Nowa analiza skamieniałości kostki bobra znalezionej w Montanie sugeruje, że ewolucja bobrów półwodnych mogła nastąpić co najmniej 7 milionów lat wcześniej niż wcześniej sądzono i miała miejsce w Ameryce Północnej, a nie w Eurazji.
W badaniu biolog ewolucyjny z Ohio State University, Jonathan Calede, opisuje znalezisko jako najstarszy znany ziemnowodny bóbr na świecie i najstarszy ziemnowodny gryzoń w Ameryce Północnej. Nowo odkryty gatunek nazwał Microtheriomys articulaquaticus.
Odkrycia Calede’a wynikały z porównania pomiarów kości skokowej nowego gatunku z około 340 innymi okazami gryzoni, aby sklasyfikować sposób poruszania się w swoim środowisku – co wskazywało, że to zwierzę pływało. Ustalono, że kość z Montany ma 30 milionów lat – najstarszy zidentyfikowany wcześniej bóbr półwodny żył we Francji 23 miliony lat temu.
Bobry i inne gryzonie mogą nam wiele powiedzieć o ewolucji ssaków, powiedział Calede, adiunkt ewolucji, ekologii i biologii organizmów w kampusie Marion w Ohio.
„Spójrz na różnorodność życia wokół nas dzisiaj, a zobaczysz szybujące gryzonie, takie jak latające wiewiórki, gryzonie skaczące jak kangur, gatunki wodne, takie jak piżmaki, i ryjące zwierzęta, takie jak susły. Istnieje niesamowita różnorodność kształtów i ekologii. Kiedy pojawiła się ta różnorodność, jest ważnym pytaniem” – powiedział Calede. „Gryzonie to najbardziej zróżnicowana grupa ssaków na Ziemi, a około 4 na 10 gatunków ssaków to gryzonie. Jeśli chcemy zrozumieć, w jaki sposób uzyskujemy niesamowitą bioróżnorodność, gryzonie to świetny system do badania”.
Wyniki badań opublikowano dzisiaj (24 sierpnia 2022 r.) w czasopiśmie Royal Society Open Science.
Naukowcy, w tym Calede, który znalazł kości i zęby nowego gatunku bobrów w zachodniej Montanie, od razu wiedzieli, że pochodzą od bobrów ze względu na ich rozpoznawalne zęby. Ale odkrycie kości skokowej o długości około 10 milimetrów otworzyło możliwość poznania znacznie więcej o życiu zwierzęcia. Kość traganka u bobrów jest odpowiednikiem kości skokowej u ludzi, zlokalizowanej w miejscu, w którym goleń styka się ze czubkiem stopy.
Calede wykonał 15 pomiarów skamieniałości kości skokowej i porównał je z pomiarami – łącznie ponad 5100 – podobnych kości z 343 okazów gatunków gryzoni żyjących dzisiaj, które kopią, szybują, skaczą i pływają, jak również starożytni krewni bobrów.
Prowadząc analizę obliczeniową danych na wiele sposobów, doszedł do nowej hipotezy dotyczącej ewolucji bobrów ziemnowodnych, proponując, że zaczęły one pływać w wyniku egzaptacji – kooptacji istniejącej anatomii – prowadząc w tym przypadku, do nowego stylu życia.
„W tym przypadku adaptacje do zakopywania się zostały dokooptowane w celu przejścia do lokomocji półwodnej” – powiedział. „Przodkiem wszystkich bobrów, jakie kiedykolwiek istniały, był najprawdopodobniej nory, a półwodne zachowanie współczesnych bobrów wyewoluowało z ekologii rycia. Bobry przeszły od kopania nor do pływania w wodzie.
„Niekoniecznie jest to zaskakujące, ponieważ ruch w ziemi lub wodzie wymaga podobnych adaptacji w szkieletach i mięśniach”.
Skamieliny ryb i żab oraz charakter skał, na których znaleziono skamieliny Microtheriomys articulaquaticus, sugerowały, że było to środowisko wodne, dostarczając dodatkowych dowodów na poparcie hipotezy, powiedział Calede.
Skamieniałości są zwykle datowane na podstawie ich położenia między warstwami skał, których wiek jest określany przez wykrycie radioaktywnego rozpadu pierwiastków pozostawionych przez aktywność wulkaniczną. Ale w tym przypadku Calede był w stanie postarzyć okaz dokładnie na 29,92 miliona lat ze względu na jego lokalizację w warstwie popiołów, a nie powyżej lub poniżej.
„Najstarszy półwodny bóbr, jaki znaliśmy w Ameryce Północnej, miał 17 lub 18 milionów lat” – powiedział. „A najstarszy bóbr wodny na świecie, przed tym, pochodził z Francji i ma około 23 miliony lat.
„Nie twierdzę, że ten nowy gatunek jest koniecznie najstarszym bobrem wodnym w historii, ponieważ istnieją inne zwierzęta, które znamy z zębów, które są spokrewnione z opisywanym przeze mnie gatunkiem”.
Microtheriomys articulaquaticus nie miał płaskiego ogona, który pomaga dziś bobrom pływać. Prawdopodobnie żywił się roślinami zamiast drewna i był porównywalnie mały – ważył mniej niż 2 funty. Współczesny dorosły bóbr, ważący około 50 funtów, jest drugim co do wielkości żyjącym gryzoniem po kapibary z Ameryki Południowej.
Przeprowadzona przez Calede’a analiza wielkości ciała bobrów w ciągu ostatnich 34 milionów lat sugeruje, że ewolucja bobrów jest zgodna z tzw. regułą Cope’a, która zakłada, że organizmy w ewoluujących liniach rodowodowych powiększają się z czasem. Olbrzymi bóbr wielkości czarnego niedźwiedzia żył w Ameryce Północnej jeszcze około 12 000 lat temu. Podobnie jak wszystkie żyjące obecnie gatunki bobrów, Castor canadensis i Castor fiber, bóbr olbrzymi wymarł.
„Wygląda na to, że podążanie za regułą Cope’a nie jest dla ciebie dobre – stawia cię na złej ścieżce pod względem różnorodności gatunków” – powiedział Calede. „Kiedyś mieliśmy dziesiątki gatunków bobrów w zapisie kopalnym. Dziś mamy jednego bobra północnoamerykańskiego i jednego bóbr euroazjatycki. Przeszliśmy z grupy, która jest bardzo zróżnicowana i radzi sobie tak dobrze, do grupy, która oczywiście nie jest tak zróżnicowana. nie więcej.”
Praca ta została sfinansowana przez Amerykańskie Towarzystwo Filozoficzne Lewisa i Clarka Fund, Sigma-Xi, Geological Society of America, Evolving Earth Foundation, Northwest Association, Paleontological Society, Tobacco Root Geological Society, UWBM, University of Washington Wydział Biologii i Stanu Ohio.