Ichthyosaurs er et klassisk tilfelle av konvergent evolusjon. Fra kroppsformene til deres fiskesnakkende livsstil, de var banebrytende en livsstil i sjøene som mye senere vil bli gjengitt av delfiner. Og nå har en grundig undersøkelse av en eksepsjonell ichthyosaur-fossil lagt til nye poeng med likhet mellom fortidens marine reptiler og hvaler i vårt moderne hav, inkludert et fet, isolerende lag med vev kalt spekk.
Publisert i Nature i dag, fokuserer den nye studien av North Carolina State University biolog Mary Schweitzer og kolleger på en spesiell fossil kjent for eksperter som MH 432. Det er et eksepsjonelt eksemplar av en ichthyosaur kalt Stenopterygius funnet i de omtrent 178 millioner år gamle lagene av Holzmaden, Tyskland.
"Når jeg ser etter et eksemplar for å studere, er et av de første kriteriene mine at det viser et tegn på uvanlig bevaring, " sier Schweitzer. I tilfelle av MH 432 kom den uvanlige bevaring i form av rester av bløtvev som omgir beinene. Dette fossiliserte vevet reiste spørsmålet om hvor mange fine detaljer prøven kan bevare, helt ned til molekylært nivå. "Dette er sannsynligvis den mest dyptgående og varierende, tverrfaglige, kjemiske og molekylære analysen som er utført på et hvilket som helst fossilprøve som jeg er klar over, " sier Schweitzer.
Fotografisk (øverst) og skjematisk (bunn) fremstilling av et cirka 180 millioner år gammelt ichthyosaur-fossil. (Johan Lindgren) Det forskerteamet fant kom overraskende. Molekylær analyse av fossiler fra marine miljøer tidligere hadde ikke gitt noen lovende resultater, sier Schweitzer. Men i dette tilfellet fant paleontologene et vell av informasjon, fra tegn på ichthyosaurens skyggelegging til bevis på at disse marine reptilene var aktive, varmblodige svømmere.
Analysen vurderte Stenopterygius fra innsiden og ut. "Muligheten for å rekonstruere fargemønstre i utdødde organismer er en av de mest spennende utviklingen innen paleontologi, " sier paleontolog Neil Kelley fra Vanderbilt University. "Så vidt jeg vet, er dette det første rapporterte beviset for motskygging i ichthyosaurs." Takket være tilstedeværelsen av pigmentbærende celler kalt kromatoforer, fant forskerteamet at denne Stenopterygius sannsynligvis hadde mørk skygge ovenfor og lys skygge nedenfor for å hjelpe til med å blande seg inn med dets havmiljø.
Arbeider gjennom de bevarte myke vevslagene i fossilet, fant Schweitzer og kollegene også bevis på et fettlag under denne huden. Mange sjøpattedyr, lærskilpadder og pingviner har lignende forekomster, sier Kelley, og spekk er bundet til forhøyet stoffskifte og kroppstemperatur for å holde dyret varmere enn omgivelsene. Dette funnsporet med tidligere forskning som antydet en annen art av marin reptil internt regulerte kroppstemperaturen, og det er i samsvar med ideen om at "noen ichthyosaurs var sannsynligvis dypt dykkere og ville ha trengt å spare energi og høye temperaturer for å utføre i kaldt, mørkt vann, sier Kelley.
Sammenligninger mellom kunstig modnet moderne marsvinintegument og fossil ichthyosaur spekk. (Johan Lindgren og Martin Jarenmark) Beviset på at Stenopterygius hadde spekk er en ytterligere bekreftelse på at ichthyosaurs opprettholdt høye kroppstemperaturer og var ekstremt aktive. "Spekk er dyrt, " sier Schweitzer. "De eneste dyrene som produserer den bruker den for å holde kroppsvarmen over miljønivået, og de eneste dyrene som trenger å gjøre det, er de som genererer varme i utgangspunktet." Denne indre kroppsvarme er et ytterligere poeng med likhet mellom ichthyosaurs og dagens delfiner, hvaler og marsvin. De gamle marine krypdyrene og moderne sjøpattedyr ser ikke bare ut som hverandre, men de utviklet uavhengig likheter som gikk mer enn huden dypt.
"Oppdagelsen av ichthyosaurs med konturer av mykt vev revolusjonerte virkelig vår forståelse av dem som dyr helt tilbake på 1800-tallet, " sier Kelley. "Så det er veldig spennende og betimelig å se dem bruke et så stort utvalg av nyskapende verktøy for å bokstavelig talt kødde ut disse utdødde dyrene." Denne studien er det nærmeste blikket på ichthyosaur-anatomi og biologi som ennå er satt sammen.
Imidlertid strekker konsekvensene av disse funnene utover ichthyosaurs. Mens paleontologer pleide å spørre om fossil konservering kunne gå ned til molekylært nivå, bruker eksperter nå en rekke teknikker for å identifisere og analysere disse mikroskopiske ledetrådene. "Jeg tror det viser hva vi kan vite fra eldgamle fossiler, " sier Schweitzer. Og "at det er mye mer enn vi tidligere trodde."
