فهم المتحجرات أوالبليونتولوجيا؛ أوفهم الإحاثة أوالأحياء القديمة أوالمستحاثات (بالإنجليزية: Paleontology)‏ في الجيولوجيا يفهم حياة ما قبل التاريخ ويضم تطور الكائنات وعلاقاتها بعضها البعض وعلاقتها بالبيئة التي تعيش فيه. وهوفهم تأريخ يهتم بتفسير المسببات ويقل فيه إجراء التجارب ومشاهدة النتائج. وقد بدأ هذا الفهم في القرن الخامس قبل الميلاد، وعاد واكتسب اهتماما كبيرا في القرن الثامن عشر، حيث قام العالم جورج كوفير بنشر كتاب عن التشريح المقارن وتقدم هذا الفهم كثيرا في القرن التاسع عشر.

وقد قدمت بعض الأحفوريات التي وجدت منذ 1990 في الصين معلوماتا جديدة عن التطور الأولي للحيوان، وعن الأسماك المنقرضة وعن الديناصور وتطور الطيور وتطور الحيوانات الثديية.

ويمثل فهم الأحياء القديمة همزة وصل بين فهم الأحياء وفهم الجيولوجيا كما يشهجر مع فهم الحفريات. وهويعتمد بالنسبة إلى وسائله المستخدمة فهميا على الكيمياء العضوية والرياضيات والهندسة. ومع تطور هذا الفهم وزيادة الفهم، أصبحت له فروع متخصصة. بعضها يركز عل أنواع معينة من الأحفوريات وأخرى هجرز على عوامل البيئة وتغير المناخ عبر الزمن مثل فهم المناخ القديم.

يقع فهم المتحجرات بين فهم البيولوجيا (فهم الأحياء) والجيولوجيا (فهم الأرض)، ولكنّه يختلف عن الآركيولوجي (فهم الآثار) لأنّه يستبعد الدراسة التشريحيّة للإنسان الحديث (الهوموسيبيان). ويستخدم تقنيّات مستمدّة من مجموعة واسعة من العلوم، بما في ذلك الكيمياء الحيويّة والرياضيات والهندسة، مكّن استخدام جميع هذه التقنيّات فهماءَ المتحجّرات من اكتشاف الكثير من التاريخِ التطوّري للحياة، وصولاً إلى الزمن الذي أصبحت فيه الكرة الأرضيّة قادرة على دعم وجودِ الحياة عليها، أي قبل ما يقارب الـ 3.8 مليار سنة. مع زيادة المعارف، تطوّر في فهم المتحجّرات أقسامًا متخصّصة، يركّز بعضها على أنواع مختلفة من الكائنات الأحفورية بينما يفهم البعض الآخر فهم البيئة والتاريخ البيئي، مثل المناخات القديمة.

تعدّ مستحاثات الجسد ومستحاثّات الأثر الأنواع الرئيسيّة من الأدلّة حول الحياة القديمة، وقد ساعدت الأدلّة الجيوكيميائيّة في فكّ شيفرة تطوّر الحياة قبل تواجد كائناتٍ كبيرةٍ بما يكفي لهجرِ مستحاثّاتِ أجسادها. يعدّ تقدير تواريخ هذه البقايا أمرًا ضروريّاً ولكنّه صعب: فتسمح طبقات الصخور المجاورة في بعض الأحيان بالتأريخ الإشعاعي، والذي يوفر تَحْدِيداً زَمَنِياً مُطْلَقاً دقيقاً مع نسبة خطأ لا تتجاوز 0.5٪، ولكن يضطر فهماء المتحجّرات في كثير من الأحيان إلى الاعتماد على التأريخ النسبيّ عن طريق حلّ تسمّى "أحاجي الصور المقطّعة" في طبقات الأرض الحيوية أي (ترتيب طبقات الصخور من الأحدث إلى الأقدم). يصعب أيضًا تصنيف الكائنات القديمة، فالكثير منها لا يتناسب تمامًا مع التصنيف الحيوي الليني (نسبةً إلى كارولوس لينيوس)، وكثيراً ما يستخدم فهماء الأحافير فهم المناخ في صياغة "أشجار العائلة" التطوّريّة. شهد الربع الأخير من القرن العشرين تطوّر فهم تطوّر السلالات الجزيئي، والذي يبحث في مدى ارتباط الكائنات الحيّة عن طريق قياس تشابه الحمض النووي في جينوماتها. تم استخدام فهم تطوّر السلالات الجزيئي أيضًا لتقدير التواريخ التي تباعدت فيها الأنواع، ولا يزال هناك جدل حول موثوقية الساعة الجزيئية التي تعتمد عليها هذه التقديرات.

