Új cikksorozatunkban olyan nemzetközi hírű magyar kutatókat szeretnénk bemutatni olvasóinknak, akik munkájukkal jelentős mértékben hozzájárultak, vagy ma is hozzájárulnak az őslénytan, és ezáltal más föld- és élettudományok fejlődéséhez. Rovatunk első bejegyzésének főszereplője egy fiatal paleontológus, dr. Rabi Márton, aki a teknősök törzsfejlődésének megértéséhez visz egyre közelebb minket. Legutóbbi tanulmányában, amelyet egy argentin kollégájával közösen publikált, a szárazföldi teknősfélék átfogó vizsgálatával elért eredményeik kerültek közlésre. Az új fejlemények felülírnak néhány korábbi, meglehetősen mélyen beivódott feltételezést ezzel az állatcsoporttal kapcsolatban.

A szárazföldi teknősfélék képviselői az egész világon fellelhetők a sivatagoktól az erdőkig, és olyan fajokat foglalnak magukba, mint a házi kedvencként is rendkívül népszerű görög teknős, vagy a darwini eszmék egyik megihletője, a galápagosi óriásteknős. Ha szóba kerülnek, elsőként minden bizonnyal lomha mozgásuk jut eszünkbe, de rajta vannak a világ leghosszabb ideig élő állatainak listáján is: a galapagosi óriásteknős átlag életkora meghaladja a száz évet, de volt olyan példány is, amely bizonyíthatóan több, mint 170 évig élt.
Érdekesség: sokan nem tudják, hogy a galápago szó spanyolul teknőst jelent, így ha azt mondjuk, hogy galápagosi teknős, olyan, mintha azt mondanánk: békönszalonna.
Néhány fajuk – mármint a teknősöké, nem a békönszalonnáé – hatalmas méretűre képes nőni, házuk meghaladhatja az egy méteres hosszúságot is, míg némelyük nem nagyobb 6-8 cm-nél. Annak ellenére, hogy a természetbúvárok már Darwin idejétől kezdve komoly érdeklődéssel tanulmányozták őket, a szárazföldi teknősök törzsfejlődését a közelmúltig homály fedte. Különösen a szigeteken megfigyelt óriások eredetével kapcsolatban ütköztek  a tudományos közvélemény álláspontjai.

Galápagosi óriásteknős (forrás: Rory Stansbury, Island Conservation, Flickr)

A tény, miszerint az összes ma élő óriás szárazföldi teknősféle szigetlakó, arra sarkallta fejlődéstörténetük kutatóit, hogy kialakulásukat az úgynevezett Foster-törvény, vagy másnéven sziget-hatás következményeként értékeljék: elszigetelt élőhelyeken a nagyméretű állatok törpékké, míg a kisebbek óriásokká válhatnak. A törpévé fejlődés egyik példája a floridai fehérfarkú szarvas, amely rokonától, a „közönséges” fehérfarkú szarvastól pusztán méretében különbözik. Az ilyen méretcsökkenés kiváltó okaként általában a szigeteken fellelhető szűkösebb tápanyagforrást szokták felhozni. A kisebb test ilyen esetekben szelekciós tényező. A szigeti órásnövekedés legjobb példája pedig az egykor Mauritius szigetén élt, és az ipari forradalom kezdetén kihalt röpképtelen galamb, a híres dodó lehet. Ők a mai feltételezések szerint a sziget ragadozóinak nyomására fejlődtek óriás méretűvé, egészen addig, amíg szegényeket egy újonnan érkezett, túlzottan intelligens ragadozó az utolsó szálig agyon nem verte.
A kihalt szárazföldi teknősökkel kapcsolatos korábbi tanulmányok nagy része meglehetősen bizonytalan volt e témában: több esetben az óriás növekedés okaként épp a ragadozó emlősök hiányát nevezték meg, de volt olyan felvetés is, hogy a szárazföldi teknősök már eleve óriások voltak, amikor élőhelyük elterjedése elérte a tengeri szigetvilágokat. Mivel a legtöbb ilyen állat már kihalt, ezeket az elméleteket meglehetősen nehéz mai megfigyelésekkel ellenőrizni. Az egyetlen megoldás hát, ha a kihalt teknősök fosszíliáit vizsgálják meg a szakemberek. 

