De klassieke dinosaurusstamboom heeft twee onderverdelingen van vroege dinosaurussen aan de basis:de Ornithischia, of dinosaurussen met een vogelheup, waaronder de latere Triceratops en Stegosaurus; en de Saurischians, of hagedis-heup dinosaurussen, zoals Brontosaurus en Tyrannosaurus.

in 2017, echter, deze klassieke kijk op de evolutie van dinosauriërs werd in twijfel getrokken met bewijs dat misschien de dinosauriërs met de hagedisheup het eerst evolueerden - een bevinding die de eerste grote takken van de dinosaurusstamboom dramatisch herschikte.

Nu een MIT-geochronoloog, samen met paleontologen uit Argentinië en Brazilië, heeft bewijs gevonden om de klassieke kijk op de evolutie van dinosauriërs te ondersteunen. De bevindingen van het team worden vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten .

Het team heranalyseerde fossielen van Pisanosaurus, een kleine tweevoetige dinosaurus waarvan wordt gedacht dat het de vroegst bewaarde ornithicus in het fossielenbestand is. De onderzoekers stelden vast dat de herbivoor met de vogelbottel dateert van 229 miljoen jaar geleden, dat is ook rond de tijd dat men denkt dat de vroegste saurischians met hagedissen zijn verschenen.

De nieuwe timing suggereert dat Ornithiscians en Saurischians voor het eerst verschenen en ongeveer tegelijkertijd van een gemeenschappelijke voorouder afweken, het geven van ondersteuning aan de klassieke kijk op de evolutie van dinosauriërs.

De onderzoekers dateerden ook rotsen van de Ischigualasto-formatie, een gelaagde sedimentair gesteente-eenheid in Argentinië die bekend staat om het bewaren van een overvloed aan fossielen van de allereerste dinosaurussen. Op basis van deze fossielen en andere in Zuid-Amerika, wetenschappers geloven dat dinosaurussen voor het eerst op het zuidelijke continent verschenen, die destijds samengesmolten was met het supercontinent Pangea. Men denkt dan dat de vroege dinosauriërs zich hebben verspreid en over de hele wereld zijn uitgewaaierd.

Echter, in de nieuwe studie, de onderzoekers stelden vast dat de periode waarin de Ischigualasto-formatie werd afgezet overlapt met de timing van een andere belangrijke geologische afzetting in Noord-Amerika, bekend als de Chinle-formatie.

De middelste lagen van de Chinle-formatie in het zuidwesten van de VS bevatten fossielen van verschillende fauna, inclusief dinosaurussen die meer geëvolueerd lijken te zijn dan de vroegste dinosaurussen. De onderste lagen van deze formatie, echter, geen dierlijk fossiel bewijs van welke aard dan ook, laat staan ​​vroege dinosaurussen. Dit suggereert dat de omstandigheden binnen dit geologische venster het behoud van elke vorm van leven verhinderden, inclusief vroege dinosaurussen, als ze door dit specifieke deel van de wereld zouden lopen.

"Als de formaties Chinle en Ischigualasto elkaar in de tijd overlappen, dan zijn vroege dinosaurussen misschien niet eerst in Zuid-Amerika geëvolueerd, maar misschien ook rond dezelfde tijd door Noord-Amerika zwerven, " zegt Jahandar Ramezani, een onderzoekswetenschapper in het MIT's Department of Earth, Sfeervol, en Planetaire Wetenschappen, die co-auteur was van de studie. 'Die noordelijke neven zijn misschien niet bewaard gebleven.'

De andere onderzoekers van het onderzoek zijn eerste auteur Julia Desojo van het National University of La Plata Museum, en een team van paleontologen van instellingen in heel Argentinië en Brazilië.

"In voetsporen treden"

De vroegste dinosaurusfossielen gevonden in de Ischigualasto-formatie zijn geconcentreerd in wat nu een beschermd provinciaal park is dat bekend staat als "Vallei van de Maan" in de provincie San Juan. De geologische formatie strekt zich ook uit tot buiten het park, zij het met minder fossielen van vroege dinosauriërs. Ramezani en zijn collega's keken in plaats daarvan naar een van de toegankelijke ontsluitingen van dezelfde rotsen, buiten het park.

Ze richtten zich op Hoyada del Cerro Las Lajas, een minder bestudeerde uitloper van de Ischigualasto-formatie, in de provincie La Rioja, die een ander team van paleontologen in de jaren zestig onderzocht.

"Onze groep heeft enkele veldaantekeningen in handen gekregen en fossielen opgegraven van die vroege paleontologen, en dachten dat we hun voetstappen moesten volgen om te zien wat we konden leren, ' zegt Desojo.

