نقش تکاملی مو در تاریخ پستانداران؛ چرا اجداد باستانی ما پشمالو بودند؟

وقتی گرمای تابستان شروع می‌شود، ممکن است احساس کنید که هوای گرم برای حیوانات خانگی پشمالو و دیگر جانوران ساکن در نزدیکی شما، آزاردهنده است. اما خز و مو سازگاری‌هایی باستانی هستند که به اجداد انسان امکان می‌دادند سبک زندگی فعال‌تر و رژیم‌های غذایی متنوع‌تری داشته باشند.

همه‌ی پستانداران دارای نوعی خز هستند و این خز بخشی از همان چیزی است که ما را از سایر گروه‌های حیوانات متمایز می‌کند. خز در انواع و اشکال مختلف از جمله موی انسان وجود دارد. خواص تنظیم حرارتی خز می‌تواند به ما در مورد چگونگی تغییر سبک زندگی اجدادمان با جدا شدنشان از حیوانات خزنده‌مانند و تبدیل‌شدن به شکارچیان فعال‌تر اطلاعاتی بدهد.

پستانداران بسیار اجتماعی هستند و رنگ خز نیز به تشخیص متحدان و دشمنان کمک می‌کند. خز ممکن است به حیوانات کمک کند تا پنهان شوند. مثلا روباه شنی‌رنگ در بیابان یا خرس قطبی در برف را درنظر بگیرید.

آثار فسیلی که موها را نشان می‌دهند، در گونه‌های تقریبا ۲۲۰ میلیون ساله‌ی دوران ژوراسیک میانه، مانند بیدستردُنب (Castorocauda) که شبیه به سگ آبی بود، یافت شده است. همچنین اسپینولست (Spinolestes) که به موش شباهت دارد، یکی از اجداد پستانداران با خز فسیل‌شده است که موهای سیخ داشت و در دوره‌ی کرتاسه، یعنی ۱۲۵ میلیون سال پیش زندگی می‌کرد.

دانشمندان همچنین بقایای مواد غذایی حاوی ساختارهای مو‌مانند را در مدفوع فسیل‌شده‌ی دوره‌ی پرمین، حدود ۲۶۰ میلیون سال پیش، یافته‌اند. بااین‌حال، چنین فسیل‌هایی کمیاب هستند.

با وجود شواهد و فسیل‌های کم ما می‌توانیم به تکامل اجداد پستانداران نگاهی بیندازیم تا درک بهتری از تکامل خز و مو داشته باشیم. می‌دانیم که دودمان پستانداران و خزندگان بیش از ۳۰۰ میلیون سال پیش از یکدیگر جدا شده‌اند و اولین اجداد پستانداران بسیار شبیه خزندگان بودند؛ اما رژیم غذایی متفاوتی داشتند. پستانداران طعمه‌های بزرگ را با نیش خود شکار می‌کردند، در حالی‌که خزندگان در اصل از عنکبوت‌های کوچک، هزارپا یا حشرات تغذیه می‌کردند.

اولین حیواناتی که دمای بدن را به نفع خود تغییر دادند، پیشینیان پستانداران، سیناپسیدها یا هم‌کمانان اولیه (Synapsida) بودند. برخی از آن‌ها بدن‌های بزرگی شبیه مارمولک داشتند و بادبان‌هایی در پشت خود داشتند که توسط برآمدگی مهره‌ها پشتیبانی می‌شد. به لطف سیستم رگ‌های خونی متراکم سطح پوست، این بادبان‌ها می‌توانستند به سرعت گرمای خورشید را جذب و گرمای بیش‌از‌حد بدن را آزاد کنند؛ مانند کاری که امروزه فیل‌ها و روباه‌ها صحرایی با گوش‌های بزرگ خود انجام می‌دهند. اما انقراض هم‌کمانان اولیه نشان می‌دهد که استراتژی داشتن بادبان برای آن‌ها جوابگو نبود.

اسکلت آدافوسور، سیناپسید غیر‌پستانداران اولیه (بستگان پستاندار باستانی) که دارای بادبان بزرگی بوده است.

اسکلت آدافوسور، سیناپسید غیر‌پستاندار اولیه (بستگان پستاندار باستانی) که دارای بادبان بزرگی بوده است.

اجداد پستانداران اولیه همچنان دارای فلس‌های مخصوص خزنده‌ها، با خواص تنظیم حرارت ضعیف مختص به آن‌ها بودند. این یافته به‌لطف فسیل‌های پوست شکم از حیوان ۲۷۵ میلیون ساله‌ای از دوره پرمین میانه به‌دست آمده است که در سال ۲۰۱۲ در لهستان کشف شد.

