Tanulmányi jelek változása abban, ahogy a tudósok kiszámítják az ősi étrendeket

A tudósok régóta meghatározták, mit esznek ki a kihalt állatok, a fosszilis fogaikba zárt szén-izotópok elemzésével. Két évtizeden keresztül feltételezzük, hogy ezekben a számításokban a legfontosabb izotópérték azonos minden növényevő emlős esetében. De a kutatók az eleven fogságban élő dél-amerikai lajhárok és a régóta eltűnt unokatestvérek összehasonlításával felborították ezt a feltételezést; tanulmányukból kiderül, hogy az érték a testmérettel változik. A Proceedings of the Royal Society B folyóiratban ezen a héten közzétett megállapítás megváltoztathatja az emlősök, köztük mi fejlődésének egyes nézeteit.

A tudósok hosszú ideig anatómiai adatokon keresztül következtettek a kihalt gerincesek étrendjére - például a fogak alakjára, a fogzománc magasságára és kopásának mennyiségére, valamint a koponya és az állkapocs konfigurációjára. Újabban a kutatók stabil szén-izotópokat kezdtek használni az étrend közvetlen meghatározására. A növények belsejében meghatározott arányban képződő stabil szén-izotópok megőrződnek az őket fogyasztó állatok testszöveteiben. Ha a csontokból, fogakból, körmökből vagy más biológiai anyagokból mintákat vesznek, a paleontológusok meghatározhatják, hogy milyen növényeket ettek az egyes állatok, hogyan oszthatták fel a különböző fajok az erőforrásokat ugyanazon élőhelyen, sőt, akár a teljes csapadékmennyiséget vagy egyéb környezeti jellemzőket is.

Mivel egy állat táplálékából származó szenet beépíti a szövetébe, egy sor fiziológiai folyamat befolyásolja, hogy a szén-izotópok ténylegesen mennyit és milyen arányban szívódnak fel. Tehenek és más nagy patások vizsgálata alapján a tudósok széles körben feltételezték, hogy az összes növényevő emlős csontvázszövete mintegy 14 ezrelékkel "gazdagodik" stabil szén-izotópokkal az elfogyasztott ételhez képest. Ez az állandó, az úgynevezett dúsítási érték elengedhetetlen része annak az egyenletnek, amelyet a tudósok az állati étrend elemzéséhez használnak. De Julia Tejada-Lara vezető szerző, a Columbia Egyetem Lamont-Doherty Földmegfigyelő Intézetének és az Amerikai Természettudományi Múzeum végzős hallgatója gyanús volt, hogy valamit elhanyagoltak ezzel az egyforma egyenlettel.

változása

Julia Tejada-Lara és kétujjas lajhár a Huachipa Állatkertben, Limában, Peruban. A lajhárok vizsgálata azt sugallja, hogy az ősi állatok étrendjének becslési módszerei pontatlanok lehetnek. (Rodolfo Salas-Gismondi)

"Számos feltételezésnek tűnt egyetlen érték használata minden emlős növényevő számára, az apró majmoktól az óriási elefántokig" - mondta Tejada-Lara. "Úgy döntöttem, hogy közelebbről megvizsgálom az élő és a fosszilis lajhár gazdagodási értékét, mert ezek számos vonásban kiemelkedőek, összehasonlítva a növényevő emlősök egészével."

Tejada-Lara a perui Limában, a Huachipa állatkerttel együttműködve mintát vett a rutin állatorvosi fogorvosi ellátás során összegyűjtött élelmiszer- és fogporból, a modern lajhár két fajából: a háromujjú lajhárból (Bradypus variegatus) és a kétujjasból. (Choloepus hoffmanni). A lajhárokat fiatal koruktól kezdve kontrollált és állandó étrend alatt tartották, így a kutatók képesek voltak közvetlenül megmérni a bevitt stabil szén-izotóp mennyiségét. Amikor a lajhárok fogaiból vett minták alapján kiszámolták a dúsítási értéket, azt találták, hogy ez háromrészes háromlábú lajhároknál és 12 ezrelék kétlábúaknál.

Ezután megmérték a Mylodon darwinii óriási kihalt talajlajstromlásának értékét, amely körülbelül 10 000 évvel ezelőtt élt Dél-Amerikában. A fosszíliával és a minta fogaival kinyert trágya mintavételével a kutatók megállapították, hogy a fogszövet mintegy 15,5 ezrelékkel gazdagodott az étrendi szén arányához képest.

A kutatók a lajháradatokat kombinálták olyan dúsítási értékekkel, amelyeket számos más emlős növényevőnek ismert táplálékkal számítottak, a prérabolától a sertésen át a zsiráfig, és világos mintát találtak: a dúsítási érték általában a testmérettel együtt növekszik. Megállapították, hogy 9,1 ezreléknél a házi egér értéke volt a legalacsonyabb a mérteknél, és a kihalt Mylodoné volt a legnagyobb. E tanulmány alapján a kutatócsoport új modelleket javasolt, hogy miként épül be a szén az emlős növényevőkbe, az ételtől a fogakig.

Az értékek széles körű elterjedése „nagy változást hozhat a kutatási eredmények értelmezésében, beleértve ennek a felfedezésnek azt a lehetőségét, hogy pontosabbá tegye azt, hogy az étrend hogyan fejlődött a saját származásunkban, mivel a főemlősök kicsi és nagy fajokat tartalmaznak, - mondta Tejada-Lara.

"A stabil szén-izotóp vizsgálatok most elengedhetetlen részét képezik tudományos eszköztárunknak, amelyek paleontológiai és geológiai témák széles skáláját jelentik, [amelyek] elengedhetetlenek a különféle fajok, ökoszisztémák és éghajlat történetének pontosabb megértéséhez" - mondta John. Flynn, az Amerikai Múzeum fosszilis kurátora és a tanulmány társszerzője.

A tanulmány további szerzői közé tartozik Bruce MacFadden, a Floridai Egyetemről; Lizette Bermudez és Gianmarco Rojas a Huachipa Állatkertből; valamint Rodolfo Salas-Gismondi a Cayetano Heredia Egyetemről és a perui San Marcos Nemzeti Egyetemről. A finanszírozást a floridai Természettudományi Múzeum, az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Alapítványa, a Columbia Egyetem Művészeti és Természettudományi Egyeteme, valamint az Amerikai Természettudományi Múzeum biztosította.

(Ez a történet az Amerikai Természettudományi Múzeum sajtóközleményéből származik.)