Løsning af udviklingen af ​​fodringsstrategier i gamle krokodiller

Gamle akvatiske krokodiller fodret på et blødere og mindre bytte end deres moderne modstykker, og udviklingen af ​​kraniets form og funktion tillod dem at sprede sig til nye levesteder, afslører paleobiologiske forskere fra University of Bristol og UCL.

Til undersøgelsen, offentliggjort i dag i Paleontology, holdet rekonstruerede digitalt kraniet af en uddød art af marin krokodille og sammenlignede den med lignende levende arter for at få ny indsigt i de gamle krokodillers kost og deres rolle i økosystemerne for omkring 230 millioner år siden.

Moderne krokodiller er kendt for deres karakteristiske anatomi og apex predator rolle i semiakvatiske økosystemer, men deres gamle forfædre, som levede side om side med de første dinosaurer i den sene trias periode, var små landboere, der snart gav anledning til en stor mangfoldighed af former.

En gruppe, thalattosuchianerne, gik i havet og blev marinespecialister. De havde længe, tynde tryner, ligner den levende gharial, som lever af fisk i floder i Indien. Et tidligt medlem af denne gruppe, Pelagosaurus typus, beboede lavvandede havmiljøer i det, der nu er Europa under den tidlige jura.

Ved at se på de forskellige former for deres kranier, videnskabsmænd var i stand til at finde ud af, hvad krokodiller spiste. Som rapporteret i journalen Palæontologi i dag, de biomekaniske og makro-evolutionære tilgange anvendt under denne seneste undersøgelse viser, hvordan gamle krokodiller kom til at indtage forskellige og specialiserede økologiske nicher.

Ph.d. studerende Antonio Ballell, fra University of Bristol's School of Earth Sciences og hovedforfatter af undersøgelsen, sagde:"Vi brugte opdaterede teknikker til at udforske, hvordan kraniet af disse uddøde krokodiller fungerede og udviklede sig. Vores første mål var at sammenligne, hvordan kraniet blev stresset og anstrengt under simulerede fødebelastninger i Pelagosaurus sammenlignet med den levende gharial og få nye forståelse af, hvordan den uddøde art fodrede sig."

Ved hjælp af moderne beregningsmetoder, kombineret med 3-D digitale kraniemodeller opnået fra CT-scanninger af Pelagosaurus og gharial, forskerholdet var i stand til at lede efter muskelar i de fossiler, der markerer, hvor musklerne engang var knyttet til at rekonstruere den kæbelukkende muskulatur.

Denne tilgang blev kombineret med finite element analyse, en ingeniørteknik, der forudsiger, hvordan biologiske strukturer opfører sig under specifikke belastningsscenarier såsom fodringsbelastninger.

Medforfatter, Dr. Laura Porro fra UCL Celle- og Udviklingsbiologi, sagde "Moderne beregningsteknikker gør det muligt for palæobiologer at 'bringe uddøde arter tilbage til livet' og udlede, hvordan de fodrede og levede ud fra den anatomiske information fra fossiler. Ved hjælp af CT-scanninger, vi er i stand til at visualisere indre områder af kraniet og ar på knoglerne, angiver, hvor musklerne er fastgjort, som videnskabsmænd aldrig havde observeret før. Tekniske metoder gjorde det muligt for os at teste, hvordan kraniet reagerer på at bide, 230 millioner år efter dette dyrs sidste måltid."

Deres resultater viser, at den svagere kæbe af Pelagosaurus kan indikere, at den specialiserede sig på blødere og mindre bytte end den moderne gharial.

Holdet analyserede også, hvor hurtigt fodringsrelaterede karakterer af kæberne udviklede sig i en bred vifte af uddøde krokodillearter. Dette viste, at træk relateret til thalattosuchians lange tryner udviklede sig hurtigt, hvilket tyder på, at de indtog en meget specifik marin økologisk niche kort efter slægtens oprindelse.

Medforfatter Dr. Benjamin Moon fra University of Bristol tilføjede:"Pelagosaurus og nært beslægtede arter adskiller sig fra andre krokodiller i deres slanke underkæber, og dette hjalp deres evolutionære succes i den tidlige jura, da marine økosystemer stadig var ved at komme sig efter den ødelæggende End-Trias masseudryddelse."

Undersøgelsen bidrager til den stigende forståelse af funktionel evolution af krokodylomorfer og den økologiske dynamik af mesozoiske marine krybdyr.

Antonio Ballell konkluderede:"Vores resultater fremhæver den spektakulære mangfoldighed af fodringsstrategier, der er til stede i uddøde krokodilleslægtninge, og hvordan dette var vigtigt i udviklingen og diversificeringen af ​​gruppen. Vi fandt ud af, at forskellige afstamninger udforskede og erobrede økologiske nicher på forskellige måder.

"Krokodillernes evolutionære historie var meget kompleks, og at se på det fra et funktionelt perspektiv er grundlæggende for at forstå det".