Egy fiatal magyar kutató, Rabi Márton a társzerzője annak a közelmúltban a Cladistics című tudományos folyóiratban közzétett átfogó tanulmánynak, amely tiszta vizet öntött a pohárba a fenti témával kapcsolatban. Argentin kollégájával, Evangelos Vlachos-szal komoly összesítő munkát végeztek: az élő fajok genetikai, és a kihalt fajok csonttani adatainak tanulmányozásával összeállították a szárazföldi teknősök (Testudinidae) eddigi legátfogóbb családfáját.

Pár millió évvel ezelőttig az óriásteknősök Európa déli részén a mai Franciaországtól Törökországig elterjedtek voltak. Titanochelon perpiniana, Párizsi Természettudományi Múzeum (fotó: Rabi Márton)

Ez az első tanulmány, amely globális nagyságrendben tekinti át a szárazföldi teknősök testméretében bekövetkező evolúciós változásokat. A kutatók munkájának köszönhetően új ismeretekkel gazdagodtunk: kiderült, hogy a kövületanyag teljesen más képet mutat a múlttal kapcsolatban, mint amit a jelenkor szárazföldi teknős fajai alapján feltételezhettünk. A szárazföldi teknősök 55 millió évvel ezelőtti megjelenését követően az óriás méret több alkalommal is megjelent a földtörténet különböző szakaszaiban egymástól teljesen függetlenül, és nem csak elszigetelt környezetben, hanem elsősorban Ázsia, Afrika, Európa, valamint Észak- és Dél-Amerika kontinentális területein. Később az ezeken a területeken élő összes faj kipusztult, utolsó képviselőik a pleisztocén korban, az utolsó jégkorszak során éltek.

A tanulmány másik szerzője, Evangelos Vlachos (középen) az általuk tanulmányozott kihalt óriásteknős páncél múzeumba szállításánál - Thesszaloniki régió, Görögország (fotó: Rabi Márton) 

A fosszíliák tehát azt mutatják, hogy a kontinensek belső területein is nagy számban kialakultak óriás méretű fajok, ez pedig arra enged következtetni, hogy az óriás testméret a teknősök esetében nem hozható összefüggésbe az elszigetelt élőhelyek hatásaival. Ehelyett valószínűbb, hogy a ma a szigeteken élő óriás teknősök, mint például a galapagosi és seychelles-i fajok sokkal inkább az egykoron a dél-amerikai, kelet-afrikai és madagaszkári területekről elsodródott ősők leszármazottai. Az óriás teknősök azért lehettek jobbak a szigetek kolonizálásában, mert a kisebb fajoknál jobban tűrik az édesvíz és az élelem hiányát az óceánban történő hosszabb sodródás során. Megfigyelések szerint az óriás teknősök akár 740 km-t is képesek megtenni az óceánban lebegve!

A szárazföldi teknősfélék egyszerűsített családfája a paleocéntől napjainkig (forrás: Vlachos-Rabi)

Hogy végül miért haltak ki ezek az óriások a nagyobb szárazföldeken, és maradtak életben bizonyos szigeteken, egyelőre rejtély marad. A legutóbbi jégkorszakokig fennmaradó fajok esetén a kihalás kiváltó oka a kontinentális területeken valószínűleg a már több esetben is bizonyított ragadozói – köztük emberi – nyomás és a klímaváltozások okozta hatás kombinációja lehetett.
Hasonlóan tisztázatlan, hogy ha nem a sziget-hatás, akkor mi az, ami miatt a szárazföldi teknősök időről-időre óriásokká nőnek? A kutatók szerint ebben is az éghajlat változása (melegedése) és az életközösség ragadozóinak szelekciós nyomása játszhat szerepet, de a kép rendkívül összetett, és a rendelkezésre álló kövületanyag jelenleg még korlátozott.

