مبنى هوائي واسع بمحور مركزي صلب

الريش .. غموض فشلت نظرية التطور في تفسيره

عنود القبندي

«على راسي ريشة».. مثل شعبي قديم، ويقال بأنه يذكر للتميز أي أنه يميز حامله بالشجاعة المفرطة، كما يقال بأن الريشة المقصود بها لطائر العنقاء الأسطوري، فحامل هذه الريشة إنسان خارق وشجاع لدرجة أنه جلب الريشة من وكر العنقاء، كما يقال أيضا هذا المثل في الاستفسار لماذا هذا الشخص مميز عن دون البشر أو ما الشيء الذي يميزه عن الباقين.. أي هي علامة التميز.

ووضع الريشة بشكل عام يكون بشكل عامودي وليس أفقي، فعلامة البلوغ والرجولة عند الهنود الحمر أن يضع الرجل منهم ريشة النسر، واستخدم البشر ريش الطيور منذ القدم، فقد كانوا يستعملونه للكتابة والرسم. أما الآن فيستخدمونه للقبعات، والوسادات، والمفارش، والمعاطف، وغيرها، ولكن للريش أشكال وأنواع مختلفة، فهل تطور الريش وأشكاله؟

تطور الريش

الريش هو الغطاء الخارجي لأجسام الطيور، يعزل الريش الطيور عن المياه وعن درجات الحرارة المنخفضة، كما يمكن استخدام اللون للتمويه ضد المفترسين وأحياناً كوسيلة للاتصال البصري. بالرغم من أن الريش فرادى خفيف جداً، وزن ريش الطيور أكبر بمرتين أو ثلاث مرات من هيكلها العظمي.

فهو ما يكسو جسد الطائر ويتألف منه جناحاه. قوام الريشة ساق أنبوبية قَرنية جوفاء مغروزة في جلد الطائر، تُدعى القصبة أو العراق shaft. ومن القصبة تتفرع العديد من القصيبات أو الشعيرات barbs تشكل سطح الريشة المستوي، وتتشابك القصيبات بطريقة حيث لا تسمح للهواء المنساب عليها باخراقها، فإذا انفصلت القصيبات لأي سبب يمكن للطائر ان يستعيد الوضع الطبيعي للريشة إما بتعديلها أو بالانتفاض.

والريش ينمو في مناطق من جسم الطائر تدعى «منابت الريش» pterylae. وهو يكون في أول أمره ناعماً جداً، ومن أجل ذلك يدعى الزغب down. أما الريش الحقيقي فينمو بعد ذلك على نحو تتصل معه كل ريشة حقيقية بقاعدة الريشة الزغبية التي تَسقط في ما بعد. وإنما ينشأ الريش من حليمات papillae قائمة تحت الجلد ويستمد غذاءه من أوعية الطائر الدموية. وما إن يكتمل نمو الريش حتى تتوقف الأوعية الدموية عن مدّها بالغذاء. ومرة كل عام على الأقل، وأحياناً مرتين أو ثلاث مرات في العام الواحد، يَطرح الطائر ريشه (وهذا ما يُعرف بالاستلاخ molt) ويكتسي بريش جديد. وكثيرة هي الطيور التي تعني بهندمة ريشها وتَسويته وذلك بأن تمر مناقيرَها على كل ريشة بمفردها وكأنها تمشّطها تمشيطاً. وبعض الطير يتخذ ريشه للزينة، وبعضه تُحشَى بريشه الوسائد. وقديماً كتب الناس بريش الطير. ولفظة pen الإنكليزية، ومعناها ريشة الكتابة بالحبر أو قلمُ الحبر نفسُه، مأخوذة من لفظة penna اللاتينية ومعناها ريشة الطائر.

تطور الريش من حراشف أسلاف الطيور الزاحفة على ما يبدو. ريش مكون من الكيراتين )مثل الشعر( وهو بروتين ليفي. خصص الريش للعزل، والطيران، وتشكيل مخططات الجسم، والعرض، والاستقبال الحسي. في أسفل الريش توجد أشواك غشائية طليقة، وظيفتها العزل، وتوجد في Pterylae و Apteria، في الطيور البالغة. كما تشكل معطفاً أولياً للطيور الصغيرة أيضاً. الفيلوبلوم )Filoplume( هو ريش شبيه بالشعر يحتوي على بضع أشواك ناعمة قرب الأطراف.

