راز بقا پس از برخورد سیارک؛ چگونه برخی حیوانات از انقراض بزرگ کرتاسه جان سالم به در بردند؟

خلاصه مقاله:

• حدود ۶۶ میلیون سال پیش، برخورد سیارک بزرگی در منطقه‌ای که امروز مکزیک است، آغازگر یکی از شدیدترین انقراض‌های تاریخ زمین شد و حدود ۷۵ درصد گونه‌های زنده را نابود کرد. این برخورد انرژی عظیمی آزاد کرد که باعث ایجاد موج‌های گرمایی، آتش‌سوزی‌های سراسری، سونامی‌های چند کیلومتری و پرتاب حجم زیادی گردوغبار و گوگرد به جو شد و در نهایت نور خورشید را برای مدت طولانی کاهش داد.
• کاهش شدید نور خورشید باعث توقف فتوسنتز، فروپاشی زنجیره‌های غذایی و ایجاد دوره‌ای شبیه زمستان جهانی شد که بسیاری از گیاه‌خواران و شکارچیان وابسته به آن‌ها را از بین برد. در این شرایط، اندازه بدن نقش تعیین‌کننده‌ای داشت و جانوران بزرگ به دلیل نیاز غذایی بالا و ناتوانی در پناه‌گیری تقریباً همگی منقرض شدند، در حالی که گونه‌های کوچک‌تر توانستند در شکاف‌ها، لانه‌ها یا محیط‌های آبی دوام بیاورند.
• رژیم غذایی نیز اهمیت حیاتی داشت؛ گونه‌هایی با تغذیه عمومی‌تر یا وابسته به دانه‌ها و حشرات در اقیانوس‌ها و خشکی شانس بیشتری برای بقا پیدا کردند، در حالی که بسیاری از گیاه‌خواران و شکارچیان تخصصی از بین رفتند.
• بازماندگان شامل برخی پستانداران کوچک، لاک‌پشت‌ها، ماهیان، کوسه‌ها و نیاکان پرندگان امروزی بودند که با ویژگی‌هایی مانند رشد سریع، متابولیسم پایین، انعطاف رفتاری و توان پرواز یا پناه‌گیری، مسیر تکامل بعدی زمین را به سمت عصر پستانداران هدایت کردند.

حدود ۶۶ میلیون سال پیش، زمین یکی از فاجعه‌بارترین رویدادهای تاریخ خود را تجربه کرد؛ برخورد سیارکی عظیم که نه‌تنها دایناسورهای غیرپرنده را از میان برد، بلکه مسیر تکامل حیات روی سیاره را برای همیشه تغییر داد. این رویداد که پایان دوره کرتاسه را رقم زد، باعث نابودی حدود ۷۵ درصد گونه‌های زنده زمین شد. گرچه، همه موجودات از بین نرفتند. برخی حیوانات، ازجمله گروهی از پرندگان، پستانداران، لاک‌پشت‌ها و حتی بعضی جانوران دریایی، به نوعی توانستند از این جهنم جهانی جان سالم به در ببرند.

دانشمندان سال‌هاست تلاش می‌کنند بفهمند چرا بعضی گونه‌ها طی رویداد مورد بحث نابود شدند و برخی دیگر دوام آوردند. اکنون پژوهش‌های دیرینه‌شناسی و زمین‌شناسی تصویر دقیق‌تری از آن دوران ارائه می‌کنند که نشان می‌دهد عواملی مانند اندازه بدن، نوع تغذیه، رفتار و حتی محل زندگی می‌توانستند تفاوت میان مرگ و بقا باشند.

بر اساس شواهد زمین‌شناسی، سیارکی به قطر تقریبی ۱۰ کیلومتر با زمین برخورد کرد و دهانه عظیم چیکشلوب را در منطقه‌ای که امروز شبه‌جزیره یوکاتان مکزیک است ایجاد کرد. انرژی حاصل از برخورد به‌قدری زیاد بود که سنگ‌های ذوب‌شده و فوق‌داغ را به جو پرتاب کرد. این مواد هنگام بازگشت به جو، دمای لایه‌های بالایی اتمسفر را تا حدود ۲۲۶ درجه سانتی‌گراد افزایش دادند.

در همان زمان، امواج سونامی عظیم در خلیج مکزیک شکل گرفتند و حتی مناطق بسیار دور را نیز تحت تأثیر قرار دادند. آتش‌سوزی‌های گسترده در جنگل‌ها آغاز شد و موج‌های ضربه‌ای ناشی از برخورد، هرچیز را در مسیر خود نابود کردند. علاوه‌بر‌این، مقادیر زیادی گردوغبار و گوگرد وارد جو شد و نور خورشید را برای سال‌ها کاهش داد. درنتیجه، زمین وارد دوره‌ای تاریک و سرد شد که گاهی از آن با عنوان «زمستان برخوردی» یاد می‌شود.

