‌اند که تقریباً به اندازه یک ستاره‌خوان است و متعلق به دوره مزوزوئیک می‌باشد. جمجمه کامل این فسیل تقریباً به طور دست‌نخورده حفظ شده است: چیزی نادر برای هر فسیل پرنده‌ای، به ویژه برای فسیلی به این سن، که این کشف را به یکی از مهم‌ترین یافته‌های نوع خود تبدیل می‌کند.

حفظ سه‌بعدی فوق‌العاده جمجمه به محققان، به رهبری دانشگاه کمبریج و موزه تاریخ طبیعی شهرستان لس آنجلس، این امکان را داد تا مغز پرنده‌ای را که نامش را Navaornis hestiae گذاشته‌اند، به صورت دیجیتالی بازسازی کنند. Navaornis حدود ۸۰ میلیون سال پیش در منطقه‌ای که اکنون برزیل نامیده می‌شود، زندگی می‌کرد، قبل از رویداد انقراض جمعی که تمام دایناسورهای غیرپرنده را از بین برد.

محققان می‌گویند کشف آن‌ها، که در نشریه Nature گزارش شده، می‌تواند به نوعی سنگ روزتا برای تعیین ریشه‌های تکاملی مغز پرندگان مدرن باشد. این فسیل یک شکاف ۷۰ میلیون ساله در درک ما از چگونگی تکامل مغز پرندگان را پر می‌کند: بین Archaeopteryx، قدیمی‌ترین دایناسور شبیه پرنده که ۱۵۰ میلیون سال پیش زندگی می‌کرد، و پرندگان امروزی. Navaornis دارای مغزی بزرگتر از Archaeopteryx بود که نشان می‌دهد قابلیت‌های شناختی پیشرفته‌تری نسبت به قدیمی‌ترین دایناسورهای شبیه پرنده داشته است. با این حال، بیشتر نواحی مغز آن، مانند مخچه، کمتر توسعه یافته بودند، که نشان می‌دهد هنوز مکانیزم‌های پیچیده کنترل پرواز پرندگان مدرن تکامل نیافته بود.

دکتر Guillermo Navalón، نویسنده همکار از دپارتمان علوم زمین دانشگاه کمبریج، گفت: “ساختار مغز Navaornis تقریباً به طور دقیق بین Archaeopteryx و پرندگان مدرن قرار دارد – این یکی از آن لحظات است که قطعه گمشده به طور کامل جا می‌افتد.”

Navaornis به نام William Nava، مدیر موزه دیرین‌شناسی مارلیا در ایالت سائو پائولوی برزیل، نامگذاری شده است که این فسیل را در سال ۲۰۱۶ در محلی در همسایگی Presidente Prudente کشف کرد. ده‌ها میلیون سال پیش، این مکان احتمالاً منطقه‌ای خشک با جویبارهای آرام بود که حفظ فوق‌العاده فسیل را ممکن ساخت. این حفظ به محققان این امکان را داد تا از فناوری پیشرفته میکرو-CT برای بازسازی جمجمه و مغز پرنده با جزئیات شگفت‌انگیز استفاده کنند.

دکتر Navalón گفت: “این فسیل واقعاً به قدری منحصر به فرد است که از لحظه‌ای که برای اولین بار آن را دیدم تا زمانی که تمام استخوان‌های جمجمه و مغز را سر هم کردم، شگفت‌زده بودم، که به ما اجازه می‌دهد آناتومی این پرنده اولیه را به طور کامل درک کنیم.”

پروفسور Daniel Field از دپارتمان علوم زمین دانشگاه کمبریج، نویسنده ارشد این تحقیق، گفت: “پرندگان مدرن برخی از پیشرفته‌ترین قابلیت‌های شناختی را در دنیای حیوانات دارند که تنها با پستانداران قابل مقایسه است. اما دانشمندان در درک چگونگی و زمان تکامل مغزهای منحصر به فرد و هوش شگفت‌انگیز پرندگان با چالش مواجه بوده‌اند – این حوزه در انتظار کشف فسیلی دقیقاً مانند این بوده است.”

