En rekonstruktion av skallen (övre) och huvudet (nedre) av Leptarctus primus, en utdöd vesslingsläkting som levde i Nordamerika och Asien för cirka 20 miljoner år sedan. Kredit:AMNH/N. Wong
Ny forskning om en utdöd vesslingsläkting avslöjar vad den kan ha ätit när den levde i Nordamerika och Asien för cirka 20 miljoner år sedan. Den märkligt formade skallen av Leptarctus primus har länge lett till motstridiga teorier om dess diet. Men det nya verket, baserad på biomekanisk modellering och publicerad denna vecka i Journal of Vertebrate Paleontology , visar att Leptarctus sannolikt var ett köttätande rovdjur, med förmåga till allätare och en bredare diet när byten var knapp, och hade en skalle som fungerade på liknande sätt som den levande amerikanska grävlingen.
Leptarctus primus, som levde på miocen och bara var lite större än en huskatt, har fascinerat forskare på grund av sin ovanliga och extremt robusta skalle.
"För ett däggdjur, dess skalle är verkligen konstigt, " sa medförfattaren Z. Jack Tseng, en forskarassistent vid American Museum of Natural History och en biträdande professor i patologi och anatomiska vetenskaper vid Jacobs School of Medicine and Biomedical Science vid universitetet i Buffalo. "Den är kraftigt byggd - som en stridsvagn - med mycket tjocka zygomatiska kindben. Den övre delen av huvudet ser ut som om den har hjälm på sig."
Slående, Leptarctus primus har två parallella åsar som kantar toppen av huvudet (andra köttätare har vanligtvis en enda central ås eller har släta skallar). Under många år, paleontologer har diskuterat Leptarctus ekologiska nisch baserat på motstridiga tolkningar av de starka parallella skallryggarna, distinkt skalleform, och formen på dess tänder och tuggslitage. Tidigare tolkningar av deras utfodringslivsstil varierade brett, över praktiskt taget alla typer av känt matbeteende hos köttätare (hundar, katter, hyenor, björnar, tätningar, och vesslor och deras släktingar), inklusive växtätare, rovdjur, insektätare, och allätare. Men på grund av bristen på kvantitativ forskning om hur Leptarctus-skallar fungerade, frågan om deras dieter förblev obesvarad.
En rekonstruktion av huvudet på Leptarctus primus som attackerar den miocenska gnagaren Cupidinimus. Kredit:AMNH/N. Wong
I den här studien, ledd av Alixandra Prybyla, som var en student i museets National Science Foundation Summer Research Experience for Bachelor-program vid Columbia University, forskarna tog ett ingenjörsmässigt tillvägagångssätt. Teamet jämförde en nästan komplett fossil skalle av Leptarctus primus med 18 arter av moderna köttätare med känd diet såväl som med andra fossila arter, med hjälp av bettsimuleringar baserade på CT-skanningar av skallarna och virtuell modellering av matningsmekanik.
Enligt John Flynn, studie medförfattare, forskargruppsledare, och Frick curator för fossila däggdjur vid museets avdelning för paleontologi, "Traditionella metoder för att studera skalle, tand, och skelettanatomi är fortfarande avgörande för att förstå hur fossila arter levde. Men högupplösta röntgen-CT-bilder och sofistikerade datoriserade tekniska modelleringsverktyg har helt förändrat vår förmåga att exakt rekonstruera matvanor hos utdöda djur."
De fann att bland de andra arterna som analyserades, skallen på Leptarctus är mekaniskt mest lik den amerikanska grävlingens skalle. Trots vissa skillnader i deras skalleutseende, datorsimuleringarna indikerar att grävlingen är den bästa levande biomekaniska analogen för att förstå Leptarctus dietlivsstil. Baserat på dessa jämförelser, teamet fastställde att det i första hand var en köttätare och ett aktivt rovdjur, men att det också kunde ha varit en allätare som livnär sig på ett bredare utbud av växt- och insektsföda när det var nödvändigt.
Digital modell av skallen av Leptarctus primus, visar rekonstruerade käkmuskelgrupper i rött, gul, och rosa. De virtuella musklerna aktiverades i bettsimuleringar för att testa den biomekaniska förmågan hos denna utdöda vesslingsläkting. Kredit:J. Tseng
"Den jagade förmodligen bytesdjur och tog in vad den hade tillgång till för det mesta, " sa Tseng.
Prybyla tillade:"Denna fullständiga skalle av Leptarctus representerar en outnyttjad källa av information om historien om forntida släktingar till vesslor, uttrar, grävlingar, och skunks. Det är underbart vad ett exemplar kan belysa för forskare. Att stå i spetsen för ett projekt av den här omfattningen som student på grundutbildningen var oerhört stärkande."
Forskarna kommer att genomföra framtida studier med liknande tekniska modelleringsverktyg för att titta på variationer i skallmatningsmekanik bland andra arter i leptarktingruppen, för att avgöra hur många olika typer av utfodringsanpassningar som kan ha funnits bland dessa ovanliga utdöda rovdjur.
