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Montag, März 20, 2023

Die Vergangenheit entschlüsseln – Wissenschaftler enthüllen den Ursprung des mysteriösen, riesigen, ausgestorbenen Meeresreptilfriedhofs

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Erwachsene und Junge der Ichthyosaurier-Arten Shonisaurus popularis Jagen Sie vor 230 Millionen Jahren ammonoide Beute im heutigen Berlin-Ichthyosaur State Park, Nevada, USA. Bildnachweis: Gabriel Ugueto


Seit vielen Jahren untersuchen Forscher einen State Park in Nevada, aber trotz ihrer Bemühungen bleibt der Grund für die hohe Zahl von Ichthyosaurier-Todesfällen in der Gegend vor etwa 230 Millionen Jahren ein Rätsel.

Blau- und Buckelwale unternehmen zusammen mit anderen Meeresgiganten von heute regelmäßig lange Wanderungen, um Gewässer zu erreichen, in denen Raubtiere kaum brüten und gebären können. Sie neigen dazu, sich Jahr für Jahr entlang der gleichen Küstenabschnitte zu versammeln.


Eine neue Studie eines Teams von Wissenschaftlern verschiedener Institutionen, darunter die University of Utah, der Smithsonian Institution, Vanderbilt University, die Universität von Nevada, die University of Edinburgh, der University of Texas at Austin, Vrije Universiteit Brüssel und die University of Oxford, weist darauf hin, dass fast 200 Millionen Jahre vor der Evolution der Riesenwale Meeresreptilien, die als Ichthyosaurier bekannt sind und die Größe von Schulbussen hatten, möglicherweise ähnliche Wanderungen unternommen haben, um in sichereren Umgebungen zu züchten und zu gebären.

Die Ergebnisse, kürzlich in der Zeitschrift veröffentlicht Current Biology, untersuchen Sie ein reiches Fossilbett im renommierten Berlin-Ichthyosaur State Park (BISP) im Humboldt-Toiyabe National Forest in Nevada, wo viele 50 Fuß lange Ichthyosaurier (Shonisaurus popularis) lag versteinert in Stein. Die Studie, die von Randall Irmis, Chefkurator und Kurator für Paläontologie der NHMU und außerordentlicher Professor, mitverfasst wurde, bietet eine plausible Erklärung dafür, wie mindestens 37 dieser Meeresreptilien an derselben Stelle ihr Ziel erreichten – eine Frage, die irritiert hat Paläontologen seit mehr als einem halben Jahrhundert.

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Vollständiger Zahn und Teilkiefer (UMNH VP 32539) des Ichthyosauriers Shonisaurus popularis aus dem Berlin-Ichthyosaurier State Park, Nevada. Diese neuen Fossilien zeigen das Shonisaurus war ein Spitzenprädator an der Spitze seines Ökosystems. Bildnachweis: Naturhistorisches Museum von Utah / Mark Johnston


„Wir legen Beweise dafür vor, dass diese Ichthyosaurier hier in großer Zahl starben, weil sie über Hunderttausende von Jahren in dieses Gebiet einwanderten, um für viele Generationen zu gebären“, sagte Co-Autor und Kurator des Smithsonian National Museum of Natural History, Nicholas Pyenson. „Das bedeutet, dass dieses Verhalten, das wir heute bei Walen beobachten, seit mehr als 200 Millionen Jahren existiert.“

Im Laufe der Jahre haben einige Paläontologen vorgeschlagen, dass die Ichthyosaurier von BISP – Raubtiere, die übergroßen, klobigen Delfinen ähneln und als Staatsfossil von Nevada angenommen wurden – bei einem Massenstrandungsereignis starben, wie es manchmal moderne Wale betrifft, oder dass die Kreaturen durch Toxine wie vergiftet wurden wie von einer nahe gelegenen schädlichen Algenblüte. Das Problem ist, dass diesen Hypothesen starke wissenschaftliche Beweise fehlen, um sie zu stützen.

Um zu versuchen, dieses prähistorische Rätsel zu lösen, kombinierte das Team neuere paläontologische Techniken wie 3D-Scannen und Geochemie mit traditioneller paläontologischer Beharrlichkeit, indem es Archivmaterialien, Fotografien, Karten, Feldnotizen und Schubladen von Museumssammlungen nach Beweisfetzen durchsuchte, die dies könnten neu analysiert werden.

