Floridas fossile pindsvin løser et stikkende dilemma 10 millioner år undervejs
Der er en langvarig debat, der ulmer blandt biologer, der studerer pindsvin. Der er 16 pindsvinarter i Central- og Sydamerika, men kun én i USA og Canada. DNA-beviser tyder på, at Nordamerikas eneste porcupine tilhører en gruppe, der opstod for 10 millioner år siden, men fossiler synes at fortælle en anden historie. Nogle palæontologer tror, at de kan have udviklet sig for blot 2,5 millioner år siden, i begyndelsen af istiderne.
En ny undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Current Biology hævder at have forsonet striden, takket være et usædvanligt sjældent, næsten komplet pindsvinskelet fundet i Florida.
Forfatterne nåede frem til deres konklusion ved at studere vigtige forskelle i knoglestruktur mellem nord- og sydamerikanske pindsvin, men det var ikke let at komme dertil. Det tog en hel klasse af kandidat- og bachelorstuderende og flere års omhyggelig forberedelse og studier.
"Selv for en erfaren kurator med al den nødvendige ekspertise tager det utrolig lang tid at studere og behandle et helt skelet fuldt ud," sagde hovedforfatter Natasha Vitek. Mens han studerede som ph.d.-studerende ved Florida Museum of Natural History, gik Vitek sammen med kurator for hvirveldyr-palæontologi, Jonathan Bloch, for at skabe et universitetskursus, hvor eleverne fik praktisk forskningserfaring ved at studere pindsvinsfossiler.
Gamle stråling gav anledning til verdens største gnavere
Porcupines er en type gnavere, og deres forfædre stammer sandsynligvis fra Afrika for mere end 30 millioner år siden. Deres efterkommere er siden vandret ind i Asien og dele af Europa over land, men deres rejse til Sydamerika er en særlig afgørende begivenhed i pattedyrs historie.
De krydsede Atlanterhavet - sandsynligvis ved rafting - da Afrika og Sydamerika var meget tættere sammen, end de er i dag. De var de første gnavere, der nogensinde satte deres fod på kontinentet, hvor de udviklede sig til velkendte grupper som marsvin, chinchillaer, capybaraer og pindsvin.
Nogle antog gigantiske proportioner. Der var tømmende, rottelignende dyr på op til fem fod lange, udstyret med en lille hjerne, der vejede mindre end en blomme. Uddøde slægtninge til kapybaraen voksede til størrelsen af køer.
Porcupines forblev relativt små og udviklede tilpasninger til livet i trætoppene i Sydamerikas frodige regnskove. I dag rejser de gennem baldakinen ved hjælp af lange fingre, der er dækket af stumpe, seglformede kløer, der er perfekt vinklet til at gribe grene. Mange har også lange, gribende haler, der er i stand til at bære deres vægt, som de bruger, mens de klatrer og rækker ud efter frugt.
På trods af deres fremragende track record med at komme rundt, var Sydamerika en blindgyde i mange millioner år. En stor søvej med hurtige strømme adskilte Nord- og Sydamerika, og de fleste dyr var ude af stand til at krydse – med nogle få bemærkelsesværdige undtagelser.
Begyndende for omkring 5 millioner år siden steg Panama-tangen over havets overflade og afskærede Stillehavet fra Atlanterhavet. Denne landbro blev den ældgamle ækvivalent til en overbelastet motorvej et par millioner år senere, hvor trafikken flyder i begge retninger.
Forhistoriske elefanter, sabeltandede katte, jaguarer, lamaer, peccaries, hjorte, stinkdyr og bjørne strømmede fra Nordamerika til Syd. Den omvendte vandring blev foretaget af fire forskellige slags dovendyr på jorden, overdimensionerede bæltedyr, terrorfugle, kapybaraer og endda et pungdyr.
De to grupper mødte radikalt forskellige skæbner. De pattedyr, der vandrede sydpå, klarede sig ret godt; mange blev med succes etableret i deres nye tropiske miljøer og overlevede til nutiden. Men næsten alle slægter, der vovede sig nordpå ind i koldere miljøer, er uddøde. I dag er der kun tre overlevende:det ni-båndede bæltedyr, Virginia opossum og det nordamerikanske pindsvin.
Nye fossiler fanger evolution på gang
Dyr, der rejste nordpå, måtte kæmpe med nye miljøer, der kun lignede dem, de efterlod. Varme, tropiske skove gav plads til åbne græsarealer, ørkener og kolde løvskove. For pindsvin betød det at klare brutale vintre, færre ressourcer og komme ned fra træerne for at gå på land. Det sidste har de stadig ikke helt fået styr på; Nordamerikanske pindsvin har en maksimal kørehastighed på omkring 2 mph.
Sydamerikanske pindsvin er udstyret med en truende pels af hule, overlappende fjerpinde, som giver en betydelig mængde beskyttelse, men som ikke regulerer kropstemperaturen meget. Nordamerikanske pindsvin erstattede disse med en blanding af isolerende pels og lange, nålelignende fjerpinde, der kan rejses, når de føler sig truet. De måtte også ændre deres kost, hvilket ændrede formen på deres kæbe.
"Om vinteren, når deres yndlingsfødevarer ikke findes, vil de bide i træbarken for at komme til det blødere væv nedenunder. Det er ikke fantastisk mad, men det er bedre end ingenting," sagde Vitek. "Vi tror, at denne type fodring er valgt til en bestemt kæbestruktur, der gør dem bedre til at slibe."
