Najmniejsza z nowo znalezionych skamieniałości może wywrócić do góry nogami wiedzę paleontologów o naszej historii.
Zespół paleontologów z Virginia Tech i Parku Narodowego Skamieniałego Lasu w USA odkrył między innymi pierwszą „niewątpliwą” skamielinę jelita ślepego z epoki triasu – najstarsze znane skamieniałości jelita ślepego – rozszerzając w ten sposób zapis tego małego, ryjącego zwierzęcia około 35 milionów lat. Znalezisko wypełnia również lukę trwającą co najmniej 87 milionów lat w znanym historycznym zapisie kopalnym stworzenia podobnego do płazów.
Skamielina została po raz pierwszy odkryta wspólnie przez Bena Kligmana, doktoranta z Wydziału Nauk o Ziemi, części Virginia Tech College of Science, w Parku Narodowym Skamieniałego Lasu w Arizonie podczas wykopalisk w 2019 roku. Nazwana przez Kligmana jako Funcusvermis gilmorei, skamielina rozciąga historię beznogich 35 milionów lat wstecz do okresu triasu, około 250 milionów do 200 milionów lat temu.
Przed tym nowym badaniem, opublikowanym dzisiaj w czasopiśmie Nature, znanych było tylko 10 skamieniałych okazów jelita ślepego, pochodzących z okresu wczesnej jury, około 183 milionów lat temu. Jednak poprzednie badania DNA oszacowały ewolucyjne pochodzenie jelenia ślepego z powrotem do epoki karbońskiej lub permu, około 370 milionów do 270 milionów lat temu, według Kligmana, zaznaczając tę 87-milionową lukę. Jednak takich skamieniałości nie znaleziono.
„Odkrycie najstarszych skamieniałości jelita ślepego uwydatnia kluczową naturę nowych dowodów kopalnych. Wiele z największych nierozstrzygniętych kwestii w paleontologii i ewolucji nie może zostać rozwiązanych bez takich skamieniałości” – powiedział Kligman, który wcześniej odkrył 220-milionową skamielinę gatunek cynodonta lub ssaka macierzystego, prekursora współczesnych ssaków. „Skamieliny beznogie są niezwykle rzadkie i znajdują się przypadkowo, gdy paleontolodzy szukają skamieniałości innych, bardziej pospolitych zwierząt. Nasze odkrycie jednego z nich było całkowicie nieoczekiwane i zmieniło trajektorię moich zainteresowań naukowych”.
Odkrycia skamielin dokonał w 2019 roku stażysta Kligmana i Petrified Forest National Park, Xavier Jenkins, obecnie doktorant. studentem na Idaho State University, podczas gdy duet przetwarzał skamieniałe osady z parku o nazwie Thunderstorm Ridge za pomocą mikroskopu. Funcusvermis został znaleziony w warstwie formacji Chinle datowanej na około 220 milionów lat temu, kiedy Arizona znajdowała się w pobliżu równika w centralnej części superkontynentu Pangaea, powiedział Kligman. Region ten w tym czasie podlegał gorącemu, wilgotnemu klimatowi. Dziś w Arizonie nadal jest gorąco, ale wilgotność jest niska.
„Widząc pod mikroskopem pierwszą szczękę z charakterystycznym podwójnym rzędem zębów, przeszedł mnie dreszcz” – powiedział Kligman. „Od razu wiedzieliśmy, że to kątnica, najstarsza znaleziona skamielina kątnicy i odkrycie, które zdarza się raz w życiu”.
Przed tym znaleziskiem, licząca 87 milionów lat luka w zapisie kopalnym ukrywała wczesną ewolucyjną historię beznogich, co doprowadziło do trwającej od dziesięcioleci debaty wśród naukowców na temat pokrewieństwa beznogich z ich krewnymi płazami, żabami i salamandrami.
„Funcusvermis rozszerza wilgotny równikowy wzorzec występowania obserwowany we wszystkich znanych skamielinach i żyjących jeleniach beznogich, co sugeruje, że biogeograficzna historia jelenia ślepego kierowała się ograniczeniem do tych środowisk ekologicznych, prawdopodobnie z powodu ograniczeń fizjologicznych związanych z wilgotnością i ograniczona przez dryf płyty kontynentalne do i z wilgotnej strefy równikowej po fragmentacji Pangei” – powiedział Kligman.
Współczesne płazy beznogie to pozbawione kończyn płazy o cylindrycznych ciałach i zwartej czaszce w kształcie kuli, która pomaga im zakopywać się pod ziemią. Gatunki beznogie, będące obecnie wyłącznie domem dla Ameryki Południowej i Środkowej, Afryki i południowej Azji, spędzają życie na grzebaniu w ściółce lub glebie w poszukiwaniu zdobyczy, takich jak robaki i owady. Ta podziemna egzystencja utrudnia naukowcom badanie kątnic. Kligman z przymrużeniem oka opisuje współczesne beznogie jako „marionetkę w skarpetce bez oczu z ciałem robaka”.
