290 miljoen jaar oud gefossiliseerd braaksel

Onderzoeker van Brandon helpt bij ontdekking: regurgitaliet uit de Bromacker

Een onderzoeker van de Brandon University heeft geholpen bij de ontdekking van een bijna 290 miljoen jaar oude regurgitaliet — fossiel braaksel — die werd opgegraven bij de fossielvindplaats Bromacker in Centraal-Duitsland en deze week werd beschreven in een peer-reviewed artikel in Scientific Reports. De vondst, mede geschreven door Dr. Mark MacDougall van de Brandon University, is het vroegst bevestigde voorbeeld van een door een roofdier uitgebraakte maaltijd uit een volledig terrestrisch ecosysteem. Omdat het specimen gedeeltelijk verteerde botten in een geordende cluster bewaart, kunnen onderzoekers het voedingsgedrag en de relaties tussen roofdier en prooi interpreteren op een manier die botten die verspreid op de grond liggen zelden toelaten.

Onderzoeker van Brandon helpt voedingsgedrag in vroege Perm-ecosystemen te ontsluieren

De regurgitaliet is belangrijk omdat het een enkel voedingsmoment vastlegt — en de gevolgen daarvan — in plaats van de opgehoopte resten waaruit veel fossiele verzamelingen bestaan. Met behulp van hoge-resolutie CT-scanning heeft het team tientallen botfragmenten binnen de massa in kaart gebracht en resten geïdentificeerd die kunnen worden toegeschreven aan ten minste drie verschillende soorten prooien: een klein reptiel, een snel, hagedisachtig gewerveld dier en een stuk van een veel groter herbivoor dier. Die gemengde inhoud, gecombineerd met de grootte en de uitlijning van de botten, wijst op een toproofdier — mogelijk een verwant van de pelycosauriërs in de Dimetrodon-graad — dat meer doorslikte dan het kon verwerken en later een deel van zijn maaltijd uitstootte.

Methoden en bewijsvoering

Onderzoekers benaderden het specimen met een reeks niet-destructieve technieken. CT-scanning produceerde een virtuele driedimensionale kaart van botposities en -vormen in het gesteente, waardoor het team overlappende fragmenten kon scheiden en kon testen of de verzameling een weerspiegeling was van maagvulling in plaats van een toevallige ophoping. Chemische analyses van het omringende sediment en de minerale coatings rond de fragmenten onthulden een samenstelling die verschilt van de gewone matrix, een patroon dat consistent is met diagenetisch veranderde darminhoud in plaats van gewoon begravingssediment. Alles bij elkaar genomen — de uitlijning van de botten, het gemengde taxonomische signaal en de geochemische anomalie — ondersteunen deze bewijsvoeringen de interpretatie dat het object een regurgitaliet is.

Hoe onderzoekers het specimen dateren en identificeren

De ouderdom die aan de regurgitaliet wordt toegeschreven, is afkomstig van de vastgestelde geologische context van de vindplaats Bromacker, een fossielrijke horizon waarvan de sedimenten gecorreleerd zijn aan gesteenten van ongeveer 290 miljoen jaar oud. Dat stratigrafisch raamwerk — opgebouwd uit decennia van veldwerk bij Bromacker en regionale correlaties — biedt het temporele anker. De identificatie van de botten binnenin gebeurde via vergelijkende anatomie: gescande fragmenten werden vergeleken met bekende skeletelementen van de Bromacker-fauna en verwante taxa uit het Perm. Wanneer botten van verschillende groottes en morfologieën samen worden gevonden en uitgelijnd zijn in een compacte massa, helpen de anatomische overeenkomsten en ruimtelijke relaties paleontologen om een ingeslikte en uitgebraakte maaltijd te onderscheiden van een wirwar van botten die door andere tafonomische processen zijn aangevoerd.

Regurgitaliet versus coproliet

Fossiel braaksel (regurgitaliet) en fossiele uitwerpselen (coproliet) leggen verschillende delen van het spijsverteringsproces van een dier vast en bewaren daarom verschillende soorten informatie. Regurgitalieten bevatten meestal robuustere, minder gekauwde items — zoals botten, schubben of plantenfragmenten — die het roofdier niet kon verteren of besloot uit te stoten. Ze vertonen vaak een georiënteerde pakking van elementen en missen de gehomogeniseerde matrix die typisch is voor coprolieten. Coprolieten bevatten gewoonlijk grondiger verwerkt materiaal, inclusief gemalen bot, gemineraliseerde organische resten en een samengeperste fecale matrix. In dit geval waren de uitlijning en het relatieve gebrek aan spijsverteringsslijtage op veel botten belangrijke aanwijzingen dat de massa was uitgebraakt in plaats van uitgescheiden.

