Ældst kendte forfader til moderne primater kan være kommet fra Nordamerika, ikke Asien

For omkring 56 millioner år siden, på en jord så varm, at palmer prydede polarcirklen, en musestørrelse primat kendt som Teilhardina krøllede først fingrene rundt om en gren.

Den tidligst kendte forfader til moderne primater, Teilhardina 's nære slægtninge ville i sidste ende give anledning til nutidens aber, aber og mennesker. Men et af de vedvarende mysterier om vores fjerne fætter er, hvor den stammer fra.

Teilhardina (ty-hahr-DEE'-nuh) arter spredte sig hurtigt over Asiens skove, Europa og Nordamerika, en række uden sidestykke af alle andre primater undtagen mennesker. Men hvor begyndte dens rejse?

Det viser ny forskning Teilhardina brandti , en art fundet i Wyoming, er lige så gammel eller ældre end sine asiatiske og europæiske slægtninge, ophævelse af den fremherskende hypotese Teilhardina dukkede første gang op i Kina.

Teilhardina oprindelse, imidlertid, forblive en gåde.

"Den videnskabelige konklusion er 'Vi ved det bare ikke, " sagde Paul Morse, undersøgelsens hovedforfatter og en nylig doktorgraduat fra University of Florida. "Mens de fossiler, vi har fundet, potentielt vælter forbi hypoteser om hvor Teilhardina kom fra og hvor det migrerede, de tilbyder absolut ikke et klarere scenarie."

Hvad er klart, Morse sagde, er det T. brandti havde en bred vifte af funktioner, hvoraf nogle er lige så primitive som dem, der findes i Teilhardina asiatica, sin asiatiske fætter, tidligere anset for at være den ældste art i slægten.

For at træffe denne beslutning, Morse studerede 163 tænder og kæber i den mest omfattende analyse af T. brandti til dato.

Tænder indeholder en skatkammer af information og bevarer ofte bedre end knogler, takket være deres hårde emalje. De kan afsløre spor om et dyrs evolutionære fortid, dens størrelse, kost og alder som individ og i geologisk tid.

Primattænder har særligt tydelige strukturer, der umiddelbart kan genkendes for det trænede øje, sagde Jonathan Bloch, studie medforfatter og kurator for hvirveldyrs palæontologi ved Florida Museum of Natural History.

"At identificere forskelle mellem primatænder er ikke så forskellig fra en motorcyklist, der erkender, at en Harley er forskellig fra en scooter eller en kunstkritiker, der vurderer, om et billede er skabt af Picasso eller Banksy, " sagde han. "I detaljer, de er meget forskellige fra hinanden specifikt, forudsigelige måder."

Mens Teilhardina knogler er meget sjældne i fossilregistrene, dens tænder er flere – hvis du ved, hvordan du finder dem. Blochs team af palæontologer, Morse inkluderet, har brugt år på at finkæmme overfladen af ​​Wyomings Bighorn Basin på hænder og knæ og derefter pakke 50-punds poser jord til en flod for at rense dem. De resterende stumper af knogler og tænder - som kan være mindre end en loppe - undersøges under et mikroskop tilbage på museet.

Denne omhyggelige søgning har opbygget tandlægen af T. brandti fra en enkelt kindtand – brugt til første gang at beskrive arten i 1993 – til hundredvis af tænder, giver et bredt blik på primatens variation på populationsniveau.

Stadig, Morse og Bloch var uforberedte på den ejendommelige variation, der blev udstillet af prøve UF 333700, et takket stykke kæbe med T. brandti tænder.

"Jon og jeg begyndte at skændes om alveolerne - tomme tandskåle - og hvordan de slet ikke så rigtig ud, sagde Morse, nu postdoc-forsker ved Duke University. "I slutningen af ​​dagen, vi indså, at prøven fuldstændig væltede både artsdefinitionen af T. asiatica og en del af begrundelsen for, hvorfor den er den ældste Teilhardina art."

