Meglehetősen nagy volt eddig a ’fejetlenség’ az egyik legősibb halgyík, az Eretmorhipis háza táján, eddig előkerült kövületeik ugyanis mind koponya nélkül maradtak ránk. Nemrégiben azonban bejelentettek két új példányt, amelynél már tanulmányozhatók a fej anatómiai bélyegei is, és ez alapján a kutatók meglepő feltevéssel álltak elő: a különös kis tengeri hüllő mind kinézetében, mind életmódjában hasonlíthatott a ma élő kacsacsőrű emlősre.

A nagyjából 252 millió évvel ezelőtt bekövetkezett perm végi kihalás eredményeként földtörténeti léptékben nézve egy szempillantás alatt eltűnt bolygónk tengeri állatfajainak 96%-a. A kihalást követő földtörténeti időszak, a triász során az élővilág – egyes feltételezések szerint a sarki területekről kiindulva – fokozatosan regenerálódott, amelynek során az élőhelyeket új típusú állatok is hatalmukba keríthették. Nem sokkal a kihalás után jelent meg a hüllők egy új csoportja, amelynek képviselői feladták addigi szárazföldi élőhelyüket, és – a mai cetfélék emlős elődeihez hasonlítva – fokozatosan meghódították a tengereket, hogy aztán fejlődési vonaluk végén olyan állatok jöjjenek létre, mint amilyenek a delfinekhez hasonló ichthyoszauruszok. Ennek az átalakulásnak az egyik bölcsője a legújabb kutatások szerint a mai Kína egykor sekélytengerrel borított területe lehetett, ahonnan a kora-triászból több ősi típusú tengeri hüllő kövülete is előkerült. Az egyik ilyen Ichthyosauromorpha – azaz halgyík-formájú – élőlénycsoport a Hupehsuchiák rendje, amelynek tagjai mind a többi ősi, mind a későbbi fejlett halgyíkokhoz képest igen különös formát mutatnak. Ormótlan testükhöz képest fejük kisméretű, nagy lapát uszonyai viszont jóval méretesebbnek tűnnek az indokoltnál. Bizonyos nemzetségei, mint például a rend nevét is adó Hupehsuchus – a nevét is ihlető kínai Hupej tartomány kivételes lelőhelyeinek köszönhetően – kifejezetten jó megtartású fosszíliák formájában maradt fenn az utókor számára, rekonstrukciójuk így kis túlzással gyerekjáték volt a szakemberek számára. Van azonban egy olyan nemzetsége ennek a csoportnak, amit eddig kizárólag koponya nélkül megőrződött kövületek alapján ismertünk. A 70 cm hosszú, és testéhez képest hatalmas evezőszerű végtagjaival, valamint a Stegosauruséhoz hasonló háti páncéllemezeivel meglehetősen rendhagyó formának számító Eretmorhipis eddig előkerült két példánya közül az elsőt még 1991-ben fedezték fel, de tudományos leírására egészen 2015-ig várni kellett. Ez az elsőként megtalált darab volt egyben a legjobb megtartású is, ugyanis a koponyát leszámítva a csontváz minden más eleme fennmaradt. Ez adta a pár éve leírt nemzetség és faj, az Eretmorhipis carrolldongi (Chen et al., 2015) holotípusát is, mivel a másik fosszília csupán néhány háti csigolyát és a végtagok részleges maradványát tartalmazta.

Az Eretmorhipis carrolldongi művészi rekonstrukciója a legújabb tanulmány alapján (forrás: Junseok Choi)

A Scientific Reports című tudományos folyóiratban csütörtökön nyilvánosságra hozták két új kövület leírását, amelyeket még tíz évvel ezelőtt fedezett fel a Kínai Geológiai Intézet kutatócsoportja a Hupej tartomány nyugati részén fekvő Hekou városának egyik 250 millió éves, alsó-triász sekélytengeri kőzeteket feltáró kőfejtőjében. Az új példányokat egyértelműen az Eretmorhipis nemzetségbe sorolták, és hatalmas jelentőségüket az adja, hogy bár ezek sem teljes csontvázak – az egyik a végtagok kisebb elemeit nélkülözi, a másik csak a test elülső részéből áll –, mindkét fosszília megőrizte a koponya részleteit. Az ezen végzett vizsgálatok pedig meglepő eredményeket hoztak.
Mint kiderült, az állat fejének orr-része olyan megnyúlt villa alakú csontkinövés volt, amely egy porcszövetekből álló, lapos csőrszerű képződmény megtartására szolgálhatott. Van egy ma is élő lény, amelynek a koponyája zavarba ejtően hasonló bélyegeket mutat: ez az Ausztrália keleti partvidékének édesvizeiben élő extravagáns tojásrakó, a kacsacsőrű emlős (Ornithorhynchus). A kutatók az Eretmorhipis és a kacsacsőrű emlős koponyájának összehasonlító elemzése során megállapították, hogy a fent említett vékony csontnyúlványok által közrefogott öblös üreg, és az orrnyílásokhoz közeli ízesülési pontok is arra utalnak, hogy a néhai tengeri hüllőn egy ilyen lapos, csőrszerű képződmény ékeskedhetett.

