בסדרת הסרטים "צעצוע של סיפור", אחת הדמויות היא טירנוזאור רקס מפלסטיק, שנתקל שוב ושוב בבעיות בגלל הזרועות הקצרות שלו. בסרט השני הוא מוצא את עצמו מול התרחשות מפחידה, אבל זרועותיו קצרות מכדי שיוכל להתחבא מאחורי כפות ידיו. "שמישהו יכסה לי את העיניים!" הוא צועק.
רקס הדינוזאור, מתוך הסרט "צעצוע של סיפור"
(מתוך עמוד האינסטגרם של Pixar)
כאשר הדינוזאורים הטורפים הגדולים הסתובבו על כדור הארץ, לפני יותר מ-67 מיליון שנים, סביר שהם לא הוטרדו במיוחד מחוסר יכולתם לכסות את עיניהם, או מהקושי להשתמש בשלט של משחקי מחשב. מצד שני, מאוד יכול להיות שהזרועות הקצרות הקשו עליהם לעשות דברים אחרים, שהיו חשובים להם יותר. טורפים רבים, למשל, משתמשים ברגליהם הקדמיות כשהם צדים – וספק אם הטירנוזאורים היו מסוגלים לכך. אז למה, בעצם, היו לדינוזאורים האלו זרועות קצרות כל כך?
גולגולת חזקה – זרועות קצרות
במחקר חדש ניסו החוקרים לענות על שאלה זו. לשם כך הם בחנו את עצמות הזרוע והגולגולות של 85 מינים של תרופודים (theropods), קבוצה של דינוזאורים הולכי על שתיים שאליה משתייכים בין השאר הטירנוזאורים והוולוסירפטרים. זוהי גם קבוצת הדינוזאורים היחידה שלא נכחדה, ועדיין נמצאת כאן איתנו: כל העופות המודרניים הם תרופודים. המחקר עם זאת התמקד בדינוזאורים הנכחדים, לא בציפורים.
עוד כתבות באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי:
תאי ההרג המתאבדים של הפלנריה
להסתכל וללמוד: התרבות הנסתרת של השימפנזים
הפוטנציאל הקטלני של גלי הקול
זרועות קצרות, כך התברר לחוקרים, היו נפוצות מאוד אצל התרופודים הקדומים. "כולם יודעים שלטי-רקס היו זרועות קטנטנות, אבל היו תרופודים ענקיים אחרים שגם פיתחו גפיים קדמיים קטנים יחסית", אמר צ'רלי שרר (Scherer), שהוביל את המחקר, בהודעה לעיתונות. "לקרנוטאורוס (Carnotaurus) היו זרועות קטנטנות באופן מגוחך, קצרות יותר משל הטי-רקס".
טירנוזאורוס רקס
(הדמיה: FOTOKITA/Shutterstock)
החוקרים גילו מתאם בין הזרועות לבין הגולגולת: ככל שלמין הייתה גולגולת חזקה ומסיבית יותר, עם שיניים עבות יותר וכוח נשיכה גדול יותר – לפי ההערכות כמובן, קשה לעשות מבחן נשיכה לטירנוזואר – כך הזרועות שלו נטו להיות קטנות יותר. "זה לא משנה כמה גדול הראש שלך", הסביר שרר בריאיון לאתר כתב העת Science. "אם הגולגולת שלך חזקה מאוד, כנראה שיהיו לך גפיים קדמיים קטנים יותר".
איך התפתחות של גולגולת חזקה מובילה להקטנה של הזרועות? החוקרים מניחים שהכול מתחיל בסוג הטרף שהדינוזאורים צדו. כשעברו לצוד חיות גדולות יותר ויותר, הם נזקקו למלתעות אימתניות יותר ויותר. נשיכה בינונית כבר לא הספיקה: כדי להכניע את הטרף הגדול הם היו צריכים נשיכה חזקה במיוחד, עם שיניים מסיביות, גולגולת עבה שתוכל להתמודד עם הלחצים המכניים, ומקום שאליו יוכלו להתחבר שרירים גדולים וחזקים.
דגם של טי-רקס
(צילום: Jaroslav Moravcik/Shutterstock)
ככל שהראש גדל והלסתות הפכו לחזקות יותר, הדינוזאורים החלו להשתמש בהם יותר במהלך הציד –על חשבון השימוש בזרועות. כך במקום אחיזה של הטרף ברגליים הקדמיות, כמו שעושים נמרים למשל, עברו התרופודים לתקיפה עם הפה ואחיזה בלסתות. "הראש החליף את הזרועות כאמצעי התקיפה העיקרי", אמר שרר בהודעה לעיתונות. "הזרועות כבר לא היו שימושיות, ולכן הלכו והצטמצמו עם הזמן".
שרר הוסיף שדינוזאורים עם גולגולת חזקה וזרועות קצרות התפתחו לעיתים קרובות באזורים שחיו בהם דינוזאורים אוכלי עשב ענקיים, שקשה היה להכניע בעזרת הגפיים. "לנסות לתפוס ולאחוז בטפרים זאורופוד באורך של כשלושים מטרים זו לא בדיוק אסטרטגיה אידיאלית. תקיפה ואחיזה באמצעות הלסתות היו כנראה יעילות יותר".