نظرة عامة

أبسط تعريف لفهم المتحجّرات هو"دراسة الحياة القديمة". فيبحث هذا الحقل من العلوم عن معلومات حول الكثير من جوانب الكائنات الحيّة السابقة: "هويّتها وأصلها، وبيئتها وتطوّرها، وما الذي يمكنها حتى تخبرنا به عن الماضي العضويّ وغير العضوي للأرض.

فهم تاريخي

فهم المتحجّرات هوواحدٌ من العلومِ التاريخيّة، إلى جانب فهم الآثار والجيولوجيا وفهم الفلك وفهم الكونيات وفهم الفلسفة وفهم التاريخ بحدّ ذاته فهويهدف إلى وصف ظواهر الماضي وإعادة بناء أسبابها. وبالنتيجة، فإنه يشتمل على ثلاثة عناصر رئيسيّة: وصف الظواهر الماضية؛ تطوير نظريّة عامّة حول مسببات أنواع التغيير المتنوعة؛ وتطبيق تلك النظريات على حقائق محدّدة. غالبًا ما يبني فهماءُ المتحجّرات وفهماءُ التاريخِ الآخرين عند محاولتهم تفسير الماضي، مجموعةً من الفرضيّات حول الأسباب ثم يبحثون عن مرشد دامغ يوافق بقوّة فرضيّة واحدة منها فضلاً عن بقيّة الفرضيّات. في بعض الأحيان يتمّ اكتشاف الدليل الدامغ عن طريق المصادفة أثناء القيام بأبحاث أخرى. على سبيل المثال، فإن اكتشاف لويس ووالتر ألفاريز لعنصر الإيريديوم، وهومعدن غير موجود في المكوّنات الطبيعيّة للكرة الأرضية، في الطبقة الحدودية التابعة للعصر الطباشيري-الثلاثي، جعلَ من تصادم كويكبٍ بالأرض التفسيرَ الأكثر تفضيلاً لحدث انقراضِ العصر الطباشيري - الباليوجيني، على الرغم من أنّ احتمال مشاركة انفجار أحد البراكين في الانقراض لا تزال موضع نقاش.

النوع الرئيسي الآخر من العلوم هوالعلوم التجريبية، والتي تقوم في الكثير من الأحيان على إجراء تجارب لدحض الفرضيّات التي تتحدّث طريقة عمل الظواهر الطبيعية وأسبابها. لا يمكن لهذا النهج حتى يثبت فرضيّة ما، لأنّه من الممكن للتجارب اللاحقة حتى تدحضها، لكن وباللقاء فإنّ تراكم حالاتِ الفشل في دحضها غالباً ماقد يكون دليلًا مؤيدًا لصالحها. ومع ذلك، فغالباً ما يستخدم الفهماء التجريبيّون نفس النهج الذي اتبّعه فهماء التاريخ والذي يعتمد على بناء مجموعة من الفرضيات حول الأسباب ثم البحث عن "الدليل الدامغ"، مثل الدليل الأول للإشعاع غير المرئي، وذلك عند لقاءة ظواهر غير متوقّعة على الإطلاق.

العلوم ذات الصلة

يكمن فهم المتحجّرات بين فهمي الأحياء والجيولوجيا لأنّه يركّز على توثيق الحياة الماضية، ولكن مصدره الرئيسي للأدلّة هوالمستحاثّات التي يتمّ العثور عليها في الصخور. يعدّ فهم المتحجّرات جزءًا من قسم الجيولوجيا في الكثير من الجامعات لأسباب تاريخية: فقد وَجدت أقسام الجيولوجيا في القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين أنّ الأدلّة الأحفوريّة مهمّة لتاريخ الصخور، في حين أبدت أقسام البيولوجيا القليل من الاهتمام حول هذه الموضوع.