Az újonnan leírt Eretmorhipis koponyájának fosszíliája és vetületi ábrája (forrás: Cheng L. et al, Scientific Reports)

Ráadásul a mai tojásrakó emlősökkel való hasonlóság nem merül ki ebben az egy sajátosságban. A koponya mérete – ez nem lepte meg a kutatókat – az Eretmorhipis többi rokonához hasonlóan rendkívül kicsi a test egészéhez képest. A tanulmány szerzői szerint azok a ma élő vízi állatok, amelyeknél testükhöz képest arányaiban kisebb a fejméret, nem rendelkeznek jó hallással, ugyanis nem tud olyan fejlettségű hallószerv kialakulni, amely képes a vízben ötször gyorsabban terjedő hang érzékelésére. A látással is gondjai lehettek a kis halgyíknak, az újonnan felfedezett koponyán a szemüreg mérete még a szintén apró szemekkel bíró rokon Hupesuchuséhoz képest is fele akkora. Nagyon valószínű, hogy ez az érzékszerve is teljesen elcsökevényesedett, és az Eretmorhipis szinte teljesen vak lehetett.
Érdekes módon a kacsacsőrű emlősre is igaz az érzékszervek ilyen mértékű hiányossága. Az ausztrál különc hátrányos helyzetét egy szerfelett speciális megoldással küszöböli ki: az elektromosságot hívja segítségül. Csőrének mindkét felületén körülbelül negyven-negyvenezer, vízszintes sorokba rendezett elektromos érzékelő és további harmincezer nyomásérzékelő pálcika található. A két sejtfajta az ember látókérgére emlékeztető módon rétegződik a csőr felületén, és az agy tevékenységének jelentős részét az ezektől kapott információk feldolgozása köti le. Úgy tűnik, a kétféle adat együttes feldolgozásával a kacsacsőrű emlős egyfajta "víz alatti térlátásra" tesz szert. Az elektromos érzékelők felfogják az egészen kis állatok egészen kis izommozgásai keltette jeleket is, a nyomásérzékelők pedig a vízben álló, lebegő, illetve mozgó dolgokról visszaverődő hullámokat észlelik. A kétféle információ együttes feldolgozása lényegesen jobb képalkotást tesz lehetővé a zavaros vízben, mint a látás.

Balra egy ma élő kacsacsőrű emlős (Ornithorhynchus), jobbra egy Eretmorhipis koponyájának vázlatos ábrája (forrás: Cheng L. et al, Scientific Reports)

Természetesen fosszilizálódott lágyszövetek hiányában nincsenek egyértelmű bizonyítékok arra vonatkozóan, hogy az Eretmorhipis is hasonló képességekkel szerezte volna táplálékát, de az anatómiai jegyek hasonlósága nem zárja ki a lehetőséget. A környezet pedig, ahonnan a halgyík kövülete előkerült, egy hatalmas területen elnyúló, rendkívül sekély vízű tengeri plató volt a kora-triász során, amely alkalmas lehetett az olyan részleges vízi életmódra, mint amilyet ma a kacsacsőrű emlősnél tapasztalunk – igaz, utóbbi édesvízekben – folyókban és tavakban él.

Az Eretmorhipis carrolldongi újonnan leírt fosszíliája (forrás: Cheng L. et al, Scientific Reports)

Tehát a koponya bélyegei, a kisméretű szem és a csőr vázelemei, valamint az egykori őskörnyezet, amiben az állat élt, mind arra utalnak, hogy az Eretmorhipis a kacsacsőrű emlőséhez hasonló anatómiával és életmóddal rendelkezett. Ennek rendkívüli jelentősége lehet az állatok evolúciójának kutatásában is. Az Eretmorhipis ugyanis 250 millió évvel ezelőtt élt, azaz mindössze 1-2 millió évvel a nagy perm-triász kihalás után járunk. Ez alatt a földtörténeti léptékben elképesztően rövid idő alatt ezek szerint nem csak a hüllők tengeri életmódhoz való alkalmazkodása zajlott le, de az új élőlénycsoport rendkívül gyorsan specializálódott is az egyes ökológiai fülkékhez való alkalmazkodással, és az Ichthyosauromorphák kládja életmód tekintetében is meglepően gyorsan változatossá vált.

