نمو الريش

يتطور الريش في الطبقة الخارجية من جلد الطيور ، وهي عملية معقدة تتضمن مراحل عديدة. بعد اكتمال نمو الريش ، توجد ستة أنواع مختلفة منه: الريش المحيطي ، وريش الطيران ، والريش الزغبي ، والريش الخيطي، والريش شبه الزغبي، والريش الخشن. لم يكن الريش في الأصل مُصممًا للطيران، ولا يزال السبب الدقيق لتطوره مجهولًا. يُعتقد أن الطيور تنحدر من الديناصورات ، وقد أظهرت تقنية حديثة باستخدام الميلانوسومات الموجودة في حفريات الديناصورات أن بعض الديناصورات التي لم تكن قادرة على الطيران كانت تمتلك ريشًا .

الريش نتاج البشرة والجهاز الكيراتيني . وهو غير وعائي وغير عصبي. يتكون من محور مركزي أنبوبي يُسمى المحور الرئيسي (الراشيس)، ويتفرع منه على جانبيه عروق تحتوي على سلسلة من الشعيرات المتشابكة تُسمى الشعيرات الدقيقة (الباربوليات). يشكل المحور الرئيسي والعروق المتصلة به الغلاف (السبات). أما في الجهة المقابلة للمحور الرئيسي، فيوجد القصبة (الكلاموس)، التي تثبت الريشة بالجسم وتتحرك بواسطة عضلات جلدية متصلة بها. توجد أنواع عديدة من الريش تتبع في معظمها هذا التصميم الأساسي مع بعض الاختلافات الطفيفة بناءً على الاحتياجات التطورية. ^{[ 1 ]}

يُشار أحيانًا إلى الريش باسم "حراشف الزواحف المُتقنة"، تمامًا كما تُعتبر الطيور أحيانًا جزءًا من الزواحف بدلًا من كونها فئة مستقلة. ورغم أن هذا تبسيط، إلا أنه ينبع من تشابه الطيور مع الزواحف. فقد تطورت الطيور من ديناصورات ثنائية الأرجل سريعة الحركة ، لكن الريش تطور قبلها، وليس للطيران كما كان يُعتقد سابقًا. انهارت نظرية تطور الريش للطيران في سبعينيات القرن الماضي عندما اكتُشف أن ديناصورات الثيروبود (منها التيرانوصور ركس والفيلوسيرابتور ) كانت تمتلك ريشًا. ومن خلال دراسة الميلانوسومات، وهي تراكيب يُحدد شكلها وترتيبها كيفية انعكاس الضوء عن الصبغة، في حفريات الديناصورات، وجد العلماء أن الديناصورات كانت تمتلك بالفعل ريشًا كثيفًا . وعلى وجه التحديد، قام جاكوب فينتر وزملاؤه بتحليل الميلانوسومات في طائر أنكيورنيس هوكسلي ، والتي تمكنوا من إعادة بنائها إلى ما كان عليه شكل الريش قبل 150 مليون سنة عندما كان يعيش طائر أنكيورنيس هوكسلي . ^{[ 2 ]}

في عام 1861، عثرت مجموعة من عمال المحاجر الألمان على أحفورة الأركيوبتركس ، الذي كان يمتلك ريشًا يشبه ريش الطيور الحديثة، بالإضافة إلى أسنان في فمه، وجناح عظمي طويل، ومخالب على جناحيه تشبه مخالب الزواحف. ويبدو أن الأركيوبتركس كان حيوانًا انتقاليًا من الزواحف إلى الطيور. ومع ذلك، كان الأركيوبتركس قد طور ريشًا بالفعل، مما لم يُساعد في توضيح كيفية تطور الريش في المقام الأول. في عام 1996، تم العثور على الأحفورة المفقودة التي ساعدت في توضيح تطور الريش. كان السينوسوروبتريكس مغطى بخيوط رفيعة مجوفة تُغطي ظهره وذيله. والآن، بعد العثور على العديد من الديناصورات ذات الريش البدائي، يُعتقد أن الريش بدأ على شكل هذه الخيوط الرفيعة المجوفة، ثم تطور في النهاية إلى طبقات الريش الكثيفة التي نراها على الطيور الحديثة. ^{[ 3 ]}