A kihalt észak-amerikai Hesperotestudo egy hasonló példányának páncéljában a jégkori ember befúródott lándzsahegyét fedezték fel. Floridai Természettudományi Múzeum (fotó: Rabi Márton)

A tanulmánynak egy másik váratlan eredménye is volt: a Földközi-tenger térségének szárazföldi teknősei (pl. a házi kedvenc görög teknős) ugyanis tulajdonképpen egy törpe vonalat képviselnek: mint kiderült, kihalt őseik jóval nagyobb méretűek voltak. Így ez a vonal szintén egy olyan fejlődési irányt igazol, ahol a méret megváltozását nem tudjuk kifejezetten az elszigetelődött élőhely tulajdonságaival magyarázni.
Azt tehát még nem tudjuk pontosan, hogy mi volt az oka a csoport méretbeli változásainak, de a tanulmány rámutatott, hogy a sziget-hatás, mint kiváltó ok, nem jatszott fontos szerepet. Ez pedig kulcsfontosságú információ a későbbi kutatásokhoz.

A szárazföldi teknősök immár 55 millió éve jelen vannak az élet színpadán, és ennek a kutatómunkának az eredményeként fontos lépést tettünk törzsfejlődésük jobb megismerése felé. Szomorú, hogy mire teljessé válik a kép, addigra talán el is tűnnek ezek az ősi, rendkívül békés, legelésző lények. A ma élő 43 fajukból ugyanis több, mint 17 veszélyeztetett, többek között az élőhelyük eltűnése miatt, valamint a túlvadászásnak és az illegális kereskedelemnek köszönhetően.

– fűzte hozzá dr. Rabi Márton.

***

Források:

• A Martin-Luther Egyetem sajtóközleménye
• A Magyar Dinoszaurusz Kutató Expedició honlapja
• Dr. Rabi Márton profilja a Tübingeni Egyetem honapján
• Vlachos, E. and Rabi, M. (2017), Total evidence analysis and body size evolution of extant and extinct tortoises (Testudines: Cryptodira: Pan‐Testudinidae). Cladistics. . doi:10.1111/cla.12227

Egy panamai kutatócsoport az elmúlt 4 millió év karib-tengeri bryozoa faunájának átfogó vizsgálatával arra az eredményre jutott, hogy a régebben kialakult fajoknak több időbe telik egy új élőhely meghódítása, mint a rendszertanilag hozzá közel álló, de fiatalabb fajoknak.

A fosszilizálódáshoz jókora szerencse kell, így nem csoda, ha sok egykori élőlénnyel kapcsolatban meglehetősen hiányos a tudásunk. Az esetek többségében még az egykori növény vagy állat anatómiai tulajdonságaira is csak mai analógiákat használva következtethetünk, és akkor még nem is beszéltünk a tudományos szempontból fontosabb kérdésekről, pl. az adott létforma saját környezetével való kölcsönhatásainak vizsgálatáról. De vannak azért olyan nagy tömegben előforduló kövületek is, amelyek ha megfelelő mennyiségben azonos területen fellelhetők, és jelenlétük viszonylag hosszú időtávot lefed, nagyobb ívű következtetésekre is alkalmasak.

Nagyon jó példa erre a panamai Smithsonian Trópusi Kutatóintézet (STRI) munkatársainak a Scientific Reports-ban szerdán közzétett tanulmánya, amelyben bizonyos paleoökológiai és őséletföldrajzi adatokból olyan fontos eredményekre jutottak, amelyek rendkívül nagy segítséget nyújthatnak az evolúció mozgatórugóit kutató szakemberek számára is.
Aaron O’Dea és társai úgy vélték, hogy a Karib-tenger délnyugati térsége megfelelő lenne arra, hogy az elmúlt évmilliók során ezen a területen élt állatok egy kiválasztott csoportjának vizsgálatával választ kapjanak a kérdésre: vajon egy állatfaj új élőhelyen történő elterjedésének készségét befolyásolja-e az, hogy az adott faj mióta létezik.

