science >> Wetenschap >  >> anders

Fossiel mysterie opgelost:reptielen met superlange nek leefden in de oceaan, niet op het land

Neusgaten op de bovenkant van de snuit en gebogen tanden, perfect aangepast voor het vangen van glibberige prooien:de schedel van Tanystropheus heeft verschillende duidelijke aanpassingen voor het leven in water. Krediet:Emma Finley-Jacob

Een fossiel genaamd Tanystropheus werd voor het eerst beschreven in 1852, en het is sindsdien een raadsel voor wetenschappers. Op een bepaald moment, paleontologen dachten dat het een vliegende pterosauriër was, als een pterodactylus, en dat het lang is, holle botten waren vingerkootjes in de vinger die de vleugel ondersteunden. Later, ze kwamen erachter dat dat langwerpige nekbeenderen waren, en dat het een zes meter lang reptiel was met een nek van drie meter lang:drie keer zo lang als zijn romp. Wetenschappers wisten nog steeds niet zeker of het op het land of in het water leefde, en tot nu toe wisten ze niet of kleinere exemplaren juvenielen waren of een heel andere soort. Door CT-scans te maken van de verpletterde schedels van de fossielen en ze digitaal weer in elkaar te zetten, onderzoekers vonden bewijs dat de dieren in het water leefden, en door de jaarringen in botten te onderzoeken, bepaald dat groot en klein Tanystropheus waren afzonderlijke soorten die naast elkaar konden leven zonder te concurreren omdat ze op verschillende prooien jaagden.

"Ik was aan het studeren Tanystropheus meer dan dertig jaar, dus het is buitengewoon bevredigend om te zien dat deze wezens ontsluierd zijn, " zegt Olivier Rieppel, een paleontoloog in het Field Museum in Chicago en een van de auteurs van een nieuw artikel in Huidige biologie detaillering van de ontdekking.

Tanystropheus leefde 242 miljoen jaar geleden, tijdens het midden Trias. Op het land, dinosaurussen begonnen net op te komen, en de zee werd geregeerd door gigantische reptielen. Voor een lange tijd, Hoewel, wetenschappers wisten niet zeker of Tanystropheus leefde op het land of in het water. Zijn bizarre lichaam maakte de zaken op de een of andere manier niet duidelijk.

" Tanystropheus leek op een stompe krokodil met een zeer, zeer lange nek, " zegt Rieppel. De grotere exemplaren waren zes meter lang, met hun nekken die tien voet van die lengte uitmaken. Vreemd voor dieren met zulke lange nekken, ze hadden maar dertien nekwervels, gewoon erg langwerpig. (We zien hetzelfde met giraffen, die slechts zeven nekbeenderen hebben, net als mensen.) En hun nek was nogal onbuigzaam, versterkt met extra botten die cervicale ribben worden genoemd.

In dezelfde regio waar veel van de grote Tanystropheus fossielen gevonden, in wat nu Zwitserland is, er waren ook fossielen van gelijkaardige dieren die slechts ongeveer 1,20 meter lang waren. Dus niet alleen wisten wetenschappers niet of dit landbewoners of zeedieren waren, maar ze wisten ook niet of de kleinere exemplaren juvenielen waren, of een aparte soort van de twintigvoeters.

Maatvergelijking van T. hydroiden, T. longobardicus , en een mens. Krediet:Stephan Spiekman et al.

Om deze twee lang bestaande mysteries op te lossen, de onderzoekers gebruikten nieuwere technologieën om details van de botten van de dieren te zien. De grote Tanystropheus schedels van fossielen waren verpletterd, maar Stephan Spiekman, de hoofdauteur van het artikel en een onderzoeker aan de Universiteit van Zürich, was in staat om CT-scans van de fossiele platen te maken en 3D-beelden van de botfragmenten binnenin te genereren.

"De kracht van CT-scanning stelt ons in staat om details te zien die anders onmogelijk te zien zijn in fossielen, ", zegt Spiekman. "Van een sterk verbrijzelde schedel hebben we een bijna volledige 3D-schedel kunnen reconstrueren, onthullende cruciale morfologische details."