توجد عدة نظريات تفسر أسباب تطور الريش في المقام الأول، إن لم يكن للطيران. أولها أنه كان بمثابة عازل حراري. فقد عُثر على ديناصورات ثيروبودية تغطي أعشاشها بأطرافها الأمامية، يُعتقد أنها كانت تحمي صغارها. ومن المرجح أن الريش الموجود على هذه الديناصورات كان له دور هام في العزل. وهناك نظرية شائعة أخرى مفادها أن الديناصورات السريعة ثنائية الأرجل كانت تستخدم ريشها للركض بسرعة أكبر. ومن المحتمل أن الريش ساعدها على صعود المنحدرات، وهذه الميزة في السرعة أدت في النهاية إلى الطيران. وتشير نظرية الحياة الشجرية إلى أن الحيوانات التي عاشت على الأشجار وجدت أنه من الأسرع والأكثر كفاءة في استهلاك الطاقة القفز من شجرة إلى أخرى بدلاً من الركض نزولاً من شجرة، ثم عبور الأرض إلى شجرة أخرى، ثم صعودها مرة أخرى. وقد أدى هذا القفز في النهاية إلى الانزلاق، ثم الطيران. ^{[ 1 ]}

ثمة نظرية حديثة أخرى مفادها أن الريش كان يُستخدم للمساعدة في الانتقاء الجنسي. ^{[ 2 ]} إذ كانت أنماط ريشه وألوانه الزاهية تجذب الجنس الآخر، على غرار الطيور الحديثة اليوم. وباستخدام تقنيات حديثة لتحليل الميلانوسومات المحفوظة جيدًا، يستطيع العلماء إعادة بناء شكل الريش على الديناصورات المتحجرة، ما يكشف أن بعضها كان يتميز بألوان زاهية وجذابة.

تتضمن الجهود الحديثة لتفسير الغرض الأصلي للريش دمج العديد من هذه النظريات. يُبين كين ديال، الباحث في مجال الطيران بجامعة مونتانا-ميسولا ، كيف تستخدم الفراخ ريشها غالبًا عن طريق رفرفة أجنحتها للمساعدة في اجتياز التضاريس المنحدرة. ^{[ 2 ]} من المحتمل جدًا أن يكون للريش وظائف مفيدة متعددة قبل ارتباطه بالطيران.

يتطور الريش من الحليمات الجلدية. يبدأ الريش بالتشكل من بصيلات الريش، وهي انغمادات تبدأ من البشرة وصولاً إلى الأدمة . في الأدمة، تبدأ البصيلة وتجويف اللب بتكوين الريشة. تجويف اللب هو الحيز الذي يحتوي على بصيلة الريش. سرعان ما ينمو خيط الريشة من البصيلة؛ ويعود ذلك إلى تكاثر الخلايا، أي زيادة عدد الخلايا نتيجة نموها وانقسامها، عند قاعدة البصيلة. تُشكل هذه الخلايا الجديدة نسيجين مختلفين: الغمد، وهو النسيج الرئيسي للريشة، وغطاء اللب. الغمد هو الطبقة الداعمة التي تُحيط بالريشة، والتي تتساقط مع نموها. وبالمثل، يتساقط غطاء اللب، الذي يحمي لب الأدمة، مع نمو الريشة أيضًا. تتفتح أنسجة الريشة الرئيسية لاحقًا، مما يؤدي إلى تساقط الغمد وغطاء اللب، حيث تتخذ الريشة شكلها الوظيفي. مع نمو الريشة، يستمر غلافها، وهو موضع اتصال المحور والريش، في التكوّن. وعند اكتمال نمو الغلاف، يبدأ قصبة الريشة بالتكوّن داخل قاعدته. قصبة الريشة هي الجزء السفلي منها، والذي يبقى في الغالب داخل تجويف اللب. ومن ثم، تكتمل نمو الريشة وتبقى كذلك حتى يحدث التبديل ، مما يؤدي إلى سقوطها. يتساقط الريش أثناء التبديل، الذي يحدث في أوقات مختلفة من السنة تبعًا لنوع الطائر. قد تُبدّل الطيور ريشها لأسباب موسمية، أو تناسلية، أو غيرها.

توجد ستة أنواع مختلفة من الريش، وهي: ريش الطيران، وريش تحديد المحيط، والزغب، وريش نصف الريش، وريش الريش الخيطي، وريش الشعيرات. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}