Στην παλαιοντολογία, Δεν είναι πάντα οι πλήρεις σκελετοί που αλλάζουν την ιστορία της ζωής στη ΓηΜερικές φορές, μερικά θραύσματα οβίδων, που διασώζονται σχεδόν τυχαία κατά τη διάρκεια μιας πανεπιστημιακής εκστρατείας πεδίου, είναι αρκετά για να επιβάλουν μια αναθεώρηση ολόκληρων χρονολογιών και του τρόπου με τον οποίο μετακινούνταν τα ζώα μεταξύ των ηπείρων κατά την Εποχή των Δεινοσαύρων.
Αυτό έχει συμβεί με ένα Απολίθωμα χελώνας περίπου 89 εκατομμυρίων ετών που βρίσκεται στη νοτιοδυτική Μοντάναστις Ηνωμένες Πολιτείες. Το δείγμα, που αποδίδεται στο εξαφανισμένο γένος Βασιλεμύς και μελετήθηκε από μια ομάδα του Κρατικού Πανεπιστημίου της Μοντάνα (MSU), μεταθέτει την παλαιότερη γνωστή καταγραφή αυτής της ομάδας κατά περίπου πέντε εκατομμύρια χρόνια και την καθιστά βασικό κομμάτι στην κατανόηση του Μεταναστεύσεις πανίδας μεταξύ Ασίας και Βόρειας Αμερικής κατά την Κρητιδική περίοδο.
Μια ήσυχη ανακάλυψη που κίνησε το γεωλογικό ρολόι
Το απολίθωμα ανακτήθηκε το 2021, στην Εκπαίδευση ΣυνόρωνΜια παχιά σειρά ιζημάτων της Μέσης Κρητιδικής περιόδου αναδύεται στη νοτιοδυτική Μοντάνα, κοντά στην πόλη Λίμα. Με την πρώτη ματιά, το υλικό δεν φαινόταν ιδιαίτερα αξιοσημείωτο: Θραύσματα οστράκων και πλαστρών, χωρίς κρανίο ή άκρα, που αντιστοιχεί σε ένα νεαρό δείγμα μήκους περίπου ενός μέτρου.
Η ομάδα πεδίου καθοδηγούνταν από Τζακ Πραλ, τότε μεταπτυχιακός φοιτητής, συνοδευόμενος από τον μεταπτυχιακό Μπρένταν Κλαρκ και άλλα μέλη που συνδέονται με Μουσείο των Βραχωδών Ορέων και Τμήμα Γεωεπιστημών του MSUΟι μαθητές ονόμασαν το ζώο «Ντονατέλο», αναφερόμενος στον χαρακτήρα των Teenage Mutant Ninja Turtles, ένα νεύμα που συνυπάρχει με την τεράστια επιστημονική σημασία της ανακάλυψης.
Για δεκαετίες, οι Βορειοαμερικανοί παλαιοντολόγοι ήταν καλά εξοικειωμένοι με Βασιλεμύς: μια μεγάλη, εύρωστη, χερσαία χελώνα με παχύ κέλυφοςΕίναι πολύ συνηθισμένο στις αποθέσεις της Άνω Κρητιδικής περιόδου, ειδικά πριν από 84 έως 66 εκατομμύρια χρόνια. Ωστόσο, όλα τα αξιόπιστα αρχεία του γένους ταιριάζουν σε αυτό το χρονικό πλαίσιο, αφήνοντας ένα μεγάλο κενό στις γνώσεις μας σχετικά με την προέλευση και την άφιξή του στην ήπειρο.
Η έκπληξη ήρθε όταν η ομάδα γεωχρονολογίας, με επικεφαλής τον καθηγητή Ντέβον Όρμε και με τη συμμετοχή των μαθητών Ζακ ΧάνεμπαουμΑνέλυσε λεπτομερώς τα ιζήματα που περιβάλλουν το απολίθωμα. Χρησιμοποιώντας χρονολόγηση ουρανίου-μολύβδου σε ζιρκόνια απολιθωμάτων, Ήταν σε θέση να προσδιορίσουν την ηλικία του στρώματος που φέρει απολιθώματα σε περίπου 89 εκατομμύρια χρόνια.Αυτό το γεγονός έκανε τον Ντονατέλο τον αντίγραφο του Βασιλεμύς παλαιότερο άμεσα χρονολογημένο και απώθησε την επιβεβαιωμένη προέλευση του είδους στη Βόρεια Αμερική.
