Skamieniałe wymiociny sprzed 290 milionów lat

Naukowiec z Brandon University pomaga odkryć: regurgitalit z Bromacker

Naukowiec z Brandon University pomaga odkryć niemal 290-milionletni regurgitalit — skamieniałe wymiociny — który został wydobyty ze stanowiska paleontologicznego Bromacker w środkowych Niemczech i opisany w tym tygodniu w recenzowanym artykule w czasopiśmie Scientific Reports. Znalezisko, którego współautorem jest dr Mark MacDougall z Brandon University, jest najwcześniejszym potwierdzonym przykładem posiłku zwróconego przez drapieżnika z w pełni lądowego ekosystemu. Ponieważ okaz zachowuje częściowo przetrawione kości w uporządkowanym skupisku, badacze mogą odczytać zachowania żywieniowe i relacje drapieżnik–ofiara w sposób, na jaki rzadko pozwalają kości rozproszone na ziemi.

Naukowiec z Brandon University pomaga odkryć zachowania żywieniowe we wczesnopermskich ekosystemach

Regurgitalit jest ważny, ponieważ dokumentuje pojedyncze zdarzenie żywieniowe — i jego konsekwencje — a nie nagromadzone szczątki, które tworzą wiele zespołów skamieniałości. Korzystając z tomografii komputerowej o wysokiej rozdzielczości, zespół sporządził mapę dziesiątek fragmentów kości w obrębie masy i zidentyfikował szczątki przypisywane co najmniej trzem różnym typom ofiar: małego gada, szybkiego kręgowca przypominającego jaszczurkę oraz fragment znacznie większego zwierzęcia roślinożernego. Ta mieszana zawartość, w połączeniu z rozmiarem i ułożeniem kości, wskazuje na drapieżnika szczytowego — prawdopodobnie krewnego pełykozaurów z grupy dymetrodonów — który połknął więcej, niż był w stanie przetworzyć, a później wydalił część posiłku.

Metody i dowody

Badacze podeszli do okazu z zestawem technik nieniszczących. Tomografia komputerowa pozwoliła na stworzenie wirtualnej, trójwymiarowej mapy położeń i kształtów kości wewnątrz skały, co umożliwiło zespołowi posegregowanie nakładających się fragmentów i sprawdzenie, czy zgrupowanie odzwierciedla wypełnienie żołądka, a nie przypadkową akumulację. Analizy chemiczne osadu macierzystego i powłok mineralnych wokół fragmentów ujawniły skład odmienny od zwykłej matrycy, co jest wzorcem spójnym z diagenetycznie zmienioną zawartością jelit, a nie zwykłym osadem pogrzebowym. Wszystkie te dowody — ułożenie kości, mieszany sygnał taksonomiczny i anomalia geochemiczna — wspierają interpretację, że obiekt jest regurgitalitem.

Jak badacze datują i identyfikują okaz

Wiek przypisany do regurgitalitu wynika z ustalonego kontekstu geologicznego stanowiska Bromacker, bogatego w skamieniałości horyzontu, którego osady są skorelowane ze skałami sprzed około 290 milionów lat. Te ramy stratygraficzne — zbudowane na podstawie dziesięcioleci prac terenowych w Bromacker i korelacji regionalnych — stanowią kotwicę czasową. Identyfikacja kości wewnątrz opierała się na anatomii porównawczej: zeskanowane fragmenty porównano ze znanymi elementami szkieletu fauny z Bromacker i pokrewnych taksonów permskich. Gdy kości o różnych rozmiarach i morfologiach są znalezione razem i ułożone w zwartą masę, dopasowania anatomiczne i relacje przestrzenne pomagają paleontologom odróżnić połknięty i zwrócony posiłek od plątaniny kości dostarczonej przez inne procesy tafonomiczne.

Regurgitalit a koprolit

Skamieniałe wymiociny (regurgitalit) i skamieniałe odchody (koprolit) rejestrują różne części procesu trawiennego zwierzęcia, a zatem przechowują różne rodzaje informacji. Regurgitality mają tendencję do zawierania bardziej solidnych, mniej przeżutych elementów — takich jak kości, łuski czy fragmenty roślin — których drapieżnik nie mógł strawić lub zdecydował się wydalić. Często wykazują one zorientowane upakowanie elementów i brak im ujednoliconej matrycy typowej dla koprolitów. Koprolity powszechnie zawierają materiał dokładniej przetworzony, w tym zmielone kości, zmineralizowane pozostałości organiczne i zwartą matrycę kałową. W tym przypadku ułożenie i względny brak śladów trawienia na wielu kościach były kluczowymi wskazówkami, że masa została zwymiotowana, a nie wydalona.