يتشابك فهم المتحجّرات أيضًا مع فهم الآثار، الذي يعمل بشكل أساسيّ مع الأمور التي يصنعها البشر ومع الرفات البشرية، بينما يهتمّ فهماء المتحجّرات بخصائص البشر وتطوّرهم كنوع. قد يعمل فهماء الآثار وفهماء المتحجّرات سويًة- عملى سبيل المثال قد يتعرّف فهماء المتحجّرات على مستحاثّأت حيوانيّة أونباتيّة حول مسقط أثري عند تعاملهم مع الأدلّة المتعلّقة بالبشر، لاكتشاف توع الطعام الذي استهلكه البشر الذين عاشوا هناك، أوقد يحللون المناخ في وقت سكنهم.

بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يستعير فهم المتحجّرات تقنيّات من علومٍ أخرى، بما في ذلك البيولوجيا وفهم العظام وفهم البيئة والكيمياء والفيزياء والرياضيات. فقد تساعد التواقيع الجيوكيميائية من الصخور على سبيل المثال، على اكتشاف متى نشأت الحياة لأول مرة على الأرض، وقد تساعد تحليلات نسب نظائر الكربون في تحديد التغيّرات المناخيّة وحتّى في تفسير التحوّلات الضخمة مثل انقراض العصر البرمي الترياسي. يقارن المنهج الحديث نسبيًا في فهم الوراثة الجزيئي، الحمض النووي الريبوزي منقوص الاكسجين (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) للكائنات الحية الحديثة بإعادة بناء "الأشجار العائلية" لأسلافها التطوريين. كما تمّ استخدامه لتقدير تواريخ التطوّرات التطوّرية الهامّة، على الرغم من حتى هذا النهج مثير للجدل بسبب الشكوك حول موثوقية "الساعة الجزيئية". تمّ استخدام التقنيّات الهندسيّة لتحليل كيفية عمل أجسام الكائنات القديمة، على سبيل المثال سرعة الجري وقوة العض في التَيرَانُوصور Tyrannosaurus ، أوميكانيك الطيران عند الميكرورابتور Microraptor من الشائع نسبيّاً أيضاً دراسة التفاصيل الدّاخلية للحفريات باستخدام التصوير الدقيق بالأشعّة السينية. تتّحدّ دراسة علوم المتحجّرات والأحياء والآثار والأحياء القديمة لدراسة ملامح الوجه داخل الجمجمة (التجاويف القحفية) للأنواع المرتبطة بالبشر لتوضيح تطوّر الدماغ البشري.

يساهم فهم المتحجّرات حتّى في فهم الأحياء الفلكي، والتحقيق في وجود الحياة المحتملة على الكواكب الأخرى، من خلال تطوير نماذج لكيفية نشأة الحياة ومن خلال توفير تقنيات لاكتشاف أدلّة على الحياة.

الوسائل الفهمية

رسم الخطط الجيولوجية

يبدأ التخطيط والمسح الجيولوجي لمناطق احتمال وجود أحفوريات فيه قبل القيام بالبحت عن الأحفوريات. والهدف من ذلك هومحاولة البحث عن أثار تستطيع تفسير ما معروف حتى الآن في الطبقات المجاورة، وتفسير عمليات الترسيب التي سادت في تلك المنطقة في الماضي.وعلى سبيل المثال : هل وقع الترسيب في قاع إحدي البحيرات أم في قاع أحد البحار ؟. ولا نحتاج لإجراء ذلك المسح الجيولوجي الأولي إذا كان عمر الطبقات معروف، وتتابع الطبقات الصخرية وأنواع الصخور معروفة.

القيام بالحفريات

تبدأ عملية البحث عن الأحفوريات من طبقة تلوطبقة مبتدئة بالطبقة العليا، أي من الطبقة ذات العمر الجديد إلى الطبقة ذات العمر القديم. ويتبع التنقيب عن الأحفوريات تحديد طبيعة الطبقات ووصفها والقيام بترقيم الأفق الجيولوجية. وتصبح تلك الأرقام من توابع جميع أحفورة وجدت فيها.

