ما هي التريلوبيتات؟ تعرف على الرواد البحريين في تاريخ الأرض

تدور قصتنا اليوم حول التريلوبيتات، وسيتعرف القارئ الفضولي على الكثير عن عاداتها وتاريخها.

التريلوبيتات هي فئة من المفصليات البحرية التي كانت منتشرة على نطاق واسع في بحار العصر الباليوزوي، وانقرضت في نهاية العصر البرمي. ومن بين الكائنات الحية، فإن أقرب أقربائها هي سرطانات حدوة الحصان، على الرغم من أن صلتها بهذه الكائنات القديمة بعيدة جدًّا.

تجذب التريلوبيتات انتباه الكثيرين — سواء من علماء الحفريات، أو علماء الأحياء التطورية، أو هواة جمع الحفريات، أو صانعي الأفلام. فهي تمثل مجموعة تطورية حققت نجاحًا لا يُصدق. وعلى الرغم من احتفاظها بتصميم جسدي ثابت، تمكنت التريلوبيتات من احتلال العديد من المنافذ البيئية وازدهرت لأكثر من 300 مليون سنة.

اليوم، سنترك جانباً الدراسة المعتادة للحفريات وعمليات إعادة البناء الحاسوبية. وللتعرف على أبطال قصتنا، سنسافر عبر الزمن إلى العصر السيلوري.

إذن، قبل 430 مليون سنة، في نصف الكرة الجنوبي، على سواحل القارة العملاقة غوندوانا. يمتد المحيط الشاسع حتى الأفق، وفي مكان ما إلى الشمال، تتلاطم أمواجه على شواطئ لورينتيا وبالتيكا وأنغاريدا — وهي قارات أخرى في هذا العالم الناشئ.

في الداخل، تتحول التلال الصخرية إلى جبال، وتقع وراءها أراضٍ قاحلة شاسعة. لا توجد أي خضرة مألوفة، لكن الأشنات تزين الصخور بألوانها، وتغطي المناطق الرطبة سجادة ناعمة من الطحالب، ترتفع فوقها شجيرات رقيقة من نوع ما. الجو دافئ، بل حار، لكننا مضطرون لارتداء بدلات خاصة والتنفس عبر أقنعة الأكسجين — فطبقة الأوزون لم تتشكل بعد، ونسبة الأكسجين في الغلاف الجوي ضئيلة جدًا (حوالي 10٪)، مع وجود ثاني أكسيد الكربون بثلاثة أضعاف ما هو موجود اليوم.

يبدأ المد في الانحسار، ولا تستطيع جميع الكائنات البحرية مواكبة انحسار المياه. هنا، على قاع البحر المكشوف، بين كتل الطحالب ذات اللون البني-الأخضر، وقشور البراكيوبود، ونجوم البحر، وبرك المياه، تزحف كائنات غريبة ببطء. وهي مغطاة بدرع مقسم إلى أجزاء، وتشبه حشرات البق العملاقة. وعلى الدرع القوي الذي يغطي رأسها، تبرز عيون مركبة، بينما تستكشف هوائيات طويلة السطح أمامها. عند اقترابنا، تحاول ثلاثية الفصوص الاختباء في البرك، ويقوم بعضها بالالتفاف على نفسه لتشكيل كرة. قد ينقذها هذا السلوك من المفترسين، لكننا نتمكن بسهولة من التقاط بضعة عينات، وقد حان الوقت الآن لفحصها عن كثب.

التريلوبيتات هي مفصليات الأرجل، وتنتمي إلى نفس الشعبة التي تنتمي إليها العناكب، والمئويات، وسرطانات البحر، والخنافس، والفراشات.

يتسم المخطط العام لجسم ثلاثي الفصوص بالاتساق على الرغم من الاختلافات في الحجم ونمط الحياة. ينقسم الجسم إلى ثلاثة أجزاء طوليًا وعرضيًا. في المستوى العرضي، هذه الأجزاء هي: الرأس (cephalon)، والجذع (thorax)، والذيل (pygidium). أما في المستوى الطولي، فيوجد الفص المحوري المركزي (الراخيس) وفصان/صفيحتان جنبيتان على الجانبين الأيمن والأيسر. ويخفي درع الرأس أهم الأعضاء، وهما الدماغ والمعدة. أما الأجزاء الأخرى من الجسم، فهي ذات بنية موحدة. ويحتوي كل جزء على حبل عصبي به عُقَد عصبية، وأمعاء، ووعاء دموي طويل متعدد الحجرات، وهو القلب.