Funcusvermis w rzeczywistości ma wspólne cechy szkieletu związane bardziej ze skamielinami wczesnych żab i salamandrów, wzmacniając dowody na wspólne pochodzenie i bliski ewolucyjny związek między kątnicami a tymi dwiema grupami. Funcusvermis ma również wspólne cechy szkieletu ze starożytną grupą płazów, znaną paleontologom jako temnospondyle dysorofoidalne. Kligman dodaje: „W przeciwieństwie do żyjących jeleni beznogich, Funcusvermis nie ma wielu adaptacji związanych z kopaniem pod ziemią, co wskazuje na wolniejsze nabywanie cech związanych z podziemnym stylem życia we wczesnych stadiach ewolucji jelenia ślepego”.
Nazwij tę melodię
A teraz zabawna część: nazwa rodzaju „Funcusvermis” została zainspirowana piosenką Ohio Players „Funky Worm” z 1972 roku z ich albumu Pleasure, ulubioną piosenką autorów, która często była odtwarzana podczas wykopalisk skamielin w Thunderstorm Ridge. „Funcus” pochodzi od łacińskiej formy angielskiego słowa Funky oznaczającego optymistyczną, rytmiczną formę muzyki tanecznej, podczas gdy „vermis” pochodzi od łacińskiego słowa oznaczającego robaka. (Nawiasem mówiąc, to doskonała piosenka. Natychmiastowy robak uszny, że tak powiem).
Nazwa gatunku, gilmorei, honoruje Neda Gilmore’a, kierownika kolekcji w Akademii Nauk Przyrodniczych Uniwersytetu Drexel w Filadelfii. (Kligman pochodzi z Filadelfii i jako student studiów licencjackich zgłosił się na ochotnika do zbierania mokrej herpetologii Gilmore’a. „Był ważnym mentorem, który pomógł mi zainspirować moje zainteresowanie skamielinami i płazami” – powiedział Kligman).
Współautorami badania są Michelle Stocker, adiunkt i Sterling Nesbitt, profesor nadzwyczajny z Virginia Tech Department of Geosciences oraz członkowie Global Change Center, które jest częścią Fralin Life Sciences Institute. Inni autorzy to Adam Marsh, główny paleontolog; Matthew Smith, kustosz muzeum; oraz William Parker, szef nauki i zarządzania zasobami, wszyscy w Parku Narodowym Skamieniałego Lasu; oraz Bryan Gee, doktor habilitowany w Burke Museum and Department of Biology na Uniwersytecie Waszyngtońskim.
„Jak mówi piosenka o tej samej nazwie, to najfajniejszy robak na świecie” – zażartował Marsh.
Stocker dodał: „To, co zbieramy, naprawdę decyduje o tym, co możemy powiedzieć o obecnych zwierzętach, ile ich było i jak wyglądały. Bez zastosowania tych metod do zbierania i analizy skamieniałości stracilibyśmy wiedzę o tym wiele ważnych aspektów tego triasowego ekosystemu. Teraz, gdy mamy obraz wyszukiwania, jakich kości szukać i jak ich szukać, ekscytujące będzie zobaczenie, w jakich innych skamieniałościach zachowały się te wczesne płazy lissamfibie.
Nesbitt powiedział, że znaleziska takie jak to mogą zresetować planszę w paleontologii, w najlepszym tego słowa znaczeniu. „To znalezisko wyraźnie pokazuje, że niektóre skamieniałości, które ledwo widać, mogą znacznie zmienić nasze rozumienie całych grup, które można dziś zobaczyć” – powiedział.
Co się wydarzyło od 2019 r
W Parku Narodowym Skamieniałego Lasu, gdzie pierwsze odkrycie znaleziono w 2019 r., do lata 2022 r. odzyskano dolne szczęki co najmniej 70 osobników Funcusvermis, co czyni ten obszar „najliczniejszym w historii odkrytym skamieniałym łożyskiem kostnym produkującym jelita ślepe” — powiedział Kligmann.
Kligman powiedział, że znaleziono tylko kilka kości Funcusvermis, w tym górną i dolną szczękę, kręg i część tylnej kończyny. Wszystkie znalezione kości były rozczłonkowane, a nie kompletne szkielety. Bez kompletnych szkieletów Kligman i jego współpracownicy nie mogą dokładnie określić długości ciała Funcusvermis, ale wnioski z pojedynczych elementów, takich jak żuchwa o długości mniejszej niż ćwierć cala, wskazują, że Funcusvermis był małym zwierzęciem.
„Od czasu odkrycia w 2017 r., miejsce Thunderstorm Ridge stworzyło różnorodne skupisko ponad 60 zwierząt, od rekinów słodkowodnych po dinozaury” – powiedział Kligman. „Ostatnio opisano kilka innych nowych gatunków odkrytych w tym miejscu. Wiele innych nowych gatunków z tego miejsca jest obecnie w trakcie badań i zostaną opublikowane w nadchodzących latach”.
Innymi słowy, w pełni oczekuj dalszego wywracania do góry nogami tego, co paleontolodzy wiedzą o historii skamielin.