معمای ۱۲۰ ساله؛ چرا دست‌های تی‌رکس کوچک بودند؟

بارنوم براون در آگوست، ۱۹۰۲ گروهی از دیرینه‌شناسان را به چشم‌انداز عجیب و غیرهموار تپه‌های نواری در بدلندز مونتانا (Badlands Of Montana) برد. با وجود افزایش دما و شن‌های ریز، آن‌ها به جستجوی فسیل‌ها پرداختند و زمین طلایی قهوه‌ای را با ابزاری مثل کلنگ دوسر و اسکنه کندند. آن‌ها توده‌های کوچکی را در موقعیت‌های پراکنده کشف کردند. این کاوشگرها باید خبری خوب را به موزه‌ی تاریخ طبیعی آمریکا ارسال می‌کردند.

هنری فیلد اوزبورن، مدیر براون از دفتر خود در نیویورک برای کارکنان خود در موقعیت حفاری نگران بود. او به‌تازگی جدیدترین کشف آن‌ها یعنی تکه‌ی بزرگی از سنگ حاوی جمجمه‌ی یک نوع دایناسور منقار اردکی را دریافت کرده بود. این جمجمه از فاصله‌ی ۳۳۷۹ کیلومتر محل حفاری با گاری حمل شده بود. سفری خطرناک و پرمشقت که تنها امکانات آن اسب‌ها و خطوط راه‌آهن بودند و کار زیادی را می‌طلبید. اوزبورن متوجه شد فسیلی که درون سنگ بود شکل خود را از دست داده بود و مچاله شده بود. این استخوان به زیرزمین موزه منتقل شد.

اما یافته‌های جدیدی به دست آمدند. براون تعدادی استخوان از دایناسور عظیم گوشتخواری را پیدا کرد که برای علم آن زمان کاملاً جدید بود. تنها طول استخوان مفصل ران دایناسور به ۱.۵ متر می‌رسید. این دایناسور همان تیرانوسوروس رکس یا تی‌رکس معروف بود که در آن زمان برای اولین بار کشف شد. براون در گذشته چنین چیزی را ندیده بود. او در نامه‌ای به اوزبورن نوشت: «بدون شک این کشف از اهمیت علمی بالایی برخوردار است.»

در واقع استخوان‌های تی‌رکس، کشف قرن بودند. کشفی که می‌توانست درک ما از دایناسورها را تغییر دهد و عموم افراد عصر مدرن را به این موجودات کهن علاقه‌مند کند. اما درست از ابتدای اکتشافات یکی از جنبه‌های این پادشاهان گوشت‌خوار بسیار اسرارآمیز بود: دست‌های کوچک. اسکلت تی‌رکسی که براون کشف کرد تمام انگشت‌ها و هر دو بازوی پیشین را از دست داده بود. تصویر آن در پرتره‌های اولیه براساس حدس و گمان ترسیم شدند و این شک را به وجود آوردند که بازوهای تی‌رکس شاید تا این اندازه کوتاه نبودند؛ اما هدف این بازوها چه بود و چرا تا این اندازه کوچک بودند؟

در اوایل قرن بیستم، جمع‌آوری فسیل‌های بزرگ یک کار معدنی و لجستیکی دشوار شامل دسترسی به موقعیت‌های صعب‌العبور با گاری‌های اسبی بود.

امروزه تی‌رکس شهرت خود را به یک اندازه‌ مدیون دندان‌های عظیم و بازوهای کوچکش است. این بازوها تناسبی با جثه‌ی تی‌رکس ندارند درست مانند این است که از گونه‌ای دیگری برداشته شدند و به بدن تی‌رکس چسبیده‌اند. شاید حاصل خطای خنده‌دار جمع‌آوری استخوان‌ها در قرن نوزدهم بودند. برای مثال یکی از خطاهای آن زمان این بود که تیغه‌های الماسی شکل کمر استگوسور به دم آن وصل شدند. به گفته‌ی ال جی کروماناکر، دیرینه‌شناس دانشگاه آیداهو:

با نگاه کردن به بازوهای تی‌رکس، همه‌چیز به نظر خنده‌دار می‌رسد. این بازوها تفاوت زیادی با هر موجود امروزی دارند.