***

Ha tetszett a cikk, iratkozz fel hírlevelünkre, hogy ne maradj le az új tartalmakról!

Források:

• A University of California sajtóközleménye
• Chen, X.-H., Motani, R., Cheng, L., Jiang, D.-Y. & Rieppel, O. A new specimen of Carroll’s mystery hupehsuchian from the Lower Triassic of China. PLoS One 10, e0126024, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0126024 (2015).
• Cheng, L., Motani, R., Jiang D.-Y., Yan C., Tintori, A.& Rieppel, O. Early Triassic marine reptile representing the oldest record of unusually small eyes in reptiles indicating non-visual prey detection. Scientific Reports (2019) 9:152 | DOI:10.1038/s41598-018-37754-6

Egyre bámulatosabb dolgokra képes a tudomány szolgálatába állított technika az ősélettan kutatásának területén is. A molekuláris technológiának és az egyre fejlettebb biogeokémiai ismereteinknek köszönhetően újabb és újabb eszközök és adatok állnak rendelkezésünkre, hogy szóra bírjuk a kivételes állapotban megőrződött fosszíliákat. Az utóbbi években soha nem látott léptékben bővült tudásunk az egykor élt élőlények anatómiájával és életmódjával kapcsolatban. Elég csak a legkorábbi állatok biomarkerek segítségével nemrégiben történt beazonosítására, vagy a rejtélyes Dickinsonia 600 millió éves kőzetekből kimutatott lipid molekula-maradványainak felfedezésére gondolnunk.
Olyan élőlényekről tudunk egyre árnyaltabb képet festeni, amelyekről pár éve még azt sem tudtuk, hogy eszik-e vagy isszák őket, sőt, némelyikük részletesebb megismerése közelebb vihet minket az evolúció működésének megértéséhez is.

Ez utóbbira példa a neves Nature magazin december 5-i számában publikált új tanulmány, amelyben egy páratlan épségben fennmaradt 180 millió éves Ichthyosauria kövület korszerű vizsgálata kapcsán leszűrt izgalmas új eredményeket olvashatunk.

A Stenopterygius anatómiájával kapcsolatos, kissé morbid összefoglaló ábra a Nature tanulmányban közölt eredmények tükrében (Joschua Knüppe illusztrációja - forrás: Earth Archives)

A szóban forgó tanulmány tárgya az Ichthyosauriák rendjén belül a Stenopterygius nemzetséghez tartozó halgyík egy maradványa, ami a korábban már nálunk is bemutatott, döbbenetesen tökéletes állapotú fosszíliáiról híres holzmadeni alsó-jura posidoniás pala egyik lelőhelyéről került elő. Első ránézésre nem mondanánk róla, hogy egy szép példány: a csontváz nem teljes, a csontok szétcsúsztak a betemetődés során, a laikus szemlélő számára így szinte felismerhetetlen az egykori élőlény kiléte. Felbecsülhetetlen értékű lágyszöveteket rejtett azonban magában a kövület, olyannyira szerencsés állapotban, hogy a kutatók a modern eljárások segítségével be tudták azonosítani a 180 millió évvel ezelőtt a tengeraljzatra süllyedt állat májának maradványait is!

A tanulmányban vizsgált példány - hivatalos nevén MH 432 (Urweltmuseum Hauff, Holzmaden, Németország). A fosszília hossza 85 cm, az eredeti állat nagyjából kétszer ilyen hosszú lehetett.

A nemzetközi kutatócsoport a témában már korábbi tanulmányokat is jegyző svéd Johan Lindgren vezetésével a legmodernebb molekuláris technológiákkal, többféle ion-tömegspektrométeres eljárással is tanulmányozta a szakmai berkekben romantikusan csak MH 432-nak keresztelt példányt. A kutatás eredményei meglepetésként érték magukat a szakembereket is. Az eddigi molekuláris elemzések, amelyeket tengeri környezetből származó ősmaradványokon végeztek, nem hoztak komoly eredményeket, most azonban új információk egész sora került napvilágra! A legfontosabb eredményt az állat kitűnő állapotban fennmaradt fosszilis bőrszöveteivel kapcsolatban sikerült elérni, amelyet meghökkentő módon a hámsejtek szintjén lehetett mikroszkóppal tanulmányozni. A vizsgálat ezen része kimutatta, hogy a Stenopterygius bőre nem pikkelyes volt, ahogy azt a hüllőknél ma tapasztaljuk, hanem a mai delfinekéhez hasonlóan sima, erős és rugalmas.