مثل جميع المفصليات، يُغطى جسم التريلوبيت بدرع كيتيني يعمل كهيكل خارجي. ومن الداخل، ترتبط الأنسجة الضامة والعضلات والأعضاء الداخلية بهذا الدرع. ولا يُعد الدرع بنية صلبة متجانسة؛ بل يتكون من العديد من الأجزاء، مما يمنح الحيوان قدرة جيدة على الحركة. ويتراوح سمكه بين 1 مم أو أكثر في الأنواع الكبيرة. وتتحقق القوة العالية بطريقتين: عن طريق تمعدن الكيتين بأملاح الكالسيوم، ومن خلال السمات الهيكلية. حيث تشكل الحواف المختلفة والأشواك والنتوءات الأخرى أضلاعًا إضافية لتقوية درع التريلوبيت.

تتميز التريلوبيتات التي اصطدناها بلون رمادي-أخضر داكن وموحد، لكن بعض الأفراد منها يمتلكون درعًا بنيًّا مائلًا إلى الحمرة مع بقع تشبه التمويه.

من السمات المثيرة للاهتمام في ثلاثيات الفصوص قدرتها على الانكماش لتشكل كرة عند مواجهة الخطر. تبدو عيناتنا الآن أشبه بحشرات الكرة ذات الحجم الكبير. ويمكنها البقاء في هذه الحالة لفترة طويلة، لكنها تعود تدريجيًا إلى شكلها الطبيعي إذا تُركت دون إزعاج.

إذا قلبتُ ثلاثي الفصوص على ظهره، فسترى العديد من الأرجل المفصلية تتحرك. ونظرًا لأن الأطراف نادرًا ما تتحجر، فإننا نتمتع الآن بفرصة فريدة لدراستها وهي حية. للوهلة الأولى، تبدو متطابقة، لكن الأمر ليس كذلك. فقد تحوّل الزوج الأول من الأطراف إلى هوائيات — وبواسطتها، يستشعر ثلاثي الفصوص الأجسام ويشمها. وتوجد تحت درع الرأس أربعة أزواج من الأرجل القوية المستخدمة في الإمساك بالغذاء وتمزيقه. وتنقسم الأطراف الموجودة على البطن والذيل إلى فرعين. الفرع الرئيسي هو ساق المشي. ومن قاعدتها تمتد صفيحة خاصة مغطاة بشعيرات. هذه هي الخياشيم، وهي جزء من الجهاز التنفسي للتريلوبيت. وفي الجزء الخلفي، تحت البيجيديوم، تكون هذه الشعيرات أكبر حجمًا وأكثر كثافة، وتُستخدم كمجاديف للسباحة.

يُعد الهيكل الخارجي المتين حماية جيدة ضد الأعداء، لكنه ينطوي على عيب كبير — فهو لا يستطيع التمدد مع نمو الحيوان. ولذلك، يجب التخلص من الدرع بشكل دوري — أي تغييره. ويوجد على درع رأس التريلوبيت خطوط تماس خاصة تنشق على طولها القشرة القديمة. كانت عملية التخلص من القشرة تبدأ بتحرير العينين، وغيابهما في الحفرية هو إحدى العلامات التي تدل على أننا نتعامل مع هيكل خارجي تم التخلص منه. هنا، على شاطئ البحر السيلوري، تُعثر على هذه الهياكل الخارجية في أكوام كبيرة، مغطاة بطبقة من الرمل والطمي. ومن الواضح أن التريلوبيتات كانت تتجمع في مكان واحد للتخلص من قشورها، تمامًا كما يفعل السرطانات الحديثة، لحماية بعضها البعض من المفترسين.

كانت التريلوبيتات من أوائل الحيوانات التي طورت عيونًا معقدة. انظر إلى هذه الأوجه — فنظرتها الحجرية ساحرة حتى بعد مرور ملايين السنين. وكلمة «حجرية» ليست مجرد استعارة. تتكون عين التريلوبيت من العديد من الأوجه (من 70 إلى 10-15 ألف وجه). ويحتوي كل وجه على عدستين. العدسة السفلية مصنوعة من الكيتين، بينما العدسة العلوية عبارة عن بلورة كالسيت تحتوي على شوائب من المغنيسيوم. وهذا أمر غير معتاد على الإطلاق. لا توجد عدسات «معدنية» مشابهة في العيون إلا في مجموعتين أخريين من الكائنات الحية — الكيتونات، وهي رخويات مدرعة، والأوفيوريدات، وهي مجموعة من الشوكيات. لكنها في التريلوبيتات وحدها متطورة للغاية وتوفر رؤية ممتازة. ويعود أصلها إلى التطور المتوازي والتمثيل الغذائي الفريد لهذه الحيوانات.

