علم الحيوانات القديمة

علم الحيوان القديم ( باليونانية : παλαιόν ، palaeon بمعنى "قديم" و ζῷον ، zoon بمعنى "حيوان") هو فرع من علم الأحياء القديمة وعلم الأحياء التطوري ، يُعنى تحديدًا بدراسة الكائنات الحية التي عاشت في عصور ما قبل التاريخ من مملكة الحيوانات، واستخراج وتحديد بقاياها الأحفورية من السياقات الجيولوجية (أو حتى الأثرية ). كما يمتد هذا المجال ليشمل استخدام هذه السجلات الأحفورية في إعادة بناء السلالات (عبر التشريح المقارن وعلم الوراثة العرقي ) وعلم البيئة القديمة ، أي دراسة البيئات الطبيعية والنظم البيئية القديمة . ^{[ 1 ]}

بينما يمكن تتبع الحفريات التخمينية لأقدم الحيوانات (على شكل إسفنجيات بدائية مثل أوتافيا ) إلى أواخر العصر التوني من منتصف حقبة ما قبل الكامبري، فإن بقايا الحيوانات الكبيرة المؤكدة تُوجد بشكل رئيسي في السجل الأحفوري بدءًا من العصر الإدياكاري ، على الرغم من أنها لم تنتشر إلا بعد الانفجار الكامبري ، ولم تنتشر حفريات الفقاريات إلا في أواخر العصر الديفوني في النصف الثاني من حقبة الحياة القديمة . ولعل أشهر مجموعة من الحفريات الكبيرة هي الديناصورات . ومن بين الحفريات الكبيرة الأخرى المعروفة المشتقة من الحيوانات : ثلاثيات الفصوص ، والقشريات ، وشوكيات الجلد ، وذراعيات الأرجل، والرخويات ، والأسماك العظمية ، وأسماك القرش ، وأسنان الفقاريات ، وأصداف العديد من مجموعات اللافقاريات . ويعود ذلك إلى أن الأجزاء العضوية الصلبة، مثل العظام والأسنان والأصداف، تقاوم التحلل، وهي أكثر حفريات الحيوانات حفظًا ووجودًا. وبالتالي، نادراً ما يتم تحجر الحيوانات ذات الأجسام الرخوة حصراً - مثل قناديل البحر والديدان المسطحة والديدان الأسطوانية والديدان الحلقية - لأن هذه المجموعات لديها القليل من الأنسجة المعدنية التي يمكنها البقاء على قيد الحياة في ظل العمليات الجيولوجية، على الرغم من إمكانية الحفاظ على آثار الأحافير التي تدل على وجودها وأنشطتها.

يشير علم الأحياء القديمة للفقاريات إلى استخدام البيانات المورفولوجية والزمنية والطبقية لرسم خريطة تاريخ الفقاريات في نظرية التطور. ^{[ 2 ]} تُصنف الفقاريات كشعبة فرعية من الحبليات، وهي شعبة تُستخدم لتصنيف الأنواع التي تمتلك جسمًا مرنًا على شكل قضيب يُسمى الحبل الظهري. ^{[ 2 ]} وتختلف الفقاريات عن الشعب الأخرى في أن الشعب الأخرى قد تمتلك غضروفًا أو أنسجة شبيهة بالغضروف تُشكل نوعًا من الهيكل العظمي، ولكن الفقاريات وحدها هي التي تمتلك ما نُعرفه بالعظم. ^{[ 2 ]}

تشمل فئات الفقاريات، مرتبةً ترتيبًا زمنيًا من الأقدم إلى الأحدث، ما يلي: الفقاريات غير المتجانسة، والفقاريات العظمية، والفقاريات اللافكية من فصيلة السيلوليبيد، والفقاريات الشوكية، والأسماك العظمية، والأسماك الغضروفية، والبرمائيات، والزواحف، والثدييات، والطيور. تُدرس جميع الفقاريات وفقًا للتعميمات التطورية القياسية للسلوك والعمليات الحيوية، على الرغم من وجود جدل حول إمكانية تقدير أعدادها بدقة من مصادر الأحافير المحدودة. ^{[ 2 ]}