De schedels hadden belangrijke kenmerken, inclusief neusgaten bovenop de snuit als die van een krokodil, dat suggereerde Tanystropheus leefde in het water. Het lag waarschijnlijk op de loer, wachtend op vissen en inktvisachtige dieren om langs te zwemmen, en greep ze toen met zijn lange, gebogen tanden. Het kan aan land zijn gekomen om eieren te leggen, maar over het algemeen, het bleef in de oceaan.

De digitaal gereconstrueerde schedel van Tanystropheus , met behulp van CT-scans van de verpletterde schedelstukken. Krediet:Stephan Spiekman et al.

Rieppel was niet verrast dat het bewijs wees op een waterwoning Tanystropheus . "Die nek heeft geen zin in een terrestrische omgeving, "zegt hij. "Het is gewoon een onhandige constructie om mee te nemen."

Dus dat beantwoordde een vraag, over waar? Tanystropheus leefde. Om erachter te komen of de kleine exemplaren juvenielen of een aparte soort waren, de onderzoekers onderzochten de botten op tekenen van groei en veroudering.

"We keken naar dwarsdoorsneden van botten van het kleine type en waren erg enthousiast om veel jaarringen te vinden. Dit vertelt ons dat deze dieren volwassen waren, " zegt Torsten Scheyer, de senior auteur van de studie en een onderzoeker aan de Universiteit van Zürich.

"De kleine vorm is een volwassene, die in wezen de zaak verzegelde, ", zegt Rieppel. "Het is nu bewezen dat dit twee soorten zijn." De onderzoekers noemden de grotere Tanystropheus hydroiden , naar de langhalsige hydra's in de Griekse mythologie. De kleine vorm draagt ​​de oorspronkelijke naam Tanystropheus longobardicus .

Een illustratie die laat zien Tanystropheus hydroides jacht. Krediet:Emma Finley-Jacob

"Al vele jaren hebben we onze vermoedens dat er twee soorten waren Tanystropheus , maar totdat we de grotere exemplaren konden CT-scannen, hadden we geen definitief bewijs. Nu doen we, " zegt Nick Fraser, Keeper of Natural Sciences bij National Museums Scotland en een co-auteur van het papier. "Het is enorm belangrijk om te ontdekken dat er twee vrij verschillende soorten waren van dit bizar langhalzige reptiel die ongeveer 240 miljoen jaar geleden naast elkaar zwommen en leefden in de kustwateren van de grote zee van Tethys."

De verschillende maten van de dieren, samen met kegelvormige tanden bij de grote soorten en kroonvormige tanden bij de kleine soorten, betekende dat ze waarschijnlijk niet streden om dezelfde prooi.

"Deze twee nauw verwante soorten waren geëvolueerd om verschillende voedselbronnen in dezelfde omgeving te gebruiken, ", zegt Spiekman. "De kleine soort voedde zich waarschijnlijk met kleine gepelde dieren, zoals garnalen, in tegenstelling tot de vissen en inktvissen aten de grote soorten. Dit is echt opmerkelijk, omdat we de bizarre nek van verwachtten Tanystropheus gespecialiseerd zijn voor een enkele taak, als de nek van een giraf. Maar eigenlijk, het maakte verschillende levensstijlen mogelijk. Dit verandert de manier waarop we naar dit dier kijken volledig."

Dit "opsplitsen" van een leefgebied om plaats te bieden aan twee vergelijkbare soorten wordt niche-partitionering genoemd. "Darwin richtte zich veel op concurrentie tussen soorten, en hoe wedijver over hulpbronnen er zelfs toe kan leiden dat een van de soorten uitsterft, ", zegt Rieppel. "Maar dit soort radicale concurrentie vindt plaats in beperkte omgevingen zoals eilanden. De zeebekkens die Tanystropheus woonde, zou blijkbaar niche-partitionering kunnen ondersteunen. Het is een belangrijk ecologisch fenomeen."

" Tanystropheus is een iconisch fossiel en is altijd geweest, " voegt Rieppel toe. "Het verduidelijken van de taxonomie is een belangrijke eerste stap om die groep en zijn evolutie te begrijpen."