38 crânios do bebê do parente estranho do período Jurassic-Mammal encontrado

By Laura Geggel, Senior Writer | October 22, 2018 11:27am ET

A mãe Kayentatherium wellesi e seus 38 filhos. Eles são os únicos fósseis de bebês de um parente extinto de mamíferos do início do período jurássico.

Credit: Eva Hoffman/The University of Texas at Austin

ALBUQUERQUE, N.M. — Cerca de 185 milhões de anos atrás, um animal peludo de tamanho beagle comemorou a maternidade ao ter 38 bebês na mesma embreagem, de acordo com um novo estudo sobre os restos de esqueletos de mamãe e bebês.

O animal, conhecido como Kayentatherium wellesi, não era exatamente um mamífero, mas sim um cinodonte, um parente mamífero que viveu durante o período jurássico. E o número prodigioso de bebês que ela tem é mais do que o dobro do tamanho médio de uma ninhada de qualquer mamífero vivo hoje, o que significa que K. wellesi reproduziu mais como um réptil, disseram os pesquisadores. Além disso, esses bebês tinham cérebros notavelmente pequenos, sugerindo que, à medida que os mamíferos se desenvolviam, eles trocavam cérebros pequenos e grandes tamanhos de ninhada por cérebros maiores e tamanhos menores de ninhada, disseram os pesquisadores. [Em fotos: Mamíferos ao longo do tempo]

A descoberta da mãe e de seus 38 filhos é extraordinariamente rara, porque esses são os únicos bebês conhecidos de um precursor de mamíferos já registrado, disseram os pesquisadores. Apesar de não terem sido encontradas cascas de ovos no local, os jovens provavelmente ainda estavam se desenvolvendo dentro de ovos ou acabaram de chocar quando encontraram suas mortes prematuras, de acordo com o estudo, que foi publicado online em 29 de agosto na revista Nature e apresentado aqui em outubro 18 na 78ª reunião anual da Society of Vertebrate Paleontology. "Esses bebês são realmente importantes na árvore evolucionária", disse a pesquisadora Eva Hoffman, estudante de graduação em geociências da Universidade do Texas, em um comunicado. "Eles tinham muitos recursos semelhantes aos mamíferos modernos, características relevantes na compreensão da evolução dos mamíferos.

"

The extinct mammal relative with her clutch of 38 babies

Credit: Eva Hoffman/The University of Texas at Austin

Os fósseis foram descobertos há mais de 18 anos na formação jurássica de Kayenta no nordeste do Arizona pelo co-pesquisador Timothy Rowe, um professor de geociência da Universidade do Texas. No início, Rowe achou que o pedaço de pedra que ele escavara continha um único espécime. Não foi até Sebastian Egberts, um ex-aluno de pós-graduação e preparador de fósseis na Universidade do Texas, começou a descompactar a laje em 2009 que ele notou uma mancha de esmalte de dente na laje rochosa.

"Não parecia um dente de peixe pontiagudo ou um dente pequeno de um réptil primitivo", disse Egberts, que agora é instrutora de anatomia na Faculdade de Medicina Osteopática da Filadélfia, em comunicado. "Parecia mais um dente molariforme [molariforme] - e isso me deixou muito empolgado."

The baby i>Kayentatherium wellesi skulls are only about 0.4 inches (1 centimeter) long.

Credit: Eva Hoffman/The University of Texas at Austin

Tomografias computadorizadas (TC) revelaram que o pedaço de rocha incluía não apenas a mãe, mas também os maxilares, dentes, crânios e esqueletos parciais dos bebês. Uma análise anatômica mostrou que os pequenos ossos eram da mesma espécie que o adulto. Além disso, os crânios dos bebês tinham as mesmas proporções que o adulto, embora fossem apenas um décimo do tamanho. Em contraste, bebês de mamíferos nascem com rostos encurtados e cabeças bulbosas, que seguram seus cérebros grandes, disseram os pesquisadores.

It's energy-intensive to have a big brain, and sizable noggins also make childbearing extremely challenging. Given that K. wellesihad a tiny brain and dozens of babies, it appears that the step in which mammals traded litter power for brain power hadn't happened yet in the early Jurassic, the researchers said.

"Just a few million years later, in mammals, they unquestionably had big brains, and they unquestionably had a small litter size," Rowe said in the statement. [Photos: These Mammal Ancestors Glided from Jurassic Trees]

This family tree shows how Kayentatherium wellesi is related to humans and other mammals.