Ezen felül a hámszövetek pigment és melanocita elemzésével új információkat sikerült szerezni egy a kutatókat régóta foglalkoztató, és az utóbbi években vitákat gerjesztő kérdésre: milyen színük volt az ichthyoszauruszoknak? Ez bagatellnek tűnő, mégis fontos kérdés, hiszen megválaszolásával közelebb kerülhetünk nem csak a halgyíkok élettanának, hanem koruk ősföldrajzi, ökológiai hátterének, sőt, általános evolúciós törvényszerűségek megismeréséhez is. Az elmúlt években – a már említett új technológiai lehetőségeknek köszönhetően – több ilyen témájú tanulmány is született. A témát még a legendás brit természetfilmes, David Attenborough is bemutatta idén év elején megjelent filmjében, az Attenborough and The Sea Dragon című alkotásban. Az eddigi kutatások arra az eredményre jutottak, hogy a fiatal ichthyoszauruszok még egységesen sötét színűek lehettek, majd egyedfejlődésük során fokozatosan kialakult egy világosabb hasi színezet, a hátuk pedig sötét maradt – pontosan ahogyan a mai delfineknél is látjuk. Ez a színösszetétel előnyös a tengeri élőlények számára a ragadozókkal szembeni, vagy a vadászathoz szükséges álcázás terén: alulról nézve így beleolvadnak az ég világosabb színébe, míg felülről nézve a tenger mélyének sötétségébe. Ez a mostani tanulmány gyakorlatilag megerősítette a korábbi eredményeket, ugyanezek a tulajdonságok igazolhatóak voltak a csonttani adatok alapján egyértelműen felnőtt példányként azonosított MH 432 esetében is.
Az azonban mindenképpen újdonságnak számít, hogy a kivételesen jó állapotban megőrződött szövetekben ezúttal képesek voltak a melaninokat termelő bőrsejtekben elágazódási struktúrát is felfedezni, ami arra utal, hogy az ichthyoszauruszok képesek voltak valamilyen mértékben önmaguk szabályozni bőrük árnyalatát! Ez egyelőre csak feltételezés, mint ahogyan az is, hogy ezt a képességet vajon álcázásra, vagy a testhőmérsékletük szabályozására használták-e, de bízzunk benne, hogy a jövő erre a kérdésre is tartogat egy választ.

Stenopterygius rekonstrukció (Nobu Tamura illusztrációja)

A legjelentősebb fejleményt azonban nem a pigmentek vizsgálata hozta, hanem az a felfedezés, hogy a Stenopterygius a mai cetfélékhez hasonló, bőr alatti hőszigetelő zsírréteggel rendelkezett! Mivel eddig még soha senki nem talált ilyesmire utaló nyomot egyetlen fosszíliában sem, a kutatóknak kísérleti úton kellett meggyőződniük arról, hogy amit látnak, az valóban ilyen típusú zsírszövet lehet. Ezt úgy oldották meg, hogy mai delfinek hasonló, bőrt és zsírréteget egyaránt tartalmazó szövetmintáit kiszárítva, egyfajta mesterséges fosszilis állapotot hoztak létre. Ezután az eredményt összevetették az MH 432 mintáival, és arra a következtetésre jutottak, hogy ez valóban az, amire gondoltak.
Ma ilyen hőszigetelő bőr alatti zsírréteget kizárólag a tengeri életmódhoz alkalmazkodott emlősöknél és egy hőmérsékletét szabályozni képes hüllőnél, a tengeri kérgesteknősnél találhatunk. Ez az eredmény abszolút beleillik abba a korábbi, több egyéb érvvel is megtámogatott elméletbe, miszerint az ichthyoszauruszok a mai delfinekhez hasonlóan melegvérű állatok lehettek. Az elfogyasztott táplálékukból kikövetkeztethető gyors mozgásuk, az elevenszülés, a gyors csontnövekedés, vagy a tény, hogy egykori hideg sarkvidéki környezetből is kerültek elő maradványaik, eddig is komoly érvek voltak az ichthyoszauruszok melegvérűsége mellett, ez a mostani felfedezés pedig újabb muníciót biztosít ehhez az elmélethez.