تاریکی طولانی، فتوسنتز را مختل کرد. گیاهان از بین رفتند و با نابودی گیاهان، زنجیره‌های غذایی نیز فروپاشیدند. بسیاری از گیاه‌خواران بزرگ و شکارچیانی که به آن‌ها وابسته بودند، خیلی زود منقرض شدند.

آن حیوانات غول‌پیکر نه‌تنها در برابر موج گرما و انفجار اولیه آسیب‌پذیرتر بودند، بلکه پس از فاجعه نیز برای زنده ماندن به مقادیر عظیمی غذا نیاز داشتند، درحالی‌که غذا در آن شرایط دیگر به‌سختی پیدا می‌شد. موجودات بزرگ همچنین نمی‌توانستند به‌راحتی در پناهگاه‌ها یا سوراخ‌های زیرزمینی مخفی شوند.

درمقابل، حیوانات کوچک‌تر وضعیت بهتری داشتند. برخی پستانداران اولیه و مارمولک‌ها که اندازه‌ای در حد گورکن داشتند، می‌توانستند در شکاف‌ها و لانه‌های زیرزمینی پناه بگیرند و مدت بیشتری بدون غذا دوام بیاورند. بسیاری از دانشمندان معتقدند توانایی نقب‌زدن و زندگی زیرزمینی یکی از کلیدهای اصلی بقا در آن دوران بوده است.

محیط‌های آبی نیز تا حدی از اثرات اولیه برخورد محافظت شدند. بعضی لاک‌پشت‌ها، ماهی‌ها و جانوران آب شیرین توانستند در آب پناه بگیرند و از موج گرما و آتش‌سوزی‌ها در امان بمانند. البته این به معنای امنیت کامل نبود، زیرا فروپاشی زنجیره غذایی در نهایت به اقیانوس‌ها هم رسید.

یکی دیگر از گروه‌هایی که از این فاجعه جان سالم به در بردند، نیاکان پرندگان امروزی بودند. دایناسورهای پرنده‌ای که بعدها به پرندگان مدرن تبدیل شدند، احتمالاً به چند دلیل مهم دوام آوردند. آن‌ها کوچک بودند، توانایی پرواز داشتند و می‌توانستند از مناطق ویران‌شده فرار کنند یا زیستگاه‌های جدیدی پیدا کنند. همچنین عضلات سینه‌ای قوی و بال‌های کارآمد به آن‌ها امکان جابه‌جایی سریع می‌داد.

ویژگی مهم دیگر، رشد سریع جوجه‌ها بود. جوجه‌هایی که زودتر مستقل می‌شدند، فشار کمتری بر والدین وارد می‌کردند؛ مسئله‌ای که در دوره کمبود شدید غذا اهمیت زیادی داشت.

پس از این انقراض بزرگ، اندازه متوسط حیوانات روی زمین به‌طور چشمگیری کاهش یافت. بزرگ‌ترین حیوانات بازمانده روی خشکی بیشتر هم‌اندازه گربه‌های خانگی بودند. در دریاها نیز بزرگ‌ترین بازماندگان تقریباً به اندازه یک کوسه معمولی بودند.

اما اندازه تنها عامل تعیین‌کننده نبود. نوع رژیم غذایی نیز نقشی اساسی ایفا می‌کرد. راجر بنسون، متصدی دیرینه‌زیست‌شناسی دایناسورها در موزه تاریخ طبیعی آمریکا در نیویورک، می‌گوید موجوداتی که به گیاهان وابسته بودند، بیشترین آسیب را دیدند، زیرا نور خورشید برای سال‌ها کاهش یافته بود و گیاهان نمی‌توانستند فتوسنتز کنند.

حتی بعضی حیوانات کوچک نیز به همین دلیل نابود شدند. برخی گونه‌های مارمولک و لاک‌پشت، با وجود جثه کوچک، چون رژیم غذایی‌شان وابسته به گیاهان بود نتوانستند دوام بیاورند.

اما موجوداتی که از بقایای آلی مرده یا دِتریتوس تغذیه می‌کردند شانس بیشتری داشتند. دتریتوس به مجموعه مواد آلی مرده و تجزیه‌شده گفته می‌شود که در کف آب یا خاک تجمع پیدا می‌کند. در آن دوران، پس از مرگ گسترده گیاهان و جانوران، مقدار زیادی از این مواد در محیط وجود داشت.

برخی اسفنج‌های دریایی، کوسه‌های ببری شنی (Carcharias) و بعضی نرم‌تنان ازجمله گروهی که بعدها به ملوانک‌های امروزی (Nautilus pompilius) منتهی شدند، توانستند از دتریتوس استفاده کنند و زنده بمانند.

دانه‌خوارها نیز وضعیت نسبتاً مناسبی داشتند. دانه‌ها می‌توانند مدت طولانی در شرایط سخت دوام بیاورند و همین مسئله برای برخی پرندگان مزیت بزرگی بود. همچنین حشره‌خوارانی که در جست‌وجوی غذا بودند، به دلیل باقی‌ماندن بخشی از جمعیت حشرات، شانس بیشتری برای بقا پیدا کردند.