بازوهای کوچک تی‌رکس که طول آن‌ها تنها به ۰.۹ متر می‌رسید از زمان کشف این گونه‌ی گوشت‌خوار منبع بحث و جدال زیادی شده‌اند و با وجود ده‌ها سال بررسی آن‌ها امروزه هیچ ایده‌ای درباره‌ی علت کوچک بودن بازوها وجود ندارد.

استخوان‌های گمشده

گرچه تی‌رکس اصلی براون در سال ۱۹۰۲ حفاری شد، این کشف مربوط به قبل از این بود که دانشمندان به بازوهای کوچک این گونه اشاره کنند. اسکلت اولیه شامل گروه پراکنده‌ای از استخوان‌های درهم‌ریخته بود که در میان آن‌ها یک استخوان لگن، یک استخوان پهن شانه، استخوان بازوی فوقانی و بخشی از جمجمه قرار داشتند. شش سال بعد، یک شکارچی فسیلی اسکلت دیگری را در منطقه‌ی بیگ درای کریک کلرادو کشف کرد. این گونه‌ به شکل عجیبی بی‌نقص بود و تا امروز در موزه‌ی ملی تاریخ طبیعی آمریکا نگه‌داری می‌شود؛ اما این گونه هم بازویی نداشت.

دانشمندان در قرن گذشته زمان زیادی را صرف حدس‌های علمی درباره‌ی ظاهر واقعی بازوهای تی‌رکس کردند. بسیاری از این حدس و گمان‌ها مبتنی بر گورگوسور، گونه‌ی تیرانوسور دیگری بودند که در دوره‌ی کرتاسه‌ی پسین در حدود ۶۶ تا ۱۰۱ میلیون سال پیش در آمریکای شمالی زندگی می‌کرد. در تاریخ ۵ سپتامبر ۱۹۸۸، چوپانی به نام کتی وانکل در منطقه‌ی دریاچه‌ی فورت پک مونتانا با یک برآمدگی عجیب در زمین برخورد کرد. این برآمدگی مانند گوشه‌ی یک پاکت نامه بود.

شاید تی‌رکس از بازوهای کوچکش برای برخاستن از زمین استفاده می‌کرد

ونکل در آن روز زمان کافی برای استخراج و حفاری استخوان‌ها را نداشت اما آن را فراموش نکرد و یک ماه بعد به آن محل برگشت و مجموعه‌ای از استخوان‌های طویل را حفاری کرد. او سپس استخوان‌ها را به موزه‌ی راکیز برد که در فاصله‌ی صدها کیلومتری در غرب قرار داشت. رئیس دیرینه‌شناسی برای بررسی سریع آن‌ها موافقت کرد. آن‌ها خیلی زود متوجه شدند استخوان‌ها مربوط به فسیل‌های یک دایناسور معمولی نیستند بلکه استخوان‌های بازوی تی‌رکس بودند که تا سال‌ها قبل راز آن‌‌ها بر همه پوشیده بود.

در نهایت بقیه‌ی استخوان‌های دایناسور حفاری شدند و از آن‌ها هیولایی ۳۱۷۵ کیلوگرمی به دست آمد که به شکل بی‌نقصی در حالت مرگ حفظ شده بود و درست به پرنده‌ای مرده شباهت داشت. این دایناسور «رکس ونکل» نامیده شد و بازوهای پیشین آن کوچک‌تر از حد تصور بودند.

معمای بازوهای کوچک

در طی قرن گذشته، دانشمندان جزئیات هیجان‌انگیزی را درباره‌ی جنبه‌های مختلف زندگی تی‌رکس به دست آوردند که می‌توان به‌سرعت کم گام برداشتن در جنگل‌های باتلاقی شمال غربی آمریکا تا آسیب‌پذیری آن‌ها به بیماری نقرس اشاره کرد. الیزابت بوتمن دیرینه‌شناس و همکاران او هم به بررسی کولاژن اصلی در برخی فسیل‌های استثنایی پرداختند. تاکنون بازوهای کوچک تی‌رکس گمراه‌کننده بودند اما با تلاش بیشتر شاید بتوان به هدف احتمالی این بازوها پی برد.