Credit: Eva Hoffman/The University of Texas at Austin

A descoberta de K. wellesia e seus bebês "é uma descoberta do tipo que ocorre uma vez na vida e pode ter um grande impacto na forma como vemos a biologia de mamíferos", disse Greg Wilson, professor associado de biologia e curador de paleontologia de vertebrados no Burke. O Museu de História Natural e Cultura da Universidade de Washington disse à Live Science.

"Our reproductive biology is such a central component to being mammal," Wilson said. "This fossil gives us a snapshot of the reproductive biology of an animal that was not quite mammalian yet. It gives us a window into the transition from what it means to be reptile to what it means to be mammalian."

A análise detalhada e fóssil fenomenal revela detalhes sobre mamíferos fósseis enigmáticos

Society of Vertebrate Paleontology

IMAGE: A: Right lateral (side) view of the cranium of Vintana sertichi. B. Right lateral (side) view of the cranium, showing internal features, such as the reconstructed endocranial cast (in purple),... view more

Credit: Journal of Vertebrate Paleontology

Os mamíferos que viveram durante a época dos dinossauros são geralmente retratados como criaturas inócuas e de pequeno porte, correndo sob os pés dos imensos répteis. Na realidade, esse não foi o caso, e um novo fóssil de Madagascar ressalta ainda mais esse ponto, revelando perspectivas fascinantes sobre a crescente diversidade de mamíferos do Mesozoico. Vintana sertich já havia sido descrito em uma nota preliminar em novembro deste ano, mas um novo livro de memórias no Journal of Vertebrate Paleontology mergulha muito mais profundamente na morfologia e paleoecologia deste incrível animal fóssil. O livro de memórias reúne vários especialistas para conduzir uma série de análises descritivas e comparativas e consiste em vários artigos descrevendo o cenário geológico do fóssil, sua anatomia craniana, sua morfologia e função dentárias, sua caixa craniana e suas habilidades sensoriais.

David W. Krause, da Stony Brook University, editor do volume e principal investigador do projeto, diz: "Do ponto de vista organizacional, há duas coisas sobre essa monografia com as quais estou particularmente satisfeito. Primeiro, tive a sorte de ser capaz de montar uma mistura excepcionalmente capaz de especialistas, estudantes e técnicos para focar sua atenção neste incrível espécime, em segundo lugar, a ênfase na imagiologia de micro-TC, e as milhares de horas gastas na segmentação digital de cada elemento craniano, foi fundamental para nos permitir descrever e compreender a anatomia interna detalhada do crânio deste mamífero bizarro ".

Vintana é um membro de um grupo de mamíferos extinto e, até agora, muito pouco conhecido, os gondwanatherians, que são nomeados com base em sua distribuição geográfica nos continentes do sul, também conhecida como Gondwana. Os fósseis de gondwanatherians anteriormente conhecidos consistiram apenas em dentes isolados e alguns espécimes fragmentários de mandíbula inferior. O novo espécime é um crânio quase completo e apenas ligeiramente distorcido, que foi meticulosamente removido de um grande bloco de sedimento e, posteriormente, micro-tomografia computadorizada para fornecer detalhes finos da anatomia externa e interna do animal. Esses exames também permitiam que os pesquisadores separassem digitalmente ou segmentassem os ossos cranianos individuais e permitissem que eles dissecassem virtualmente o espécime sem realmente destruí-lo. Esses escaneamentos de alta resolução também permitiram que os autores incluíssem no livro de memórias, como material suplementar, PDFs 3D interativos e imagens de alta resolução.

Krause says, "We hope that the memoir will serve as a useful reference for all future discoveries and analyses of gondwanatherian mammals represented by craniodental material."

The cranium displays some bizarre features, like enlarged flanges for attachment of chewing muscles, a strangely tilted braincase, and large eye sockets. Analysis of these features and others reveals that Vintana was a badger-sized, herbivorous animal that was agile and active, with keen senses of smell, vision, and hearing.

John Wible, of the Carnegie Museum in Pittsburgh and one of the experts on the investigation who analyzed the skull and ear region of the fossil, says "With this monograph, the shroud of mystery over the enigmatic, extinct mammal clade Gondwanatheria is lifted. Through CT scans, the amazingly preserved skull of Vintana sertich is dissected, described, and reconstructed. The authors breathe life into this fossil by reconstructing its brain, inner ear, jaw musculature, orbit, and nasal cavity, and set the bar high for how such studies will be done in the future."

