پژوهشگران می‌گویند اجداد اولیه پرندگان احتمالاً پیش از آنکه توان پرواز پیدا کنند، از بال‌های کوچک و پرهای خود برای اهداف دیگری استفاده می‌کردند.

 

پرواز یکی از مهم‌ترین نوآوری‌های تکاملی در تاریخ حیات روی زمین به شمار می‌رود، اما پتر یابلونسکی، زیست‌شناس، معتقد است بال‌ها در مراحل اولیه تکامل احتمالاً بیشتر برای دیده‌شدن و تعامل‌های رفتاری به کار می‌رفته‌اند تا حرکت در هوا. این ایده زمانی به ذهن او رسید که رفتار پرندگان را در غرب آمریکا مطالعه می‌کرد.

 

یابلونسکی مشاهده کرد که برخی پرندگان هنگام شکار، بال‌های خود را ناگهان باز می‌کنند یا پرهای دمشان را به‌شکل بادبزنی درمی‌آورند تا حشرات را از مخفیگاه بیرون بکشند و سپس آن‌ها را شکار کنند. همین مشاهده باعث شد یابلونسکی این احتمال را مطرح کند که دایناسورهای بال‌دار اولیه که اجداد پرندگان امروزی محسوب می‌شوند، شاید از بال‌های خود به روشی مشابه استفاده می‌کرده‌اند.

 

بر همین اساس، یابلونسکی و همکارانش در سال‌های اخیر تلاش کرده‌اند این فرضیه را به شکل آزمایشی بررسی کنند. آن‌ها از ربات‌های دایناسوری و شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای استفاده و واکنش حشرات را نسبت به نمایش‌های حرکتی این موجودات بازسازی‌شده بررسی کرده‌اند. این رویکرد بخشی از جریان رو به رشد پژوهش‌هایی است که تلاش می‌کنند رفتار جانوران منقرض‌شده را با روش‌های تجربی بازسازی کنند.

 

به گزارش ساینس‌نیوز، در پژوهشی جدید، تمرکز بر گروهی از دایناسورهای کوچک و پردار به نام پناراپتورا (Pennaraptora) بوده است. به گفته مین‌یانگ سون، دیرینه‌زیست‌شناس مهره‌داران در دانشگاه مینه‌سوتا در مینیاپولیس، ساختارهای ابتدایی بال در این دایناسورها احتمالاً هنوز توان پرواز واقعی را نداشته‌اند.

 

مین‌یانگ سون توضیح می‌دهد که سطح بال‌ها در دایناسورهای پناراپتورا برای تولید نیروی آیرودینامیکی کافی جهت برخاستن از زمین بسیار کوچک بوده است. علاوه بر آن، دامنه حرکت مفاصل بال نیز محدود بوده و پرها هنوز شکل نامتقارن لازم برای پرواز مؤثر را پیدا نکرده بودند. پرهای مناسب پرواز معمولاً دارای ساختار نامتقارن هستند تا جریان هوا را به شکل کارآمد هدایت کنند، اما بر اساس شواهد فسیلی، چنین ویژگی‌ در آن دایناسورها هنوز تکامل نیافته بود.

 

برای آزمودن فرضیه‌های مربوط به شکار در دوران پیشاتاریخ، یابلونسکی، سون و همکارانشان ابتدا یک ربات دایناسور طراحی کردند. این ربات بر اساس گونه‌ای به نام کائودیپتریکس (Caudipteryx) ساخته شد. پژوهشگران به بازوهای ربات، بال‌های جداشدنی اضافه کردند تا بتوانند واکنش حشرات را در شرایط مختلف بررسی کنند: زمانی که فقط بازوها حرکت می‌کنند و زمانی که بازوها همراه با بال‌ها هستند.

 

جین‌سوک پارک پس از تکمیل ربات که روباتروپتریکس (Robopteryx) نام گرفت، آن را به مسیر پیاده‌روی آسفالته‌ای در یک منطقه طبیعی در سئول کره جنوبی برد؛ جایی که احتمال برخورد با ملخ‌های وحشی (Oedaleus infernalis) وجود داشت.

 

ربات رفتارهایی به نام «نمایش‌های بیرون‌رانی» انجام می‌داد؛ یعنی حرکاتی ناگهانی برای ترساندن یا بیرون کشیدن حشرات از مخفیگاه، مثل باز کردن سریع بال‌ها به طرفین یا خم شدن به سمت حشره همراه با پرتاب ناگهانی دم به جلو. هدف این حرکات ایجاد واکنش فرار در طعمه بود.

 

جین‌سوک پارک که اکنون در بخش زیست‌شناسی مؤسسه ماکس پلانک آلمان فعالیت می‌کند، در طول دو تابستان و طی صدها آزمایش میدانی بررسی کرد که ملخ‌ها چند بار در برابر این ربات واکنش فرار نشان می‌دهند؛ هم در حالتی که ربات به بال‌های اولیه مجهز بود و هم زمانی که فقط بازوهای ساده داشت. نتایج نشان داد این نمایش‌های حرکتی زمانی که بال‌های اولیه حضور داشتند، در فراری‌دادن ملخ‌ها مؤثرتر بوده‌اند.

 

دانشمندان می‌گویند این نتایج نشان می‌دهد بال‌های اولیه احتمالاً پیش از آنکه ابزار پرواز شوند، در شکار، نمایش رفتاری و شاید حتی جلب جفت نقش داشته‌اند

 

با وجود نتایج اولیه، پژوهشگران برای بررسی دقیق‌تر این رفتارها، این بار یک دایناسور کائودیپتریکس را به‌صورت دیجیتالی شبیه‌سازی کردند و ویدئوهای آن را به ملخ‌ها نشان دادند. تمرکز اصلی بر واکنش عصبی حشرات، به‌ویژه پاسخ‌های مرتبط با فرار بود. جین‌سوک پارک با اتصال الکترود به بدن ملخ‌ها فعالیت عصبی آن‌ها را ثبت کرد و دریافت زمانی که دایناسور دیجیتالی دارای بال‌های اولیه بود، واکنش‌های فرار قوی‌تری ایجاد می‌شد.

 

هرچند هنوز نمی‌توان با اطمینان درباره نقش دقیق بال‌های ابتدایی قضاوت کرد، پژوهشگران می‌گویند نتایج به‌خوبی نشان می‌دهد که استفاده از آن‌ها برای نمایش‌های رفتاری و بیرون کشیدن طعمه از مخفیگاه از نظر زیستی کاملاً امکان‌پذیر بوده است. به باور آن‌ها، پرها احتمالاً فقط در شکار کاربرد نداشته‌اند و شاید در جلب توجه جفت‌های احتمالی نیز نقش ایفا می‌کرده‌اند. چنین یافته‌هایی تصویری پیچیده‌تر از روند تکامل بال‌ها ارائه می‌دهد؛ ساختارهایی که شاید ابتدا برای نمایش و شکار شکل گرفتند و تنها بعدها به ابزاری برای پرواز تبدیل شدند.

 

منبع: زومیت