Wat de gefossiliseerde maaltijd onthult over oude diëten en ecosystemen

Individuele regurgitalieten zijn zeldzaam maar wetenschappelijk waardevol omdat ze een consument rechtstreeks koppelen aan het geconsumeerde. Dit specimen opent een venster naar wat een enkel roofdier op een enkele dag bijna 300 miljoen jaar geleden at, waardoor paleontologen een momentopname krijgen van trofische interacties in plaats van statistische afleidingen uit geïsoleerde botten. De aanwezigheid van meerdere prooisoorten in één massa suggereert opportunistische voeding op een gemengd dieet — kleine gewervelde dieren plus delen van grotere herbivoren — en toont aan dat complexe strategieën van roofdieren, waaronder de selectieve uitstoot van onverteerbare delen, al aanwezig waren in terrestrische ecosystemen in het Perm. Dergelijk gedrag heeft moderne parallellen: de huidige roofvogels, uilen en sommige reptielen braken routinematig onverteerbare resten uit als braakballen; het fossiel toont een eeuwenoud equivalent van die ecologische strategie.

Technieken gebruikt om gefossiliseerd uitgebraakt materiaal te bestuderen

Naast CT en vergelijkende anatomie combineren teams die regurgitalieten bestuderen microfotografie, micromorfologie en elementanalyse om bewaarde weefsels en minerale vervangingen te karakteriseren. Met CT-scans kunnen onderzoekers de massa digitaal ontleden, fragmenten isoleren en waarschijnlijke anatomische posities reconstrueren. Geochemisch werk kan minerale fasen en sporenelementen identificeren die door spijsverteringssappen zijn geconcentreerd, terwijl slijpplaatjes en microscopie onthullen of botoppervlakken sporen vertonen van maagzuuretsing of slijtage. Door deze onafhankelijke bewijsvoeringen over elkaar heen te leggen, kunnen paleontologen overstappen van een plausibele verklaring naar een robuuste interpretatie dat een massa uitgebraakt materiaal is in plaats van een toevallige botophoping.

Context en voortdurende ontdekkingen bij Bromacker

De vindplaats Bromacker heeft een reeks uitzonderlijk goed bewaarde terrestrische fossielen opgeleverd die het vroege Permische leven op het land belichten. De site staat bekend om het bewaren van niet alleen botten, maar ook afdrukken van zachte weefsels en huid, kenmerken die normaal gesproken vergaan vóór fossilisatie. Dr. MacDougall en collega's hebben onlangs enkele van de oudst bekende afdrukken van reptielenschubben uit dezelfde afzetting beschreven, wat de rol van Bromacker als een opslagplaats van gedrags- en integumentaire gegevens onderstreept, en niet alleen van skeletresten. Samen helpen deze vondsten paleontologen om een rijker, meer gedetailleerd beeld te reconstrueren van ecosystemen in een tijd waarin het gewervelde leven zich op het land consolideerde.

Dr. Mark MacDougall — de onderzoeker van de Brandon University die helpt bij het blootleggen van deze fossielen — benadrukt hoe zeldzaam dit soort direct bewijs van dieet is. Hij merkt op dat omdat huid- en andere delicate afdrukken meestal verloren gaan door ontbinding, het vinden van zowel integumentaire details als een bewaarde regurgitaliet bij Bromacker ongebruikelijk volledige momentopnamen biedt van de biologie en interacties van organismen. Die combinatie van gedrags- en anatomische gegevens versterkt ecologische modellen voor de diepe tijd en informeert hoe wetenschappers fossiele afzettingen elders interpreteren.

Bredere betekenis en volgende stappen

Naast de noviteit dat het de oudst gerapporteerde terrestrische regurgitaliet is, onderstreept het specimen een algemeen punt: gedragingen die we als modern beschouwen, hebben diepe evolutionaire wortels. Het vermogen om onverteerbare delen uit te stoten, en de ecologische druk die dat adaptief maakt, waren honderden miljoenen jaren geleden al aanwezig. Toekomstig werk zal vergelijkende scans van soortgelijke massa's uitbreiden, andere locaties doorzoeken op over het hoofd geziene regurgitalieten en geochemische vingerafdrukken verfijnen die door de darmen verwerkt materiaal onderscheiden van gewoon sediment. Het specimen uit Bromacker zal ook opnieuw worden onderzocht als onderdeel van lopende veldseizoenen en laboratoriumstudies, en het zal waarschijnlijk verschijnen in bredere morfologische en isotopische studies die gericht zijn op het reconstrueren van voedselwebben uit het terrestrische archief van het Perm.

Voor zowel het publiek als voor onderzoekers is de vondst een herinnering dat zelfs ogenschijnlijk vreemde of weinig glamoureuze objecten — een klomp steen die ooit door een oude keel gleed — details van lang begraven ecologieën kunnen herschrijven. Terwijl teams moderne beeldvorming en chemische methoden blijven toepassen op klassieke fossielvindplaatsen, kunnen er meer gedragsgerelateerde fossielen aan het licht komen, die ons begrip van het verre verleden van het leven verrijken.

Bronnen

• Scientific Reports (onderzoeksartikel dat de Bromacker regurgitaliet beschrijft)
• Brandon University (onderzoeker Dr. Mark MacDougall en bijbehorend persmateriaal)
• Onderzoeksgroepen van de fossielvindplaats Bromacker (stratigrafische en paleontologische studies in Centraal-Duitsland)