Co skamieniały posiłek mówi o dawnej diecie i ekosystemach

Pojedyncze regurgitality są rzadkie, ale cenne naukowo, ponieważ łączą konsumenta bezpośrednio z konsumowanym obiektem. Ten okaz otwiera okno na to, co pojedynczy drapieżnik jadł jednego dnia prawie 300 milionów lat temu, dając paleontologom obraz interakcji troficznych, a nie statystyczne wnioski z izolowanych kości. Obecność wielu typów ofiar w jednej masie sugeruje oportunistyczne żerowanie na mieszanej diecie — małe kręgowce plus części większych roślinożerców — i dowodzi, że złożone strategie drapieżnicze, w tym selektywne wydalanie niestrawnych części, były już obecne w permskich ekosystemach lądowych. Takie zachowanie ma współczesne analogie: dzisiejsze ptaki drapieżne, sowy i niektóre gady rutynowo wyrzucają niestrawne szczątki w formie wypluwek; skamieniałość ta pokazuje starożytny odpowiednik tej strategii ekologicznej.

Techniki stosowane do badania skamieniałego zwróconego materiału

Poza tomografią komputerową i anatomią porównawczą, zespoły badające regurgitality łączą mikrofotografię, mikromorfologię i analizę pierwiastkową w celu scharakteryzowania zachowanych tkanek i zastąpień mineralnych. Skany TK pozwalają badaczom na cyfrowe wypreparowanie masy, wyizolowanie fragmentów i rekonstrukcję prawdopodobnych pozycji anatomicznych. Prace geochemiczne mogą zidentyfikować fazy mineralne i pierwiastki śladowe skoncentrowane przez soki trawienne, podczas gdy cienkie szlify i mikroskopia ujawniają, czy powierzchnie kości noszą ślady trawienia kwasem żołądkowym lub otarcia. Nakładając na siebie te niezależne linie dowodowe, paleontolodzy mogą przejść od wiarygodnego wyjaśnienia do solidnej interpretacji, że masa jest materiałem zwróconym, a nie przypadkowym nagromadzeniem kości.

Kontekst i kontynuacja odkryć w Bromacker

Stanowisko Bromacker dostarczyło zestawu wyjątkowo dobrze zachowanych lądowych skamieniałości, które rzucają światło na wczesnopermskie życie na lądzie. Miejsce to jest znane z zachowania nie tylko kości, ale także odcisków tkanek miękkich i skóry — cech, które zazwyczaj ulegają rozkładowi przed skamienieniem. Dr MacDougall i współpracownicy opisali ostatnio jedne z najstarszych znanych odcisków gadzich łusek z tego samego złoża, podkreślając rolę Bromacker jako repozytorium danych behawioralnych i powłokowych, a nie tylko szczątków szkieletowych. Razem znaleziska te pomagają paleontologom zrekonstruować bogatszy, bardziej szczegółowy obraz ekosystemów z czasu, gdy życie kręgowców utrwalało się na lądzie.

Dr Mark MacDougall — naukowiec z Brandon University, który pomaga odkrywać te skamieniałości — podkreśla, jak rzadkie są tego rodzaju bezpośrednie dowody żywieniowe. Zauważa, że ponieważ odciski skóry i inne delikatne ślady są zazwyczaj tracone w wyniku rozkładu, znalezienie zarówno szczegółów powłokowych, jak i zachowanego regurgitalitu w Bromacker oferuje niezwykle kompletne migawki biologii i interakcji organizmów. Ta kombinacja danych behawioralnych i anatomicznych wzmacnia modele ekologiczne dla odległej przeszłości i informuje o tym, jak naukowcy odczytują osady kopalne w innych miejscach.

Szersze znaczenie i kolejne kroki

Poza nowością polegającą na tym, że jest to najstarszy odnotowany lądowy regurgitalit, okaz ten podkreśla ogólną kwestię: zachowania, które uważamy za nowoczesne, mają głębokie korzenie ewolucyjne. Zdolność do wydalania niestrawnych części oraz presja ekologiczna, która czyni to zachowanie adaptacyjnym, były obecne setki milionów lat temu. Przyszłe prace rozszerzą skany porównawcze podobnych mas, obejmą poszukiwania przeoczonych regurgitalitów w innych stanowiskach i doprecyzują geochemiczne „odciski palców”, które odróżniają materiał przetworzony w jelitach od zwykłego osadu. Okaz z Bromacker zostanie również ponownie zbadany w ramach nadchodzących sezonów terenowych i badań laboratoryjnych, a prawdopodobnie pojawi się w szerszych badaniach morfologicznych i izotopowych mających na celu rekonstrukcję sieci pokarmowych z permskiego zapisu lądowego.

Zarówno dla opinii publicznej, jak i dla badaczy, znalezisko to przypomnienie, że nawet pozornie dziwne lub mało efektowne obiekty — grudka skały, która niegdyś przeszła przez starożytne gardło — mogą zmienić szczegóły dawno pogrzebanych ekosystemów. W miarę jak zespoły badawcze kontynuują stosowanie nowoczesnych metod obrazowania i chemii w klasycznych stanowiskach paleontologicznych, na światło dzienne może wyjść więcej skamieniałości behawioralnych, wzbogacając naszą wiedzę o odległej przeszłości życia.

Źródła

• Scientific Reports (artykuł naukowy opisujący regurgitalit z Bromacker)
• Brandon University (badacz dr Mark MacDougall i powiązane materiały prasowe)
• Grupy badawcze stanowiska paleontologicznego Bromacker (badania stratygraficzne i paleontologiczne w środkowych Niemczech)