لم تُحدد علميًا الأصول التطورية للفقاريات، وكذلك شعبة الحبليات. ويعتقد الكثيرون أن الفقاريات انحدرت من سلف مشترك للحبليات وشوكيات الجلد. ويدعم هذا الاعتقاد وجود حيوان الرميح البحري الذي عاش في عصور ما قبل التاريخ. لا يمتلك الرميح عظامًا، مما يجعله من اللافقاريات، ولكنه يشترك مع الفقاريات في بعض الخصائص، بما في ذلك الجسم المُقسّم والحبل الظهري. وهذا قد يشير إلى أن الرميح يُمثل مرحلة انتقالية بين الحبليات المبكرة، وشوكيات الجلد، أو السلف المشترك، والفقاريات. ^{[ 2 ]}

علم الأحافير الكمي هو عملية حصر لأنواع الأحافير بدلاً من جردها. ويكمن الفرق بينهما في أن الجرد يشير إلى سجل مفصل للأحافير الفردية، بينما يحاول الحصر تجميع الأحافير الفردية لحساب العدد الإجمالي لنوع معين. ويمكن استخدام هذه المعلومات لتحديد الأنواع الأكثر انتشارًا والتي كان لها أكبر عدد من الأفراد في فترة زمنية معينة أو في منطقة جيولوجية محددة. ^{[ 1 ]}

في أوائل ثلاثينيات القرن العشرين، ابتكر عالما الحفريات تشيستر ستوك وهيلدغارد هوارد وحدات خاصة لعلم الحيوان القديم الكمي وعلم الحفريات الكمي. كانت الوحدة الأولى المستخدمة هي عدد الأنواع المُحددة (NISP)، والتي تُحدد الكمية الدقيقة للحفريات المسجلة من نوع معين. لكن ستوك وهوارد وجدا أن هذه الوحدة تُشكل إشكالية للأغراض الكمية، إذ أن زيادة عدد حفرية صغيرة - كالأسنان مثلاً - قد تُبالغ في تقدير كمية النوع. كما كان هناك قدر من الالتباس حول ما إذا كان ينبغي تجميع شظايا العظام وحسابها كعظمة واحدة أم حصرها بشكل فردي. ^{[ 1 ]} ثم ابتكر ستوك وهوارد الحد الأدنى لعدد الأفراد (MNI)، والذي يُقدر الحد الأدنى لعدد الحيوانات اللازمة لإنتاج الحفريات المسجلة. ^{[ 1 ]} على سبيل المثال، إذا عُثر على خمس عظام كتف من نوعٍ ما، فقد يصعب تحديد ما إذا كانت بعضها مُقترنة بين يمين ويسار فردٍ واحد، أو ما إذا كانت كل واحدة منها تعود لفردٍ مختلف، مما قد يُغيّر الإحصاء، ولكن يُمكن القول إنه يجب أن يكون هناك ثلاثة أفراد على الأقل لإنتاج خمس عظام كتف. وبالتالي، فإن ثلاثة هي الحد الأدنى لعدد الأفراد (MNI). ^{[ 1 ]} في حالات نادرة، حيث يُمكن تجميع مجموعة كافية من الأحافير لتحديد عدد الأفراد بدقة، تُستخدم وحدة العدد الفعلي للأفراد (ANI). ^{[ 1 ]}

وحدة أخرى شائعة الاستخدام في علم الحيوان القديم الكمي هي الكتلة الحيوية. تُعرَّف الكتلة الحيوية بأنها كمية الأنسجة في منطقة ما أو من نوع معين. ^{[ 1 ]} تُحسب الكتلة الحيوية بتقدير متوسط ​​الوزن بناءً على أنواع حديثة مماثلة وضربه في الحد الأدنى لعدد الأفراد (MNI). ينتج عن ذلك تقدير لوزن جميع أفراد النوع. ^{[ 1 ]} تشمل مشاكل هذا القياس اختلاف الوزن بين الصغار والبالغين، والتغيرات الموسمية في الوزن نتيجة النظام الغذائي والسبات الشتوي، وصعوبة تقدير وزن الكائن بدقة بالاعتماد على الهيكل العظمي فقط. ^{[ 1 ]} كما يصعب تحديد العمر الدقيق للمواد المتحجرة بدقة تصل إلى سنة أو عقد، لذا قد تكون الكتلة الحيوية مبالغًا فيها أو أقل من قيمتها الحقيقية إذا كان الإطار الزمني المُقدَّر لحياة الأحافير غير صحيح. ^{[ 1 ]}