کشف جدید در تحول مغز پرندگان

قبل از این کشف، دانش دربارهٔ انتقال تکاملی بین مغز آرکئوپتریکس و پرندگان مدرن تقریباً وجود نداشت. ناوالون گفت: “این نشان‌دهندهٔ تقریباً ۷۰ میلیون سال تکامل پرندگان است که در آن تمام خط‌های اصلی پرندگان مزوزوئیک شکل گرفتند – از جمله نخستین نمایندگان پرندگانی که امروز زندگی می‌کنند.” او افزود: “ناواورنيس در وسط این فاصلهٔ ۷۰ میلیون ساله قرار دارد و به ما اطلاعاتی دربارهٔ آنچه بین این دو نقطهٔ تکاملی اتفاق افتاده، می‌دهد.”

در حالی که جمجمهٔ ناواورنيس در نگاه اول به جمجمهٔ یک کبوتر کوچک شباهت دارد، بررسی دقیق‌تر نشان می‌دهد که این پرنده اصلاً مدرن نیست و در عوض عضوی از گروهی از پرندگان اولیه به نام ایننتیورنیتین‌ها یا “پرندگان معکوس” است. پرندگان معکوس بیش از ۱۳۰ میلیون سال پیش از پرندگان مدرن جدا شدند، اما دارای پرهای پیچیده بودند و احتمالاً مانند پرندگان مدرن، توانایی پرواز داشتند. با این حال، آناتومی مغز ناواورنيس سوال جدیدی را مطرح می‌کند: چگونه پرندگان معکوس بدون مجموعه کامل ویژگی‌های مغزی که در پرندگان زنده مشاهده می‌شود، از جمله مخچهٔ بزرگ‌شده که مرکز کنترل فضایی پرندگان زنده است، پرواز خود را کنترل می‌کردند؟

فیلد، که همچنین سرپرست موزهٔ جانورشناسی دانشگاه کمبریج است، گفت: “این فسیل نمایانگر یک گونه در نقطهٔ میانی سفر تکاملی شناخت پرندگان است. توانایی‌های شناختی آن ممکن است به ناواورنيس در یافتن غذا یا پناهگاه کمک کرده باشد و ممکن است قادر به نمایش‌های جفت‌گیری پیچیده یا رفتارهای اجتماعی دیگر بوده باشد.”

دکتر لوئیس چیپه، نویسندهٔ همکار و از موزهٔ تاریخ طبیعی شهرستان لس آنجلس، گفت: “این کشف نشان می‌دهد که برخی از پرندگانی که بر فراز سر دایناسورها پرواز می‌کردند، بیش از ۸۰ میلیون سال پیش دارای هندسهٔ جمجمه‌ای کاملاً مدرن بودند.” در حالی که ناواورنيس یکی از بهترین فسیل‌های پرنده‌ای است که تاکنون از دورهٔ مزوزوئیک پیدا شده، محققان معتقدند که بسیاری از یافته‌های دیگر از محل برزیلی که این فسیل در آن کشف شده، می‌تواند بینش‌های بیشتری دربارهٔ تکامل پرندگان ارائه دهد. فیلد گفت: “این ممکن است فقط یک فسیل باشد، اما این یک قطعه کلیدی در معمای تکامل مغز پرندگان است. با ناواورنيس، ما دید واضح‌تری از تغییرات تکاملی که بین آرکئوپتریکس و پرندگان هوشمند و پیچیدهٔ رفتاری امروزی مانند کلاغ‌ها و طوطی‌ها اتفاق افتاده، داریم.”

در حالی که این کشف یک پیشرفت مهم است، محققان می‌گویند که این تنها اولین قدم در درک تکامل هوش پرندگان است. مطالعات آینده ممکن است نشان دهند که ناواورنيس چگونه با محیط خود تعامل داشت و به پاسخ به سوالات گسترده‌تری دربارهٔ تکامل شناخت پرندگان در طول زمان کمک کند. ناواورنيس جدیدترین در میان چهار پرندهٔ فسیلی مزوزوئیک است که از سال ۲۰۱۸ توسط گروه تحقیقاتی فیلد توصیف شده است و به ایکتھیورنيس، آستریورنيس (که به آن “پرنده شگفت‌انگیز” نیز می‌گویند) و جانویس می‌پیوندد. کار این گروه بر روی کشفیات جدید فسیلی به همراه تکنیک‌های پیشرفتهٔ بصری‌سازی و تحلیلی، بینش‌های بنیادی دربارهٔ منشأ پرندگان، متنوع‌ترین گروه از حیوانات مهره‌دار زنده، را آشکار کرده است. این تحقیق بخشی از حمایت‌های تحقیقات و نوآوری‌های بریتانیا (UKRI) بوده است. دانیل فیلد یکی از اعضای کالج کریست، کمبریج است.