دانشمندان زمان زیادی را صرف پیدا کردن محل واقعی تیغه‌های کمر استگوسور کردند. آن‌ها در ابتدا این تیغه‌ها را به دم اضافه کرده بودند.

یکی از ایده‌های اولیه مربوط به اوزبورن است که نام تی‌رکس را برای این دایناسور انتخاب کرد. به گفته‌ی اسکات پیرسونز، گردآورنده‌ی ارشد موزه‌ی تاریخ طبیعی مک براون در کارولینای جنوبی: «او شاهد بازوهای بسیار کوچکی بود و آن‌ها را با باله‌های کوچک کوسه‌های امروزی مقایسه کرد.» کوسه‌های نر از دو باله روی دم خود برای چسبیدن به گونه‌ی ماده در طول جفت‌گیری استفاده می‌کنند که می‌تواند کار دشواری زیر آب باشد. پیرسونز می‌افزاید:

اوزبورن یک جفت تیرانوسور را در حال جفت‌گیری فرض می‌کند که در این حالت گونه‌ی نر از دست‌هایش برای نگه داشتن گونه‌ی ماده استفاده می‌کند.

پیرسونز توضیح می‌دهد از برخی لحاظ حق با اوزبورن است. شاید گونه‌ی نر تی رکس بازوهایی متفاوت با گونه‌ی ماده داشته و از آن‌ها برای آمیزش جنسی استفاده کرده است. از طرفی با حفاری گونه‌های بیشتر که تعداد آن‌ها امروزه حداقل به ۴۰ عدد می‌رسد، دانشمندان تأیید می‌کنند که تمام تی‌رکس‌های کشف شده بازوهای کوچکی داشتند و این بازوها در تمام گونه‌های به‌دست آمده به یکدیگر شبیه بودند.

راز بازوهای کوچک تی‌رکس ممکن است با جمجمه‌ی عظیم آن گره خورده باشد

براساس احتمال خنده‌داری دیگر، شاید تی‌رکس از بازوهای کوچک خود برای بلند شدن از زمین استفاده می‌کرد. تی‌رکس با بدنی ۷۰۳۱ کیلوگرمی هم‌وزن با فیل بزرگ آفریقایی، ممکن است در موقعیت استراحت به‌راحتی قادر به حرکت نبوده و نتوانسته باشد به‌راحتی روی پای خود بایستند. بسیاری از حیوانات امروزی مثل لاک‌پشت‌ها با این مسئله دست‌وپنجه نرم می‌کنند و وقتی واژگون می‌شود خود را مانند گهواره تکان می‌دهند. پیرسون می‌گوید:

بنابراین وقتی برای برخاستن از وضعیتی درهم پیچیده تلاش می‌کردند ممکن است از بازوهای خود برای برخاستن استفاده کرده باشند. بااین‌حال این نظریه هم معایبی دارد و ممکن است بازوهای این گوشتخوار کمک چندانی برای او نبوده‌ باشند.

براساس یک ادعای جنجالی دیگر که توسط دانشمندی در سال ۲۰۱۷ مطرح شد، ممکن است گونه‌هایی مانند وانکل رکس از بازوهای خود به‌عنوان سلاح استفاده کرده باشند. برای مثال شاید قربانی را در آرواره‌ی خود حفظ می‌کردند یا قبل از پاره کردن آن قربانی را با وزن بدن خود تطبیق می‌دادند. براساس این ایده، بازوهای کوچک تی‌رکس بسیار عضلانی بوده‌اند. براساس محاسبات، تی‌رکس حتی با بازوهای ۰.۹ متری می‌توانست آسیب‌های جدی را وارد کند و تنها در چند ثانیه زخم‌هایی عمیق را به وجود بیاورد.