يُعد وزن اللحم مقياسًا مشابهًا للكتلة الحيوية. ^{[ 1 ]} لتحديد وزن اللحم، يُضرب الحد الأدنى للعدد الغذائي (MNI) بكمية اللحم التي يُعتقد أن الفرد قد وفرها، ثم يُضرب بنسبة اللحم الصالح للأكل من تلك الكمية. يُعطي هذا تقديرًا لـ "رطل من اللحم الصالح للاستخدام" لكل فرد، والذي ربما يكون الصيادون في عصور ما قبل التاريخ قد اصطادوه. ^{[ 1 ]} على سبيل المثال، يبلغ متوسط ​​وزن ذكر الأيل 400  كيلوغرام، وفي دراسة محددة، وُجد أن الحد الأدنى للعدد الغذائي للأيل هو 10. ينتج عن ذلك كتلة حيوية قدرها 4000  كيلوغرام. إذا قُدّرت كمية اللحم الصالح للأكل بنسبة 50%، فسينتج عن ذلك وزن لحم قدره 2000  كيلوغرام. ^{[ 1 ]} تكمن المشكلة الأكبر في هذه الطريقة في الجدل الدائر حول "نسبة اللحم الصالح للاستخدام". أدت الآراء المختلفة حول أجزاء الأنواع الصالحة للأكل وغير الصالحة، فضلاً عن ما إذا كان الجزارون الأوائل قادرين على الوصول إلى أجزاء مختلفة من الحيوانات وإعدادها، إلى جدل واسع. ^{[ 1 ]}

تُستخدم بيانات علم الأحياء القديمة في البحوث المتعلقة بعلم الأحياء الحفظي . ويشير علم الأحياء الحفظي إلى الدراسات البيولوجية التي تُستخدم لحفظ ومراقبة وصون مختلف الأنواع والنظم البيئية . وفي هذا السياق، تُستقى بيانات علم الأحياء القديمة المستخدمة من المواد المتحللة حديثة النفوق، وليس من المواد التي تعود إلى عصور ما قبل التاريخ. ^{[ 3 ]}

يذكر آر. لي ليمان، الأستاذ ورئيس قسم الأنثروبولوجيا في جامعة ميسوري ، ^{[ 4 ]} أن أبحاث علم الحيوان القديم يمكن أن توفر بيانات مثل معدلات الانقراض وأسبابه، بالإضافة إلى ذروات وانخفاضات قياسية في أعداد الكائنات الحية، والتي يمكن استخدامها للتنبؤ بالأنماط المستقبلية وتصميم أساليب فعالة للغاية للسيطرة على هذه الأنماط. ^{[ 3 ]} علاوة على ذلك، يمكن استخدام بيانات علم الحيوان القديم لمقارنة أعداد وتوزيع الأنواع الحالية بالسابقة.

• مملكة الحيوانات ، المملكة التصنيفية لـ
• الأحافير
• تاريخ علم الحيوانات القديمة اللافقارية
• الأحافير الدليلية - أو الأحافير الإرشادية
• اللافقاريات
• يشمل علم الحفريات اللافقارية معظم شعب الحيوانات
• الأحافير الكبيرة - أدلة أحفورية يسهل رؤيتها
• الحيوانات متعددة الخلايا — مملكة الحيوان
• الأحافير الدقيقة - أدلة أحفورية مجهرية
• علم الأحياء الدقيقة القديمة
• التاريخ الطبيعي
• علم الأحياء القديمة - علم الأحياء وعلم الأحافير
• علم النباتات القديمة
• تصنيف اللافقاريات الأحفورية الشائعة
• الأحافير الأثرية - دليل غير مباشر على الحياة في عصور ما قبل التاريخ
• الفقاريات
• يشمل علم الحفريات الفقارية شعبة الفقاريات
• علم آثار الحيوان
• علم الحيوان