برای نمونه، جانوری شبیه نخستی‌سانان اولیه به نام پورگاتوریوس جانیسائه (Purgatorius janisae) احتمالاً به لطف رژیم غذایی متنوع خود دوام آورد. گونه‌ای دیگر به نام پورگاتوریوس کوراکیس (Purgatorius coracis) نیز از حشرات، میوه‌ها و دانه‌ها تغذیه می‌کرد و همین انعطاف غذایی احتمال بقای آن را افزایش داد.

دانشمندان معتقدند گونه‌هایی که رژیم غذایی عمومی‌تری داشتند، در برابر تغییرات شدید محیطی مقاوم‌تر بودند. این الگو امروزه نیز دیده می‌شود. برای مثال، حیواناتی مانند کلاغ‌ها و راکون‌ها به دلیل توانایی استفاده از منابع غذایی متنوع، احتمالاً در برابر تغییرات اقلیمی آینده نیز مقاوم‌تر خواهند بود.

برخی حیوانات به‌نوعی خوش‌شانس هم بودند. اگر طعمه‌های آن‌ها زنده مانده بودند، خودشان نیز شانس بیشتری برای بقا پیدا می‌کردند. برای مثال، بعضی لاک‌پشت‌های آبزی مانند هاچمیس رممدیوم (Hutchemys rememdium) از جانوران صدف‌دار تغذیه می‌کردند؛ موجوداتی که خودشان دتریتوس مصرف می‌کردند و بنابراین پس از برخورد سیارک همچنان در محیط باقی مانده بودند.

مطالعه‌ای در سال ۲۰۲۶ نشان داد که نوعی سازگاری‌ به نام سخت‌خواری (Durophagy)، یعنی توانایی خوردن طعمه‌های دارای پوست سخت، احتمال بقای برخی جانوران را افزایش داده بود. رفتار نیز ممکن است اهمیت زیادی داشته باشد. بنسون توضیح می‌دهد گونه‌هایی که انعطاف رفتاری بیشتری داشتند یا توان تولیدمثل بالاتری داشتند، احتمالاً بهتر می‌توانستند خود را با شرایط جدید سازگار کنند.

آنیتا طاهرانپور

دهانه نادیر: سیارکی که به حیات دایناسورها خاتمه داد، تنها نبود

مطالعه '3

با وجود تمام این توضیحات، هنوز پرسش‌های زیادی بی‌پاسخ مانده است. برخی یافته‌های جدید نشان می‌دهند الگوهای بقا همیشه هم قابل پیش‌بینی نیستند. برای مثال، بسیاری از دوکفه‌ای‌های امروزی برای تغذیه به موجودات میکروسکوپی وابسته‌اند که به نور خورشید نیاز دارند. بااین‌حال، در میان دوکفه‌ای‌هایی که از انقراض پایان کرتاسه جان سالم به در بردند، این وابستگی تأثیر تعیین‌کننده‌ای بر بقا نداشت.

نمونه عجیب دیگر، مارمولک‌های شب‌گرد نزدیک محل برخورد است. این جانوران تعداد کمی فرزند به‌دنیا می‌آورند، درحالی‌که معمولاً تصور می‌شود نرخ تولیدمثل بالا پس از انقراض‌ها مزیت بزرگی است. پژوهشگران حدس می‌زنند متابولیسم آهسته این مارمولک‌ها که به آن‌ها امکان مصرف انرژی کمتر را می‌داد، عامل مهم‌تری برای بقای آن‌ها بوده است.

یکی از شگفت‌انگیزترین کشفیات اخیر مربوط به کروکودیل بزرگی به نام توکنسوکوس سالامانکنسیس (Tewkensuchus salamanquensis) است که در منطقه‌ای از آرژانتین امروزی زندگی می‌کرد. این جانور حدود ۳۰۰ کیلوگرم وزن داشت و بااین‌حال توانسته بود از برخورد سیارک جان سالم به در ببرد. این موضوع پرسش مهمی را مطرح کرده است: آیا اثرات برخورد در نیم‌کره جنوبی کمتر از نیم‌کره شمالی بوده است؟ برخی شواهد ازجمله تنوع زیاد فسیل‌های گیاهی در آرژانتین نشان می‌دهند گیاهان در عرض‌های جنوبی سریع‌تر احیا شدند.

پس از انقراض بزرگ، احتمالاً شرایطی ایجاد شد که رشد قارچ‌ها را افزایش داد؛ دوره‌ای که بعضی پژوهشگران آن را «عصر کوچک قارچ‌ها» توصیف می‌کنند. چنانچه این فرضیه درست باشد، پستانداران ممکن است به دلیل مقاومت بیشتر در برابر بیماری‌های قارچی شانس بالاتری برای بقا پیدا کرده باشند.

درنهایت، موجوداتی که از آن فاجعه جهانی جان سالم به در بردند، مسیر تکامل آینده زمین را شکل دادند. آن‌ها زمینه‌ساز ظهور عصر پستانداران شدند؛ عصری که میلیون‌ها سال بعد به پیدایش انسان انجامید.