###

ABOUT THE SOCIETY OF VERTEBRATE PALEONTOLOGY
 
Founded in 1940 by thirty-four paleontologists, the Society now has more than 2,300 members representing professionals, students, artists, preparators, and others interested in vertebrate paleontology. It is organized exclusively for educational and scientific purposes, with the object of advancing the science of vertebrate paleontology.

JOURNAL OF VERTEBRATE PALEONTOLOGY
The Journal of Vertebrate Paleontology (JVP) is the leading journal of professional vertebrate paleontology and the flagship publication of the Society. It was founded in 1980 by Dr. Jiri Zidek and publishes contributions on all aspects of vertebrate paleontology.

CITATION:
Krause, D. W 2014. Vintana sertich (Mammalia, Gondwanatheria) from the Late Cretaceous of Madagascar. Journal of Vertebrate Paleontology 34(6) Supplement. Society of Vertebrate Paleontology Memoir 14. 222 pages.

AUTHOR CONTACT INFORMATION

David W. Krause
Distinguished Service Professor
Department of Anatomical Sciences
Stony Brook University
Stony Brook, NY 11794-8081
Telephone: 631-444-3117
Fax: 631-444-3947
http://www.anat.stonybrook.edu/dkrause
 
OTHER EXPERTS NOT ASSOCIATED WITH STUDY WHO MAY BE REACHED FOR COMMENT:
Guillermo Rougier
University of Louisville
guillermo.rougier@louisville.edu

Zhe-Xi Luo
University of Chicago
xluo@uchicago.edu

Anne Weil
Oklahoma State University
anne.weil@okstate.edu

Um fóssil espetacular

Encontrado em Madagascar, no oceano Índico, primeiro crânio de um mamífero que viveu no supercontinente Gondwana. Em sua coluna de dezembro, Alexander Kellner diz que o achado preenche uma lacuna na evolução desse grupo animal. 

 

Por: Alexander Kellner

Publicado em 17/12/2014 | Atualizado em 17/12/2014

Reconstrução de ‘Vintana sertichi’, nova espécie do grupo extinto de mamíferos denominado Gondwanatheria. O fóssil foi encontrado em rochas formadas entre 72 e 66 milhões de anos atrás. (imagem: Krause et al./ Nature) 

 

Parece que, em termos de descobertas paleontológicas, o final de 2014 é mesmo dos mamíferos. Não só achados recentes de formas jurássicas na China surpreenderam os cientistas, mas também a descoberta de uma nova espécie de cinodonte no Rio Grande do Sul (veja abaixo, nas Paleocurtas), trouxeram várias novas informações a respeito da evolução dos mamíferos.

A essas descobertas junta-se um fóssil espetacular procedente de Madagascar, tema central desta coluna. A nova espécie, denominada Vintana sertichi, pertence a um dos mais enigmáticos grupos de mamíferos extintos descoberto até agora: os Gondwanatheria.

O achado de David Krause, da Stony Brook University, de Nova York, nos Estados Unidos, e colegas foi publicado com destaque na revista Nature e, em seguida, foi tema de uma grande monografia no Journal of Vertebrate Paleontology.

Os gondwanatérios são formas raras que viveram no supercontinente Gondwana, que outrora reunia todas as massas continentais ao sul da linha do Equador, mais o território da Índia. Restos desses mamíferos foram encontrados na Argentina, Índia, África e península Antártica, em depósitos cuja idade varia de 110 milhões de anos a 56 milhões de anos atrás.

Foi no supercontinente Gondwana, que reunia as massas continentais ao sul do Equador, mais a Índia, que surgiram formas raras como os gondwanatérios, a que pertence ‘V. sertichi’. (imagem: LennyWikidata/ Wikimedia Commons – CC BY 3.0)

Infelizmente, as sete espécies que puderam ser comprovadamente classificadas nesse grupo são conhecidas, em sua maioria, por restos de dentes isolados e algumas poucas arcadas inferiores. Entre as principais características do grupo estão os molares com coroas muito altas, o que levou os pesquisadores a sugerir que eram onívoros ou herbívoros.
Devido à escassez de material, não se tinha uma noção exata da classificação dos gondwanatérios na história evolutiva dos mamíferos. Mas o novo crânio – o primeiro de uma espécie que pode ser atribuída ao grupo – muda tudo.