Όπως εξήγησε ο ίδιος ο Prall, όταν έφτασαν τα εργαστηριακά αποτελέσματα, η ατμόσφαιρα στην ομάδα άλλαξε δραματικά: Τα στοιχεία επιβεβαίωσαν ότι η χελώνα έζησε κατά τη Μέση Κρητιδική περίοδο.Όχι στο τελικό στάδιο της περιόδου όπως πιστευόταν προηγουμένως. Από ένα φαινομενικά μέτριο απολίθωμα, ξαφνικά έγινε ένα βασικό κομμάτι για τη βελτίωση του χρονοδιαγράμματος των μεταναστεύσεων των ζώων.
Μια ασιατική χελώνα που πέρασε στην Αμερική νωρίτερα από το χρονοδιάγραμμα
Το ενδιαφέρον της ανακάλυψης υπερβαίνει κατά πολύ την προσθήκη ενός απολιθώματος στη συλλογή. Βασιλεμύς Είναι μέρος μιας εξαφανισμένης οικογένειας Νανσιουνγκτσελίδες, μια ομάδα χελωνών από σαφώς ασιατικής καταγωγήςΌλοι οι γνωστοί συγγενείς της έχουν εντοπιστεί Ευρασία, ενώ αυτό το είδος είναι ο μόνος εκπρόσωπος της οικογένειας που υπάρχει στο Βόρεια και Κεντρική Αμερική.
Αυτή η εξαιρετικά ανισόρροπη κατανομή καθιστά Η Βασιλεμύς είναι ένας προνομιούχος δείκτης ανταλλαγών πανίδας μεταξύ Ασίας και Βόρειας Αμερικής.Μέχρι τώρα, με αξιόπιστα αρχεία που χρονολογούνται μόνο 84 εκατομμύρια χρόνια πριν, οι υποθέσεις σχετικά με το πότε συνέβη η διηπειρωτική διάσχιση ήταν πολύ γενικές. Το νέο απολίθωμα επιβάλλει έναν επαναπροσδιορισμό αυτών των εκτιμήσεων.
Σε ηλικία περίπου 89,9 εκατομμύρια χρόνια Με βάση τα ευρήματα που διαπιστώθηκαν για το επίπεδο Σχηματισμού Συνόρων, οι ερευνητές καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι η άφιξη των προγόνων Βασιλεμύς Η Αμερική πρέπει να σχηματίστηκε πριν από 90 εκατομμύρια χρόνιαΤο πιο πιθανό σενάριο υποδεικνύει την παραδοσιακή γέφυρα του Βεριγγία, η λωρίδα γης που συνέδεε τη Σιβηρία και την Αλάσκα όταν η στάθμη της θάλασσας ήταν χαμηλότερη, ως πέρασμα για αυτές τις χελώνες.
Τα παλαιοκλιματικά μοντέλα που αναφέρονται στη μελέτη δείχνουν ότι, κατά τη διάρκεια του θερμικού μέγιστου της Κενομανίας-Τουρονίας, Οι μέσες θερμοκρασίες στα πολικά γεωγραφικά πλάτη θα μπορούσαν να είναι περίπου 13 °CΣε έναν κόσμο με ζεστό κλίμα και χωρίς μόνιμους πάγους, Εξωθερμικά ζώα όπως οι χελώνες θα μπορούσαν να έχουν μετακινηθεί σε μεγάλα γεωγραφικά πλάτη πολύ πιο εύκολα από ό,τι σήμερα, ένα φαινόμενο που συνδέεται με το κλιματική αλλαγή και θαλάσσιες χελώνες σύγχρονη
Σε αυτό το πλαίσιο, το δείγμα της Μοντάνα υποδηλώνει ότι Βασιλεμύς Όχι μόνο έφτασε στην αμερικανική ήπειρο, αλλά αποίκισε γρήγορα και τη δυτική Βόρεια Αμερική.Εγκαταστάθηκαν σε περιοχές που, εκείνη την εποχή, βρίσκονταν νότια της σημερινής Αλάσκας και του Καναδά. Η παρουσία τους σε σχετικά χαμηλό γεωγραφικό πλάτος υποδηλώνει ότι αυτά τα ερπετά εκμεταλλεύτηκαν γρήγορα τις νέες οικολογικές ευκαιρίες που προσέφερε ένας πλανήτης που θερμαινόταν ταχέως.
