Det finns ett par nyckelfunktioner som gör en sköldpadda till en sköldpadda:dess skal, för en, men också dess tandlösa näbb. En nyupptäckt fossil sköldpadda som levde för 228 miljoner år sedan kastar ljus över hur moderna sköldpaddor utvecklade dessa egenskaper. Den hade en näbb, men medan dess kropp var frisbeeformad, dess breda revben hade inte vuxit till ett skal som vi ser hos sköldpaddor idag.

"Denna varelse var över sex fot lång, den hade en konstig skivliknande kropp och en lång svans, och den främre delen av dess käkar utvecklades till denna konstiga näbb, säger Olivier Rieppel, en paleontolog vid Chicago's Field Museum och en av författarna till en ny artikel i Natur . "Den levde förmodligen på grunt vatten och grävde i leran för mat."

Den nya arten har döpts Eorhynchochelys sinensis - en munfull, men med en enkel mening. Eorhynchochelys ("Ay-oh-rink-oh-keel-is") betyder "gryningsnäbbsköldpadda" - i huvudsak, första sköldpaddan med näbb – medan sinensis, betyder "från Kina, " hänvisar till platsen där den hittades av studiens huvudförfattare, Li Chun från Kinas institut för ryggradsdjurspaleontologi och paleoantropologi.

Eorhynchochelys är inte den enda sortens tidig sköldpadda som forskare har upptäckt – det finns en annan tidig sköldpadda med ett partiellt skal men ingen näbb. Tills nu, det har varit oklart hur de alla passar in i reptilsläktträdet. "Sköldpaddornas ursprung har varit ett olöst problem inom paleontologin i många decennier, " säger Rieppel. "Nu med Eorhynchochelys, hur sköldpaddor utvecklades har blivit mycket tydligare."

Faktumet att Eorhynchochelys utvecklat en näbb före andra tidiga sköldpaddor men inte hade ett skal är ett bevis på mosaikutveckling - idén att egenskaper kan utvecklas oberoende av varandra och i en annan takt, och att inte alla förfäders arter har samma kombination av dessa egenskaper. Moderna sköldpaddor har både skal och näbbar, men den väg utvecklingen tog för att komma dit var inte en rak linje. Istället, vissa sköldpaddors släktingar fick delvis skal medan andra fick näbbar, och slutligen, de genetiska mutationerna som skapar dessa egenskaper inträffade i samma djur.

"Det här imponerande stora fossilet är en mycket spännande upptäckt som ger oss ytterligare en bit i pusslet med sköldpadds evolution, " säger Nick Fraser, en författare till studien från National Museums Scotland. "Det visar att tidig sköldpaddautveckling inte var en enkel, steg-för-steg ackumulering av unika egenskaper men var en mycket mer komplex serie händelser som vi bara har börjat reda ut."

Fina detaljer i skallen på Eorhynchochelys löst ett annat mysterium för sköldpaddans evolution. I åratal, forskare var inte säkra på om sköldpaddans förfäder var en del av samma reptilgrupp som moderna ödlor och ormar - diapsider, som tidigt i sin evolution hade två hål på sidorna av deras skallar – eller om de var anapsider som saknar dessa öppningar. Eorhynchochelys Skallen visar tecken på att det var en diapsid. "Med Eorhynchochelys diapsidskalle, vi vet att sköldpaddor inte är släkt med de tidiga anapsid reptilerna, men är istället släkt med evolutionärt mer avancerade diapsidreptiler. Detta är cementerat, debatten är över, säger Rieppel.

Studiens författare säger att deras resultat, både om hur och när sköldpaddor utvecklade skal och deras status som diapsider, kommer att förändra hur forskare tänker om denna gren av djur. "Jag blev själv förvånad, " säger Rieppel. "Eorhynchochelys gör att sköldpaddans släktträd är vettigt. Tills jag såg detta fossil, Jag köpte inte några av dess släktingar som sköldpaddor. Nu, Jag gör."