Egy faj átlagos életkora, azaz fajöltője néhány millió év. Előfordulnak ennél kevesebb ideig létező fajok is, de lehetnek, amelyek ennek az átlagnak a sokszorosát is megérik. Gondoljunk csak az olyan „élő kövületként” emlegetett, ma is élő és viruló élőlényekre, mint a Lingula nevű brachiopoda, vagy a páfrányfenyő (Gingko).

Fontos kérdés ez, hiszen a minél több környezeti tényezőhöz való alkalmazkodás képessége mellett az új élőhelyeken való elterjedés sebessége is mérvadó, ha mondjuk egy adott faj kihalási esélyeit kell megállapítani.

Nagyjából 25 millió évvel ezelőtt megkezdődött egy folyamat, amely eleinte csak korlátozta, majd a végére a Panamai földhíd 3-4 millió évvel ezelőtti kiemelkedésével teljesen meg is szüntette a kapcsolatot a Csendes-Óceán keleti része és a Karib-tenger délnyugati ága között. Az új földszoros elvágta az utat az addig főként nyugat-kelet irányú tengeráramlatok elől, amely a tápanyag utánpótlás megszűnésével végzetes hatást gyakorolt a korábban ezen a területen virágzó planktonikus (lebegő) faunára. Ez a folyamat az élőhely gyökeres átalakulásához vezetett, a korábbi, plankton-központú biotóp után túlsúlyba kerültek az aljzatlakó, azaz bentosz szervezetek. A változás a térség geológiájában is nyomon követhető: a 4 millió évvel ezelőtti üledékek karbonátokban szegény, szervesanyagban gazdag agyagos rétegek, míg az ezt követő időszakban megjelennek a korallzátonyok, ami a már meglévők mellé meszes üledékek megjelenését hozta magával.

Ma élő Cupuladriida bryozoa kolónia. Forrás: Aaron O'Dea, Smithsonian Tropical Research Institute

Ez a környezetváltozás gyakorlatilag egy a természet által elvégzett evolúcióbiológiai kísérletet hagyott ránk. Ha megtaláljuk azokat az élőlényeket, amelyek ez idő alatt végig megbízhatóan és nagy mennyiségben fosszilizálódtak, magas a faj-diverzitásuk és könnyen meghatározhatók, akkor ezek maradványainak a vizsgálatával végigkísérhetjük az élővilág környezetváltozásra adott válaszának az egész folyamatát.
A kutatócsoport pedig meg is találta: a mohaállatok (latin nevükön Bryozoák) egy a teljes időszak során végigkövethető csoportját, a Cupuladriida családba tartozó fajokat választotta vizsgálata tárgyául. Ezek az apró lények – a többi mohaállathoz hasonlóan – diszkosz alakú kolóniákban élnek. A tengerekben elképesztő mértékben képesek felhalmozódni, ami annak is köszönhető, hogy nem csak szexuális reprodukcióra képesek, hanem ivartalanul is tudnak szaporodni. Amikor a telep elpusztul, a szilárd váz fennmarad, és nagyon jó eséllyel fosszilizálódik.

A vizsgálat során 200 begyűjtött fosszíliából több, mint 90 ezer bryozoa kolóniát különítettek el, amelyhez a mai tengerfenékről is beszereztek 90 recens (ma is létező fajhoz tartozó) példányt. A minták tartalmaztak tengeri iszapot, homokot és korall vázmaradványokat is, ami további segítséget nyújtott a szakembereknek az egykori élőhelyi környezet beazonosításában. A példányok meghatározása után kiválasztották a 10 leggyakrabban előforuló fajt, és ezek földrajzi elterjedését rögzítették az adatbázisba. Ezt követően az adatokat mind a fajöltőjük, mind a kolóniák előfordulásának mértékét illetően rendszerezték, és három különböző időkategóriába sorolták az élőhelyen való megjelenésük szerint.