Ζώντας σε έναν πλανήτη χωρίς πάγους και με πολικό σκοτάδι
Αν και η Κρητιδική περίοδος ήταν αξιοσημείωτα ζεστή, το εύρημα εγείρει ένα άβολο ερώτημα: Πώς μπόρεσαν αυτές οι χελώνες να επιβιώσουν από τις ιδιαιτερότητες των πολικών περιοχών;με μεγάλους μήνες σκότους και εποχιακές αλλαγές θερμοκρασίας, ακόμη και χωρίς μόνιμα στρώματα πάγου;
Η μελέτη προτείνει αρκετές δυνατότητες βασισμένες σε συγκρίσεις με τις τρέχουσες χελώνες και στη μορφολογία των ΒασιλεμύςΌλα δείχνουν ένα ζώο έντονα χερσαία, με παχύ και περίτεχνο κέλυφοςΟ τρόπος ζωής του ήταν περισσότερο παρόμοιος με αυτόν των σύγχρονων εύκρατων χελωνών παρά με αυτόν των υδρόβιων ειδών. Αυτή η ανατομία υποδηλώνει ότι μπορούσε να χρησιμοποιήσει στρατηγικές για προστασία από το κρύο και την εποχικότητα.
Μεταξύ των πιο πιθανών υποθέσεων είναι η ιδέα ότι αυτές οι χελώνες ήταν τουλάχιστον εν μέρει φωλιασμένο, ικανό να σκάβει λαγούμια να βρουν καταφύγιο κατά τους χειρότερους μήνες. Υποστηρίζεται επίσης ότι θα μπορούσαν να εισέλθουν εποχιακές καταστάσεις λήθαργου παρόμοιες με την βρουμάτωση κάτι που πολλά είδη χερσαίων χελωνών εφαρμόζουν σήμερα όταν πέφτουν οι θερμοκρασίες.
Το οικολογικό περιβάλλον στο οποίο έζησε ο Ντονατέλο ενισχύει αυτές τις ερμηνείες. Εκείνη την εποχή, Μεγάλο μέρος του εσωτερικού της Βόρειας Αμερικής καταλαμβανόταν από μια απέραντη εσωτερική θάλασσα που χώριζε την ήπειρο σε δύο χερσαίες εκτάσεις. Βασιλεμύς θα κατοικούσε στη δυτική ακτή αυτής της θάλασσας, ζεστά και υγρά περιβάλλοντα, με πλούσια βλάστηση, συνυπάρχοντας με πρωτόγονους κροκόδειλους, μικρούς φυτοφάγους και σαρκοφάγους δεινόσαυρους, καθώς και άλλα χερσαία σπονδυλωτά.
Σε κοντινούς σχηματισμούς, όπως το Σχηματισμός Μαυροφυλλώματος, έχουν περιγραφεί θάβοντας δεινόσαυρους σαν Oryctodromeus cubicularis, βρέθηκαν μαζί με τα μικρά τους σε απολιθωμένα λαγούμια. Βρέθηκαν επίσης χερσαίοι κροκόδειλοι από περίπου 95 εκατομμύρια χρόνια πρινμε ανατομικά χαρακτηριστικά παρόμοια με είδη της Κρητιδικής περιόδου από την Αφρική και τη Νότια Αμερική, γεγονός που υποδηλώνει παράλληλες εξελικτικές διαδικασίες σε διαφορετικές ηπείρους. Όλα αυτά υποδηλώνουν ότι Το σκάψιμο και η αναζήτηση καταφυγίου υπόγεια ήταν μια ευρέως διαδεδομένη στρατηγική σε αυτά τα οικοσυστήματα.
