새로운 석탄기 에다포사우루스류와 포유류 조상의 초식동물의 기원

Sep 13, 2023

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 4459(2023) 이 기사 인용

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초식동물은 석탄기 후기에 여러 네발동물 계통에서 독립적으로 진화했으며, 페름기 전체에 걸쳐 더욱 널리 퍼져 결국 현대 육상 생태계의 기본 구조로 이어졌습니다. 여기에서 우리는 오하이오 주 린턴의 모스크바 시대 캐널 석탄에서 발견된 두 개의 화석을 기반으로 한 에다포사우루스류 시냅시드의 새로운 분류군을 보고합니다. 이를 잡식성 저섬유질 초식 동물로 해석합니다. 멜라네다포돈 호바네시 gen. et sp. 11월 현재까지 에다포사우루스류에 대한 최초의 기록을 제공하며 가장 오래된 것으로 알려진 단궁류 중 하나입니다. 고해상도 X-선 마이크로 컴퓨터 단층 촬영을 사용하여 우리는 Edaphosauridae의 석탄기 후기와 페름기 초기(Cisuralian) 구성원 사이의 유사성을 나타내는 새로운 분류군에 대한 포괄적인 설명을 제공합니다. 적당히 발달된 구개체와 함께 큰 구근 모양의 가장자리에 있는 이빨의 존재는 멜라네다포돈을 알려진 다른 모든 에다포사우루스과 종과 구별하며, 이미 초기 단궁류에서 나타난 질긴 식물 물질을 처리하기 위한 적응을 제안합니다. 더욱이, 우리는 듀로파지가 육상 생태계에서 식물 자원을 활용하는 초기 경로를 제공했을 수도 있다고 제안합니다.

양막류의 초식동물의 기원은 현대 육상 생태계 구조의 기원 및 틈새 시장 개척의 확장과 밀접하게 연관되어 있습니다1,2,3. 현재, 식물 재료를 효율적으로 처리하는 능력은 페름기 초기에 잘 정립되었으며, 디아덱티드 줄기-양막류, 캡토리니드 및 볼로사우루스류 파충류, 카세이드 및 에다포사우루스 시냅시드를 포함한 그룹이 이를 채택한 최초의 네발동물 계통인 것으로 생각됩니다. 수유 전략4,5. 두 시냅스 계통군 중 대부분의 초기 페름기 구성원은 상징적인 큰 몸을 가진 Cotylorhynchus(Caseidae) 및 Edaphosaurus(Edaphosauridae)와 같은 고섬유질 초식 동물로 해석되는 반면, 사실상 이러한 시냅스 계통의 후기 석탄기 대표자는 더 작은 포식성 형태일 가능성이 높습니다. 곤충이나 다른 작은 동물을 잡아먹습니다6,7,8. 따라서 잡식성 및 저섬유질 초식동물과 같이 덜 전문화된 식이 선호도를 갖는 과도기 석탄기 시냅시드가 명백히 부족하며, 이는 조상 육식동물/식충동물과 페름기의 특징인 고섬유질 초식동물 사이의 격차를 메울 것입니다3,5(Hotton et al. al., 1997; Reisz와 Sues, 2000). 이러한 격차의 일부는 아직 불충분하게 기록된 초기 양막류의 후기 석탄기 화석 기록으로 설명될 수 있으며, 이는 최근 예상치 못한 형태학적 및 생태학적 다양성을 드러내기 시작했습니다(예: 9,10).

최근 일련의 논문11,12은 네발동물의 초식동물의 기원을 다루기 위해 다양한 모델링 접근법을 사용하여 궁극적으로 양막의 기원 직후 석탄기 중기 동안 초식동물의 출현을 예측했습니다. 정량적 접근 방식은 강력할 수 있지만, 결과로 나온 가설의 확인은 새로운 화석 물질의 발견을 통해서만 확립될 수 있습니다. 여기에서 우리는 오하이오주 린턴의 유명한 석탄기 후기(펜실베니아기: 모스크바기) 화석 지역에서 발견된 에다포사우루스과 연궁류의 새로운 종을 보고하는 새로운 기록을 제공합니다. 오하이오 주 린턴(Linton)의 척추동물을 함유한 캐널 석탄은 부생 식물 물질이 퇴적된 버려진 수로 또는 소궁 호수를 나타내는 것 같습니다13. 이 매장지는 특히 어류와 양서류 유적이 풍부한 것으로 잘 알려져 있지만14, 양막과 같은 육상 동물군 구성요소는 거의 발견되지 않습니다(예: 9,10,15). 새로운 에다포사우루스류 자료는 독특한 가장자리 치열을 포함하여 두개골의 상당 부분을 전체적으로 기록하는 두 개의 캐널석 석탄 블록에 보존되어 있습니다. 치아의 치열은 잡식성 또는 섬유질이 적은 초식성을 나타내는 특징을 보여주며, 이 동물은 알려진 최초의 네발동물 초식동물이자 확실히 가장 오래된 것으로 알려진 시냅스 초식동물에 속합니다. 이 새로운 발견은 또한 네발동물과 그 생태계 사이에서 초식동물의 초기 진화에 대한 추가적인 통찰력을 제공하여 이러한 초기 길드를 설립하는 데 경식성 전문가의 중요성을 보여줍니다. 더욱이, 펜실베니아 중기에 이 분류군의 존재는 석탄기 중후기의 '습기' 또는 석탄 늪 환경에서 발생한 양막류 사이의 다양한 먹이 전략과 틈새 확장에 대한 가장 초기의 알려진 화석 증거를 제공합니다.