Aaron O'Dea, a Smithsonian Tropical Research Institute paleontológusa tengeri eredetű fosszíliákat vizsgál a Dominikai Köztársaságban. Forrás: Sean Mattson, STRI

Az eredmények arról tanúskodnak, hogy – noha minden faj sikeresen meg tudott jelenni az új élőhelyi környezetben az elmúlt 6 millió év során, a különböző fajok különböző sebességgel tették mindezt. Az adatok egyértelműen azt jelzik, hogy a régebben – több, mint 8 millió évvel ezelőtt – megjelent fajoknak a fiatalabbakhoz képest nagyjából 2 millió évvel több időbe telt, mire ugyanabban a kolónia-számban birtokukba vették az új biotópot. Ez egyértelműen arra utal, hogy minél hosszabb ideig él egy faj, annál nehezebben alkalmazkodik az akár csak minimálisan is eltérő környezeti feltételekhez, és annál nehezebben hódítja meg az új lehetőségként feltáruló, de az addigitól némileg különböző területeket. Ezt a kutatók a jól beágyazott populációk niche-konzervativizmusának nevezik.
A jelenség kiváltó okainak megfejtéséhez, illetve annak megállapításához, hogy ez a szabály milyen mértékben vonatkozik más élőlényekre, további kutatásokra van szükség. Minden bizonnyal hallani fogunk még erre a vizsgálati módszerre alapozó újabb munkákról is, más területeken és talán más élőlény csoportokról is.

Források:

• Aaron O’Dea, Brigida De Gracia, Blanca Figuerola & Santosh Jagadeeshan: Young species of cupuladriid bryozoans occupied new Caribbean habitats faster than old species, Scientific Reportsvolume 8, Article number: 12168 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-30670-9.
• A Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) sajtóközleménye 
• Főzy István, Szente István: Ősmaradványok, A Kárpát-Pannon térség kövületei (GeoLitera, 2012)

Egyes becslések szerint a Földön valaha élt fajok 99%-a ma már nem létezik – ez több, mint 5 milliárd eltűnt fajt jelent az élet keletkezése óta eltelt kb. 4 milliárd év alatt. Ezek között a letűnt élőlények közül a legtöbb csak kevéssé tér el a mai élővilágban látható megszokott állatoktól és növényektől. Vannak azonban olyanok is, amelyek rekonstruált illusztrációinak láttán csak pislogunk, mint Anomalocaris a szatyorban.

Új sorozatunkban ezekből a mai szemmel szokatlan szerzetekből válogatunk, hosszabb-rövidebb leírást adva róluk és egykori élőhelyükről.
Elsőként nem is megyünk vissza olyan sokat az időben, csupán az állati újidő miocén korába (23-5 millió éve). Ez persze relatív, hiszen 5-10 millió év még mindig felfoghatatlan az emberi elme számára, de ha azt vesszük, hogy az azóta eltelt idő az Élet teljes történetének csupán kevesebb, mint  fél százaléka, és hogy az időszak vége felé már megjelentek az első emberszabásúak is, mindjárt otthonosabban érezzük magunkat.

A földtörténeti újkorban, a dinoszauruszok kréta végi kihalását (és egy bizonyos részüknek madárrá alakulását) követően elérkezhetett a szárazföldön az emlősök ideje. Az ezt követő évmilliók során az addig viszonylag alárendelt szerepet játszó lények a bolygó szinte minden ökológiai fülkéjét kitölthették, és ez olyan bámulatos alakokat hozhatott létre, amelyek nagy részével ma már sajnos nem találkozhatunk. Ezen formák közé tartozik az az erdei lombozattal való táplálkozásra specializálódott nagyméretű páratlan újjú patások csoportja, amelynek legkarakteresebb nemzetségét Chalicotheriumnak hívjuk. Felmenői kb. 40 millió évvel ezelőtt, az eocén kor során fejlődtek ki erdőlakó lószerű ősökből, és ugyan a Chalicotheriidae család egy része megpróbálkozott a füves pusztai életmóddal, a közvetlen ősök tovább alkalmazkodtak a hatalmas zöldtömeget (azaz táplálékot) biztosító csapadékos erdőkben való élethez. Ennek köszönhető a Chalicotherium mai szemmel különös testfelépítése: ez a két és fél méteres magasságot és másfél tonnás testtömeget is meghaladó állat rövid lábakkal, és hosszú izmos karokkal rendelkezett, amelyek végén nagy karmai voltak. Ezek a karmok és a hosszú kar jó szolgálatot tettek az ínycsiklandó zsenge falevelek gyűjtögetésénél (a fák lombozatát akár 4 méter magasan is elérte), de meglehetősen nehézkessé tették számára a négy lábon járást, amely a családja korábbi tagjainál bevett szokás volt. Emiatt a Chalicotherium a lefelé fodított kézfején, mondjuk úgy, az öklén járt, mint ahogy azt a mai hangyászok, vagy néhány emberszabású majom teszi. Rövid és zömök hátsó lábai pedig arra engednek következtetni, hogy súlypontját ezekre helyezve, egyfajta kényelmes ülő helyzetben csemegézte a fák lombjait.