Um golpe de sorte

Vintana, nome derivado da palavra malgaxe que significa sorte, foi encontrado em rochas formadas entre 72 e 66 milhões de anos atrás, uma faixa de tempo que forma o topo do Cretáceo e é denominada de Maastrichtiano.

O achado foi feito por Joseph Sertich, a quem a espécie foi dedicada (Vintana sertichi), em rochas que pertencem à Formação Maevarano. Essas rochas são velhas conhecidas dos paleontólogos, já que forneceram vários dinossauros (inclusive aves) interessantes, como também restos de crocodilomorfos, um sapo gigante, peixes, tartarugas e cobras.

Segundo David Krause e colegas, o crânio de Vintana era grande para um mamífero daquele tempo: aproximadamente 125 milímetros, pouco menor que uma caneta Bic. Estimativas sugerem que o animal chegava a pesar perto de 9 quilos, o que o torna o segundo maior mamífero da Era Mesozoica, sendo ultrapassado apenas pela forma carnívora Repenomamus, da China, que, diga-se de passagem, se alimentava também de dinossauros.

Imagem do crânio de ‘V. sertichi’ produzida por tomografia computadorizada; ao lado, reconstrução da nova espécie em vida. O crânio do animal é considerado grande para um mamífero de sua época. (imagem: Krause et al./ Nature)

Além de ter as coroas dos molares bastante desenvolvidas, característica que possibilitou classificar a nova espécie nos Gondwanatheria, Vintana possuía dois grandes incisivos na parte anterior do crânio, que possivelmente cresciam de forma contínua. Estes eram separados de um pequeno dente pré-molariforme e de quatro dentes molariformes por um grande espaço (diastema). Não possuía caninos, ao contrário das espécies carnívoras.

Entre as diversas características do novo mamífero malgaxe, um osso na parte lateral do crânio (denominado jugal) era muito desenvolvido, indicando que o animal tinha uma musculatura para mastigação possante. Como não se conhecem outros crânios de gondwanatérios, não se sabe se essa era uma característica única de Vintana ou uma característica compartilhada pelos demais membros do grupo.

O animal tinha um cérebro relativamente pequeno e similar a algumas formas de espécies que antecederam o surgimento dos mamíferos

 

Muitas outras feições cranianas surpreenderam os pesquisadores. A cabeça de Vintana é relativamente curta e alta, e foram encontrados ossos na cabeça que normalmente estão ausentes nos demais mamíferos, como o tabular e o pós-parietal. A presença desses ossos na nova espécie, que se perderam ao longo da história evolutiva dos mamíferos, é algo totalmente intrigante para os paleontólogos, cuja explicação requer mais estudos.
Usando tomografia computadorizada, David Krause e colegas puderam estudar a cavidade cerebral de Vintana. Descobriram que o animal tinha um cérebro relativamente pequeno e similar a algumas formas de espécies que antecederam o surgimento dos mamíferos (espécies designadas mamaliformes basais).
As órbitas são bastante desenvolvidas, sugerindo a existência de olhos grandes. Como os bulbos olfatórios, região do cérebro responsável por captar cheiros, também eram bastante desenvolvidos, tudo indica que o olfato de Vintana era bem apurado. Características da região auditiva sugerem que esse mamífero era bastante ágil e rápido, e análise detalhada do desgaste dos dentes indica que se alimentava de material resistente, como sementes, frutificações e raízes.

Isolamento geográfico

No trabalho, David Krause e colaboradores tentaram estabelecer os motivos pelos quais Vintana seria tão distinto dos demais mamíferos. Eles acreditam que isso talvez decorra do intenso isolamento geográfico, que, no caso de Madagascar, foi de aproximadamente 16 a 22 milhões de anos.

Maciços de pedra em planície do lado ocidental de Madagascar. O isolamento geográfico dessa ilha do oceano Índico talvez explique por que ‘V. sertichi’ seria tão distinto dos demais mamíferos. (foto: Wikimedia Commons/ Moongateclimber – CC BY-SA 3.0)

Outros achados nas mesmas camadas onde a nova espécie foi encontrada corroboram essa hipótese, já que alguns elementos da fauna reptiliana descoberta até agora também diferem bastante dos demais.
A descoberta do crânio de Vintana também possibilitou melhor análise da relação de parentesco dos Gondwanatheria. Tudo indica que esses animais estariam proximamente relacionados com os multituberculados e haramiyidos, outros grupos de mamíferos extintos.