De mistede også deres gribehaler. Selvom nordamerikanske pindsvin stadig kan lide at klatre, er det ikke deres stærke side. Museumsprøver viser ofte tegn på helede knoglebrud, sandsynligvis forårsaget af fald fra træer.
Mange af disse træk kan observeres i fossiler. Problemet er, at der ikke er mange fossiler at gå rundt. Ifølge Vitek er de fleste enten individuelle tænder eller kæbefragmenter, og forskere klumper dem ofte sammen med sydamerikanske pindsvin. De, der anses for at tilhøre den nordamerikanske gruppe, mangler de kritiske egenskaber, der ville give palæontologer ledetråde til, hvordan de udviklede sig.
Så da Florida Museums palæontolog Art Poyer fandt et udsøgt bevaret pindsvinskelet i et kalkstensbrud i Florida, var de udmærket klar over dets betydning.
"Da de først bragte det ind, var jeg overrasket," sagde Bloch, seniorforfatter af undersøgelsen. "Det er så sjældent at få fossile skeletter som dette med ikke kun et kranium og kæber, men mange tilknyttede knogler fra resten af kroppen. Det giver mulighed for et meget mere komplet billede af, hvordan dette uddøde pattedyr ville have interageret med sit miljø. Med det samme bemærkede vi, at det var anderledes end moderne nordamerikanske pindsvin ved at have en specialiseret hale til at gribe grene."
Ved at sammenligne det fossile skelet med knogler fra moderne pindsvin var Bloch og Vitek sikre på, at de kunne bestemme dets identitet. Men mængden af arbejde, dette ville kræve, var mere end én person kunne udføre på egen hånd på kort tid. Så de var med til at skabe et palæontologisk college-kursus, hvor den eneste opgave for hele semesteret var at studere pindsvinsknogler.
"Det er den slags ting, der kun kunne undervises på et sted som Florida Museum, hvor du har både samlinger og nok studerende til at studere dem," sagde Vitek. "Vi fokuserede på detaljerne i kæben, lemmerne, fødderne og halen. Det krævede en meget detaljeret række af sammenligninger, som du måske ikke engang bemærkede ved første gang."
Resultaterne var overraskende. Fossilet manglede de forstærkede bark-gnavende kæber og havde en gribehale, hvilket fik det til at se nærmere ud til at være tættere beslægtet med sydamerikanske pindsvin. Men, sagde Vitek, andre egenskaber bar en stærkere lighed med nordamerikanske pindsvin, herunder formen af mellemøreknoglen samt formen på de nedre for- og bagtænder.
Med alle data kombineret gav analyser konsekvent det samme svar. Fossilerne tilhørte en uddød art af nordamerikansk pindsvin, hvilket betyder, at denne gruppe har en lang historie, der sandsynligvis begyndte før landtangen i Panama var dannet. Men der er stadig spørgsmål om, hvor mange arter der engang eksisterede i denne gruppe, eller hvorfor de uddøde.
"En ting, der ikke er løst af vores undersøgelse, er, om disse uddøde arter er direkte forfædre til det nordamerikanske pindsvin, der er i live i dag," sagde Vitek. "Det er også muligt, at pindsvin er kommet ind i tempererede områder to gange, én gang langs Gulf Coast og én gang ude mod vest. Vi er der ikke endnu."
Jennifer Hoeflich, Isaac Magallanes, Sean Moran, Rachel Narducci, Victor Perez, Jeanette Pirlo, Mitchell Riegler, Molly Selba, María Vallejo-Pareja, Michael Ziegler, Michael Granatosky og Richard Hulbert fra Florida Museum of Natural History er også forfattere på papiret .
Flere oplysninger: Natasha S. Vitek et al., Et uddødt nordamerikansk pindsvin med en sydamerikansk hale, Current Biology (2024). DOI:10.1016/j.cub.2024.04.069
Journaloplysninger: Nuværende biologi
Leveret af Florida Museum of Natural History
Varme artikler
-
Hvorfor ville omskæring reducere en menneskers risiko for at pådrage sig AIDS?Resultaterne af tre undersøgelser viser, at en uomskåret mand er dobbelt så tilbøjelig til at pådrage sig AIDS fra en inficeret kvinde som en omskåret. Tre separate undersøgelser designet til klinisk -
Mystisk ny DNA -struktur fundet i levende menneskelige cellerEt kunstners indtryk af i-motiv DNA-strukturen inde i celler, sammen med det antistofbaserede værktøj, der bruges til at detektere det. Chris Hammang For omkring 65 år siden, James D. Watson og Franc -
Syv nye edderkoppearter fra Brasilien opkaldt efter syv berømte fiktive edderkoppefigurerDen nye art Ochyrocera varierer forud for en flue. Kredit:Igor Cizauskas Flere litterære klassikere fra fantasy-genren foreviges yderligere og kædes sammen takket være et brasiliansk forskerhold -
Hvordan vil Jorden se ud om 50,000 år? Milankovitch cykler © 2010 HowStuffWorks.com At forudsige Jordens fremtid er lidt som at forudsige vejret:jo længere du ser fremad, jo mere din nøjagtighed lider. Baseret på denne log
- Forskning undersøger, hvordan insektudbrud påvirker skove og flagermus
- Svindlere skaber Netflix-lookalikes for at målrette mod folk, der bliver hjemme, undersøgelse find…
- Nikkel adskillelse, rumlig kationfordeling og tæt integrerede faser forekommer i uberørt batterima…
- Gennembrud i kolloide kvanteprikfilm fører til rekordeffektivitet for næste generations solceller
- Flyvetidens guldalder
- Første højpræcisionsmåling af massen af W boson ved LHC