Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Andet

De første tetrapoder i Afrika levede inden for Devons antarktiske cirkel

Cleithrum af Umzantsia amazana . Kredit:Rob Gess og Per Ahlberg

De første afrikanske fossiler af devoniske tetrapoder (firbenede hvirveldyr) viser disse landpionerer, der lever i den antarktiske cirkel, 360 millioner år siden.

Udviklingen af ​​tetrapoder fra fisk under Devon-perioden var en nøglebegivenhed i vores fjerne herkomst. Nyfundne fossiler fra den seneste Devonian Waterloo Farm-lokalitet nær Grahamstown i Eastern Cape, Sydafrika, offentliggjort i dag i Videnskab , fremtvinge en større revurdering af denne begivenhed. "Mens alle tidligere fundne devoniske tetrapoder kom fra lokaliteter, der var i tropiske områder under Devon, disse eksemplarer levede i den antarktiske cirkel, " forklarer hovedforfatter, Dr. Robert Gess fra Albany Museum i Grahamstown, og medforfatter professor Per Ahlberg fra Uppsala Universitet i Sverige. Forskningen blev støttet af det sydafrikanske DST-NRF Center of Excellence in Palaeosciences, baseret på University of the Witwatersrand og Millennium Trust.

De første afrikanske devoniske tetrapoder

To nye arter, kaldet Tutusius og Umzantsia, er Afrikas tidligst kendte firbenede hvirveldyr med bemærkelsesværdige 70 millioner år. Den cirka meter lange Tutusius umlambo (opkaldt efter ærkebiskop emeritus Desmond Tutu) og den noget mindre Umzantsia amazana er begge ufuldstændige. Tutusius er repræsenteret af en enkelt knogle fra skulderbæltet, der henviser til, at Umzantsia er kendt fra et større antal knogler, men de ligner begge tidligere kendte devoniske tetrapoder. I live, de ville have lignet en krydsning mellem en krokodille og en fisk, med et krokodille-lignende hoved, stumpe ben, og en hale med en fiskelignende finne.

Cleithrum af Tutusius umlambo Kredit:Rob Gess og Per Ahlberg

Waterloo Farm-lokaliteten (hvor tetrapoderne blev opdaget) er en vejskæring, der først blev afsløret i 2016 efter kontrollerede stenskæringseksplosioner af South African National Roads Agency (SANRAL) langs N2-motorvejen mellem Grahamstown og Fish River. Denne udskæring afslørede mørkegrå muddersten fra Witpoort-formationen, der repræsenterer et gammelt miljø af en brak, tidevandsflodens udmunding, der indeholder rigelige fossiler af dyr og planter.

Den første tetrapod fundet uden for tropiske områder

Den virkelige betydning af Tutusius og Umzantsia ligger i, hvor de blev fundet.

Fuld rekonstruktion af Waterloo Farm af Maggie Newman inklusive Tutusius og Umzantsia. Kredit:Maggie Newman

Devoniske tetrapodfossiler findes i vidt spredte lokaliteter. Imidlertid, hvis kontinenterne kortlægges tilbage til deres devonpositioner, det kommer frem, at alle tidligere fund er fra bjergarter aflejret i palæotroperne - mellem 30 grader nord og syd for ækvator. Næsten alle kommer fra Laurussia, et superkontinent, der senere fragmenterede sig i Nordamerika, Grønland og Europa.

Det meget større sydlige superkontinent, Gondwana, som inkorporerede det nuværende Afrika, Sydamerika, Australien, Antarktis, og Indien, har hidtil næsten ikke givet devoniske tetrapoder, med kun en isoleret kæbe (kaldet Metaxygnathus) og fodspor, findes i det østlige Australien. Fordi Australien var den nordligste del af Gondwana, strækker sig ind i troperne, der udviklede sig en antagelse om, at tetrapoder udviklede sig i troperne, højst sandsynligt i Laurussia. I forlængelse heraf blev det antaget, at bevægelse af hvirveldyr fra vand til land (terrestrialisering) også fandt sted i troperne. Forsøg på at forstå årsagerne til disse store makroevolutionære trin fokuserede derfor på forhold, der er fremherskende i tropiske vandområder.

Infografik af udviklingen af ​​skulderbæltet på tværs af fisken til tetrapod overgang. Omfatter den foreslåede position af cleithra af Tutusius og Umzantsia. Kredit:R. Gess &C. Harris (SA NRF-DST CoE in Palaeosciences)

Waterloo Farm tetrapoderne kommer ikke kun fra Gondwana, men fra dens sydligste del:rekonstrueret til at have været mere end 70 grader syd, inden for den antarktiske cirkel. Rigelige plantefossiler viser, at der voksede skove i nærheden, så det var ikke frosset, men det var bestemt ikke tropisk, og om vinteren vil det have oplevet måneder med fuldstændig mørke. Denne opdagelse ændrer vores forståelse af fordelingen af ​​devoniske tetrapoder. Vi ved nu, at tetrapoder opstod over hele verden af ​​det sene devon, og at deres udvikling og terrestrialisering realistisk kunne have fundet sted hvor som helst.

Sydafrika tilføjer nu indsigt i fremkomsten af ​​landdyr til sin utrolige fossilhistorie, som også omfatter overgang til pattedyr fra krybdyrlignende forfædre og menneskets evolution. Der er formentlig ikke et andet land på kloden, der så fuldt ud dokumenterer vores egen slægts lange og dramatiske evolutionære historie.




Varme artikler