Ένα αποσπασματικό απολίθωμα με παγκόσμιες επιπτώσεις
Από καθαρά ανατομική άποψη, το δείγμα από τον Σχηματισμό Frontier είναι πολύ ελλιπής για να περιγράψει ένα νέο είδοςΤο κρανίο λείπει, πολλές πλάκες κελύφους είναι κατεστραμμένες και οι λεπτομερείς διαγνωστικές πληροφορίες είναι περιορισμένες. Παρόλα αυτά, αυτό δεν έχει μειώσει καθόλου την απήχηση του Ντονατέλο στην επιστημονική κοινότητα.
Η αξία του έγκειται στο ακρίβεια του γεωλογικού και γεωχρονολογικού πλαισίουΗ δυνατότητα συσχέτισης ενός απολιθώματος με τέτοια βεβαιότητα με το διάστημα των 89 εκατομμυρίων ετών σε μια περιοχή που είναι κλειδί για τη βορειοαμερικανική παλαιοντολογία καθιστά αυτό το δείγμα ένα ουσιαστικό σημείο αναφοράς για μελλοντικές συγκρίσεις. Δεν είναι το τυπικό εντυπωσιακό μουσειακό έκθεμα, αλλά είναι ένα απολίθωμα που βοηθά στη ρύθμιση των ρολογιών. ήδη βαθμονομεί υποθέσεις σχετικά με τις μεταναστεύσεις και τις περιβαλλοντικές αλλαγές.
Το έργο, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Ιστορική ΒιολογίαΕπιμένει επίσης στην σημασία της συνέχισης της εξερεύνησης σχηματισμών που μέχρι τώρα είχαν περάσει κάπως απαρατήρητοιΟ σχηματισμός Frontier και οι γείτονές του ήταν γνωστοί κυρίως για ορισμένους ιχνίτες και μεμονωμένα ευρήματα, αλλά η περίπτωση του Donatello δείχνει ότι εξακολουθούν να κατέχουν κρίσιμες πληροφορίες για τη Μέση Κρητιδική περίοδο.
Για ερευνητές όπως οι Prall και Clark, αυτά τα αποτελέσματα εντάσσονται σε μια πολύ πρόσφατη συζήτηση: Πώς αντιδρούν τα ζώα στα γρήγορα επεισόδια υπερθέρμανσης του πλανήτη;Η Κρητιδική περίοδος, υπό αυτή την έννοια, λειτούργησε ως φυσικό εργαστήριο ακραίων κλιματικών συνθηκών και οι επεκτάσεις της εξάπλωσης των χελωνών, όπως π.χ. Βασιλεμύς Προσφέρουν ένα συγκεκριμένο παράδειγμα του πώς τα σπονδυλωτά τροποποίησαν τις κατανομές τους ως απόκριση στις αυξανόμενες θερμοκρασίες.
Η σύγκριση του τι συνέβη πριν από σχεδόν 90 εκατομμύρια χρόνια με τις αλλαγές που αντιμετωπίζουν οι χελώνες και άλλα χερσαία ερπετά σήμερα μπορεί να προσφέρει... χρήσιμες ενδείξεις για την ερμηνεία των αντιδράσεων της σύγχρονης άγριας ζωής σε έναν πλανήτη που θερμαίνεταικαι να καθοδηγήσει τις προσπάθειες για προστασία θαλάσσιων χελωνώνΑν και οι συνθήκες δεν είναι ίδιες, η παλαιοντολογία παρέχει μια ουσιαστική μακροπρόθεσμη προοπτική για την αξιολόγηση των τρεχουσών τάσεων.
Η Μοντάνα ως παράθυρο στην εποχή των δεινοσαύρων
Η ανακάλυψη του Ντονατέλο προσθέτει σε ένα μακρά παράδοση επιτόπιων αποστολών και σημαντικά ευρήματα στη νοτιοδυτική Μοντάνατα οποία έχουν καθιερώσει την περιοχή ως ένα από τα σπουδαία υπαίθρια εργαστήρια για τη μελέτη απολιθωμένων σπονδυλωτών από την Κρητιδική περίοδο.