Como podemos novamente enfatizar, a paleontologia não se dedica apenas à pesquisa dos dinossauros. Outros tantos grupos pelo menos tão fascinantes quanto esses répteis têm sido descobertos, para felicidade geral dos que se interessam por esse maravilhoso mundo – ou mundos – que a pesquisa paleontológica descerra para todos nós.

Alexander Kellner
Museu Nacional/UFRJ
Academia Brasileira de Ciências

Novo mamífero fóssil da China

Chong-Xi Yuan (Institute of Geology, Pequim) e colegas descreveram na Science uma nova espécie de mamífero do grupo dos multituberculados. Encontrado em rochas jurássicas (de 160 milhões de anos) da China, Rugosodon eurasiaticus é o representante mais primitivo desse grupo conhecido até o momento. Ele mostra o desenvolvimento de feições na região do pé que foram fundamentais para o sucesso evolutivo dos multituberculados durante o Cretáceo, quando se tornaram as formas de mamíferos dominantes.

Evolution’s Clock Ticked Faster at the Dawn of Modern Animals

         

Michael Lee

Explosive evidence. New research combines data from living arthropods like this centipede with the fossil record of its 515-million-year-old ancestor, the trilobite, to measure the speed of evolution’s “big bang.”

Five hundred thirty million years ago, the number and diversity of life forms on Earth mushroomed. This so-called Cambrian explosion kept Charles Darwin, the father of evolution, awake at night, as he worried that his theory of natural selection couldn’t explain the sudden proliferation of species. Now, researchers have combined evidence from the fossil record with clues in the genes of living species to estimate the speed of that evolutionary explosion. Their finding—that the rate of change was high, but still plausible—may put Darwin’s fears to rest.

The dawn of the Cambrian period divides two very different Earths. In one, primitive, mostly single-celled creatures “sat on the mud and did very little,” says evolutionary biologist Matthew Wills of the University of Bath in the United Kingdom. In the other, life forms as diverse as our modern fauna roamed the planet. The abrupt appearance of these creatures in the fossil record “gave Darwin a headache,” Wills says, and critics of evolution have argued that the tree of life couldn't possibly produce so many branches and bear such a variety of fruit so quickly.
Some scientists explained away this dilemma by claiming that the fossil record is deceptive. Perhaps, they speculated, the first representatives of modern animal groups appeared long before the Cambrian period, but had tiny, soft bodies what were not easily preserved as fossils. But based on fossil evidence, most paleontologists believe the “fuse” on the explosion must have been short, with new life forms proliferating only a few tens of millions of years before the Cambrian period. Just how quickly would species have to evolve to squeeze in all these new developments?  “No one has actually tried to quantify just how fast the rates were,” says Michael Lee, an evolutionary biologist at the University of Adelaide in  Australia and the South Australian Museum, who led the new research. “They just literally took Darwin’s word that they must have been pretty fast.”
So Lee and colleagues estimated that speed by studying the evolution of arthropods—Earth’s most diverse phylum, which includes insects, crustaceans, and arachnids. They looked at how changes evolved in both the genetic code and the anatomy of arthropods, comparing 62 different genes and 395 physical traits. For any two branches of the arthropod family tree—centipedes and millipedes, for example—they picked out important physical differences and variations in genetic sequence in modern specimens. Then, using evidence from the fossil record about how quickly the two branches diverged, the group calculated roughly how fast genetic and anatomical differences must have emerged for each lineage over time.

They found that when some early branches of the arthropod family tree were splitting off, creatures were evolving new traits about four times faster than they did in the following 500 million years. The creatures' genetic codes were changing by about .117% every million years—approximately 5.5 times faster than modern estimates, the group reports online today in Current Biology. Lee calls this pace “fast, but not too fast” to reconcile with Darwin’s theory.
This combined model for genes and anatomy represents “quite a stride forward,” Wills says. The results not only show that the evolutionary clock ticked much faster around the time of the Cambrian, but also hint at what may have sped it up. The fact that genes and anatomy evolved at roughly the same rate suggest that pressures to adapt and survive in a world of new, complex predators drove both, the authors speculate. Innovations such as exoskeletons, vision, and jaws created new niches and evolution sped up to fill them. Wills agrees that the new research makes this explanation for the Cambrian explosion “look a lot more probable now.”