A Chalicotherium grande, vagy újabb elnevezése szerint Anisodon grande rekonstrukciós rajza (Wikipedia, Dmitry Bogdanov paleoillusztrációja)

Nem véletlen, hogy ezeknek az állatoknak a legközelebbi ma élő rokonai a ló-, az orrszarvú- és a tapír-félék: külsőre úgy néztek ki, mintha egy őrült professzor ebből a három állatféléből kotyvasztotta volna őket össze egy át nem gondolt genetikai kísérlet eredményeképpen, de hogy még pikánsabb legyen a végkifejlet, kacarászva hozzátett egy picit a hegyi gorilla genomjából is.

A Chalicotherium nemzetség az oligocén legvégén jelent meg, és egészen a kora pliocén végéig, azaz kb. 3.6 millió évvel ezelőttig népesítette be Eurázsia, Észak-Amerika és Afrika erdős vidékeit. Közeli, és sok azonos külső bélyeggel rendelkező rokonai, a Chalicotheriidae család tagjai azonban egészen a pleisztocén közepéig, azaz kb. 780,000 évvel ezelőttig fennmaradtak. Utolsó képviselőjük a Mianmarban és Kínában felfedezett Nestoritherium volt.

Ezeknek a fura szerzeteknek a fosszíliáit több európai és ázsiai lelőhely mellett a mai Magyarország területén is megtalálták, egyrészről a korai hominidák maradványairól is híres rudabányai miocén kori emlős lelőhelyen, másrészről a rendkívül gazdag pannon (azaz felső miocén) korú ősmaradványanyaggal büszkélkedő Vas megyei Bérbaltaváron (régiesen Baltaváron) is. Ez utóbbi lelőhely a 19. század végén új fajjal is megajándékozta a tudományt, ennek neve a modern irodalomban sajnos már nehezen fellelhető Chalicotherium baltavarense.

Chalicotherium kicsinyével, táplálkozás közben (Julio Lacerda paleoillusztrációja)

 Chalicotherium schlosseri teljes fosszilis csontváza Kazahsztánból (Orosz Tudományos Akadémia - Őslénytani Intézet)

A Chalicotheriidae család egyik legtermetesebb genusa, az Észak-Amerikában élt Moropus akár 2 és fél méteres marmagasságúra is nőhetett (Jay Matternes paleoillusztrációja)

Források:

• Julio Lacerda: Extinct hoofed animals looked like gorilla-horse hybrids – Earth Archives
• M. Fahlke, Julia & Coombs, Margery & Semprebon, Gina. (2013). Anisodon sp. (Mammalia, Perissodactyla, Chalicotheriidae) from the Turolian of Dorn-Dürkheim 1 (Rheinhessen, Germany): Morphology, phylogeny, and palaeoecology of the latest chalicothere in Central Europe. Palaeobiodiversity and Palaeoenvironments. 93. 151-170. 10.1007/s12549-013-0119-7.
• Kordos László: Rudabánya állatvilága – A Rudapithecus kortársai (Természet Világa - A Föld éve, Földtudományok az emberiségért különszám, 2008)
• Kordos László: Baltavár - Felső-miocén ősgerinces lelőhely (15. Magyar Őslénytani Vándorgyűlés - Uzsa, kirándulásvezető, 2012)