Összehasonlító ábra, melyen bal oldalon egy mai delfin mesterségesen mumifikált bőr- és zsírszövete látható, jobb oldalon pedig a vizsgált Stenopterygius fosszília ugyanezen elemei (forrás: Nature)

Ez a mostani tanulmány az ichthyoszauruszok kutatásának egy meghatározó állomása, a szerzők elmondása szerint ennyire összetett, interdiszciplináris és eredményes munkát még soha senki nem végzett ilyen típusú anyagon. Én személy szerint már alig várom, és aktívan figyelemmel fogom kísérni a további fejleményeket.

***

Források:

• Az Earth Archives bejegyzése
• A Science Daily híradása
• A Nature tanulmány: Johan Lindgren, Peter Sjövall, Volker Thiel, Wenxia Zheng, Shosuke Ito, Kazumasa Wakamatsu, Rolf Hauff, Benjamin P. Kear, Anders Engdahl, Carl Alwmark, Mats E. Eriksson, Martin Jarenmark, Sven Sachs, Per E. Ahlberg, Federica Marone, Takeo Kuriyama, Ola Gustafsson, Per Malmberg, Aurélien Thomen, Irene Rodríguez-Meizoso, Per Uvdal, Makoto Ojika, Mary H. Schweitzer. Soft-tissue evidence for homeothermy and crypsis in a Jurassic ichthyosaur. Nature, 2018; DOI: 10.1038/s41586-018-0775-x
• A Nature tanulmány irodalom listája
• Microscopy and Analysis - Characterising a 200 million years old sea dragon

Pár nappal ezelőtt egy új tanulmány látott napvilágot, miszerint az indiai szubkontinens nyugati csücskében, felső jura (kb. 150-155 millió éves) kőzetekből egy szép megtartású, viszonylag ép Ichthyosauria fosszíliát tártak fel a Delhi és a KSKV Kachchh Egyetem kutatói. Az új lelet több szempontból is egyedülálló.

Még gyerekként, David Attenborough legendássá vált sorozata, az 1989-ben bemutatott Elsüllyedt világok, eltűnt életek nyomában alkalmával találkoztam először az ’Ichthyosaurusokkal’, ezekkel az érdekes és változatos mezozoós halgyíkokkal, amelyek az alaki konvergencia jóvoltából szinte kiköpött delfinek voltak – egészen pontosan a delfinek néznek ki és mozognak úgy, mint ahogy nagy valószínűséggel annak idején ezek a tengeri hüllők tették. Lenyűgözött ez a hasonlóság, és a földtörténeti pályafutásuk alatt kialakult formai, valamint méret- és életmódbeli változatosságuk. Na meg persze az is, hogy David bácsi nem bízta a véletlenre, és a németországi Holzmaden legendásan tökéletesen konzerválódott példányait mutogatta a tévében, aminek hatására minden lelkes amatőr kövületgyűjtő feltétlen reflexből nyúl a kalapácsáért, majd sírva omlik össze a felismeréstől, hogy ő úgysem fog ilyen szépséget találni.

Ophthalmosaurus icenicus (Walking with Dinosaurs, 1999)

Aztán később még sokat hallottam a halgyíkokról. Megtudtam, hogy már réges régen, a 17. század legvégén, amikor nemhogy a környéken nem lehetett leakasztani egy valamire való paleontológust, de az egész világon sem, írtak le különféle Ichthyosauria leleteket. Volt, aki halnak nézte, de voltak olyan ma már meredeknek számító elképzelések is, hogy a fura csigolyasorok emberi maradványok, szegény mártíroké, akik az özönvíz áldozatai lettek. Bár meglepő módon több embertársunk a mai napig is hasonló véleményen lenne egy ilyen lelet láttán, az utókor azért megcáfolta ezt a leírást.
A 19. század elején nagy biznisz volt a kövületgyűjtés, az angol arisztokraták megőrültek az ásatag állatokért, ami miatt Nagy-Britannia vidékének szegény lakossága folymatosan rá volt tapadva a sziklás tengerpart kőzetrétegeire. Egy Mary Anning nevű leányzó is ilyen megélhetési kövületvadász volt, és bámulatos dolgokra bukkant a dél-angliai Lyme Regis kőzeteiben. Olyannyira, hogy ő a mai napig a kövületgyűjtés ikonikus alakja, a Londoni Természettudommányi Múzeum állandó kiállítása egy "tengeri hüllők" tematikájú teremben adózik emlékének, ahol többek között az általa talált rengeteg kiváló állapotban megtalált Ichthyosauria lelet is sorakozik – döbbenetes látvány, érdemes ellátogatni ide.