Около 56 миллионов лет назад на Земле, настолько теплой, что пальмы украшали Полярный круг, примат размером с мышь, известный как Тейлхардина, впервые обвил пальцами ветку.
Самый ранний из известных предков современных приматов, близкие родственники Тейлхардина в конечном итоге дали начало современным обезьянам, человекообразным обезьянам и людям. Но одна из постоянных загадок, связанных с этим нашим дальним родственником, заключается в том, откуда он взялся.
Вид Teilhardina (ty-hahr-DEE'-nuh) быстро распространился по лесам Азии, Европы и Северной Америки, не имеющим себе равных среди всех других приматов, кроме человека. Но с чего началось его путешествие?
Новое исследование показывает, что Teilhardina brandti, вид, обитающий в Вайоминге, настолько же стар или даже старше, чем его азиатские и европейские родственники, опровергая преобладающую гипотезу о том, что Teilhardina впервые появился в Китае.
Происхождение Тейлхардина, однако, остается загадкой.
«Научный вывод таков: мы просто не знаем», - сказал Пол Морс, ведущий автор исследования и недавний выпускник докторантуры Университета Флориды. «Хотя найденные нами окаменелости потенциально опровергают прошлые гипотезы о том, откуда взялась Тейярдина и куда она мигрировала, они определенно не предлагают более четкого сценария».
Ясно, сказал Морс, что T. brandti обладал широким разнообразием признаков, некоторые из которых столь же примитивны, как и те, что обнаружены у Teilhardina asiatica, его азиатского родственника, который ранее считался старейшим видом на Земле. род.
Чтобы сделать это определение, Морс изучил 163 зуба и челюсти в наиболее полном анализе T. brandti на сегодняшний день.
Зубы содержат кладезь информации и часто сохраняются лучше, чем кость, благодаря прочной эмали. Они могут дать подсказки об эволюционном прошлом животного, его размере, питании и возрасте как индивидуально, так и в геологическом времени.
Зубы приматов имеют особенно отчетливую структуру, которая сразу же распознается опытным глазом, говорит Джонатан Блох, соавтор исследования и куратор палеонтологии позвоночных в Музее естественной истории Флориды.
«Выявление различий между зубами приматов не так уж отличается от байкера, признающего, что Harley отличается от скутера, или искусствоведа, оценивающего, было ли изображение создано Пикассо или Бэнкси», - сказал он. «В деталях они очень отличаются друг от друга конкретными, предсказуемыми способами».
Хотя кости Teilhardina очень редки в летописи окаменелостей, ее зубы более многочисленны - если вы знаете, как их найти. Команда палеонтологов Блоха, включая Морса, провела годы, прочесывая поверхность бассейна Бигхорн в Вайоминге на четвереньках, а затем упаковывая 50-фунтовые мешки с почвой в реку для промывки экрана. Оставшиеся кусочки костей и зубов, которые могут быть меньше, чем блоха, исследуются под микроскопом в музее.
В ходе этих кропотливых исследований были собраны данные о зубах T. brandti от одного коренного зуба, впервые использованного для описания этого вида в 1993 году, до сотен зубов, что позволило получить широкое представление о вариациях на уровне популяции приматов.
Тем не менее, Морс и Блох не были готовы к своеобразной вариации образца UF 333700, зазубренной части челюсти с зубами T. brandti.
«Мы с Джоном начали спорить об альвеолах» - пустых зубных лунках - «и о том, что они совсем не выглядели правильно», - сказал Морс, ныне работающий научным сотрудником в Университете Дьюка. «К концу дня мы поняли, что образец полностью опровергает как определение вида T. asiatica, так и часть обоснования того, почему это самый старый вид Teilhardina».
Исследования, основанные на небольшом количестве зубов, просто упустили из виду разнообразие физических характеристик Тейярдина, сказал Морс.
«В летописи окаменелостей, вероятно, существует огромное количество вариаций, но их чрезвычайно сложно зафиксировать и измерить, когда у вас небольшой размер выборки», - сказал он. «Это одна из причин, по которой сбор дополнительных окаменелостей так важен».
Анализ также перетасовал генеалогическое древо Teilhardina, уменьшив количество описанных видов с девяти до шести и реклассифицировав два вида как представителей нового рода Bownonomys, названного в честь выдающегося палеонтолога позвоночных Томаса Боуна.
Но точный возраст видов Teilhardina все еще невозможно точно определить, и он может оставаться таким.
Teilhardina появился во время геологического эквивалента вспышки на сковороде, короткого 200 000-летнего периода, известного как палеоцен-эоценовый тепловой максимум, или PETM. Эта эпоха характеризовалась массовым выбросом углерода в атмосферу Земли, что привело к резкому повышению глобальной температуры. Уровень моря поднялся на 220 футов, экосистемы подверглись капитальному ремонту, а воды на Северном полюсе прогрелись до 74 градусов.
Ученые могут использовать отчетливую углеродную сигнатуру PETM, чтобы определить местонахождение этого периода в горной летописи, а изотопы углерода в зубах также можно использовать для идентификации ископаемых животных той эпохи.
Но среди местонахождений окаменелостей Teilhardina по всему миру только в Вайоминге есть непрерывные, четко разграниченные слои горных пород, которые позволяют палеонтологам оттачивать более точные даты.
«Самым скромным утверждением было бы сказать, что эти виды по существу одинаковы по возрасту», - сказал Блох. «Определение того, что произошло раньше в PETM, вероятно, превосходит уровень разрешения, который мы имеем в горных записях. Но что мы можем сказать, так это то, что единственное место, где вы можете действительно с уверенностью установить, где Тейлхардина появляется в этом климатическом событии с уверенностью, находится в бассейне Бигхорн.."
По мере того, как Земля нагревалась, растения и животные расширяли свои ареалы на север, возвращаясь на юг, когда температура понизилась в конце PETM.
«Этот танец растений и животных с изменением климата произошел на обширных ландшафтах, когда леса переместились от побережья Мексиканского залива к Скалистым горам всего за несколько тысяч лет», - сказал Блох.
По его словам, Teilhardina, вероятно, отслеживала изменения в своей лесной среде обитания через сухопутные мосты, которые тогда соединяли Северную Америку, Гренландию и Евразию.
«Тейлхардина не перекидывает сумку через плечо и не идет», - сказал он. «Его ареал смещается от поколения к поколению. За 1000 лет вы получите много перемещений, а за 2000-3000 лет вы сможете легко преодолевать континентальные расстояния».
Хотя он хорошо подходил для оранжерейной среды Земли, Тейлхардина исчезла вместе с PETM, заменившись новыми и физически отличными приматами. По словам Блоха, это отрезвляющее напоминание о том, что может случиться с видами, в том числе с людьми, в периоды быстрых климатических изменений.
Изменяющаяся планета оказывает огромное влияние на биологию, экосистемы и эволюцию. Это часть процесса, который породил то разнообразие жизни, которое мы наблюдаем сегодня, и массовые вымирания жизни, которые периодически происходили в истории Земли, - сказал Блох. - Одним из неожиданных результатов глобального потепления 56 миллионов лет назад является то, что оно знаменует собой происхождение группы, которая в конечном итоге привела к нам. Как мы будем жить в условиях будущих сценариев потепления, менее определено».