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3D-Modellbild des Shonisaurus popularis Fossillager im Steinbruch 2 im Berlin-Ichthyosaur State Park, Nevada. Versteinerte Knochen wurden farbcodiert, wobei jede Farbe einem anderen Skelett entspricht. Bildnachweis: Smithsonian Institution


Obwohl an den meisten gut untersuchten paläontologischen Stätten Fossilien ausgegraben werden, damit sie von Wissenschaftlern an Forschungseinrichtungen genauer untersucht werden können, ist die Hauptattraktion für Besucher des vom Nevada State Park betriebenen BISP ein scheunenartiges Gebäude, in dem das untergebracht ist, was Forscher Steinbruch 2 nennen Reihe von Ichthyosauriern, die in den Felsen eingebettet zurückgelassen wurden, damit die Öffentlichkeit sie sehen und schätzen kann. Steinbruch 2 hat Teilskelette von schätzungsweise sieben einzelnen Ichthyosauriern, die alle ungefähr zur gleichen Zeit gestorben zu sein scheinen.

„Als ich die Website 2014 zum ersten Mal besuchte, war mein erster Gedanke, dass der beste Weg, sie zu studieren, darin besteht, ein vollfarbiges, hochauflösendes 3D-Modell zu erstellen“, sagte Hauptautor Neil Kelley, Assistenzprofessor an der Vanderbilt University. „Ein 3D-Modell würde es uns ermöglichen, die Anordnung dieser großen Fossilien zueinander zu untersuchen, ohne die Fähigkeit zu verlieren, Knochen für Knochen zu gehen.“

Dazu arbeitete das Forschungsteam mit Jon Blundell, einem Mitglied des 3D-Programmteams des Smithsonian Digitization Program Office, und Holly Little, Informatikmanagerin in der Abteilung für Paläobiologie des Museums, zusammen. Während die Paläontologen die Knochen physisch maßen und die Stätte mit traditionellen paläontologischen Techniken untersuchten, verwendeten Little und Blundell Digitalkameras und einen sphärischen Laserscanner, um Hunderte von Fotos und Millionen von Punktmessungen zu machen, die dann mit einer speziellen Software zu einem 3D-Modell zusammengefügt wurden des Fossillagers.

„Unsere Studie kombiniert sowohl die geologischen als auch die biologischen Facetten der Paläontologie, um dieses Rätsel zu lösen“, sagte Irmis. „Zum Beispiel haben wir die chemische Zusammensetzung des Gesteins untersucht, das die Fossilien umgibt, um festzustellen, ob die Umweltbedingungen zu so vielen geführt haben Shonisaurus in einer Einstellung. Nachdem wir festgestellt hatten, dass dies nicht der Fall war, konnten wir uns auf die möglichen biologischen Gründe konzentrieren.“

Das Team sammelte winzige Proben des die Fossilien umgebenden Gesteins und führte eine Reihe von geochemischen Tests durch, um nach Anzeichen von Umweltstörungen zu suchen. Bei einem Test wurde Quecksilber gemessen, das häufig mit großflächiger vulkanischer Aktivität einhergeht, und es wurden keine signifikant erhöhten Werte festgestellt. Andere Tests untersuchten verschiedene Arten von Kohlenstoff und stellten fest, dass es keine Hinweise auf eine plötzliche Zunahme organischer Stoffe in den Meeressedimenten gab, die zu einem Sauerstoffmangel in den umgebenden Gewässern führen würden (obwohl die Ichthyosaurier wie Wale Luft atmeten).

Diese geochemischen Tests ergaben keine Anzeichen dafür, dass diese Ichthyosaurier aufgrund einer Katastrophe ums Leben kamen, die das Ökosystem, in dem sie starben, ernsthaft gestört hätte. Das Forschungsteam blickte weiterhin über den Steinbruch 2 hinaus auf die umgebende Geologie und alle Fossilien, die zuvor in der Gegend ausgegraben worden waren.

Die geologischen Beweise deuten darauf hin, dass ihre Knochen nach dem Tod der Ichthyosaurier schließlich auf den Meeresgrund sanken und nicht entlang einer Küstenlinie, die flach genug war, um auf Strandung hinzuweisen, was eine andere Hypothese ausschließt. Noch aufschlussreicher war jedoch, dass der Kalk- und Schlammstein der Gegend randvoll mit großen Erwachsenen war Shonisaurus Exemplare, aber andere marine


Das paläontologische Schleppnetz der Forscher hatte einige der möglichen Todesursachen eliminiert und begann, faszinierende Hinweise auf die Art des Ökosystems zu liefern, in dem diese Meeresräuber schwammen, aber die Beweise deuteten immer noch nicht eindeutig auf eine alternative Erklärung hin.

