Η ανακάλυψη ενός νέου προϊστορικού πλάσματος ίσως «ξεκλείδωσε» την πύλη προς την κατανόηση της φυτοφαγίας

Ένα κοντόχοντρο πλάσμα που περιπλανιόταν στη Γη πριν από 307 εκατομμύρια χρόνια βοηθά τους επιστήμονες να κατανοήσουν πώς εμφανίστηκαν για πρώτη φορά τα φυτοφάγα ζώα στη στεριά.

Το πρόσφατα ανακαλυφθέν είδος είναι ένα από τα αρχαιότερα γνωστά τετράποδα που παρουσιάζουν ενδείξεις φυτικής διατροφής.

Η ανακάλυψη, που παρουσιάστηκε σε μελέτη η οποία δημοσιεύτηκε την Τρίτη (10/2), επικεντρώνεται σε ένα κρανίο που βρέθηκε μέσα σε απολιθωμένο κορμό δέντρου κατά μήκος των βράχων του νησιού Cape Breton Island στη Nova Scotia. Το όνομα του είδους, Tyrannoroter heberti, αποτελεί αναφορά στον άνθρωπο που ανακάλυψε το απολίθωμα, τον Μπράιαν Χέμπερτ, έναν ντόπιο λάτρη της παλαιοντολογίας.

«Μεταφράζεται ως “ο τυραννικός σκαπανέας του Χέμπερτ”», δήλωσε ο συν-επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, δρ Άρτζαν Μαν. Το όνομα συνδυάζει τις ελληνικές λέξεις για τον «τύραννο» και τον «οργωτή», καθώς το ρύγχος του πιθανότατα χρησιμοποιούνταν για σκάψιμο.

Όπως αναφέρει και το CNN, το εύρημα αποκαλύπτει ότι τα αρχαιότερα τετράποδα της ξηράς πιθανότατα άρχισαν να τρέφονται με βλάστηση γύρω στα μέσα της Λιθανθρακοφόρου Περιόδου, μεταθέτοντας νωρίτερα το χρονοδιάγραμμα εμφάνισης των φυτοφάγων σπονδυλωτών. «Αυτό συνέβη σχετικά σύντομα αφού τα τετράποδα πέρασαν πλήρως στη ζωή στη στεριά», είπε ο Μαν.

Το σώμα ενός πρώιμου φυτοφάγου

Χρησιμοποιώντας τρισδιάστατη σάρωση και εκτύπωση, η ομάδα μπόρεσε να μελετήσει το απολίθωμα με εντυπωσιακή λεπτομέρεια. «Είναι ένας τρόπος ψηφιακής προετοιμασίας που μας επιτρέπει να οπτικοποιήσουμε το κρανίο και να δημιουργήσουμε τρισδιάστατα αντίγραφα για τις συλλογές του μουσείου μας, για εκπαιδευτικούς σκοπούς και για μεταφορά σε όλο τον κόσμο χωρίς να διακινδυνεύσουμε το ίδιο το απολίθωμα», εξήγησε ο Μαν, επιμελητής πρώιμων τετραπόδων στο Field Museum of Natural History στο Σικάγο.

Μετά τη μελέτη του απολιθώματος και τη σύγκρισή του με σκελετούς συγγενικών ειδών, οι ερευνητές κατέληξαν ότι το Tyrannoroter heberti ήταν «ένα σχετικά μεγαλούτσικο, κοντόχοντρο, χαριτωμένο, σε μέγεθος μπάλας ράγκμπι, ερπετοειδές πλάσμα», παρόμοιο με το shingleback skink, ένα είδος σαύρας, σύμφωνα με τον Μαν. Εκείνο όμως που το ξεχώριζε ήταν τα δόντια και το κρανίο του.

Το ζώο είχε ένα πλατύ, καρδιόσχημο κρανίο και μεγάλα δόντια τοποθετημένα σε σειρές στην οροφή του στόματος και στην κάτω γνάθο. Αυτά τα δόντια εφάρμοζαν μεταξύ τους σαν κομμάτια παζλ, επιτρέποντας στο ζώο να αλέθει σκληρά, ινώδη φυτά. «Αυτή η τεράστια επιφάνεια στον ουρανίσκο, καλυμμένη με μεγάλα και ανθεκτικά δόντια, είναι πιθανότατα μια βασική προσαρμογή στη φυτοφαγία», εξήγησε ο Μαν. Για να επιβεβαιώσει τη φυτική διατροφή του, η ερευνητική ομάδα βασίστηκε σε αξονικές τομογραφίες και ηλεκτρονικά μικροσκόπια, ώστε να εντοπίσει επιφάνειες φθοράς — περιοχές όπου τα δόντια τρίβονταν μεταξύ τους. «Άλλα ζώα με παρόμοιες επιφάνειες φθοράς είναι φυτοφάγα σε μεταγενέστερες περιόδους», σημείωσε ο Μαν.