بااین‌حال، این احتمال هم وجود دارد که بازوهای تی‌رکس هیچ کاربردی نداشتند و صرفاً ردی از زائده‌هایی بودند که زمانی مفید بودند. شاید این بازوها صرفاً از دورانی دیگر باقی مانده باشند درنتیجه ممکن بود این شکارچی ترسناک انسان در آینده‌ای دورتر، حتی بدون بازو به تکامل می‌رسید و به کوسه‌ای ترسناک روی زمین شباهت پیدا می‌کرد.

به مدت چند دهه دانشمندان تصور می‌کردند، تیرانوسورها تنها گونه‌های دارای سر بزرگ و بازوهای کوچک بودند تا اینکه در سال ۲۰۱۲، گونه‌ی مراکسز گیگاس را در پاتاگونیا کشف کردند.

پیرسون بر این باور است:

اگر حکمرانی تیرانوسوروس‌ بر اثر برخورد سیارکی پایان نمی‌یافت و نوار ویدئویی تکاملی را به اندازه‌ی پنج تا ۲۰ میلیون سال جلو می‌زدیم، آیا بازهم بازوهای تیرانوزوروس کوچک می‌شدند؟ پاسخ مثبت است. حتی ممکن بود تی‌رکس کاملاً بازوهای خود را از دست می‌داد.

پیرسونز همچنین توضیح می‌دهد که اگر حتی تی‌رکس کار بزرگی با بازوهایش انجام نمی‌داد می‌توانست از آن‌ها برای کارهای کوچک استفاده کند. گرچه این روند کوچک شدن ادامه می‌یافت. این مسئله درباره‌ی گونه‌های ماده هم صدق می‌کند که مانند لاک‌پشت‌های دریایی با استفاده از بازوی خود لانه‌ای را حفر می‌کردند. همچنین ممکن است در تمیز کردن هم نقش داشته‌اند برای مثال مجموعه‌ای از هیولاهای ۱۳.۷ متری را درنظر بگیرید که پرهای یکدیگر را تمیز می‌کند. (بسیاری از دیرینه‌شناسان معتقدند دایناسورها پر داشتند).

دانشمندان امروزه گروهی کامل از تیرانوسورهای فسیلی را در سه سایت مجزای آمریکای شمالی کشف کردند این فسیل‌ها نشان می‌دهند این گونه‌ها بسیار اجتماعی‌تر از حد تصور بودند. بنابراین برخی کارشناسان گمان می‌کنند دست‌های کوچک تی‌رکس اجتماعی احتمالاً به سود تغذیه‌ی او بودند. اگر دایناسورهای گوشت‌خوار مانند کفتارها تغذیه می‌کردند و دورتادور لاشه‌های تریسراتوپس و دیگر هم‌عصران خود جمع می‌شدند، بازوهای بزرگ مانع از تغذیه‌ی جمعی آن‌ها می‌شدند. به نقل از کرومناکر:«براساس این فرضیه دلیل کوچک بودن بازوها این بود که هنگام جنگ بر سر غذا، مانع آن‌ها نمی‌شدند.» بااین‌حال، کرومناکر اشاره می‌کند که آزمایش چنین ایده‌هایی بسیار دشوار است زیرا هیچ‌گونه‌ی زنده‌ای امروزه برای مقایسه وجود ندارد. او می‌گوید:

تنها گونه‌ی نزدیک کنونی به تیرانوسوروس با سری بزرگ و بازوهای کوچک می‌تواند برخی پرنده‌های شکارچی باشد.

از میان نزدیک به ۲.۵ میلیارد تی‌رکسی که بر زمین گام گذاشتند، اسکلت ونکل یکی از چند اسکلت باقی‌مانده‌ی کامل است.

یک راه‌حل می‌تواند استفاده از فیزیک پایه باشد. یکی از جدیدترین ایده‌ها این است که بازوهای پادشاه دایناسورها به خاطر یک هدف مهم کوچک بوده است. حتماً دلیلی برای این بازوهای کوچک وجود داشته است. ممکن است این دست‌های کوچک به آن‌ها کمک کرده تا سر بزرگ و قدرت آرواره‌ای بالایی داشته باشند. سایه‌ی ترسناک تی‌رکس اتفاقی نبوده است. برای درک دلیل این مسئله باید به طرح بدن آن‌ها نگاه کرد.

