Ze wszystkich ssaków nietoperze mają jeden z najuboższych zapisów kopalnych, a paleontolodzy szacują, że brakuje ich około 80%.
Utrudnia to dokładne określenie, kiedy po raz pierwszy zaczęły latać, nocować w jaskiniach lub opracować swój unikalny sposób „widzenia” otoczenia w ciemności za pomocą dźwięku – zwany echolokacją.
Jednak niemal idealnie zachowana czaszka nietoperza odkryta przez francuskich paleontologów w jaskini sprzed około 50 milionów lat rzuciła nowe światło na to, co myśleliśmy, że wiedzieliśmy o tym starożytnym, hipotetycznym stworzeniu.
Emerytowana profesor Sue Hand ze Szkoły Biologicznych Nauk o Ziemi i Środowisku UNSW w Sydney jest wiodącym paleontologiem specjalizującym się w ewolucji nietoperzy. Przeprowadziła analizę czaszki, opublikowaną dzisiaj w czasopiśmie Current Biology, w której uczestniczyli dr Jacob Maugoust i profesor Maeva Orliac z Uniwersytetu w Montpellier we Francji oraz profesor Robin Beck z Uniwersytetu w Salford w Wielkiej Brytanii.
Prof. Hand twierdzi, że przed odkryciem tej czaszki – która znajdowała się wśród 23 oddzielnych skamieniałych osobników znalezionych w jaskini należących do wymarłego gatunku Vielasia sigei – w zapisie kopalnym istniały jedynie fragmenty lub całkowicie spłaszczone szkielety wczesnych nietoperzy.
„Niewiele wiemy o początkach nietoperzy, ponieważ nie mamy brakujących ogniw tak jak na przykład między dinozaurami a współczesnymi ptakami” – mówi.
„Najstarsza skamielina nietoperza ma około 57 milionów lat i jest to pojedynczy ząb ze stanowiska w Portugalii – to wszystko, co o nim wiemy. Wszystkie pierwsze nietoperze są znane jedynie z fragmentarycznych skamieniałości, głównie zębów. Kiedy nietoperze pojawiają się w w zapisie kopalnym nieco później, około 52 milionów lat temu, niektóre z nich to cudownie kompletne nietoperze, ale są spłaszczone”.
Chociaż te spłaszczone okazy są, według słów profesora Handa, „pięknie zachowane”, fakt, że zostały spłaszczone przez warstwy skał odkładane przez miliony lat, utrudnia zdecydowanie z przekonaniem, dokładne położenie kości w ich trzech -anatomia wymiarowa. A jeśli chodzi o ustalenie, czy skamielina pochodzi od gatunku nietoperza, który już korzysta z echolokacji, kluczowa jest szczegółowa i precyzyjna anatomia czaszki.
„U współczesnych nietoperzy pomiędzy krtanią a uchem znajdują się kości zwane kośćmi gnykowymi. U wszystkich współczesnych nietoperzy, które wykonują echolokację, jedna z tych kości bezpośrednio styka się z kośćmi ucha środkowego i wydaje się brać udział w przenoszeniu dźwięków o wysokiej częstotliwości.
„Ale w spłaszczonych skamielinach, chociaż możemy zobaczyć różne kości, pojawia się pytanie o ich dokładne wzajemne relacje. Doprowadziło to do wielu debat wśród naukowców na temat tego, czy gatunek korzystał z echolokacji, czy nie”.
Niezniszczona czaszka
Jednak w przypadku Vielasia sigei czaszka nie tylko jest prawie całkowicie nienaruszona, ale została zachowana w wapieniu w swoim oryginalnym trójwymiarowym kształcie, który naukowcy określają jako „niezniszczony”.
„W przypadku tego konkretnego nietoperza możemy bardziej bezpośrednio zobaczyć, co dzieje się głębiej, w uchu wewnętrznym” – mówi prof. Hand.
„Dokonaliśmy dokładnych pomiarów kości ucha wewnętrznego i porównaliśmy ją z kością ucha wewnętrznego u nietoperzy, które obecnie echolokują, i nietoperzy, które tego nie robią. Znajduje się ona pośrodku tych, które echolokują”.
Nie wszystkie nietoperze dokonują echolokacji, wyjaśnia prof. Hand. Latające lisy regularnie widywane na nocnym niebie Sydney w pobliżu Ogrodów Botanicznych, Parku Centennial i Królewskiego Parku Narodowego polegają na swoim bardzo dobrym wzroku, aby nawigować i znajdować owoce bez echolokacji. Tymczasem mikrobaty z Sydney, takie jak nietoperz wschodni, nietoperz gouldowski i nietoperz czekoladowy, są dobrze znane z nawigowania i łapania owadów w oparciu o informacje zwrotne z emitowanych przez nie dźwięków o wysokiej częstotliwości.
Choć prof. Hand nie doszła do wniosku, że Vielasia sigei zastosowała echolokację ze 100% pewnością, twierdzi, że nowe dowody są przekonujące.
„To bardzo przekonujące, że rodzaj echolokacji, z której korzystały niektóre z tych wczesnych nietoperzy, był nie do odróżnienia od tego, z jakiego korzysta obecnie wiele nietoperzy echolokacyjnych, a 50 milionów lat temu znacznie wyprzedzał wieloryby, które rozwinęły tę zdolność.
„Przed tym odkryciem byliśmy jedynie pewni, że echolokacja rozwinęła się we współczesnych rodzinach nietoperzy”.
Powrót do jaskini nietoperzy
W sumie w jaskini w południowo-zachodniej Francji francuski zespół odkrył 400 skamieniałych kości i zębów, co stanowiło 23 osobniki. Vielasia – która nie jest bezpośrednim przodkiem dzisiejszych nietoperzy, ale mogła być z nią blisko spokrewniona – była tylko małym nietoperzem, którego niezniszczona czaszka mierzyła zaledwie 1,8 cm długości.
„W jaskini żyły 23 te cudowne małe nietoperze, co czyni ją także najstarszym znanym nam nietoperzem żyjącym w jaskiniach na świecie” – mówi prof. Hand.
„Nie sądziliśmy, że te wczesne nietoperze rzeczywiście żyły w jaskiniach. Mówiono, że żyły na drzewach wokół jezior i w lasach rozciągających się aż do obu biegunów, ponieważ Ziemia była wówczas bardzo ciepła”.
Kiedy jednak później, we wczesnym eocenie, warunki szklarniowe zaczęły się pogarszać – około 50 milionów lat temu, mniej więcej w tym samym czasie, w którym żył ten nietoperz – nastąpiło znacznie więcej gwałtownych wahań temperatury.
„Możliwe więc, że ten nietoperz żył w jaskini, ponieważ jest to znacznie bardziej stabilne środowisko”.
Inspiracja
Niezależnie od tego, czy analiza nierozdrobnionej czaszki Vielasia rozstrzygnęła debatę o echolokacji na temat wczesnych nietoperzy, prof. Hand ma nadzieję, że zainspiruje ona do dalszych badań zapisu kopalnego.
„Uważamy, że niektóre cechy tego nietoperza charakteryzowałyby również ostatniego wspólnego przodka współczesnych nietoperzy. To ekscytujące i w rzeczywistości będzie to ważny okaz, z którego ludzie uzyskają wiele informacji i wykorzystają je we własnym zakresie. ćwiczenie.”