science >> Wetenschap >  >> anders

De oudst bekende voorouder van moderne primaten is mogelijk afkomstig uit Noord-Amerika, niet Azië

Teilhardina brandti , een 56 miljoen jaar oude primaat gevonden in Wyoming, kan ouder zijn dan zijn Aziatische neef, voorheen werd beschouwd als de vroegste voorouder van moderne primaten. Ongebruikelijke tandkassen in deze onderkaak van Teilhardina brandti hielp bij het bepalen. Krediet:afbeelding van het Florida Museum door Paul Morse

Ongeveer 56 miljoen jaar geleden, op een aarde zo warm dat palmbomen de poolcirkel sierden, een primaat ter grootte van een muis die bekend staat als Teilhardina krulde eerst zijn vingers om een ​​tak.

De vroegst bekende voorouder van moderne primaten, Teilhardina 's naaste verwanten zouden uiteindelijk leiden tot de apen van vandaag, apen en mensen. Maar een van de hardnekkige mysteries over deze verre neef van ons is waar het vandaan kwam.

Teilhardina (ty-hahr-DEE'-nuh) soorten verspreidden zich snel over de wouden van Azië, Europa en Noord-Amerika, een bereik ongeëvenaard door alle andere primaten behalve mensen. Maar waar begon zijn reis?

Nieuw onderzoek toont aan dat Teilhardina brandti , een soort gevonden in Wyoming, even oud of ouder is dan zijn Aziatische en Europese verwanten, de heersende hypothese dat Teilhardina verscheen voor het eerst in China.

Teilhardina oorsprong, echter, blijft een raadsel.

"De wetenschappelijke conclusie is:'We weten het gewoon niet, '" zei Paul Morse, de hoofdauteur van de studie en een recent doctoraalstudent aan de Universiteit van Florida. "Terwijl de fossielen die we hebben gevonden, mogelijk eerdere hypothesen over waar" omverwerpen Teilhardina vandaan kwam en waar het migreerde, ze bieden zeker geen duidelijker scenario."

Wat is duidelijk, Morse zei, is dat T. brandti had een breed scala aan functies, waarvan sommige net zo primitief zijn als die in Teilhardina Azië, zijn Aziatische neef, voorheen beschouwd als de oudste soort in het geslacht.

Teilhardina brandti leek waarschijnlijk op een modern spookdiertje, een kleine primaat afkomstig uit Zuidoost-Azië. Een onderkaak van een spookdier is bovenaan afgebeeld met een onderkaak van Teilhardina brandti ter vergelijking. Credit:Florida Museum-foto door Kristen Grace

Om deze vaststelling te doen, Morse bestudeerde 163 tanden en kaken in de meest uitgebreide analyse van: T. brandti daten.

Tanden bevatten een schat aan informatie en bewaren vaak beter dan bot, dankzij hun taaie email. Ze kunnen aanwijzingen onthullen over het evolutionaire verleden van een dier, zijn grootte, dieet en leeftijd als individu en in geologische tijd.

Primatentanden hebben bijzonder duidelijke structuren die onmiddellijk herkenbaar zijn voor het getrainde oog, zei Jonathan Boch, studeer co-auteur en curator van paleontologie van gewervelde dieren in het Florida Museum of Natural History.

"Het identificeren van verschillen tussen tanden van primaten is niet zo verschillend van een motorrijder die erkent dat een Harley anders is dan een scooter of een kunstcriticus die beoordeelt of een afbeelding is gemaakt door Picasso of Banksy, " zei hij. "In detail, ze verschillen in het bijzonder van elkaar, voorspelbare manieren."

Terwijl Teilhardina botten zijn zeer zeldzaam in het fossielenarchief, zijn tanden zijn overvloediger - als je ze weet te vinden. Bloch's team van paleontologen, Morse inbegrepen, hebben jarenlang het oppervlak van Wyoming's Bighorn Basin op handen en knieën gekamd en vervolgens zakken van 50 pond aarde naar een rivier gebracht om ze te wassen. De resterende stukjes botten en tanden - die kleiner kunnen zijn dan een vlo - worden in het museum onder een microscoop onderzocht.

Deze nauwgezette zoektocht heeft het tandheelkundig dossier van T. brandti van een enkele kies - gebruikt om de soort voor het eerst te beschrijven in 1993 - tot honderden tanden, een brede kijk op de variatie op populatieniveau van de primaat.

Nog altijd, Morse en Bloch waren niet voorbereid op de eigenaardige variatie die werd vertoond door exemplaar UF 333700, een gekarteld stuk kaak met T. brandti tanden.

