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Dec 11, 2023

Um novo edafossaurídeo do Carbonífero e a origem da herbivoria nos precursores dos mamíferos

Relatórios Científicos volume 13,

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 4459 (2023) Citar este artigo

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A herbivoria evoluiu independentemente em várias linhagens de tetrápodes durante o final do Carbonífero e tornou-se mais difundida ao longo do Período Permiano, eventualmente levando à estrutura básica dos ecossistemas terrestres modernos. Aqui relatamos um novo táxon de edaphosauridae synapsid com base em dois fósseis recuperados do canal de carvão da era moscoviana de Linton, Ohio, que interpretamos como um herbívoro onívoro de baixa fibra. Melanedaphodon hovaneci gen. e sp. nov. fornece o registro mais antigo de um edaphosauridae até o momento e é um dos mais antigos sinapsídeos conhecidos. Usando tomografia computadorizada de raios-X de alta resolução, fornecemos uma descrição abrangente do novo táxon que revela semelhanças entre os membros do Edaphosauridae do final do Carbonífero e do início do Permiano (Cisuraliano). A presença de grandes dentes marginais bulbosos e cúspides ao lado de uma bateria palatina moderadamente desenvolvida distingue o Melanedaphodon de todas as outras espécies conhecidas de Edaphosauridae e sugere adaptações para o processamento de material vegetal resistente já aparecido entre os primeiros sinapsídeos. Além disso, propomos que a durofagia pode ter fornecido um caminho inicial para explorar recursos vegetais em ecossistemas terrestres.

A origem da herbivoria em amniotas está intimamente ligada com a origem da estrutura do ecossistema terrestre moderno e uma expansão da exploração de nicho1,2,3. Atualmente, acredita-se que a capacidade de processar com eficiência o material vegetal foi bem estabelecida no início do Permiano, com grupos incluindo diadectídeos-tronco-amniotas, répteis captorrinídeos e bolosaurídeos, bem como sinapsídeos caseídeos e edafossaurídeos, sendo as primeiras linhagens de tetrápodes a adotar esse método. estratégia alimentar4,5. Enquanto a maioria dos primeiros membros do Permiano dos dois clados de sinapsídeos são interpretados como herbívoros ricos em fibras, como os icônicos Cotylorhynchus (Caseidae) e Edaphosaurus (Edaphosauridae), praticamente todos os representantes do Carbonífero tardio dessas linhagens de sinapsídeos são formas faunívoras menores que provavelmente predados insetos ou outros pequenos animais6,7,8. Portanto, há uma aparente falta de sinapsídeos carboníferos de transição com preferências dietéticas menos especializadas, como onivoria e herbivoria com baixo teor de fibras, o que preencheria a lacuna entre carnívoros/insetívoros ancestrais e herbívoros ricos em fibras característicos do Permiano3,5 (Hotton et al., 1997; Reisz e Sues, 2000). Parte dessa lacuna pode ser explicada pelo registro fóssil do Carbonífero Superior ainda insuficientemente documentado dos primeiros amniotas, que recentemente começou a revelar diversidade morfológica e ecológica inesperada (por exemplo, 9,10).

Recentemente, uma série de artigos11,12 usaram várias abordagens de modelagem para abordar as origens da herbivoria em tetrápodes, em última análise, prevendo seu aparecimento durante o meio do Carbonífero logo após a origem dos amniotas. Embora as abordagens quantitativas possam ser poderosas, a confirmação das hipóteses resultantes só pode ser estabelecida por meio da descoberta de novos materiais fósseis. Aqui nós fornecemos um novo registro, relatando uma nova espécie de sinapsídeo edaphosauridae da famosa localidade fóssil do final do Carbonífero (Pensilvânia: Moscovo) de Linton, Ohio. O carvão do canal de vertebrados de Linton, Ohio, provavelmente representa um canal abandonado ou um lago marginal que era um depósito alóctone de material vegetal sapropélico13. Embora este depósito seja conhecido por ser particularmente rico em restos de peixes e anfíbios14, raramente são encontrados componentes da fauna terrestre como os amniotas (eg 9,10,15). O novo material edaphosauridae é preservado em dois blocos de carvão de canal que documentam coletivamente uma boa parte do crânio, incluindo a distinta dentição marginal. Sua dentição revela características indicativas de onivoria ou herbivoria pobre em fibras, colocando este animal entre os primeiros herbívoros tetrápodes conhecidos e certamente o mais antigo herbívoro sinapsídeo conhecido. Essa nova descoberta também oferece informações adicionais sobre a evolução inicial da herbivoria entre os tetrápodes e seus ecossistemas, revelando a importância dos especialistas durófagos no estabelecimento dessas primeiras guildas. Além disso, a presença desse táxon no meio da Pensilvânia oferece a evidência fóssil mais antiga conhecida de estratégias de alimentação divergentes e expansão de nicho entre os amniotas, que ocorreram durante a 'fase úmida' ou ambientes de pântano de carvão do final do Carbonífero.