Meer dan vier expedities tussen 2013 en 2019, het team verzamelde fossielen en gesteenten uit verschillende lagen van de aardlaag van Las Lajas, waaronder meer dan 100 nieuwe fossielen, hoewel geen van deze fossielen van dinosaurussen was. Hoe dan ook, ze analyseerden de fossielen en ontdekten dat ze vergelijkbaar waren, zowel in soort als in relatieve leeftijd, naar niet-dinosaurusfossielen gevonden in het parkgebied van dezelfde Ischigualasto-formatie. Ze ontdekten ook dat de Ischigualasto-formatie in Las Lajas aanzienlijk dikker en veel completer was dan de ontsluitingen in het park. Dit gaf hen het vertrouwen dat de geologische lagen op beide locaties tijdens hetzelfde kritische tijdsinterval werden afgezet.

Ramezani analyseerde vervolgens monsters van vulkanische as verzameld uit verschillende lagen van de ontsluitingen van Las Lajas. Vulkanische as bevat zirkoon, een mineraal dat hij scheidde van de rest van het sediment, en gemeten voor isotopen van uranium en lood, waarvan de verhoudingen de ouderdom van het mineraal opleveren.

Met deze uiterst nauwkeurige techniek, Ramezani dateerde monsters van de boven- en onderkant van de ontsluiting, en ontdekte dat de sedimentaire lagen, en alle fossielen die erin bewaard zijn, werden tussen 230 miljoen en 221 miljoen jaar geleden afgezet. Aangezien het team heeft vastgesteld dat de gelaagde rotsen in Las Lajas en het park overeenkomen qua soort en relatieve timing, ze konden nu ook de exacte leeftijd bepalen van de meer fossielrijke ontsluitingen van het park.

Bovendien, dit venster overlapt significant met het tijdsinterval waarin sedimenten werden afgezet, duizenden kilometers noordwaarts, in de Chinle-formatie.

"Voor vele jaren, mensen dachten dat de formaties van Chinle en Ischigualasto elkaar niet overlappen, en op basis van die veronderstelling, ontwikkelden ze een model van diachrone evolutie, wat betekent dat de vroegste dinosauriërs voor het eerst in Zuid-Amerika verschenen, verspreidde zich vervolgens naar andere delen van de wereld, waaronder Noord-Amerika, " zegt Ramezani. "We hebben beide formaties nu uitgebreid bestudeerd, en toonde aan dat diachrone evolutie niet echt gebaseerd is op degelijke geologie."

Een stamboom, bewaard gebleven

Decennia voordat Ramezani en zijn collega's naar Las Lajas vertrokken, andere paleontologen hadden de regio verkend en talloze fossielen opgegraven, inclusief overblijfselen van Pisanosaurus mertii, een kleine, licht omlijst, op de grond levende herbivoor. De fossielen worden nu bewaard in een Argentijns museum, en wetenschappers zijn heen en weer gegaan over de vraag of het een echte dinosaurus is die behoort tot de Ornithische groep, of een "basale dinosauromorf" - een soort pre-dinosaurus, met functies die bijna maar niet helemaal, dinosaurus.

"De dinosaurussen die we in het Jura en het Krijt zien, zijn sterk geëvolueerd, en degenen die we mooi kunnen identificeren, maar in het late Trias, ze leken allemaal erg op elkaar, dus het is erg moeilijk om ze van elkaar te onderscheiden, en van basale dinosauromorfen, " legt Ramezani uit.

Zijn medewerker Max Langer van de Universiteit van São Paulo in Brazilië heeft het in het museum bewaarde fossiel van de Pisanosaurus opnieuw geanalyseerd. en concludeerde, gebaseerd op bepaalde belangrijke anatomische kenmerken, dat het inderdaad een dinosaurus is - en wat meer is, dat het het vroegst bewaarde ornithische exemplaar is. Gebaseerd op Ramezani's datering van de ontsluiting en de interpretatie van Pisanosaurus, de onderzoekers concludeerden dat de vroegste dinosaurussen met een vogelheup ongeveer 229 miljoen jaar geleden verschenen - rond dezelfde tijd als hun tegenhangers met een hagedisheup.

"We kunnen nu zeggen dat de vroegste Ornithisciërs voor het eerst opdoken in het fossielenbestand, ongeveer rond dezelfde tijd als de Saurischians, dus we moeten de conventionele stamboom niet weggooien, " zegt Ramezani. "Er zijn al deze discussies over waar dinosaurussen verschenen, hoe ze diversifieerden, hoe de stamboom eruit zag. Veel van die vragen zijn gekoppeld aan geochronologie, dus we hebben echt goede, robuuste leeftijdsbeperkingen om deze vragen te helpen beantwoorden."