Ny upptäckt sprider nytt ljus över tidigaste fyrfotadjuren

24 oktober 2019

Konstnärlig tolkning av hur det kan ha sett ut i Sosnogorsklagunen för 372 miljoner år sedan. Konstnär: Mikhail Shekhanov för Ukhta Museum of Local History.

Mycket välbevarade fossil från Ryssland kastar ett nytt, och lite förvånande, ljus över de allra tidigaste fyrfotadjuren, tetrapoderna. Tetrapoder var den grupp djur som tog det evolutionära klivet från vatten till land och på detta sätt blev förfäder, inte bara till amfibier, reptiler, fåglar och däggdjur, utan också till oss människor. Upptäckten av den nya arten, Parmastega, presenteras av Uppsalaforskare i tidskriften Nature.

De första tetrapoderna utvecklades från fiskar under tidsperioden devon som tog slut för ungefär 360 miljoner år sedan. Under många decennier baserades vår idé om vad devontida tetrapoder var för något på bara ett par olika släkten, huvudsakligen de "fyrbetna fiskarna" Ichthyostega och Acanthostega som är kända från nästan kompletta skelett. De flesta andra tetrapoder från devon är kända från bara några få bitar av käkar eller skelettdelar: tillräckligt för att veta att de existerade men inte mycket mer. Ichthyostega och Acanthostega levde dessutom precis i slutet av devon. En del av fragmenten som hittats kom från tetrapoder som levde mycket tidigare, för ungefär 373 miljoner år sedan, och de äldsta fossila tetrapodfotspåren är hela 390 miljoner år gamla. Tetrapoderna under devon har alltså haft en tidig historia som vi hittills vetat väldigt lite om. Detta är frustrerande eftersom det handlar om ett av de viktigaste skeendena i ryggradsdjurens historia.

Perfekt bevarade ben

Den nya ryska tetrapoden Parmastega aelidae ändrar på detta. Med en ålder på 372 miljoner år är dess fossil bara marginellt yngre än de äldsta upphittade fragmenten av tetrapodben. Parmastega hittades i Sosnogorsk-formationen, en kalksten som formades i en tropisk kustlagun men som nu ligger exponerad längs floden Izhmas bankar. Fyndplatsen ligger nära staden Ukhta i republiken Komi i europeiska Ryssland. Utgrävningen genomfördes med hjälp av ett anslag från National Geographic Society.

Och den här gången rör det sig inte om enstaka benfragment. När forskarna löste upp kalkstenen med hjälp av ättiksyra kunde de konstatera att de funnit perfekt bevarade ben från huvudet och skuldrorna, mer än hundra stycken så här långt. Dessa kan sättas samman till en tredimensionell rekonstruktion av djuret, den med råge äldsta för någon tetrapod. Forskarna har hittat både små och större individer, den största med ett huvudmått på ungefär 27 cm. Fiskliknande karaktärsdrag hos en del av benen indikerar att detta inte bara är den tidigaste utan också den mest primitiva av alla välbevarade tetrapoder från devon som hittats hittills.

Höll till vid vattenytan för att hålla koll

Det är en underlig varelse som framträder. Liksom andra tetrapoder från devon har Parmastega en något krokodilliknande form, men ögonen reser sig över hjässan och näspartiets och underkäkens kurva skapar ett ”flin” som avslöjar de formidabla tänderna. Sidolinjekanalerna, känselorgan som detekterar vibrationer i vattnet och som Parmastega ärvt från sina fiskförfäder, utgör en ledtråd till djurets livsstil. Dessa kanaler är välutvecklade i det nedre käkpartiet, i nosen och på ansiktets sidor, men uppe på huvudet bakom öronen saknas de. Det här betyder förmodligen att Parmastega spenderade mycket tid precis vid vattenytan, med ögonen uppe över ytan. Krokodiler gör detta idag eftersom de vill hålla koll efter landlevande djur som de kanske vill fånga. 

Vi vet inte så mycket om landområdet som omgav Parmastegas lagun men där kan ha funnits stora artropoder så som tusenfotingar eller havsskorpioner att fånga vid vattenbrynet. Den slanka, elastiska underkäken med nålliknande tänder ser ut att vara väl anpassad för att ”skopa upp” byten från marken, medan överkäkens robusta tänder kanske borrades in i bytet med hjälp av Parmastegas kroppsvikt.

Lämnade nog aldrig vattnet

Det fossila materialet bjuder dock på ytterligare en överraskning. Skuldergördeln bestod delvis av brosk som är mjukare än ben, och ryggraden och extremiteterna kan ha bestått helt av brosk eftersom dessa inte har bevarats. Detta talar starkt för att Parmastega, med sitt krokodillika huvud och uppstickande ögon aldrig riktigt lämnade vattnet, eftersom ett broskskelett är alldeles för svagt för at bära upp kroppen på land. Smög den sig på byten vid vattenbrynet för att sedan häva sig upp på stranden, fånga bytet mellan sina käkar och sedan glida tillbaka ner i vattnet igen? Vi vet inte. Tetrapodernas utveckling verkar knappast bestå av en progressiv kavalkad av allt mer landanpassade djur. Dess släktträd framstår snarare som en ganska trasslig buske av ekologisk experimentering.

Publikation

Morphology of the earliest reconstructable tetrapod Parmastega aelidae (2019) Nature, DOI: 10.1038/s41586-019-1636-y