Others caution that such analysis is in its infancy. “It’s an excellent first step,” says Douglas Erwin, a paleontologist at the Smithsonian Institution in Washington, D.C., but the exact rates of evolution in the study might not be reliable. He points out that while the study uses fossil data to determine when a given arthropod branch emerged, it doesn’t include the known characteristics of these extinct ancestors in its comparisons of physical traits, which involve only living creatures.
Some of the assumptions the authors make in estimating these emergence dates are also problematic, says Philip Donoghue, a paleobiologist at the University of Bristol in the United Kingdom. But he believes future iterations of this approach—incorporating fossil traits into the analysis—will yield a powerful new tool: “All the cool kids will be doing it soon.”

Jurassic Mother' Found in China

by Brian Switek on 24 August 2011, 1:02 PM | 7 Comments

Email Print | More

Previous Article Next Article

Enlarge Image

Early cousin. The restored skeleton and body of the Jurassic mammal Juramaia.

Credit: Mark A. Klingler/Carnegie Museum of Natural History

Way back in the Late Jurassic, 160 million years ago, your closest relative looked like a shrew. That's not an insult but an evolutionary truth that stems from a new fossil discovery that pushes back the earliest appearance of the peculiar group of mammals to which we, as well as many other mammal species, belong. During the heyday of the Jurassic dinosaurs, our own ancestors were just getting their start in the dark corners of the Mesozoic world.
Living mammals are split into three subgroups: the egg-laying monotremes; the pouched marsupials; and, the most diverse of all, placental mammals, which includes everything from humans to bats to whales. Each group diverged at different times, and determining when marsupials and placentals split from each other has been problematic. Fossil discoveries point to the Cretaceous, about 125 million years ago, whereas estimates made on genetic differences among living mammals suggest that the split happened even earlier.
Now the discovery of a partial skeleton of a small, shrewlike mammal, described online today in Nature, pushes back the date of the divergence by 30 million years, to 160 million years ago. Found in the famous fossil beds of Liaoning, China, the newly discovered little mammal has been named Juramaia sinensis, or "Jurassic mother from China."

Juramaia belonged to a group of mammals called eutherians, the lineage that includes placental mammals and their archaic forebears. As the earliest eutherian known to date, the creature represents what some of our own precursors were like during the Jurassic. Weighing only about 15 grams, this tiny mammal probably chowed down on insects, and the preserved part of the skeleton, from the tip of the snout to about midway down its back, indicates that it was probably a skilled climber that scrambled through the trees after invertebrate snacks.
What characterizes this animal as a eutherian, and not another kind of archaic mammal, are the number of molars and premolars in its jaws, the arrangement of cusps on its teeth, and minute characteristics of its arms and wrists, says lead author Zhe-Xi Luo of the Carnegie Museum of Natural History in Pittsburgh, Pennsylvania. Together, these traits indicate that the forerunners of marsupial mammals—called metatherians—and placental mammals diverged even earlier still and have been separated by over 160 million years of evolutionary change. "This puts down a new evolutionary milestone for the origin of placental mammals, which are important because they make up more than 90% of all of the living mammals," Luo says.

Paleontologist John Hunter of Ohio State University, Newark, agrees that Juramaia adds resolution to the emergence of our eutherian forebears. "At 160 million years old," he explains, "Juramaia is now the oldest known eutherian, preceding the previous record-holder, Eomaia, by about 35 million years." Hunter points out that Juramaia possesses a well-developed arrangement of teeth called an "echelon shear" that confirms it as an early eutherian. Discovery of this mammal may also help paleontologists looking for the earliest marsupials and their ancestors. "Direct evidence for the presence of eutherians 160 million years ago," Hunter says, "indirectly provides evidence metatherians must have been in existence at the same time even though we do not yet have their fossils."

Follow ScienceNOW on Facebook and Twitter

The Rise of the Woolly Rhino

by Sid Perkins on 1 September 2011, 2:00 PM | 1 Comments

 

Email Print | More

Previous Article Next Article

Enlarge Image

From on high. Newly described fossils (inset) suggest that woolly rhinos evolved on the Tibetan Plateau about 3.7 million years ago.

