meer dan 300 miljoen jaar geleden, onze voorouders divergeerden van de voorouders van reptielen en begon de evolutionaire reis naar het worden van zoogdieren.
Hoe waren deze vroegste voorouders? Ten eerste leken ze niet op moderne zoogdieren. De groep bekend als synapsiden — beschreven als “zoogdieren-achtige reptielen” — leek veel meer op reptielen, maar kon worden onderscheiden door een enkele grote opening in de wang, waarschijnlijk voor kaakspieren. Synapsiden stegen langzaam naar de top van de voedselketen, maar we weten nog steeds heel weinig over de eerste 10 miljoen jaar van de synapside-evolutie.als promovendi in de paleontologie werkten we allemaal aan verschillende aspecten van vroege tetrapode — viervoetige dieren-evolutie. Wij drieën leidden een divers onderzoeksteam dat een aantal fossielen herzag die beschreven waren als een vroeg Reptiel genaamd Asaphestera, verzameld in Nova Scotia. Onze studie leidde tot een aantal verrassende resultaten, waarvan de belangrijkste is onze identificatie van Asaphestera als de vroegste definitieve synapside fossiel.
Joggins, een UNESCO World Heritage site
oorspronkelijk Chegoggin genoemd door de Mi ‘ kmaq mensen, de fossiele kliffen bij Joggins, N. S., behouden de overblijfselen van een uitgestrekt fossiel bos dat — 318 miljoen jaar geleden — zou zijn gelegen op de evenaar. Onder de gefossiliseerde boomstronken en stammen, waarvan vele bewaard zijn gebleven in rechtop staande posities, is een van de rijkste fossiele records van vroege tetrapoden.de Betekenis van deze uitgestrekte fossielbedden werd eeuwen geleden erkend door enkele van de toonaangevende geologen en paleontologen van de 19e eeuw, toen Darwins evolutietheorie een revolutie teweegbracht op het gebied van de biologie. Het was bij de Fossil Cliffs van Joggins dat geoloog Charles Lyell zijn fundamentele theorie ontwikkelde over de vorming van steenkool en waar Lyell en geoloog Sir John William Dawson de vroegst bekende fossielen van landdieren ontdekten. deze dierenfossielen werden sindsdien regelmatig opnieuw bekeken, eerst door de Ierse paleontoloog Margaret Steen in de jaren 1920 en later door de Canadese paleontoloog Bob L. Carroll, de vader van de Canadese paleontologie van gewervelde dieren en lange tijd professor aan de McGill University.
het mysterie van de oorsprong van zoogdieren
De vroegste voorouders van zoogdieren verschenen meer dan 300 miljoen jaar geleden. Echter, net als de voorouders van andere groepen levende dieren, zoals amfibieën en vogels, zagen vroege synaps er niet uit als moderne zoogdieren. In het bijzonder kan het onderscheiden van vroege synaps van vroege reptielen een echte uitdaging zijn.
hoewel we dachten dat we slechts één dier bestudeerden, Asaphestera intermedia, was een van onze belangrijkste bevindingen de erkenning dat wat eerdere paleontologen dachten dat een enkel dier eigenlijk een composiet was van meerdere fossielen van ten minste drie zeer verschillende dieren! Van twee konden we slechts zeker zijn: een nieuw Reptiel genaamd Steenerpeton silvae en een vroege synapside, Asaphestera platyris, met bewijs van een enkele tijdelijke opening in de schedel.
de oorspronkelijke convolutie van deze soorten benadrukt hoe subtiel de verschillen waren tussen vroege zoogdiervoorouderen en vroege reptielen, en de waarde van het herevalueren van historische fossielencollecties om hun identiteit te beoordelen in het licht van recenter werk. Asaphestera platyris levert het oudste bewijs van zoogdieren-achtige reptielen in het fossielenbestand, het vestigen van een vaste datum voor hun diversificatie ongeveer 315 miljoen jaar geleden.
klimaatverandering en instorting van het regenwoud
de fossiele kliffen bij Joggins behouden een tijd vlak voor een periode van drastische klimaatverandering. De periode tussen 370 tot 300 miljoen jaar geleden was een koude periode in de geschiedenis van de aarde, met uitgestrekte ijskappen die een groot deel van het zuidelijk halfrond besloegen. Ongeveer 307 miljoen jaar geleden begon de aarde een proces van opwarming van de aarde. Dit culmineerde in de grootste massa-extinctie in de geschiedenis van de aarde ongeveer 50 miljoen jaar later. op dat moment was een groot deel van het equatoriale gebied bedekt met regenwouden en tropische moerassen, die later werden gefossiliseerd als uitgebreide steenkoollagen in Noord-Amerika en Europa. Toen de opwarming begon, droogden deze habitats op bij een gebeurtenis genaamd de ineenstorting van het Carboon regenwoud, wat leidde tot een kleine massa-extinctie in deze biodiversiteit hot spots. de overlevenden waren allen vroege vertegenwoordigers van moderne diergroepen, zoals moderne amfibieën en moderne reptielen, en vertoonden aanpassingen om te overleven in drogere omgevingen.
Joggins is uniek in het behouden van een vroege glimp van sommige van deze moderne groepen voordat het Carboon regenwoud instort. We zien dat dieren die de instorting van het regenwoud overleefden, samen leefden met veel van de dieren die uitstierven, maar zeldzamer, kleiner en moeilijker te identificeren waren, zoals Asaphestera. Dit druist in tegen enkele ideeën over de oorsprong van deze latere groepen, die suggereren dat deze meer geavanceerde dieren op hogere hoogten of buiten de tropen zijn ontstaan.
we hebben nog een weg te gaan om deze vroegste leden van onze eigen afkomst volledig te begrijpen, maar deze belangrijke fossielen uit Nova Scotia wijzen de weg.