Ett samarbetsforskningsprojekt som genomförts under överinseende av GeoBio-Center vid Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) i München har utvecklat ett integrerat tillvägagångssätt för klassificering av fossila ciklider, och identifierade den äldsta kända medlemmen av stammen Oreochromini.

Ciklider (Cichlidae) är en grupp små till medelstora fiskar som finns allestädes närvarande i sötvattenmiljöer i tropikerna. De är särskilt anmärkningsvärda när det gäller att uppvisa ett brett utbud av morfologiska och beteendemässiga specialiseringar, såsom olika former av föräldravård, inklusive munbränning. Vissa arter (främst medlemmar av släktet Tilapia) har uppnått berömmelse som kulinariska delikatesser och är av stor ekonomisk betydelse. Ciklider har genomgått en snabb diversifiering i Afrika, som är hem för minst 1100 arter. Denna process har varit särskilt framträdande i de stora sjöarna i Östafrikas Rift Valley (Lakes Tanganyika, Malawi och Victoria), där den kallas den östafrikanska strålningen.

"Cikliddiversifiering i Östafrika har blivit ett centralt paradigm inom evolutionsbiologin. Som en konsekvens av detta, att dejta början av processen och förstå mekanismerna som driver den är frågor av stort intresse för evolutionsbiologer och paleobiologer, " säger LMU paleontolog professor Bettina Reichenbacher, som också är medlem i GeoBio-Center på LMU. Fossiler från området utgör den enda källan till direkta bevis som skulle göra det möjligt för en att bestämma tidpunkten och spåra förloppet av diversifiering av härkomst inom gruppen. Dock, sökandet efter cikliderfossiler har visat sig vara både mödosamt och extremt tidskrävande. Verkligen, endast ett 20-tal fossila arter av ciklider från Afrika har ännu formellt beskrivits.

I en studie som visas i nättidningen Vetenskapliga rapporter , ett team av forskare under ledning av Bettina Reichenbacher beskriver nu en ny fossil ciklid, som författarna tilldelar det nya släktet Oreochromimos. Namnet kommer från det faktum att exemplaren, som teamet upptäckte i centrala Kenya, visa likheter med medlemmar av stammen Oreochromini, som är allmänt spridda i Afrika idag.

"Att avgöra om fossilerna kunde hänföras till någon av de befintliga cikliderstammarna eller inte var särskilt utmanande, säger Stefanie Penk, första författare till studien och doktorand i Reichenbachers grupp. Svårigheterna har sina rötter i den stora mångfalden av den moderna ciklidfaunan i Afrika, och det faktum att även avlägset besläktade arter kan vara morfologiskt mycket lika varandra. "Arkitekturen hos skelettet hos ciklider är ganska konservativ. Alla har en liknande grundform, som undergår mycket liten förändring under artbildning, " förklarar Reichenbacher.

I samarbete med Dr. Ulrich K. Schliewen, medförfattare till den nya tidningen, intendent för fiskar vid Bayerns statssamling för zoologi i München (SNSB-ZSM) och även medlem av GeoBio-Center vid LMU, teamet antog det bästa tillvägagångssättet för klassificeringen av fossila exemplar. Detta kräver jämförelse av det fossila materialet med alla relevanta moderna linjer av ciklider. I ljuset av deras samtida mångfald, det kan tyckas vara en omöjlig uppgift. Men tack vare Schliewens kunskap och utbudet av jämförande material som representeras i samlingen under hans vård, strategin lyckades.

En unik glimt av det förflutna

Reichenbacher och kollegor återvann Oreochromimos-materialet från en fossil fisk Lagerstätte i Kenyas Tugen Hills, som ligger inom den östra grenen av det östafrikanska rivsystemet. Denna webbplats ger ett unikt fönster in i regionens förflutna. De vulkaniska och sedimentära bergarterna som deponeras här går tillbaka till 5-20 miljoner år. De överlagrades av yngre material och lyftes sedan upp till höjder på så mycket som 2000 m av tektoniska krafter. Som ett resultat, de fossilbärande stenarna som exponeras i Tugen Hills är antingen otillgängliga för utforskning eller har förlorats till erosion i andra delar av Afrika. Följaktligen, skikten här innehåller en unik samling fossiler. Utan tvekan de mest kända fynden hittills utgrävda är de 6 miljoner år gamla resterna av en homininart, som har fått namnet Orrorin tugenensis (orrorin betyder 'ursprunglig man' på det lokala språket).

Men cikliderfossiler är också bland de paleontologiska skatterna som bevaras i dessa sedimentära formationer - och de är i hjärtat av Reichenbachers Kenya-projekt, som började 2011. Materialet som hittills samlats in har återvunnits i samarbete med Kenyas Egerton University, och är nu utlånad till LMU:s institution för geo- och miljövetenskap för vidare studier.

Oreochromimos-exemplaren är cirka 12,5 miljoner år gamla, vilket gör detta släkte till den äldsta kända fossila representanten för stammen Oreochromini. Den kvalificerar därför som den äldsta fossila kladden som hittills tilldelats Haplotilapiini, härstamningen som inte bara gav upphov till de flesta av de arter som utgör den nuvarande mångfalden av afrikanska ciklider, men också till den östafrikanska ciklidstrålningen i Riftdalens stora sjöar. Med deras användning av en innovativ metod för jämförande systematik, författarna till den nya studien har gett en grund för den taxonomiska tilldelningen av framtida fynd av fossilt ciklidermaterial. "Med hjälp av denna datauppsättning, det kommer att vara möjligt att klassificera fossila ciklider mycket mer tillförlitligt än tidigare och därmed kasta nytt ljus över deras evolutionära historia, säger Bettina Reichenbacher.