Το 2004, στον κοντινό σχηματισμό Blackleaf, τα ερείπια του ένας ενήλικας και δύο ανήλικοι Oryctodromeus cubicularis, ένας μικρός φυτοφάγος δεινόσαυρος που παρείχε την πρώτη σαφή απόδειξη ζωή σε λαγούμια και γονική φροντίδα μέσα σε αυτάΧρόνια αργότερα, μια άλλη εκστρατεία περιέγραψε ένα μικρό χερσαίο κροκόδειλο ηλικίας περίπου 95 εκατομμυρίων ετών, με συγκλίνοντα χαρακτηριστικά με κροκόδειλους της Κρητιδικής περιόδου από την Αφρική και τη Νότια Αμερική.
Το άθροισμα αυτών των ευρημάτων επέτρεψε μια πιο λεπτομερή αναπαράσταση του πώς διαμόρφωσαν τα οικοσυστήματα της Βόρειας Αμερικής κατά τη μέση Κρητιδική περίοδοπολύ πριν από την περίφημη τελική ευθεία που κυριαρχείται από τον Τυραννόσαυρο και την παρέα του. Σε αυτό το μωσαϊκό δεδομένων, ο Ντονατέλο κατέχει πλέον εξέχουσα θέση συνεισφέροντας άμεσες πληροφορίες σχετικά με την πρώιμη εξάπλωση μεγάλων χερσαίων χελωνών στο δυτικό άκρο της εσωτερικής θάλασσας.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η ζωή αυτής της χελώνας δεν θα ήταν πολύ διαφορετική από αυτή της χελώνες των σημερινών εύκρατων κλιμάτωνΉταν σχετικά αργοί στην κίνησή τους, πιθανώς τρεφόμενοι με βλάστηση και φρούτα χαμηλού υψομέτρου, και χρησιμοποιώντας το παράκτιο περιβάλλον της εσωτερικής θάλασσας ως κύριο βιότοπό τους. Οι εποχιακές αλλαγές και οι διακυμάνσεις της στάθμης της θάλασσας θα υπαγόρευαν τον ρυθμό της καθημερινής τους ζωής.
Παρά τους περιορισμούς του αρχείου των απολιθωμάτων —αποσπασματικού εξ ορισμού— οι συνεχιζόμενες εκστρατείες στη Μοντάνα και ο συνδυασμός επιτόπια έρευνα, ιζηματολογική ανάλυση και προηγμένες τεχνικές χρονολόγησης Έχουν μετατρέψει το κράτος σε διεθνές σημείο αναφοράς. Για την Ευρώπη και την Ισπανία, όπου η παλαιοντολογία διαθέτει επίσης σημαντικές κρητιδικές τοποθεσίες, αυτές οι μελέτες στη Βόρεια Αμερική χρησιμεύουν ως... συγκριτικό πλαίσιο για την ερμηνεία των μεταναστεύσεων και των αλλαγών στην πανίδα σε παγκόσμια κλίμακα.
Η ιστορία του Ντονατέλο δείχνει πώς μια χούφτα θραύσματα κελυφών, σωστά τοποθετημένα στο πλαίσιο, μπορούν να τροποποιήσουν τη χρονολογία μιας ολόκληρης γενεαλογίας και να διευκρινίσουν πότε και πώς οι ήπειροι συνδέθηκαν κατά την Εποχή των ΔεινοσαύρωνΑπό μια σκονισμένη πλαγιά λόφου στη Μοντάνα μέχρι τις σελίδες ενός διεθνούς επιστημονικού περιοδικού, το απολίθωμα αυτής της χελώνας 89 εκατομμυρίων ετών έχει γίνει μια υπενθύμιση ότι κάθε νέα ανακάλυψη, όσο μέτρια κι αν φαίνεται, μπορεί να μας αναγκάσει να προσαρμόσουμε την άποψή μας για το βαθύ παρελθόν του πλανήτη.
