在奇怪的250万岁岁南南极生物的象牙中发现了类似休眠的状态的证据

在Lystorsaurus的麻木

沉睡状态下的水龙的生命恢复。信贷:水晶心

研究人员在2.5亿年前的南极动物的象牙中发现了“冬眠”状态的化石证据。

在动物世界的许多冬季生存策略中,冬眠是最常见的。在冬季期间食物和能源有限 - 特别是在靠近或极地地区内的区域 - 许多动物冬眠,以在寒冷的黑暗中生存。虽然很多人行为动物冬眠,但很难在化石中学习。

根据新的研究,这种适应的历史悠久。在2020年8月27日发布的论文中,在学报中通信生物学yabo124,哈佛大学的科学家和华盛顿大学在早期在南极洲住在南极洲的动物中报告类似冬眠的状态的证据三叠纪,约2.5亿年前。

这种生物,属中的一员Lystrosaurus.,是哺乳动物的遥远相对。Lystrosaurus.在二叠纪和三叠纪时期很常见,它们的特征是像乌龟一样的喙和不断生长的长牙。在Lystrosaurus.“时间上,南极洲大部分位于南极圈内,每年冬天都有很长一段时间没有阳光照射。

Pangea地图早期三叠系

在早期三叠系期间,Pangea的地图,在本研究中显示了南极(蓝色)和南非(橙色)Lystrosaurus群体的位置。信用:Megan Whitney / Christian Sidor

“靠近杆子或附近的动物总是必须应对那里的更极端的环境,”哈佛大学的博士后研究员,在有机生物学和进化生物学系博士学院研究员,他们将这项研究作为一个yabo124UW博士生在生物学中。yabo124“这些初步调查结果表明,进入类似休眠的状态不是相对新的适应类型。这是一个古老的一个。“

Lystrosaurus.化石是脊椎动物中冬眠的状态的最古老的证据,并表明Torpor - 冬眠和类似国家的一般术语,动物暂时降低了他们的代谢率,甚至在哺乳动物之前在脊椎动物中出现恐龙演变。

Lystrosaurus.在二叠纪末期地球上最大规模的物种灭绝之前就出现了——那次灭绝了陆地上70%的脊椎动物物种——但不知怎么存活了下来。它在三叠纪又存活了500万年,遍布了当时地球上唯一的大陆——盘古大陆,包括现在的南极洲。“事实上,Lystrosaurus.幸存下来的终身大规模灭绝,在早期的三叠系中获得了如此广泛的范围使他们成为了一个非常熟悉的动物组,以了解生存和适应,“生物学和策展人UW教授yabo124在伯克博物馆的脊椎动物古生物学。

南极Lystrosaurus Tusk.

来自南极Lystrosaurus的僵化的Tusk的这种薄膜显示了牙床层,沉积在生长的环中。托斯向内生长,边缘最旧的层和中心附近的最小层,在那里纸浆腔。在右上方的是图层的特写视图,带有白色棒的白色棒突出显示表示类似休眠状态的区域。秤杆是1毫米。信用:Megan Whitney / Christian Sidor

今天,古生物学家发现Lystrosaurus.印度,中国,俄罗斯,非洲部分地区和南极洲的化石。这种生物长到6到8英尺长,没有牙齿,但上颚有一对长牙。象牙使惠特尼和西多尔的研究成为可能,因为,像大象一样,Lystrosaurus.象牙一生不停地生长。象牙化石的横截面揭示了Lystrosaurus.新陈代谢,生长和压力或菌株。Whitney和Sidor比较了六个南极的截图Lystrosaurus.四个横截面Lystrosaurus.来自南非。在Triassic期间,南极洲的收集地点大约为72度南纬 - 良好的南极圈。南非的收集地点北方超过550英里,远远超过南极圈。

来自两个区域的象牙显示出类似的生长模式,其中牙本质层沉积在同心圆上,如树环。然而,根据研究人员,南极化石在北方北北方罕见或缺席的额外特征是罕见或缺席的额外特征,这可能表明由于延长的压力,这可能表明由于延长的压力而导致的沉积较小。“最接近的模拟我们可以找到我们在南极观察到的”压力标记“Lystrosaurus.长牙是某些现代动物冬眠时牙齿上的压力印记。

古生物学家基督教Sidor

华盛顿大学的古生物学家
Christian Sidor挖掘化石在南极洲2017年。信用:梅根惠特尼

研究人员无法得出明确的结论Lystrosaurus.经历了真正的冬眠。这种压力可能是由另一种类似冬眠的麻木引起的,比如更短期的新陈代谢减少。Lystrosaurus.在南极洲,可能需要某种形式的冬眠般的适应,以应对南极附近的生命,惠特尼说。尽管三叠纪时期的地球比现在要温暖得多,而且南极洲的部分地区可能已经被森林覆盖,但南极圈下的植物和动物每年的日照量仍然会经历极端的变化,冬天会有很长时间没有太阳。

惠特尼说,高纬度地区的许多其他古代脊椎动物可能也会利用包括冬眠在内的冬眠来应对冬天的紧张。但许多著名的灭绝动物,包括后来进化和传播的恐龙Lystrosaurus.消失了,没有连续增长的牙齿。

古生物学家梅根惠特尼

梅根·惠特尼,当时是一所大学
华盛顿的博士生,在挖掘化石
南极洲2017年。惠特尼现在是一个古生物学家
哈佛大学。信贷:基督教Sidor

西多尔说:“要想看到冬眠带来的压力和紧张的具体迹象,你需要观察那些能在动物一生中变成化石并不断生长的东西。”“很多动物都没有,但幸运的是Lystrosaurus.做了。“如果分析额外的南极和南非Lystrosaurus.化石证实了这一发现,也可能解决另一场关于这些古老的、健康的动物的争论。惠特尼说:“冷血动物通常在严酷的季节完全停止新陈代谢,但许多冬眠的恒温动物或‘温血’动物经常在冬眠期间重新激活新陈代谢。”“我们在南极观察到的Lystrosaurus.牙龈在一段时间内符合小的代谢'重新激活事件'的模式,这与我们今天在温血冬二百合者中看到的最相似。“如果是这样,这个静态表弟哺乳动物都提醒人们今天的生活许多特征可能已经在人类进化以观察它们之前已经存在数亿年的数百万年。

在早期三叠系植物中发现了“休眠样”状态的证据有关这一发现的更多信息。

参考:2020年8月27日,由Megan R. Whitney和Christian A. Sidor撰写的《南极洲早三叠纪水龙象牙中的休眠证据》。通信生物学yabo124
DOI:10.1038 / S42003-020-01207-6

该研究由国家科学基金会资助。授予数字:PLR-1341304,DEB-1701383。

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