Η νέα έρευνα δείχνει ότι η φυτοφαγία εξελίχθηκε νωρίτερα και σε περισσότερες ομάδες ζώων από ό,τι πιστευόταν μέχρι σήμερα, δήλωσε ο Μάικλ Κόουτς, καθηγητής βιολογίας οργανισμών και ανατομίας στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη. Τα ευρήματα ρίχνουν φως στο πώς αναπτύχθηκαν τα πρώιμα χερσαία οικοσυστήματα. Σύμφωνα με τον Κόουτς, οι σειρές δοντιών του Tyrannoroter ήταν κατάλοιπο χαρακτηριστικό από τους υδρόβιους προγόνους του.

Οι συγγραφείς της μελέτης υπέθεσαν ότι αυτό το πρώιμο χερσαίο ζώο αρχικά τρεφόταν με έντομα, αλλά με την πάροδο των γενεών εξελίχθηκε σε φυτοφάγο. Ο Κόουτς συμφώνησε, προσθέτοντας ότι η κατανάλωση βλάστησης συντόμευσε την «τροφική αλυσίδα» του Tyrannoroter, παρακάμπτοντας τα έντομα ως «μεσάζοντες». Αυτή η διατροφική αλλαγή θα απαιτούσε περισσότερα από εξειδικευμένα δόντια. Για να χωνέψει ινώδη φυτά, το Tyrannoroter και άλλα πρώιμα φυτοφάγα πιθανότατα ανέπτυξαν μεγαλύτερα, βαρελοειδή σώματα ώστε να χωρούν μεγαλύτερα έντερα. Αυτά τα διευρυμένα πεπτικά συστήματα θα υποστήριζαν ισχυρές κοινότητες μικροοργανισμών που βοηθούν στη διάσπαση της φυτικής ύλης.

Πρώιμη εμφάνιση των φυτοφάγων

Η ευρύτερη σημασία του ευρήματος, όπως εξήγησε ο Μαν, είναι ότι υποδηλώνει πως τα τετράποδα σπονδυλωτά εξελίχθηκαν γρήγορα σε φυτοφάγα αφού εγκαταστάθηκαν μόνιμα στη στεριά — νωρίτερα απ’ ό,τι πίστευαν οι επιστήμονες. «Τα σύγχρονα χερσαία οικοσυστήματα κυριαρχούνται από φυτοφάγες κοινότητες», είπε. «Αυτό το ζώο δείχνει ότι σχεδόν μόλις τα ζώα έγιναν πλήρως χερσαία, άρχισαν να πειραματίζονται με τη φυτοφαγία, ανοίγοντας ενδεχομένως τον δρόμο για τη μεγάλης κλίμακας, εκτεταμένη φυτοφαγία που βλέπουμε αργότερα».

Τα ευρήματα υποδηλώνουν επίσης ότι η φυτοφαγία εξελίχθηκε ανεξάρτητα σε διάφορες ομάδες πρώιμων χερσαίων σπονδυλωτών και όχι μόνο στους προγόνους των σύγχρονων ερπετών. Η κλιματική αλλαγή ενδέχεται επίσης να διαμόρφωσε τα αρχαία οικοσυστήματα, σημείωσε ο Μαν. Καθώς το κλίμα μεταβαλλόταν από υγρά, μαγκρόβια δάση σε πιο άνυδρα περιβάλλοντα, πολλά πρώιμα φυτοφάγα δυσκολεύτηκαν να προσαρμοστούν και τελικά εξαφανίστηκαν. Με την εξαφάνιση της χλωρίδας που χρειάζονταν για να επιβιώσουν, τα ζώα αυτά έγιναν μια «καταδικασμένη ομάδα», όπως είπε ο Μαν. Αυτό ίσως οδήγησε και στη δική τους εξαφάνιση.

Πολλά μυστήρια παραμένουν σχετικά με τα πρώιμα φυτοφάγα και τη θέση τους στο εξελικτικό δέντρο. «Νομίζω ότι αυτή η μελέτη απλώς αγγίζει την επιφάνεια και μας δίνει την αφετηρία για να αρχίσουμε να μελετούμε τα τετράποδα με μια νέα οπτική», είπε ο Μαν. «Η πλειονότητα των ερωτημάτων σχετικά με την εξέλιξη των πρώιμων τετραπόδων και των σπονδυλωτών βρίσκεται μπροστά μας, όχι πίσω μας. Νέα απολιθώματα αλλάζουν συνεχώς την ιστορία — και αυτή είναι μια περίπτωση όπου ένα νέο απολίθωμα ήρθε στο φως και άλλαξε πλήρως την αντίληψή μας για την εξέλιξη της ζωής στη στεριά», συμπλήρωσε.