Winterslaap is tegenwoordig een bekende functie op aarde. Veel dieren, vooral die in de buurt van of binnen de poolgebieden leven, houden een winterslaap om de zware wintermaanden, waarin voedsel schaars is, door te komen. de temperaturen dalen en de dagen zijn donker.

Volgens nieuw onderzoek is dit type aanpassing heeft een lange geschiedenis. In een paper gepubliceerd op 27 augustus in het tijdschrift Communicatiebiologie , wetenschappers van de Universiteit van Washington en het Burke Museum of Natural History and Culture rapporteren bewijs van een winterslaap-achtige toestand in een dier dat tijdens het vroege Trias op Antarctica leefde, zo'n 250 miljoen jaar geleden.

Het schepsel, een lid van het geslacht Lystrosaurus, was een verre verwant van zoogdieren. Antarctica tijdens Lystrosaurus' tijd lag grotendeels binnen de Antarctische Cirkel, zoals vandaag, en ervaren elke winter langere perioden zonder zonlicht.

De fossielen zijn het oudste bewijs van een winterslaap-achtige toestand bij een gewerveld dier, en geeft aan dat verdoving - een algemene term voor winterslaap en soortgelijke toestanden waarin dieren hun stofwisseling tijdelijk verlagen om een ​​moeilijk seizoen door te komen - ontstond bij gewervelde dieren nog voordat zoogdieren en dinosaurussen evolueerden.

"Dieren die op of nabij de polen leven, hebben altijd te maken gehad met de meer extreme omgevingen die daar aanwezig zijn, " zei hoofdauteur Megan Whitney, een postdoctoraal onderzoeker aan de Harvard University die dit onderzoek uitvoerde als UW-doctoraatsstudent biologie. "Deze voorlopige bevindingen geven aan dat het aangaan van een winterslaap-achtige toestand geen relatief nieuw type aanpassing is, maar een oude."

Lystrosaurus leefde tijdens een dynamische periode van de geschiedenis van onze planeet, die ontstond net voor de grootste massale uitsterving van de aarde aan het einde van de Perm-periode - die ongeveer 70% van de gewervelde soorten op het land uitroeide - en op de een of andere manier overleefde. de stevige, vierpotige verzamelaars leefden nog eens 5 miljoen jaar in de daaropvolgende Trias en verspreidden zich over delen van het toenmalige enige continent van de aarde, Pangaea, waaronder wat nu Antarctica is.

"Het feit dat Lystrosaurus de massa-extinctie aan het einde van het Perm overleefde en zo'n groot bereik had in het vroege Trias, heeft van hen een zeer goed bestudeerde groep dieren gemaakt voor het begrijpen van overleving en aanpassing, " zei co-auteur Christian Sidor, een UW hoogleraar biologie en curator van paleontologie van gewervelde dieren in het Burke Museum.

Paleontologen vinden tegenwoordig Lystrosaurus-fossielen in India, China, Rusland, delen van Afrika en Antarctica. Deze hurken, gedrongen, wezens - de meeste waren ongeveer zo groot als een varken, maar sommigen werden 6 tot 8 voet lang - hadden geen tanden maar droegen een paar slagtanden in de bovenkaak, die ze waarschijnlijk gebruikten om tussen de grondvegetatie te foerageren en naar wortels en knollen te graven, volgens Whitney.

Die slagtanden maakten de studie van Whitney en Sidor mogelijk. Als olifanten, De slagtanden van Lystrosaurus groeiden hun hele leven continu. De dwarsdoorsneden van gefossiliseerde slagtanden kunnen informatie over de levensgeschiedenis bevatten over het metabolisme, groei en stress of spanning. Whitney en Sidor vergeleken dwarsdoorsneden van slagtanden van zes Antarctische Lystrosaurussen met dwarsdoorsneden van vier Lystrosaurus uit Zuid-Afrika.

Terug in het Trias, de verzamelplaatsen op Antarctica bevonden zich op ongeveer 72 graden zuiderbreedte - ruim binnen de zuidpoolcirkel, op 66,3 graden zuid. De verzamelplaatsen in Zuid-Afrika waren meer dan 550 mijl ten noorden tijdens het Trias op 58-61 graden zuiderbreedte, ver buiten de zuidpoolcirkel.

De slagtanden uit de twee regio's vertoonden vergelijkbare groeipatronen, met lagen dentine afgezet in concentrische cirkels zoals boomringen. Maar de Antarctische fossielen herbergden een extra kenmerk dat zeldzaam of afwezig was in slagtanden verder naar het noorden:dicht bij elkaar, dikke ringen, die waarschijnlijk wijzen op perioden van minder afzetting als gevolg van langdurige stress, volgens de onderzoekers.

"De dichtstbijzijnde analogie die we kunnen vinden voor de 'stresstekens' die we hebben waargenomen in Antarctische Lystrosaurus-slagtanden, zijn stresstekens in tanden die worden geassocieerd met winterslaap bij bepaalde moderne dieren, ' zei Whitney.

De onderzoekers kunnen niet definitief concluderen dat Lystrosaurus een echte winterslaap heeft ondergaan - wat een specifieke, wekenlange vermindering van het metabolisme, lichaamstemperatuur en activiteit. De stress kan veroorzaakt zijn door een andere winterslaap-achtige vorm van verdoving, zoals een kortere verlaging van het metabolisme, volgens Sidor.

Lystrosaurus op Antarctica had waarschijnlijk een vorm van winterslaap-achtige aanpassing nodig om het leven in de buurt van de Zuidpool het hoofd te bieden, zei Whitney. Hoewel de aarde tijdens het Trias veel warmer was dan vandaag - en delen van Antarctica misschien bebost waren - zouden planten en dieren onder de zuidpoolcirkel nog steeds extreme jaarlijkse variaties in de hoeveelheid daglicht ervaren, met de zon afwezig voor lange perioden in de winter.

Veel andere oude gewervelde dieren op hoge breedtegraden hebben mogelijk ook verdoving gebruikt, inclusief winterslaap, om te gaan met de spanningen van de winter, zei Whitney. Maar veel beroemde uitgestorven dieren, inclusief de dinosaurussen die evolueerden en zich verspreidden nadat Lystrosaurus was uitgestorven, geen tanden hebben die continu doorgroeien.

"Om de specifieke tekenen van stress en spanning te zien die door de winterslaap worden veroorzaakt, je moet kijken naar iets dat kan fossiliseren en voortdurend groeide tijdens het leven van het dier, " zei Sidor. "Veel dieren hebben dat niet, maar gelukkig deed Lystrosaurus dat wel."

Als analyse van aanvullende Antarctische en Zuid-Afrikaanse Lystrosaurus-fossielen deze ontdekking bevestigt, het kan ook een ander debat over deze oude, hartelijke dieren.

"Koelbloedige dieren leggen hun stofwisseling vaak helemaal stil tijdens een zwaar seizoen, maar veel endotherme of 'warmbloedige' dieren die overwinteren, reactiveren vaak hun metabolisme tijdens de winterslaapperiode, " zei Whitney. "Wat we hebben waargenomen in de slagtanden van de Antarctische Lystrosaurus past in een patroon van kleine metabolische 'reactiveringsgebeurtenissen' tijdens een periode van stress, wat het meest lijkt op wat we tegenwoordig in warmbloedige overwinteraars zien."

Als, deze verre neef van zoogdieren is niet alleen een voorbeeld van een stevig wezen. Het herinnert ons er ook aan dat veel kenmerken van het huidige leven er al honderden miljoenen jaren kunnen zijn voordat de mens evolueerde om ze te observeren.