نیاکان اولیه‌ی پستانداران به نام سیمنوگناتوس پارینگتونی (Scymnognathus parringtoni) در دوره‌ی پرمین نو، ۲۵۵ میلیون سال پیش زندگی می‌کرده‌اند. مجموعه‌ی دیرینه‌شناسی دانشگاه توبینگن آلمان یکی از کامل‌ترین و زیباترین نمونه‌های این جانور فسیلی را در خود جای داده است.

سیمنوگناتوس صدها میلیون سال پیش زندگی می‌کرده است.

نمونه‌ی فسیل نیاکان اولیه‌ی پستانداران در سازند اوسیلی در منطقه‌ی روهوهو تانزانیا یافت شد. سیمنوگناتوس پارینگتونی یکی از شکارچیان برتر زمان خود بود و همچنان بسیار شبیه خزنده به نظر می‌رسید، اما در همان زمان که تازه از آن‌ها جدا شده بود، دارای وضعیت بدنی عمودی بود که در مقایسه با دست‌و‌پا‌های جدا از هم و پهن شده‌ی خزندگان، انرژی کارآمدتری هنگام دویدن داشت.

دیرینه‌شناسان با استفاده از نمونه‌ی فسیلی دانشگاه توبینگن، در سال ۲۰۲۱ نشان دادند که هم‌کمانان اولیه نسبت به خزندگان امروزی دارای سرعت متابولیسم بالاتری بودند. سرنخی که به این نتیجه منتهی شد، مشخصه‌ای در استخوان‌های آن‌ها به نام سوراخ تغذیه‌ای است.

سوراخ تغذیه‌ای مجرای کوچکی در استخوان‌ها است که به عروق خونی اجازه‌ی عبور می‌دهد و مواد مغذی را به استخوان می‌رساند. در پستانداران، این سوراخ‌ها معمولاً بزرگ‌تر از خزندگان هستند که نشان می‌دهد پستانداران احتمالاً به دلیل برخورداری از متابولیسم سریع‌تر، به خون بیشتری نیاز دارند. سوراخ تغذیه‌ای بزرگ یافت‌شده در فسیل هم‌کمانان نشان می‌دهد که این موجودات باستانی، سرعت متابولیسم بالاتری مشابه پستانداران و برخلاف خزندگان داشتند.

علاوه‌بر‌این، سیمنوگناتوس و سایر گونه‌های پرمین بر‌خلاف خزندگان، دارای منبع خون گسترده‌ای در پوزه‌ی بسیار عروقی خود بودند. سوراخ‌های کوچک در استخوان‌های پوزه این حیوانات ممکن است نشان‌دهنده‌ی گذرگاه‌های عصبی و منافذ عروق خونی برای حمایت از موهای سبیل‌ باشد.

سبیل‌ها موهای پوزه‌ای هستند که برای عملکرد لمسی تخصص یافته و در پستانداران مدرن مانند گربه‌ها به خوبی شناخته شده‌اند؛ شاید سبیل‌ اولین موهایی بودند که تکامل یافتند و بعداً خز‌ها رشد کردند.

دایناسورها حدود ۲۳۳ میلیون سال پیش در اواخر دوره‌ی تریاس تکامل یافتند که چندین میلیون سال پس از اولین اثبات وجود مو در پیشینیان پستانداران است. اما دایناسورهای اولیه قبلاً پیش‌سازهای پرِ مو‌مانند ساده‌ای داشتند که بعداً به چندین خار جدا و به ساقه‌های پر و پوشپرک و بعداً در دایناسورهای پرنده‌شکل به پهنه‌های پر تبدیل شدند.

اما بعداً در هنگام رشد جنین، ساختارها شکل‌های بسیار متفاوتی به خود می‌گیرند و بالاترین لایه‌ی پوست تا می‌شود و پوسته‌ها و پرها را تشکیل می‌دهد. پوست به داخل تا می‌شود تا موهای زیر سطح پوست ایجاد شود و ساقه‌ی مو بعداً از پاکت فولیکول رشد می‌کند.

در تکامل، مو، فلس‌ها و پرها در ابتدا عملکرد مشابهی داشتند: تنظیم حرارت و جنبه‌ی نمایشی؛ اما پرندگان مدت‌ها پس از ظهور اولین پرها، دستگاه کامل پرواز را تکامل دادند.

بعدها چندین پستاندار خزهای متراکم خود را از دست دادند، مانند نهنگ‌ها (که ذخیره‌ی چربی را به عنوان جایگزینی برای تنظیم دمای بدن تکامل دادند) و انسان. مشخص نیست که چرا انسان بیشتر خز خود را از دست داده است، اما برخی از دانشمندان فکر می‌کنند که این کار برای خنک نگه‌داشتن بدن در طول شکار طولانی در دشت‌های گرم بوده است.