يفقد الطيور الريش هي عملية الرمي أو الطرح )Moulting(، ويستطيعون استبدالها بريش جديد. معظم الطيور يقومون بهذه العملية سنوياً.

الطائر يحتفظ بريشه نظيفا مرتبا وجاهزا دائما للطيران لكي يضمن استمراره في الحياة، ويستخدم الطائر عادة الغدة الزيتية الموجودة في أسفل الذي في صيانة ريشه بواسطة هذا الزيت تنظف الطيور ريشها وتلمعها، كما أن عملية التشميع والتلميع هذه تقيها من البلل عندما تسبح أو تغطس أو تطير في الأجواء الممطرة.

يحفظ الريش درجة حرارة جسم الطائر من الهبوط في الجو البارد، أما في الجو الحار فيلتصق الريش بالجسم ليحتفظ ببرودته.

الريش أم الطائر؟

تعددت أغطية الجسم التي صممتها الطبيعة من شعر، حراشف، فراء، ريش. يعتبر الريش أكثرها تنوعا وغموضا، فكيف نشأة وتطورت فهي أداة قوية وخفيفة الوزن ومعقدة.

يعتبر منشأ الريش حالة نوعية ليس لها بنى قريبة واضحة (مماثلة) في الأقارب المعاصرة. ومع أن نظرية التطور تقدم تفسيرا قويا لظهور الاختلافات الطفيفة في حجوم المخلوقات وأشكالها والأجزاء المكونة لها، فإنها تستمر في عدم إعطاء قدر مماثل من التوجيه لفهم ظهور بنى جديدة بالكامل، بما في ذلك الأصابع والأطراف والعيون والريش.

وكذلك حال دون التقدم في حل لغز أصل الريش ما يبدو الآن أفكارا خاطئة، مثل الافتراض بأن الريشة البدائية نشأت عن تطاول حرشفة الزواحف وانقسامها، وأن الريش قد تطور لتأدية وظيفة معينة مثل الطيران. ومما أسهم في بطء هذا التقدم انعدام وجود ريش أحفوري بدائي. ولسنوات عديدة تمثل أقدم أحافير الطيور بالأحفورة «أركيوبتريس ليثوكرافيكا» Archaeopteryx lithographica، التي كانت تعيش في أواخر العصر الجوراسي (قبل نحو 148 مليون سنة). بيد أن الأركيوبتيركس لا تقدم تبصرات جديدة عن كيفية نشوء الريش، لأن ريش هذا الطائر لا يكاد يتميز عن ريش طيور اليوم.

لقد اكتشف علماء الأحافير مجموعة نفيسة من الدينوصورات ذات الريش في الصين. وتمتلك هذه الحيوانات تشكيلة منوعة من الريش البدائي لم يصل تطورها إلى ما وصل إليه الريش الموجود في الطيور اليوم، ولا حتى في الأركيوبتيركس. وتعطينا هذه التشكيلة المنوعة دالات clues حاسمة عن بنية ووظيفة وتطور اللواحق المعقدة للطيور الحديثة. وقد نتج من جميع هذه الإنجازات صورة ثورية غنية بالتفاصيل، مفادها أن الريش قد نشأ وتنوع في الدينوصورات اللاحمة الثيروبودية الثنائية القدم قبل نشأة الطيور أو نشأة الطيران.

ريش الطيران

الريش الكبير والقوي، الذي يكون المبنى الهوائي الواسع، الذي يسمح بالطيران. لريش الطيران مبنى مميز الذي يحوي محور مركزي صلب، يسمى بالقصب. لمبنى القصب الاسفل اسم «الكولموس» وممباه العلوي يسمى المعامد من جهتي المعامد يخرج العلم، الذي يكون اغلب مساحة الريشة، ريش الطيران يقسم إلى الريش القلمي والاغطية.

- الريش القلمي (الأعضاء): ريش الطيران الكبير والقوي، الموجود في صف الريش الخلفي الاخير ويكوّن اغلب مساحة الجناح والذنب، الأعضاء تقسم لأعضاء الكف واعضاء الذراع واعضاء الذنب. لكل عضو قصب عريض نسبياً وصلب. عدد اعضاء الكف يتراوح بين 9 وحتى11، عدد اعضاء الذراع يتغير بشكل كبير بين عائلات طيور مختلفة ويتراوح بين 6 حتى 40، عدد اعضاء الذنب على الغالب 10 او 12 لكنه يصل الى 24 عند عائلات معينة.