كانت التريلوبيتات بارعة في التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تتضمن كربونات الكالسيوم. ويُظهر تحليل الأصداف المتحجرة والعينات المأخوذة من التريلوبيتات الحية درجة عالية من التمعدن في دروعها الكيتينية، وهي درجة لا مثيل لها أيضًا بين المفصليات.

وقد سمحت لهم بنية العين هذه برؤية الأجسام بوضوح على مسافات تصل إلى عدة أمتار، حيث تشكل الأوجه العديدة صورة ثلاثية الأبعاد ومركزة للجسم. وفي الحفريات، تم الحفاظ على عيون التريلوبيت دون أي تغيير يذكر، بما في ذلك لونها — فقد تكون في بعض الحالات باللون الفيروزي أو الأخضر الزمردي أو الأصفر.

مثل معظم المفصليات الحديثة، كانت التريلوبيتات ثنائية الجنس وتضع البيض.

للتمييز بين ذكر وأنثى التريلوبيت، يجب الانتباه إلى شكل الجسم والعناصر النحتية للدرع. تتميز الذكور بأجسام أضيق، لكن دروعها قد تكون مزينة بزخارف غنية من النتوءات. أما الإناث، فعدد الأشواك والنتوءات لديها أقل، لكن أجسامها أوسع وأقوى. ومع ذلك، فإن الفرق الخارجي الرئيسي هو كيس الحضانة، وهو تكيف خاص على درع الرأس أو جانبه السفلي حيث يتم تخزين البيض.

تختلف يرقات التريلوبيت اختلافًا كبيرًا عن آبائها — فهي تفتقر إلى العيون، وأجسامها مغطاة بدرع غير مقسم. تسبح هذه اليرقات بحرية في العمود المائي، وتحملها الأمواج والتيارات لمسافات طويلة. ومع نمو التريلوبيت الصغير، يزداد تشابهه مع البالغ. كما أن العديد من المفصليات البحرية الحديثة تمر أيضًا بمرحلة عائمة في دورة تكاثرها.

وعلى غرار بعض القشريات، كان التريلوبيتات قادرة على الهجرة في مرحلة البلوغ. ومن المعروف أن التريلوبيتات كانت قادرة على تشكيل سلاسل، مثل الكركند، والتحرك في مجموعات كبيرة لمسافات طويلة. وما زال السبب وراء هجرتها، سواء كانت ظاهرة موسمية أم لا، غير معروف.

لدراسة نمط حياة الثلاثيات في بيئتها الطبيعية، سيتعين علينا الغوص إلى قاع البحر السيلوري في مختبر متنقل وتركيب كاميرات مراقبة.

تفصل حاجز مرجاني بين بحيرتنا الضحلة والمحيط. وقد شكل هذا الحاجز كائنات الستروماتوبورويد، وهي كائنات مستعمرة ترتبط بالإسفنج. وتشكل هذه الكائنات، إلى جانب الطحالب أحادية الخلية والشعاب المرجانية (المجعدة واللوحية)، مجتمعًا معقدًا تستوطنه زنابق البحر وشقائق النعمان والبراكيوبودات والرخويات.

هنا، بين شجيرات المرجان، نصادف ثلاثيات الأجنحة من جنس «باراليجوروس» (Paralejurus)، وهي كائنات صغيرة ذات رأس أملس وضخم وعينين كبيرتين. وهي كثيرة العدد وتزحف ببطء من مكان إلى آخر بحثًا عن الطعام — فالرخويات، أو سرطان حدوة الحصان الميت، أو السمكة العالقة بين زنابق البحر، ستصبح فريستها. وهناك زوج آخر من العينات المماثلة ينشغلان بقضم إسفنجة، في محاولة لاستخراج شيء صالح للأكل منها.

