Meer dan 50 miljoen jaar geleden, toen de aarde een reeks extreme opwarming van de aarde had meegemaakt, reageerden de vroege zoogdieren door kleiner te worden.

Hoewel deze dwergzucht van zoogdieren eerder is gekoppeld aan de grootste van deze gebeurtenissen, laat nieuw onderzoek zien dat het evolutionaire proces ook kan plaatsvinden in kleinere evenementen die bekend staan ​​als hyperthermals. De bevindingen suggereren een belangrijk patroon dat kan helpen bij het vormen van inzicht in de onderliggende effecten van de huidige door de mens veroorzaakte klimaatverandering.

"We weten dat tijdens de grootste van deze hyperthermen, bekend als het Paleoceen-Eoceen Thermal Maximum, of PETM, de temperaturen stegen naar schatting 9 tot 14 graden Fahrenheit en sommige zoogdieren krompen met 30 procent in de tijd, dus we wilden zien of dit patroon herhaald tijdens andere opwarmingsevenementen, "zegt Abigail D'Ambrosia, een doctoraalstudent aan de Universiteit van New Hampshire en hoofdauteur van de studie. "De hoop is dat het ons zou helpen meer te leren over de mogelijke effecten van de huidige opwarming van de aarde."

Voor de studie, gepubliceerd in Wetenschap Advances, onderzoekers verzamelden tanden en kaakfragmenten in het fossielrijke Bighorn Basin-gebied van Wyoming. Hun focus lag op verschillende vroege zoogdieren waaronder Arenahippus, een vroeg paard ter grootte van een kleine hond, en diacodexis, een voorganger van konijnenformaat voor hoefijzers.

Gebruikmakend van de grootte van de kiezen als maatstaf voor de lichaamsgrootte, vonden de onderzoekers een statistisch significante afname in de lichaamslengte van deze zoogdieren tijdens een tweede, kleinere hyperthermal, de ETM2. Arenahippus afgenomen met ongeveer 14 procent in grootte, en de diacodexis met ongeveer 15 procent.

Arenahippus kaakfragment (met 2nd en 3rd molaren), zoals ontdekt in het veld. Voor schaal: beitelpunt is ~ 1 cm breed. (Credit: University of New Hampshire)

"We vonden bewijs van zoogdier dwerggroei tijdens deze tweede hyperthermal. Het was echter minder extreem dan tijdens het PETM, "zegt D'Ambrosia. "Tijdens ETM2 stegen de temperaturen slechts naar schatting 5 graden Fahrenheit en was deze korter, alleen duurde 80,000 tot 100,000 jaar, ongeveer de helft zo lang als de grotere PETM.

"Omdat de temperatuurverandering kleiner was, suggereert dit dat er een verband kan bestaan ​​tussen de omvang van een aardopwarmingsgebeurtenis en de mate van bijbehorende zoogdierdwerggroei."

Co-auteur Philip Gingerich, een paleontoloog aan de universiteit van Michigan, en zijn studenten verzamelden enkele van de fossielen die in het onderzoek waren geanalyseerd. Ze werkten samen met andere teamleden om fossielen te vinden uit dezelfde stratigrafische secties die isotoop bewijs leverden voor klimaatverandering. De fossielen die in de studie worden gebruikt, zijn afkomstig van het Museum of Paleontology van de University of Michigan.

"Wat belangrijk is aan deze bevindingen is dat ze observaties repliceren, uitbreiden en dus versterken die het eerst werden gemaakt in verband met de iets oudere en grotere PETM-gebeurtenis van wereldwijde broeikasopwarming, wat aantoont dat veel zoogdieren reageren op het broeikaseffect door zich kleiner te ontwikkelen," zegt Gingerich, emeritus hoogleraar aardwetenschappen, evolutionaire biologie en antropologie en emeritus curator in het Museum voor Paleontologie.

De waargenomen verandering in lichaamsgrootte van het dier zou een evolutionaire reactie kunnen zijn geweest om een ​​efficiëntere manier te creëren om lichaamswarmte te verminderen. Door een kleinere lichaamslengte kunnen de dieren sneller afkoelen. Beschikbaarheid van voedingsstoffen en kwaliteit in planten hebben mogelijk ook een rol gespeeld.

Eerder onderzoek toont aan dat zowel de PETM- als de ETM2-hyperthermieken samenvielen met verhoogde niveaus van koolstofdioxide in de atmosfeer. Dat had een beperkte voedingskwaliteit in planten, wat mogelijk heeft bijgedragen aan de kleinere lichaamsgrootte van het zoogdier.

Hydrologische gegevens tijdens het PETM suggereren ook minder neerslag en droogte, wat kan hebben geleid tot drogere gronden en zelfs bosbranden, die mogelijk de vegetatiegroei en mogelijk de grootte van het nageslacht bij zoogdieren hebben beïnvloed. Na beide hyperthermale gebeurtenissen, herstelden de lichaamsmaten van alle zoogdieren zich.

De koolstofdioxide die vrijkomt tijdens beide hyperthermieën heeft een vergelijkbare voetafdruk met de huidige fossiele brandstoffen. Onderzoekers hopen dat het ontwikkelen van een beter begrip van de relatie tussen de verandering in de lichaamsgrootte van zoogdieren tijdens deze gebeurtenissen en de door broeikasgassen veroorzaakte opwarming van de aarde kan helpen toekomstige ecologische veranderingen beter te voorspellen als reactie op de huidige klimaatveranderingen.

William Clyde van de University of New Hampshire, Henry Fricke of Colorado College en Hemmo Abels van de Technische Universiteit Delft, Nederland zijn coauteurs van het onderzoek.

Bron: Universiteit van Michigan

Verwante Boeken

at InnerSelf Market en Amazon