 

Credit: Julie Naylor; Xiaoming Wang (inset) 

 

Woolly rhinos, some of the hairiest beasts to roam Ice Age landscapes, may have had a surprising ancestral home. The discovery of a number of fossils indicates that these iconic beasts may have evolved in the frigid environment of the Tibetan Plateau more than 1 million years before global cooling allowed the creatures' descendants to spread throughout much of northern Eurasia. The findings upend the notion that many if not all of the cold-adapted creatures roaming Ice Age landscapes evolved in the high Arctic.
Ice ages have struck North America and northern Eurasia every 100,000 years or so since about 2.8 million years ago. Many of the large creatures roaming the landscape during these cycles, including woolly mammoths, mastodons, and saber-toothed cats, mysteriously went extinct about 10,000 years ago, as the latest episode of global cooling waned. But when and where many of those megafauna originally evolved has been an even larger mystery, says Xiaoming Wang, a vertebrate paleontologist at the Natural History Museum of Los Angeles County in California.
In the new study, Wang and colleagues uncovered a variety of fossils—including a skull, a jawbone, and a couple of neck vertebrae in the Himalayan foothills along the southwest Tibetan Plateau. The plateau is often called "the roof of the world" because its 2.5-million-square-kilometer area—the largest and tallest in the world—has an average elevation that exceeds 4500 meters (14,800 feet). Based on the age of the sediments surrounding the fossils, which was estimated using the magnetic characteristics of the rock as well as the other fossils entombed therein, the researchers say the fossils belong to a new species of woolly rhino that roamed the region about 3.7 million years ago. The team has dubbed the rhino, which was about the size of its modern kin but covered with shaggy fur to help preserve its body heat, Coelodonta thibetana, or "the pit-toothed creature from Tibet."
Previous studies suggested that, at the time, the global average temperatures were as much as 3°C warmer than they are today. Also, Wang says, northern continents weren't covered with massive ice sheets that characterized the ice ages. Despite the warmth of the era, however, the Tibetan Plateau was about as cold and snowy as it is today, with an average temperature around 0°C and wintertime extremes sometimes dropping below -10°C.
The woolly rhino had several features that helped it survive the harsh Tibetan environment, the team reports online today in Science. For example, the size and shape of the bony bump where the rhino's horn attached to its snout suggests that the horn had a flattened cross section, not a conical one like modern rhinos. That flattened profile, a shape also seen in later species of woolly rhinos, allowed the horn to be used to sweep snow from the ground and uncover low-growing vegetation. When the ice ages came along and harsh conditions spread to lower altitudes, C. thibetana and its descendants were evolutionarily primed to take advantage and expand across northern Eurasia, Wang and his colleagues contend.

The researchers also unearthed the fossils of more than two dozen other species at the Tibetan field site, including extinct species such as three-toed horses and modern-day species such as the snow leopard and the chiru, also known as the Tibetan antelope. Because several of these creatures were known across a larger area during the recent ice ages, the researchers suggest that the Tibetan Plateau may have been their evolutionary cradle. Nevertheless, Wang notes, none of the fossils unearthed represent the woolly mammoths or mastodons so familiar to many, which suggests that those creatures may have evolved elsewhere.
The new fossils "are quite fantastic," says Pierre-Olivier Antoine, a paleomammologist at the University of Montpellier 2 in France. A Tibetan origin of the woolly rhino "is quite surprising," he adds. Previously, scientists had suspected that the closest kin of woolly rhinos lived on the southern slopes of the Himalayas in Pakistan and India, but the newly described C. thibetana is obviously a much closer relative, he says.
Scientists have previously suggested that many Ice Age-adapted mammals arose in the high Arctic, especially in the harsh conditions of a land bridge that joined northeastern Asia to what is now Alaska during ice ages, when sea levels were as much as 100 meters or so lower than they are today. However, "[a]n origin for the woolly rhino in Tibet, where high altitude imposed a regime of cold climate and open vegetation, makes perfect sense," says Adrian Lister, a vertebrate paleontologist at the Natural History Museum in London. "We know from today's species that they move up and down mountains in accordance with climate change and that many are now moving upwards to escape global warming," he notes. "It seems perfectly reasonable that a similar thing could have happened in reverse, over longer time scales, in the past."