- ريش وبري: ريـش طري وناعـــــم (بدون قصبة) الذي يميز الصيصان والفراخ، لكن في عائلات معينة موجود ايضا تحت ريش الجسم عند طيور بالغة (مثل البط) وظيفة ريش الحرام الرئيسية هي العزل الحراري.

الريشة الانبوبية المكتملة

فالريش، مثلما هي حال الشعر والأظافر والحراشف، لواحق إهابية integumentary تمثل أعضاء جلدية تتكون بالتكاثر المنضبط لخلايا البشرة أو الطبقة الخارجية للجلد التي تُنتج بروتينات الكيراتين. وللريشة النموذجية عِراق shaft رئيسي يسمى المحور rachis. وتندمج في المحور سلسلة من الفروع، أو الأسلات barbs. وعلى شاكلة الصورة التكرارية التي يعكسها المحور المتفرع والأسلات، فإن الأسلات نفسها تكون متفرعة أيضا؛ إذ تندمج سلسلة من الخيوط الزوجية تدعى الأُسَيْلات barbules في العرق الرئيسي لكل أسلة أو فرع. وعند قاعدة الريشة يتمدد المــحور ليكون القــــلم (calamus quill) الأنبوبي المجوف الذي ينغرز في جريب في الجلد. ويتم استبدال ريش الطائر دوريا طوال حياته عبر حادثة «الانسلاخ»، الذي يعني نمو ريش جديد من الجريبات نفسها.

الريش الجناحي

تهيئ الاختلافات في الشكل والبنية المجهرية للأَسَلات والأُسَيْلات والمحور مجالا مذهلا لتنوُّع الريش، ولكن على الرغم من هذا التنوع فإن معظم الريش يقع ضمن صنفين بنيويين، فالريشة الجناحية تكون ذات محور بارز وأسلات تشكل نصلا مستويا، وتتماسك أسلات هذا النصل بعضها مع بعض بأزواج (أشفاع) من أسيلات متخصصة. وتمتلك هذه الأسيلات التي تمتد نحو قمة الريشة سلسلة من الكلاّبات الدقيقة التي تتشابك مع ميازيب في الأُسيلات المجاورة. ويغطي الريش الجناحي أجسام الطيور وتشكل نصولها المحكمة الانغلاق السطوح الدينمية الهوائية للجناحين والذيل.

وعلى النقيض التام من الريش الجناحي، فإن الريشة الزغبية تمتلك محورا ضامرا وخصلة غير منتظمة من الأسلات ذات الأُسيلات الطويلة. وتعطي الأُسيلات الطويلة المتشابكة لهذا الريش خصائصه الرائعة في خفة الوزن والعزل الحراري والتحليق المريح. ويمكن أن يمتلك الريش نصلا جناحيا وقاعدة زغبية.

تكاثر الريش

إن جميع الريش صور مختلفة لأنبوب تنتجه بشرة تتكاثر خلاياها بالانقسام، وله لب أدمي مغذٍّ في المركز؛ ومع أن الريشة تتفرع كالشجرة، فإنها تنمو من قاعدتها مثل الشعرة. فكيف يفعل الريش ذلك؟

يبدأ نمو الريشة بثخانة في البشرة تدعى اللويحة placode التي تتطاول بدورها مكونة أنبوبا يعد «منبت الريشة». ويؤدي تكاثر الخلايا في دائرة تحيط بمنبت الريشة إلى تكوين منخفض أسطواني يسمى الجُرَيْب follicle عند قاعدته، كما يدفع نمو الخلايا الكيراتينية في بشرة هذا الجريب أو طوق الجريب (4) الخلايا الأقدم عمرا نحو الأعلى والخارج، إلى أن تتخلق في نهاية المطاف الريشة الكاملة بطريقة متقنة التناغم تمثل إحدى روائع الطبيعة.

* إن الطريقة التي تتكون بها الريشة على طائر يمكن أن تفتح نافذة على كيفية تطور الريش عبر الامتدادات التي لا يُتاح الوصول إليها من أزمنة ما قبل التاريخ. لقد أفرز استخدام النماء development في توضيح التطور evolution ميدانا جديدا هو البيولوجيا النمائية التطورية أو «الإيفو-ديفو» evo-devo اختصارا.

* طبقا للنظرية النمائية لنشوء الريش، فقد تطور الريش في سلسلة من المراحل، اعتمدت كل مرحلة منها على بدعة تطورية في كيفية نمو الريش، ثم شكَّلت الأساس للمرحلة التالية.

