การวิเคราะห์ใหม่ของฟอสซิลกระดูกข้อเท้าบีเวอร์ที่พบในมอนแทนาชี้ให้เห็นว่าวิวัฒนาการของบีเว่อร์กึ่งน้ำอาจเกิดขึ้นเร็วกว่าที่เคยคิดไว้อย่างน้อย 7 ล้านปี และเกิดขึ้นในอเมริกาเหนือมากกว่ายูเรเซีย
ในการศึกษานี้ Jonathan Caledeนักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการของมหาวิทยาลัยโอไฮโอสเตท ได้อธิบายถึงการค้นพบว่าเป็นบีเวอร์สะเทินน้ำสะเทินบกที่เก่าแก่ที่สุดในโลกและเป็นสัตว์ฟันแทะสะเทินน้ำสะเทินบกที่เก่าแก่ที่สุดในอเมริกาเหนือ เขาตั้งชื่อสายพันธุ์ที่เพิ่งค้นพบใหม่ Microtheriomys articulaaquaticus
การค้นพบของ Calede เป็นผลมาจากการเปรียบเทียบการวัดกระดูกข้อเท้าของสายพันธุ์ใหม่กับตัวอย่างหนูอื่นๆ ประมาณ 340 ตัว เพื่อจัดหมวดหมู่วิธีที่มันเคลื่อนที่ไปมาในสภาพแวดล้อม ซึ่งบ่งชี้ว่าสัตว์ชนิดนี้เป็นนักว่ายน้ำ กระดูกจากมอนทานาถูกกำหนดให้มีอายุ 30 ล้านปี ซึ่งเป็นบีเวอร์กึ่งสัตว์น้ำที่เก่าแก่ที่สุดที่ระบุก่อนหน้านี้อาศัยอยู่ในฝรั่งเศสเมื่อ 23 ล้านปีก่อน
บีเวอร์และสัตว์ฟันแทะอื่นๆ สามารถบอกเราได้มากมายเกี่ยวกับวิวัฒนาการของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม Calede ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้าน วิวัฒนาการ นิเวศวิทยา และชีววิทยาสิ่งมีชีวิต ที่ วิทยาเขต Marion ของรัฐโอไฮโอกล่าว
“ดูความหลากหลายของชีวิตรอบตัวเราทุกวันนี้ แล้วคุณจะเห็นสัตว์ฟันแทะที่เลื้อยเหมือนกระรอกบิน หนูที่กระโดดได้เหมือนหนูจิงโจ้ สิ่งมีชีวิตในน้ำ เช่น มัคคุเทศก์ และสัตว์ที่ขุดโพรงอย่างนกโกเฟอร์ มีรูปร่างและระบบนิเวศที่หลากหลายอย่างไม่น่าเชื่อ เมื่อความหลากหลายนั้นเกิดขึ้นเป็นคำถามที่สำคัญ” คาเลเดกล่าว “หนูเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีความหลากหลายมากที่สุดในโลก และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมประมาณ 4 ใน 10 สายพันธุ์เป็นสัตว์ฟันแทะ หากเราต้องการทำความเข้าใจว่าเราได้รับความหลากหลายทางชีวภาพอย่างเหลือเชื่อได้อย่างไร สัตว์ฟันแทะเป็นระบบที่ดีในการศึกษา”
งานวิจัยนี้เผยแพร่ทางออนไลน์วัน นี้(24 ส.ค. 2565) ในวารสาร Royal Society Open Science
นักวิทยาศาสตร์ รวมทั้งคาเลเด ซึ่งพบกระดูกและฟันของบีเวอร์สายพันธุ์ใหม่ในมอนแทนาตะวันตก รู้ว่าพวกมันมาจากบีเวอร์ทันทีเพราะฟันที่จำของพวกมันได้ แต่การค้นพบกระดูกข้อเท้าที่มีความยาวประมาณ 10 มิลลิเมตร เปิดโอกาสให้ได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับชีวิตของสัตว์ชนิดนี้ กระดูกตาตุ่มในบีเว่อร์นั้นเทียบเท่ากับเท้าในมนุษย์ ซึ่งอยู่ที่หน้าแข้งกับส่วนบนของเท้า
Calede ทำการตรวจวัดฟอสซิลกระดูกข้อเท้า 15 ครั้งและเปรียบเทียบกับการวัด – ทั้งหมดกว่า 5,100 ชิ้น – ของกระดูกที่คล้ายกันจากตัวอย่างสัตว์ฟันแทะ 343 ตัวที่อาศัยอยู่ทุกวันนี้ที่ขุด ร่อน กระโดด และว่ายน้ำ รวมถึงญาติบีเวอร์โบราณ
เขาใช้การวิเคราะห์เชิงคำนวณของข้อมูลในหลาย ๆ ทาง เขาได้มาถึงสมมติฐานใหม่สำหรับการวิวัฒนาการของบีเว่อร์สะเทินน้ำสะเทินบก โดยเสนอว่าพวกมันเริ่มว่ายน้ำอันเป็นผลมาจากการย้ายถิ่นฐาน – การเลือกร่วมของกายวิภาคศาสตร์ที่มีอยู่ – ชั้นนำในกรณีนี้ สู่วิถีชีวิตใหม่