در اوایل سال جاری، پژوهشگرها ثابت کردند دایناسور دیگری به نام مراکسز گیگاس، یک غول ۴۰۸۲ کیلوگرمی که در اواخر دوره‌ی کرتاسه‌ی پسین در پاتاگونیا زندگی می‌کرد، طرح بدن مشابهی با تی‌رکس دارد. هر دو دایناسور خویشاوندی دوری با یکدیگر دارند، بدن و سرهای هر دو بزرگ بود و بازوهایی کوچک داشتند. براساس یک فرضیه با رشد بیشتر سرها و بدن این شکارچیان اندازه‌ی دست‌هایشان هم به شکلی متناسب کاهش پیدا کرد. شاید دلیل این کوچکی حفظ تعادل بدن آن‌ها بود. برای درک این موضوع باید به بررسی دندان این گونه‌ها پرداخت. دندان‌های کلفت و قیفی شکل تی‌رکس مانند دندان‌های سوزن‌ مانند یا اره‌ای برخی جانوران دیگر نبود. بلکه بیشتر به موزهایی دندانه‌دار شباهت دارد. به نقل از پیرسونز:

نوک دندان یک تیرانوسور شما را زخم نمی‌کند. بلکه کناره‌های آن‌ تیزتر هستند. به همین دلیل تی‌رکس‌ها به جای اینکه قربانی را سلاخی کنند استخوان‌های آن را با قدرت آرواره‌ای عظیم خرد می‌کردند و سپس توده‌های بزرگی از آن را می‌کندند و قورت می‌دادند.

اما این روش نیاز به نیروی عضلانی بالایی داشت. دندان‌های سنگین باید در آرواره‌هایی محکم قرار می‌گرفتند تا دربرابر ضربه مقاومت کنند به همین دلیل مجموعه‌ی کاملی از ماهیچه‌ها به آن‌ها کمک می‌کند تا به درستی کار کنند. به‌طور خلاصه سر و گردن این گونه‌ها بسیار عریض بودند. به عقیده‌ی پیرسونز:

این مسئله مشکل‌ساز است؛ زیرا تمام دایناسورهای گوشتخوار از آلوسوروس گرفته تا ولاسیرپتور روی دو پا می‌ایستادند و تا حدی شبیه به الاکلنگ تکامل یافته بودند. با توجه به سر بزرگ تی‌رکس، اگر بازوهای این گونه هم بزرگ‌تر می‌شد، لازم بود دم هم برای حفظ تعادل بیشتر رشد می‌کرد.

با اینکه تی‌رکس‌ها اغلب با عنوان شکارچیان تنها شناخته می‌شدند در واقع به صورت دسته‌جمعی زندگی می‌کردند

ممکن است هرگز نتوانیم به کارکرد واقعی بازوهای تی‌رکس پی ببریم. کشف این بازوها مانند پیداکردن گل‌های ساعتی لوله‌بلند در آمریکای شمالی و جنوبی بدون یافتن مرغ‌های مگسی است که منقار بلند خود را در آن‌ها فرو می‌کنند. به همین ترتیب برای درک یک ویژگی که در سوابق فسیلی گم شده است نیاز به درک زمینه داریم. پس از گذشت بیش از ۶۶ میلیون سال، در طی این دوره آتشفشان‌هایی شکل گرفتند و از بین رفتند، جزایری تشکیل و نابود شدند و ده‌ها هزار گونه آمدند و رفتند؛ بنابراین باید رفتارهای مشخصی را درک کنیم. علاقه به بازوهای عجیب جانوری که ۶۶ میلیون سال قبل منقرض شد به نظر عجیب می‌رسد؛ اما جدای از کنجکاوی درباره‌ی یک موضوع جذاب، پیرسونز دلیل این کنجکاوی را می‌داند. او می‌گوید:

بازوها و دست‌ها برای ما انسان‌ها اهمیت زیادی دارند زیرا به بقای ما کمک کردند. بازوها و دست‌ها روش اصلی ما برای ارتباط با محیط هستند به همین دلیل نمی‌توانیم درباره‌ی آن‌ها فکر نکنیم.