Paleontoloog Paul Morse zoekt naar fossielen op een onbedekt oppervlak van het Bighorn Basin in Wyoming. 'Het is echt een sublieme ervaring om een ​​tand op te pakken die op de kop van een speld zou kunnen passen en uit te kijken op de Badlands en te bedenken hoeveel miljoenen er nog moeten zijn, ' hij zei. Credit:Florida Museum foto door Natalie van Hoose

"Jon en ik begonnen ruzie te maken over de longblaasjes - lege tandkassen - en dat ze er helemaal niet goed uitzagen, " zei Morse, nu een postdoctoraal onderzoeker aan de Duke University. "Aan het einde van de dag, we realiseerden ons dat het specimen zowel de soortdefinitie van T. asiatica en een deel van de reden waarom het de oudste is Teilhardina soort."

Studies op basis van een klein aantal tanden misten gewoon de diversiteit in Teilhardina fysieke kenmerken, zei Morse.

"Er is waarschijnlijk een enorme hoeveelheid variatie in het fossielenbestand, maar het is buitengewoon moeilijk vast te leggen en te meten als je een kleine steekproefomvang hebt, " zei hij. "Dat is een van de redenen waarom het verzamelen van extra fossielen zo belangrijk is."

De analyse herschikte ook de Teilhardina stamboom, het aantal beschreven soorten verminderen van negen naar zes en twee soorten herclassificeren als leden van een nieuw geslacht, Bownomomys, genoemd naar prominente gewervelde paleontoloog Thomas Bown.

Maar de precieze leeftijden van Teilhardina soorten zijn nog steeds onmogelijk te lokaliseren en kunnen zo blijven.

Teilhardina verscheen tijdens het geologische equivalent van een flits in de pan, een korte 200, periode van 000 jaar bekend als het Paleoceen-Eoceen Thermal Maximum, of PETM. Dit tijdperk werd gekenmerkt door een massale injectie van koolstof in de atmosfeer van de aarde, waardoor de temperatuur wereldwijd steeg. Zeespiegel steeg met 220 voet, ecosystemen werden gereviseerd en de wateren op de Noordpool werden opgewarmd tot 74 graden.

Wetenschappers kunnen de duidelijke koolstofsignatuur van het PETM gebruiken om deze periode in het gesteente te lokaliseren, en koolstofisotopen in tanden kunnen ook worden gebruikt om fossiele dieren uit die tijd te identificeren.

Maar onder Teilhardina fossielenplaatsen over de hele wereld, alleen Wyoming heeft de ononderbroken, netjes afgebakende rotslagen die paleontologen in staat stellen om preciezere data aan te scherpen.

"De nederigste verklaring zou zijn om te zeggen dat deze soorten in wezen gelijk zijn in leeftijd, " Zei Bloch. "Bepalen welke eerder in de PETM kwam, overtreft waarschijnlijk het resolutieniveau dat we in de rockrecord hebben. Maar wat we wel kunnen zeggen is dat de enige plek waar je echt kunt vaststellen waar Teilhardina verschijnt in dit klimaatevenement met vertrouwen in het Bighorn Basin."

Terwijl de aarde opwarmde, planten en dieren breidden hun verspreidingsgebied noordwaarts uit, terug naar het zuiden toen de temperatuur aan het einde van de PETM afkoelde.

"Deze dans van planten en dieren met klimaatverandering vond plaats over uitgestrekte landschappen, met bossen die zich in slechts een paar duizend jaar van de Gulf Coast naar de Rocky Mountains verplaatsen, ' zei Blok.

Teilhardina volgde waarschijnlijk de verschuivingen in zijn boshabitats over de landbruggen die toen Noord-Amerika verbond, Groenland en Eurazië, hij zei.

" Teilhardina gooit zijn tas niet over zijn schouder en loopt, " zei hij. "Het bereik verschuift van de ene generatie naar de volgende. meer dan 1, 000 jaar, je krijgt veel beweging, en meer dan 2, 000-3, 000 jaar, je zou gemakkelijk continentale afstanden kunnen overbruggen."

Hoewel het zeer geschikt was voor de broeikasomgeving van de aarde, Teilhardina verdwenen met de PETM, vervangen door nieuwe en fysiek verschillende primaten. Het is een ontnuchterende herinnering aan wat er kan gebeuren met soorten - inclusief mensen - tijdens perioden van snelle klimaatveranderingen, zei Blok.

"Een veranderende planeet heeft dramatische effecten op de biologie, ecosystemen en evolutie. Het maakt deel uit van het proces dat de diversiteit van het leven heeft voortgebracht dat we vandaag zien en massale uitstervingen van leven die periodiek in de geschiedenis van de aarde hebben plaatsgevonden, Bloch zei. "Een van de onverwachte resultaten van de opwarming van de aarde 56 miljoen jaar geleden is dat het de oorsprong markeert van de groep die uiteindelijk tot ons leidde. Hoe we het zullen doen in toekomstige opwarmingsscenario's is minder zeker."

De bevindingen werden gepubliceerd in de Tijdschrift voor menselijke evolutie .