Das Forschungsteam fand ein Schlüsselstück des Puzzles, als es winzige Ichthyosaurierreste unter neuen Fossilien entdeckte, die am BISP gesammelt wurden und sich in älteren Museumssammlungen versteckten. Ein sorgfältiger Vergleich der Knochen und Zähne mit Mikro-CT-Röntgenaufnahmen an der Vanderbilt University ergab, dass diese kleinen Knochen tatsächlich embryonal und neugeboren waren Shonisaurus.

„Einmal wurde klar, dass es hier nichts zu essen gab und es große Erwachsene gab Shonisaurus Zusammen mit Embryonen und Neugeborenen, aber keinen Jungtieren, begannen wir ernsthaft darüber nachzudenken, ob dies ein Geburtsort gewesen sein könnte “, sagte Kelley.

Eine weitere Analyse der verschiedenen Schichten, in denen die verschiedenen Anhäufungen von Ichthyosaurierknochen gefunden wurden, ergab auch, dass das Alter der vielen fossilen Schichten von BISP mindestens Hunderttausende von Jahren, wenn nicht Millionen, voneinander entfernt war.


„Das Auffinden dieser verschiedenen Orte mit denselben Arten, die über geologische Zeiträume mit demselben demografischen Muster verteilt sind, zeigt uns, dass dies ein bevorzugter Lebensraum war, in den diese großen hochseetüchtigen Raubtiere über Generationen zurückkehrten“, sagte Pyenson. „Das ist ein klares ökologisches Signal, argumentieren wir, dass dies ein Ort war, der das war Shonisaurus zur Geburt, sehr ähnlich den heutigen Walen. Jetzt haben wir Beweise dafür, dass diese Art von Verhalten 230 Millionen Jahre alt ist.“

Das Team sagte, der nächste Schritt für diese Forschungslinie sei die Untersuchung anderer Ichthyosaurier und Shonisaurus Standorte in Nordamerika mit diesen neuen Erkenntnissen im Hinterkopf, um damit zu beginnen, ihre alte Welt neu zu erschaffen, indem sie vielleicht nach anderen Brutstätten oder Orten mit einer größeren Vielfalt anderer Arten suchen, die reiche Nahrungsgründe für dieses ausgestorbene Spitzenprädator gewesen sein könnten.

„Eines der aufregenden Dinge an dieser neuen Arbeit ist, dass wir neue Exemplare von entdeckt haben Shonisaurus popularis die wirklich gut erhaltenes Schädelmaterial haben“, sagte Irmis. „Kombiniert mit einigen der Skelette, die in den 1950er und 1960er Jahren gesammelt wurden und sich im Nevada State Museum in Las Vegas befinden, ist es wahrscheinlich, dass wir irgendwann genug fossiles Material haben werden, um endlich genau zu rekonstruieren, was für eine Shonisaurus wie ein Skelett aussah.“

Die 3D-Scans der Website stehen nun anderen Forschern zum Studium und der Öffentlichkeit zur Erkundung über die Open-Source-Voyager-Plattform von Smithsonian zur Verfügung, die von Blundells Teammitgliedern im Digitization Program Office entwickelt und gepflegt wird, und jeder kann tiefer gehen Tauchen Sie mit dem 3D-Modell unter: https://3d.si.edu/enter-sea-dragon.


„Unsere Arbeit ist öffentlich“, sagte Blundell. „Wir scannen nicht nur Standorte und Objekte und sperren sie ab. Wir erstellen diese Scans, um die Sammlung für andere Forscher und Mitglieder der Öffentlichkeit zu öffnen, die physisch nicht in ein Museum gelangen können.“

Referenz: „Gruppierungsverhalten in a DOI: 10.1016/j.cub.2022.11.005

Diese Forschung wurde mit Forschungsgenehmigungen durchgeführt, die vom US Forest Service und den Nevada State Parks ausgestellt wurden, und wurde durch Mittel von Smithsonian, der University of Nevada, Reno, der Vanderbilt University und der University of Utah unterstützt.

Der Berlin-Ichthyosaur State Park ist Teil des Humboldt-Toiyabe National Forest in den Shoshone Mountains im Westen von Nevada. Es befindet sich in den angestammten Heimatländern der nördlichen Paiute- und westlichen Shoshone-Völker.


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