תרופוד ענק אחר עם זרועות קטנטנות באופן מגוחך, קצרות יותר משל הטי-רקס. קרנוטאורוס בשחזור אמנותי
(איור: Fred Wierum/Wikipedia)
זרועות קצרות אך חזקות
הקשר בין גולגולת חזקה לזרועות קצרות נמצא אצל מרבית התרופודים – אבל לא אצל כולם. האלברזאוריים (Alvarezsauridae) היא קבוצה של דינוזאורים קטנים למדי, שאורכם נע בין כחצי מטר לכ-2.5 מטרים במינים הגדולים ביותר. הגולגולות שלהם לא היו גדולות או חזקות כלל, אך למרות זאת היו להם זרועות ממש קצרות. הסבר לכך אפשר למצוא במאמר אחר שפורסם לאחרונה, והתמקד בדינוזאורים האלו.
לאלברזאוריים היה "אוסף של תכונות אנטומיות מוזרות", אמרה סידני לידהם (Leedham), שהובילה את המחקר, בהודעה לעיתונות. "המאפיין הבולט ביותר הוא הגפיים הקדמיים שלהם: הם קצרים בצורה קיצונית ביחס לגוף, וכף היד הצטמצמה לעיתים קרובות לאצבע אחת או שתיים. למרות שהן קצרות כל כך, הזרועות של האלברזאוריים היו עבות וחזקות, ובקצותיהן טפרים גדולים – זה מרמז שלגפיים האלו היה תפקיד חשוב".
הגפיים הקדמיים קצרים בצורה קיצונית ביחס לגוף, וכף היד הצטמצמה לאצבע אחת או שתיים. דינוזאור מקבוצת האלברזאוריים
(איור: FunkMonk/Wikipedia)
במשך השנים הוצעו השערות שונות לגבי התפקיד הזה, אך ההשערה המובילה היא שהזרועות נועדו לחפירה, אולי בחיפוש אחר חרקים המתחבאים באדמה. לידהם ועמיתיה החליטו לבדוק את ההשערה הזו, ולצורך כך בחנו את עצמות הזרוע של שני מינים של שונים של אלברזאוריים, וחישבו את הצורה שבה זזו פרקי הכתף והמרפק. הם מצאו שהזרועות של שני המינים ניחנו בכוח וביכולת התנועה הדרושה בשביל לחפור ביעילות, והזכירו בצורתם את העצמות של יונקים חופרים החיים כיום, כמו פנגולינים או חפרפרות. "לא רק שהם היו מסוגלים לחפור, נראה שהם היו מותאמים במיוחד לבצע את הפעילות הזו ביעילות", אמרה לידהם ל-Science.
שני המינים שנבדקו הגיעו מתקופות שונות, וכך איפשרו לחוקרים להתחקות אחר האבולוציה של האלברזאוריים. לפי מבנה הזרועות והמפרקים, המין הקדום יותר, בניקוס (Bannykus), הסתמך כנראה על כמה שיטות להשגת מזון ולא רק על חפירה, בעוד מונוניקוס (Mononykus), שהגיע אחריו, התמחה בציד חרקים באדמה. "נראה שבניקוס, נציג מוקדם יותר של הקבוצה, השתמש בגפיים הקדמיים שלו באופן מגוון יותר, ודומה פחות ליונקים החופרים בהשוואה למונוניקוס, מין מאוחר יותר", הסבירה לידהם בהודעה לעיתונות. "הדבר מצביע על כך שהאלברזאוריים התמחו יותר ויותר בחפירה לאורך ההיסטוריה האבולוציונית שלהם".
התאמה לחפירה
מחקר שהתפרסם לפני כשנה הראה שאכילת נמלים וטרמיטים התפתחה לפחות 12 פעמים במחלקת היונקים, והמינים השונים פיתחו תכונות דומות, למרות שאינם קרובים זה לזה מבחינה אבולוציונית. כמעט לכולם יש פה צר ומוארך, לשון דביקה, וגם רגליים קדמיות חזקות לחפירה באדמה. זוהי דוגמה לאבולוציה מתכנסת: תופעה שבה בעלי חיים מקבוצות שונות שמנהלים אורח חיים דומה מפתחים תכונות דומות, שמתאימות לאותו אורח חיים.
המחקר של לידהם ועמיתיה חושף שזה לא קרה רק אצל היונקים: גם האלברזאוריים, ובמיוחד מונוניקוס, פיתחו תכונות דומות – ככל הנראה כהתאמה לאכילת חרקים דומים. בנוסף לזרועות החזקות היו להם גם שרירי חזה גדולים, הדרושים לחפירה יעילה, ופה מוארך ודמוי שפופרת, ממש כמו ליונקים אוכלי הנמלים. למרבה הצער, אין לנו דרך לדעת עד כמה דביקה הייתה הלשון שלהם – אבל גם בלעדיה, ברור שהדינוזאורים הללו הלכו באותה דרך שיצעדו בה מאוחר יותר כמה וכמה מיני יונקים.
טירנוזאורוס רקס
(הדמיה: Warpaint/Shutterstock)
התרופודים האחרים, טי-רקס וחבריו, עם זרועותיהם המנוונות וגולגולותיהם האימתניות, מציגים דוגמה נוספת לאבולוציה מתכנסת. כמה שושלות בנפרד עשו את המעבר לטרף גדול יותר, ובעקבות זאת התרחשו אצלם שינויים אנטומיים דומים: הראש והלסתות שלהם גדלו, והזרועות קטנו.
שני המאמרים החדשים גם יחד נותנים לנו תמונה שלמה של התקצרות הזרועות התרופודית. ברוב המינים, מדובר היה בהתנוונות של הגפיים בעקבות גדילה של הגולגולת. אך הזרועות הקצרות של האלברזאוריים התפתחו כהתאמה לאורח החיים האלברזאורי, ואיפשרו לבעליהן להשיג את מזונם ביעילות.
ד"ר יונת אשחר, העורכת הראשית של אתר מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
