Nyt lys på cichlides udvikling i Afrika

Et forskningssamarbejde udført i regi af GeoBio-Center ved Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) i München har udviklet en integrerende tilgang til klassificering af fossile cichlider, og identificerede det ældste kendte medlem af stammen Oreochromini.

Cichlider (Cichlidae) er en gruppe af små til mellemstore fisk, der er allestedsnærværende i ferskvandshabitater i troperne. De er særligt bemærkelsesværdige ved at udstille en bred vifte af morfologiske og adfærdsmæssige specialiseringer, såsom forskellige former for forældreomsorg, inklusive mundvigning. Nogle arter (hovedsageligt medlemmer af slægten Tilapia) har opnået berømmelse som kulinariske delikatesser og er af betydelig økonomisk betydning. Cichlider har gennemgået en hurtig diversificering i Afrika, som er hjemsted for mindst 1100 arter. Denne proces har været særlig fremtrædende i De Store Søer i Østafrikas Rift Valley (Lakes Tanganyika, Malawi og Victoria), hvor det omtales som den østafrikanske stråling.

"Cichliddiversificering i Østafrika er blevet et centralt paradigme i evolutionær biologi. Som en konsekvens heraf, at datere begyndelsen af ​​processen og forstå de mekanismer, der driver den, er spørgsmål af stor interesse for evolutionære biologer og palæobiologer, " siger LMU palæontolog professor Bettina Reichenbacher, som også er medlem af GeoBio-Centret på LMU. Fossiler fra området er den eneste kilde til direkte beviser, der ville gøre det muligt for en at bestemme timingen og spore forløbet af afstamningsdiversificering inden for gruppen. Imidlertid, søgningen efter cichlidefossiler har vist sig at være både besværlig og ekstremt tidskrævende. Ja, kun omkring 20 fossile arter af cichlider fra Afrika er endnu blevet formelt beskrevet.

I en undersøgelse, der vises i online-tidsskriftet Videnskabelige rapporter , et team af forskere ledet af Bettina Reichenbacher beskriver nu en ny fossil cichlide, som forfatterne tildeler den nye slægt Oreochromimos. Navnet stammer fra det faktum, at eksemplarerne, som holdet opdagede i det centrale Kenya, vise ligheder med medlemmer af stammen Oreochromini, som er meget udbredt i Afrika i dag.

"Det var særligt udfordrende at afgøre, om fossilerne kunne henføres til nogen af ​​de eksisterende cichlideslægter. " siger Stefanie Penk, førsteforfatter til undersøgelsen og ph.d.-studerende i Reichenbachers gruppe. Vanskelighederne bunder i den store mangfoldighed af den moderne cichlide-fauna i Afrika, og det faktum, at selv fjernt beslægtede arter kan være morfologisk meget lig hinanden. "Arkitekturen af ​​skelettet hos cichlider er ret konservativ. Alle har en lignende grundform, som undergår meget lidt forandring under artsdannelse, " forklarer Reichenbacher.

I samarbejde med Dr. Ulrich K. Schliewen, medforfatter til det nye papir, kurator for fisk ved den bayerske statssamling for zoologi i München (SNSB-ZSM) og også medlem af GeoBio-Center ved LMU, holdet tog den bedst egnede tilgang til klassificeringen af ​​de fossile prøver. Dette kræver sammenligning af det fossile materiale med alle de relevante moderne afstamninger af cichlider. I lyset af deres nutidige mangfoldighed, det kan virke som en umulig opgave. Men takket være Schliewens viden og rækken af ​​sammenlignende materiale repræsenteret i samlingen under hans varetægt, strategien lykkedes.

Et unikt glimt af fortiden

Reichenbacher og kolleger genvundne Oreochromimos-materialet fra en fossil fisk Lagerstätte i Kenyas Tugen Hills, som ligger inden for den østlige gren af ​​det østafrikanske riftsystem. Dette websted giver et unikt vindue ind i regionens fortid. De vulkanske og sedimentære bjergarter aflejret her går 5-20 millioner år tilbage. De blev overlejret af yngre materiale og efterfølgende løftet til højder på så meget som 2000 m af tektoniske kræfter. Som resultat, de fossilholdige klipper, der er blotlagt i Tugen-bakkerne, er enten utilgængelige for udforskning eller er gået tabt på grund af erosion i andre dele af Afrika. Følgelig, lagene her indeholder en unik samling af fossiler. Uden tvivl de bedst kendte fund hidtil udgravet er de 6 millioner år gamle rester af en hominin-art, som har fået navnet Orrorin tugenensis (orrorin betyder 'oprindelig mand' på det lokale sprog).

Men cichlidefossiler er også blandt de palæontologiske skatte, der er bevaret i disse sedimentære formationer - og de er kernen i Reichenbachers Kenya-projekt, som begyndte i 2011. Det materiale, der indtil videre er indsamlet, er blevet indvundet i samarbejde med Kenyas Egerton University, og er nu udlånt til LMU's Institut for Jord- og Miljøvidenskab til videre studier.

Oreochromimos-eksemplarerne er omkring 12,5 millioner år gamle, hvilket gør denne slægt til den ældste kendte fossile repræsentant for stammen Oreochromini. Det kvalificerer sig derfor som den ældste fossile klade, der endnu er tildelt Haplotilapiini, slægten, der ikke kun gav anledning til de fleste af de arter, der udgør den nuværende mangfoldighed af afrikanske cichlider, men også til den østafrikanske cichlidestråling i Riftdalens store søer. Med deres brug af en innovativ tilgang til komparativ systematik, forfatterne af det nye studie har givet grundlag for den taksonomiske tildeling af fremtidige fund af fossilt cichlidmateriale. "Ved hjælp af dette datasæt, det vil være muligt at klassificere fossile cichlider meget mere pålideligt end før og dermed kaste nyt lys over deres evolutionære historie, " siger Bettina Reichenbacher.