وفي حالة البحث عن أجزاء كائنات كبيرة، مثل الهياكل العظمية للديناصور، يقوم الخبراء بوصف مكان جميع بترة من العظام المتحجرة بدقة في الطبقة الأرضية بواسطة شبكات مربعة تنشر فوق منطقة الحفر. وذلك يهم من وجهة فهم وضع الحيوان وقت موته، ومنها يستنتج الفهماء استنتاجات عن طريقة موته وطريقة معيشته وربما فهم الحيوانات والتباتات التي كانت تزامله أوتنافسه في بيئة عصره. كذلك يستنتجون عمليات الترسيب الأرضي وحركة المواد التي حدثت في الماضي، مثل وجود ماء آنذاك وجريان الماء أوحدوث جفاف.

ويهتم الإحيائيون بفرز عظام جميع حيوان على حدة وعلاقة جميع منهم ببعضه، أي وقع صراع بين إثنين نجم عنه افتراس أحدهم للآخر. وقد اكتشف الفهماء في إحدى جداول المياه القديمة أثار لأقدام ديناصور كبير آكل للنبات ويجري بجواره ديناصور مفترس من آكلي اللحوم. ومن خلال تلك الآثار في الأرض المتحجرة استطاع الفهماء تفسيرها بأن الديناصور المفترس قضى على الديناصور آكل النبات رغم تفوقه في الحجم. عند نقطة معينة في المسارين يختفي فجأة مسار الديناصور المهاجم الوحشي مما يشير إلى حتى الديناصور الوحشي قفز على الديناصور آكل النبات وصار يعضه بأسنانه الحادة حتى أعياه الجري وفقدان الدم، واستنتجوا حتى الديناصور المفترس قد افترس الديناصور آكل الأعشاب بعد ذلك وتغذى على لحمه (أنظر أكروكونثوصور).

وفي حالة البحث عن أحفوريات مجهرية تجمع بعض عينات الأحجار الموجودة في جميع أفق، وتحفظ لإعدادها ودراستها في المعمل.

الإعداد والتجهيز

تجري في مسقط الحفريات عمليات حفظ العينات وقد تلصق أجزاء الأحفورة بوساطة المواد الكيماوية من أجل اتمام تجهيزها واعدادها للدراسة بعد ذلك. وقد تحفظ الأجزاء العظمية بواسطة التغليف في الجبس. وإذا وجدت أحفورة مجزأة على لوحات عديدة، فغالبا تلصق الحروف المكسورة مع بعضها.

ويتبع ذلك الحفظ والتجهيز للأحفوريات في المعمل بالمشرط والإبر مع الاستعانة بالعدسات المضخمة أوبالمجهر المجسم. كما تستخدم الأشعة السينية لتحديد أجزاء الأحفورة التي ما زالت مختفية في قلب العينات. بذلك نضمن عدم الإخلال بصفات الأحفورة من خلال عملية التجهيز.

كذلك بالنسبة للمحافظة على أحفوريات مجهرية وإعدادها للفحص تحت المجهر، حيث يمكن تجهيزها باستخدام أحماضا مناسبة أوبالطرق الكيميائية السائلة الأخرى.

إعادة التكوين

يمكن عن طريق رسومات الأحفوريات والأستعانة ببعض العينات المعروفة أوالشبيهة فهم الشكل الأصلي لهيكل جسم الحيوان أولأعضاء النباتات. ويتبع ذلك عادة دراسة طريقة معيشة تلك الكائنات المنقرضة. عنئذ نحاول وصف حياة تلك الكائنات وطريقة حركتها وتعاملها مع بعضها من خلال دراسة الأحفوريات المتنوعة.

اقرأ أيضا

• ديناصور
• ثيروبودا
• هيريراصور
• تيرانوصور
• دراسة الطبقات الصخرية
• حرب الأحافير
• أحفورة
• مؤشر أحفوري
• قائمة الديناصورات
• مبدأ تعاقب الحياة

مراجع

فهم الأحياء القديمة في المشاريع الشقيقة

---

• صور وملفات صوتية من كومنز