Versteinerte Haut und andere Weichteile sind äußerst selten und nur unter besonderen Bedingungen bleiben diese seltenen Fossilien erhalten.
Die meiste Haut ist als Abdruck im Gestein erhalten, aber unter seltene Erkrankungen und mit unkalkulierbarer Wahrscheinlichkeit kann ein 3D-Fossil der tatsächlichen Haut entstehen. Diese Fossilien bieten einen außergewöhnlichen Einblick in das Aussehen, die Evolution und die Anatomie prähistorischer Tiere.
Als Doktoranden im Reisz-Labor für Wirbeltierpaläontologie An der Universität von Toronto untersuchen wir solche Fossilien, um Antworten auf entscheidende Fragen im Zusammenhang mit wichtigen evolutionären Neuerungen zu finden.
Versteinerte Haut
Unsere Studie, veröffentlicht in Aktuelle Biologiebeschreibt die bemerkenswerte Entdeckung nicht nur von Abdrücken, sondern auch eines 3D-Fossils von Haut als isolierte, hauchdünne Kohlenstoffschichten aus einem 289 bis 286 Millionen Jahre altes Höhlensystem. Diese Fossilien wurden von Bill May (einem produktiven lokalen Sammler) gefunden und dem Reisz Lab gespendet.
Sie haben eine Textur, die der von modernen Krokodilen auffallend ähnlich ist, und geben Einblicke in die Entwicklung einiger der frühesten Tetrapoden zum Leben an Land. Die versteinerte Haut ist so gut erhalten, dass ihre inneren Strukturen identifiziert werden können, und es handelt sich um das älteste derzeit bekannte Fossil dieser Art.
Diese Fossilien gehören zu einer Art Amniote, das ist eine vielfältige Gruppe von Tieren Heute vertreten durch Säugetiere, Reptilien und Vögel. Die frühesten Amnioten waren Reptilien und stammen vermutlich aus prähistorischen Amphibien in das späte Karbon vor etwa 318 Millionen Jahren.
Diese frühen Amnioten erlebten viele evolutionäre Innovationen, die es ihnen ermöglichten, sich an die Herausforderungen eines rein terrestrischen Lebensstils anzupassen, darunter mehrere Modifikationen der Epidermis, die äußerste Hautschicht.
Haut für das Leben an Land
Einer der Größten Hindernisse für das Leben an Land sind Wassereinlagerungen. Die ersten Tetrapoden, die überwiegend terrestrisch lebten, waren Amphibien, deren Haut zum Austrocknen neigte. Als solche blieben sie an eine aquatische Umgebung gebunden und führten zumindest einen Teil ihres Lebens einen semi-aquatischen Lebensstil. Diese frühe Amphibien Sie behielten sogar die für ihre Fischvorfahren typischen Knochenschuppen.
Erst als die Evolution der Reptilien, deren Haut besonders gut dazu geeignet ist, Wasser zu speicherndass diese Pioniere in der Lage waren, eine vollständig terrestrische Lebensweise anzunehmen. Dies beinhaltete eine verdickte Epidermis mit differenzierten Alpha- und Beta-Keratin Proteine, wodurch die ersten Epidermisschuppen entstehen, die eine widerstandsfähige, undurchlässige Hornhautoberfläche bilden, die der heutiger Reptilien sehr ähnlich ist.
Wir beschreiben auch die Erhaltung solcher Hornhautbänder der Epidermis bei den frühen Reptilien Captorhinus aguti. Diese Bänder sind in einem konzentrischen Muster entlang des Rückens des Tieres angeordnet, eine Anordnung, die die Flexibilität während der seitlichen, wellenförmigen Bewegung des Reptils beim Gehen gefördert hätte. Eine ähnliche Bänderung der Epidermisschuppen ist auch bei modernen Wurm Eidechsen.
Ein perfektes Höhlensystem
Diese außergewöhnlichen Fossilien wurden in einem Höhlensystem in der Nähe von Richards SpurOklahoma. Dieses Höhlensystem besteht aus ausgedehnte Karstnetzedie oft als vertikale Risse erscheinen, die das Wasser in den umgebenden Kalkstein gegraben hat.
Dieser Ort ist bekannt für die reichste Ansammlung von Landwirbeltieren aus der gesamten Paläozoikum. Die Fülle an größtenteils zerstückelten Skeletten ist wahrscheinlich das Ergebnis der Ablagerung der Überreste während starker Monsunregen. Glieder- oder halbgliederbare Überreste sind seltener und könnten das Ergebnis von Tieren sein, die in diese Höhlen gefallen sind oder in einem Stück hineingespült wurden.
Höhlenbedingungen fördern nachweislich die Konservierung von Tierresten durch Austrocknung, Durchdringung mit mineralreichem Grundwasser und Vergrabung durch feine Sedimente.
Am Ort Richards Spur wurde diese Erhaltung wahrscheinlich unterstützt durch Ölleck-Kohlenwasserstoffedie die meisten Fossilien schwarz oder braun verfärbt haben. Die Sättigung der Überreste vor oder kurz nach der Ablagerung beeinflusste wahrscheinlich das Wachstum der an der Entstehung der Fossilien beteiligten Mineralien, sodass diese mit größerer Wahrscheinlichkeit gut versteinert wurden. Die Austrocknung spielte wahrscheinlich auch eine entscheidende Rolle bei der außergewöhnlichen Erhaltung der Haut, indem sie ihre strukturelle Langlebigkeit vor der Versteinerung verlängerte.
Diese bemerkenswerten Hautfossilien werfen nicht nur Licht auf entscheidende Innovationen, die für die Eroberung des Landes durch frühe Amnioten notwendig waren, sondern verdeutlichen auch den einzigartigen Einfluss der Höhlenbedingungen und der Kohlenwasserstoffe aus Ölaustrittsstellen auf die Entstehung außergewöhnlicher Fossilien.
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