* يأتي دعم هذه النظرية من مجالات مختلفة لعلمي الحياة والأحافير، وربما يأتي أكثر الأدلة إثارة من مكتشفات أحفورية حديثة لدينوصورات مُرَيَّشة feathered أبدت ريشا في مراحل مختلفة، تنبأت بها تلك النظرية.

وكجزء من هذا المخطط المتناغم ينقسم الجريب إلى سلسلة حيود ridges طولانية (هي حيود الأسلات) التي تكون بدورها الأسلات المنفصلة. وفي الريشة الجناحية تنمو الأسلات لولبيا حول منبت الريشة الأنبوبي وتلتحم على أحد الجانبين لتشكل «المحور». وفي الوقت نفسه تتكون حيود أسلات جديدة على الجانب الآخر من الأنبوب. أما في الريشة الزغبية، فإن حيود الأسلات تنمو مستقيمة من دون أي حركة لولبية. وفي كلا النوعين من الريش، فإن الأسيلات barbules التي تمتد من فرع الأسلة تنمو من طبقة وحيدة من الخلايا تسمى الصفيحة الأُسيلية barbule plate عند محيط حيد الأسلة.

طبيعة الريش

يبدي الريش تنوعا مدهشا، ويخدم مجالا واسعا من الوظائف يمتد من الغزل إلى التمويه وإلى الطيران. وتبدع الاختلافات في أشكال مكونات الريشة (الأَسَلات والأُسَيْلات والمحور) هذا التنوع. ولكن معظم الريش يقع في نمطين أساسيين؛ فالريشة الجناحية هي الريشة الأيقونية للقوادم quill الجناحية للطائر. أما الريشة الزغبية فهي مزودة بريشات متشابكة ناعمة تحقق عزلا حراريا وخفة في الوزن.

وفي المرحلة الرابعة نشأت المقدرة على إنماء أسلات متمايزة. وقد أتاح هذا التقدم لجريب المرحلة الرابعة إمكانية إنتاج كلاّبات في نهايات الأسيلات تستطيع الارتباط بأسيلات الأسلات المجاورة ذات الميازيب وتكوين ريشة جناحية ذات نصل مغلق. ولم تنشأ إلا بعد المرحلة الرابعة تنوعات ريشية إضافية تشمل التخصصات الكثيرة التي نراها في المرحلة الخامسة، مثل النصل غير المتناظر asymmetrical vane لريشة الطيران.

كيف ينمو الريش

ينمو الريش، كما في الشعر والأظافر والحراشف، بتكاثر الخلايا الكيراتينية وتمايزها. وتؤدي هذه الخلايا المنتجة للكيراتين )القرنين( في البشرة، أي في طبقة الجلد الخارجية، دورها في الحياة حينما تموت مخلفة وراءها كتلة من الكيراتين المترسب. والكيراتينات خيوط من البروتينات تتبلمر )تتكوثر( لتشكل بنى صلبة. ويتكون الريش من كيراتينات بيتا التي تنفرد بها الزواحف، بما في ذلك الطيور. أما الكساء الخارجي للريشة المتنامية، ويسمى الغمد، فإنه يتألف من كيراتين ألفا الأكثر ليونة والموجود في جميع الفقاريات ويكوّن جلدنا وشعرنا.

ريش الذكور

من بين النتائج التي توصل إليها العلماء في هذا الصدد.. ان اغلب الطيور ذات الألوان الزاهية تمضى معظم وقتها على قمم الأشجار أو محلقة في الهواء أو سابحة في الماء بينما الطيور ذات الريش القاتم تعيش اغلب حياتها على سطح الأرض أو بالقرب منه، وهناك قاعدة أخرى ولها شواذ كثيرة وهى ان الأجزاء العليا من الطائر أقتم )ادكن( من الأجزاء السفلي ومثل هذه الحقائق جعلت العلماء يعتقدون بأن للون ريش الطائر فائدة دفاعية وقائية للمحافظة على بقائه وحجبه عن أنظار أعدائه ومن طيور الغابات الأرضية والحقول ما تتخذ ألوانا خضراء وصفراء وبنية وسوداء ورمادية تجعلها أشبه بالأعشاب والتربة وجذور الأشجار وأوراق الشجر المتساقطة، وعلى هذا الأساس ومادام للون الريش هدف وقائي … علينا أن نتساءل أي الجنسين يحتاج إلى الوقاية أكثر … الذكر أم الأنثى … الجواب هو أن الأنثى أكثر احتياجا للوقاية بسبب اضطرارها للبقاء زمنا في العش لتبيض وترقد وتفقس بيضها ولهذا حرمتها الطبيعة من ألوان الداهية حتى تخطوها عيون الأعداء … وزودت الطبيعة الذكور بألوان أجمل لتجذب انتباه الإناث في موسم التزاوج.