Undersøgelser baseret på et lille antal tænder savnede simpelthen mangfoldigheden i Teilhardina fysiske egenskaber, sagde Morse.

"Der er sandsynligvis en enorm variation i fossiloptegnelsen, men det er ekstremt svært at fange og måle, når du har en lille stikprøvestørrelse, " sagde han. "Det er en af ​​grundene til, at det er så vigtigt at indsamle yderligere fossiler."

Analysen omrokade også Teilhardina familie træ, at reducere antallet af beskrevne arter fra ni til seks og omklassificere to arter som medlemmer af en ny slægt, Bownomomys, opkaldt efter den fremtrædende hvirveldyr-palæontolog Thomas Bown.

Men de præcise aldre af Teilhardina arter er stadig umulige at udpege og kan forblive sådan.

Teilhardina dukkede op under den geologiske ækvivalent af et glimt i panden, en kort 200, 000-års periode kendt som paleocæn-eocæn termisk maksimum, eller PETM. Denne æra var karakteriseret ved en massiv indsprøjtning af kulstof i jordens atmosfære, hvilket fik globale temperaturer til at stige. Havniveauet steg med 220 fod, økosystemerne blev efterset, og vandet ved Nordpolen blev opvarmet til 74 grader.

Forskere kan bruge PETM's særskilte kulstofsignatur til at lokalisere denne periode i stenrekorden, og kulstofisotoper i tænder kan også bruges til at identificere fossile dyr fra tiden.

Men blandt Teilhardina fossile steder over hele kloden, kun Wyoming har det uafbrudte, pænt afgrænsede lag af klippe, der gør det muligt for palæontologer at finpudse på mere præcise datoer.

"Det mest ydmyge udsagn ville være at sige, at disse arter i det væsentlige er ækvivalente i alder, " sagde Bloch. "At bestemme, hvad der kom tidligere i PETM, overgår sandsynligvis det opløsningsniveau, vi har i rockrekorden. Men hvad vi kan sige er, at det eneste sted, hvor du virkelig kan fastslå hvor Teilhardina optræder i denne klimabegivenhed med tillid og er i Bighorn-bassinet."

Mens Jorden blev varmet, planter og dyr udvidede deres udbredelse nordpå, vender tilbage mod syd, da temperaturerne afkølede ved slutningen af ​​PETM.

"Denne dans af planter og dyr med klimaændringer skete over store landskaber, med skove, der flytter fra Gulf Coast til Rocky Mountains på blot et par tusinde år, sagde Bloch.

Teilhardina har sandsynligvis sporet skift i dens skovhabitater på tværs af landbroerne, der dengang forbandt Nordamerika, Grønland og Eurasien, han sagde.

" Teilhardina kaster ikke sin taske over skulderen og går, " sagde han. "Dens rækkevidde skifter fra en generation til den næste. Over 1, 000 år, du får meget bevægelse, og over 2, 000-3, 000 år, du kunne nemt tilbagelægge kontinentale afstande."

Selvom det var velegnet til Jordens drivhusmiljø, Teilhardina forsvandt med PETM, erstattet af nye og fysisk adskilte primater. Det er en nøgtern påmindelse om, hvad der kan ske med arter – inklusive mennesker – i perioder med hurtige klimaændringer, sagde Bloch.

"En planet i forandring har dramatiske virkninger på biologien, økosystemer og evolution. Det er en del af den proces, der har produceret den mangfoldighed af liv, vi ser i dag, og masseudryddelser af liv, der er sket med jævne mellemrum i Jordens historie, " Bloch sagde. "Et af de uventede resultater af global opvarmning for 56 millioner år siden er, at det markerer oprindelsen af ​​den gruppe, der i sidste ende førte til os. Hvordan vi vil klare os under fremtidige opvarmningsscenarier er mindre sikkert."

Resultaterne blev offentliggjort i Journal of Human Evolution .