“ในกรณีนี้ การปรับตัวให้เข้ากับการขุดได้เลือกที่จะเปลี่ยนไปใช้การเคลื่อนไหวกึ่งน้ำ” เขากล่าว “บรรพบุรุษของบีเว่อร์ทั้งหมดที่เคยมีอยู่มักจะเป็นโพรง และพฤติกรรมกึ่งน้ำของบีเว่อร์สมัยใหม่ก็วิวัฒนาการมาจากนิเวศวิทยาในโพรง บีเวอร์เปลี่ยนจากการขุดโพรงเป็นว่ายน้ำ
“ไม่น่าแปลกใจเลยเพราะการเคลื่อนไหวผ่านดินหรือน้ำจำเป็นต้องมีการดัดแปลงที่คล้ายกันในโครงกระดูกและกล้ามเนื้อ”
ฟอสซิลของปลาและกบ และธรรมชาติของหินที่ พบฟอสซิล Microtheriomys articulaaquaticus บ่งชี้ว่ามันเป็นสภาพแวดล้อมทางน้ำ ซึ่งเป็นหลักฐานเพิ่มเติมเพื่อสนับสนุนสมมติฐานนี้ Calede กล่าว
ฟอสซิลมักจะลงวันที่ตามตำแหน่งระหว่างชั้นของหินที่อายุถูกกำหนดโดยการตรวจจับการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีของธาตุที่ทิ้งไว้เบื้องหลังโดยการระเบิดของภูเขาไฟ แต่ในกรณีนี้ Calede สามารถกำหนดอายุชิ้นงานตัวอย่างได้อย่างแม่นยำถึง 29.92 ล้านปี เนื่องจากตำแหน่งของมันอยู่ภายในชั้นขี้เถ้า แทนที่จะเป็นชั้นขี้เถ้ามากกว่าด้านบนหรือด้านล่าง
“บีเวอร์กึ่งน้ำที่เก่าแก่ที่สุดที่เรารู้จักในอเมริกาเหนือก่อนหน้านี้มีอายุ 17 หรือ 18 ล้านปี” เขากล่าว “และบีเวอร์ในน้ำที่เก่าแก่ที่สุดในโลก ก่อนหน้านี้ มาจากฝรั่งเศสและมีอายุประมาณ 23 ล้านปี
“ฉันไม่ได้อ้างว่าสายพันธุ์ใหม่นี้จำเป็นต้องเป็นสัตว์จำพวกบีเวอร์ที่เก่าแก่ที่สุดเท่าที่เคยมีมา เพราะมีสัตว์อื่นๆ ที่เรารู้จักจากฟันของพวกมัน ซึ่งเกี่ยวข้องกับสายพันธุ์นี้ที่ฉันอธิบายไว้”
Microtheriomys articulaaquaticus ไม่มีหางแบนที่ช่วยให้บีเว่อร์ว่ายน้ำได้ในปัจจุบัน มีแนวโน้มว่ามันจะกินพืชแทนไม้และค่อนข้างเล็ก โดยมีน้ำหนักน้อยกว่า 2 ปอนด์ บีเวอร์โตเต็มวัยสมัยใหม่ที่มีน้ำหนักประมาณ 50 ปอนด์เป็นสัตว์ฟันแทะที่มีชีวิตที่ใหญ่เป็นอันดับสองรองจากคาปิบาราจากอเมริกาใต้
การวิเคราะห์ขนาดตัวของบีเวอร์ของ Calede ในช่วง 34 ล้านปีที่ผ่านมาแสดงให้เห็นว่าวิวัฒนาการของบีเวอร์ยึดมั่นในสิ่งที่เรียกว่า Cope’s Rule ซึ่งทำให้สิ่งมีชีวิตในสายเลือดวิวัฒนาการมีขนาดเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป บีเวอร์ขนาดยักษ์ขนาดเท่าหมีดำอาศัยอยู่ในอเมริกาเหนือเมื่อประมาณ 12,000 ปีก่อน เช่นเดียวกับสัตว์บีเวอร์ทั้งสองชนิดที่มีชีวิตอยู่ในปัจจุบัน ได้แก่ Castor canadensis และ Castor fiberบีเวอร์ยักษ์นั้นสูญพันธุ์ไปแล้ว
“ดูเหมือนว่าเมื่อคุณทำตามกฎของ Cope มันไม่ดีสำหรับคุณ – มันทำให้คุณอยู่ในเส้นทางที่ไม่ดีในแง่ของความหลากหลายของสายพันธุ์” Calede กล่าว “เราเคยมีบีเวอร์หลายสิบสายพันธุ์ในบันทึกฟอสซิล วันนี้เรามีบีเวอร์ในอเมริกาเหนือหนึ่งตัวและบีเวอร์หนึ่งตัว เราออกจากกลุ่มที่มีความหลากหลายและทำได้ดีมาก ไปสู่กลุ่มที่ไม่หลากหลายอีกต่อไป”
งานนี้ได้รับทุนจาก American Philosophical Society Lewis and Clark Fund, Sigma-Xi, the Geological Society of America, the Evolving Earth Foundation, the Northwest Association, the Paleontological Society, Tobacco Root Geological Society, the UWBM, the University of Washington ภาควิชาชีววิทยาและรัฐโอไฮโอ.