يرجع اللون في ريش الطيور إلى صبغة الميلانين Melanin فهي التي تسبب الألوان الأصفر والبني بدرجاته.

هناك مجموعة ألوان أخرى مسئول عنها مادة الكاروتين وهى صبغة لا يكونها الطائر بنفسه ولكن يأخذها من غذائه على النباتات الحاوية عليها وهي المسئولة عن اللون الأحمر والبرتقالي وبعض الأصفر ووجدت بعض الصبغات الصفراء فى الببغاء غير معروفة المصدر.

بعض الطيور تحتوى على صبغة تعرف بالبروفين Porphyrins وهى صبغة فسفورية تحت الأشعة الفوق بنفسجية وهى تعطى اللون البمبى والأحمر وقد وجد فى بعض الطيور تلك الصبغة متحدة مع عنصر النحاس فتعرف عندئذ بالتيوراسين Turacin وهي المسئولة عن اللون الأحمر لأجنحة كثير من الطيور.

هناك صبغة أخرى تعرف بالتيركفردين Turacaverdin هي المسئولة عن اللون الأخضر، وقد يتكون اللون الأخضر فى ريش الطيور من خلط الصبغات السابقة معاً فيتكون اللون الأخضر بدرجاته غير معروف مصدر اللون الأزرق فى الطيور، أما اللون الأبيض فيرجع إلى عدم تكون صبغات فى ريش الطيور، ربما خلط اللون الأزرق والأصفر يكون اللون الأخضر في بعض الطيور.

تقوم الصبغات بامتصاص أطياف الضوء الساقطة عليها وتعكس ما لا تستطيع امتصاصه فيظهر للعين الطيف المنعكس منها والذي يحدد لون الريش عندئذ.

وقد يكون لون ريش الطيور مسئولية الطائر نفسه بما تفرزه غدده الزيتية التي تلون الريش والتي تتأثر بنوعية الأكل الذي تناولها أو التقطها الطائر. وقد يكون اللون نتيجة تغذيته على مواد نباتية ذات صبغات.

وقد يتأثر لون ريش الطيور بدرجة الحرارة لذلك نرى طائر Cardinals يختلف شكلاً صيفا عن شتاءاً، حيث يكون لون ريش الصدر أسود فى الصيف )يوني( فى حين يقل تكون اللون الأسود فى أطراف الريش فيظهر اللون الرمادي فى الأطراف فيتغير لونه خريفاً و شتاءاً.

استخداماته قديما

تعتبر الريشة سابقا أداة للكتابة مصنعة من ريش الأجنحة للطيور وخاصة الكبيرة. وكانت تستخدم الريشة للكتابة باستخدام الحبر السائل قبل اختراع الأقلام الحديثة بنوعيها السائلة والجافة. ولا زالت الريشة تستخدم كأداة لأعمال الخط العربي لأنها توفر مزيد من المرونة وقوة في التحكم أكثر من الأقلام العادية.

وتأخذ أقوى أنواع الريش من أجنحة الطيور الحية خلال فصل الربيع. ويفضل الخطاطون الريش المأخوذ من الجناح الأيسر لأن ميلان الريش يكون على الجهة اليمنى و العكس صحيح بالنسبة للخطاطين الأعسرين.

وريش الأوز هو الأكثر استخداما وهو أيضا الأكثر قيمة والأجمل شكلا وفخامة. ويستخدم في أحيان خاصة ريش الغراب، العقاب، البومة، الصقر والديك الرومي. حيث كانت في السابق الريشة والمحبرة وورق البردي هم أدوات الكتابة الرئيسية وخاصة في العصور الوسطى.

لقد كان السبب وراء استخدام الريش في الكتابة بعد الخيزران هو عدم مقدرة الأوروبيين الحصول على الخيزران بعد سقوط الامبراطورية الرومانية لغاية القرن التاسع بعدها ظهر القلم ذو الرأس المعدني.

المصدر : مجلة بيئتنا - الهيئة العامة للبيئة - العدد 138