بشكل عام، تُعدّ التريلوبيتات من الحيوانات المفترسة التي تعيش حياة قاعية. وتتمثل فرائسها الرئيسية في أنواع متنوعة من الديدان واللافقاريات الأخرى ذات الأجسام اللينة. وتقوم بعض الأنواع بنصب الكمائن للفرائس المارة — حيث تدفن نفسها في الرمال، ولا تترك سوى عينيها ظاهرة، ثم تنقض على ضحيتها بحركة سريعة. على سبيل المثال، كان «أسافوس كواليفسكي»، الذي تمتلك عينيه ساقين طويلتين، كانت تصطاد بهذه الطريقة، على الرغم من أننا لا نلاحظ وجود أنواع مشابهة في العصر السيلوري. ومع ذلك، في الليل، التقطت الكاميرا مشهدًا رائعًا لثلاثي الأجنحة آخر، وهو Cheirurus، وهو يطارد فريسته. وبفضل قرونه الطويلة والحادة الممتدة إلى الخلف من رأسه، وشوكتين ممتدتين على مؤخرته، يبدو مظهره مهيبًا. يتحرك بسرعة على طول قاع البحر، ويفحص جحور الديدان متعددة الشعيرات. يلفت أحدها انتباهه، فيكمن ثلاثي الفصوص في انتظارها. يمر حوالي ساعة قبل أن تخرج الدودة من جحرها، وبمجرد خروجها بالكامل، يتبع ذلك اندفاع سريع، مما يثير سحابة من الرمل والطمي في الماء. يتم الإمساك بالدودة عبر جسمها بواسطة الأرجل الأمامية للثلاثي الفصوص، وبعد صراع قصير، يتم تمزيقها إلى عدة قطع.

من خلال دراسة تسجيلات الكاميرا والقيام بغوصات باستخدام معدات الغوص، اكتشفنا أن تنوع التريلوبيتات هائل حتى في منطقة صغيرة مثل هذه البحيرة الصغيرة. وتسكن غابات الطحالب الساحلية تريلوبيتات صغيرة بحجم الظفر، تقضم سيقانها العصيرية. وفي المنخفضات التي يتراكم فيها الطمي والطين اللزج، عثرنا على كائنات شوكية تشبه ديكرانوروس. وتساعدها النتوءات الطويلة على درعها على تجنب الغرق في هذا المستنقع الكثيف من الرمل والطمي.

تبين أن بعض الجحور التي كنا نعتقد في البداية أنها من صنع الديدان هي في الواقع جحور تريلوبيتات. تتميز هذه التريلوبيتات بأجسام ناعمة ومسطحة وعينين صغيرتين. وهي تتغذى على المخلفات والكائنات الصغيرة التي تعيش في قاع البحر، وتحفر أنفاقها، وتخرج أحيانًا إلى السطح ليلاً. وكان اكتشاف «إيزوتيلوس» — الملك الحقيقي للتريلوبيتات — اكتشافًا هامًّا بكل المقاييسإيزوتيلوس. كانت عدة أفراد كبيرة الحجم، يصل طولها إلى متر واحد، تسكن قاعدة الشعاب المرجانية، وتجوب قاع البحيرة بلا كلل بحثًا عن فريستها.

وبعد أن جمعنا المعلومات والعينات اللازمة، نعود إلى عصرنا الحالي. لقد انتهت رحلتنا إلى العصر السيلوري، لكن قصة التريلوبيتات ستستمر لمدة 200 مليون سنة أخرى.

بعد ازدهار العصر السيلوري، سيحدث انخفاض تدريجي في تنوع وأعداد هذه المخلوقات الرائعة. وسيشهد العصر الديفوني، وهو العصر التالي، تغييرات كبيرة. فستظهر على الساحة أسماك سريعة ذات فكوك قوية قادرة على سحق الدروع الصلبة للمفصليات. كما ستظهر الأمونيتات. ومن بين المفترسات القاعية، ستحتل اليوريبتيريدات — وهي عقارب البحر التي يصل طولها إلى مترين — مكانة خاصة. وستُعاد تنظيم النظم البيئية البحرية، لتصبح أكثر تعقيدًا. وبحلول العصر البرمي، لن يتبقى شيء تقريبًا من التنوع السابق للثلاثيات الفصوص. وسيختفي آخر ما تبقى من هذه الكائنات القديمة عند الحد الفاصل بين العصرين البرمي والترياسي، خلال «الانقراض العظيم»، وسيحل محلها في النهاية الإيزوبودات — التي تشبه حشرات الخشب.