Datortomografi av fossilet Cartorhynchus visade stenformade tänder dolda. Tänderna i överkäken är här markerade i lila. Kredit:Ryosuke Motani et al.
Hur illa det än kan verka här 2020, de kan vara värre:vi skulle kunna leva för 252 miljoner år sedan under den permiska massutrotningen. Vulkanutbrott och dramatiska, plötsliga klimatförändringar dödade de flesta djuren på land och nästan allt i haven, satte scenen för dinosauriernas senare uppkomst på land och en explosion av nytt marint liv. En sorts marin reptil, ichthyosaurierna, så småningom utvecklades till snygg, delfinliknande rovdjur, men forskare vet inte mycket om tidiga iktyosaurier. Men genom att CT-skanna fossilet av en av de första ichthyosaurierna, forskare upptäckte stenformade tänder gömda i dess korta nos. Dessa konstiga tänder, förmodligen används för att krossa skal av sniglar och musslor liknande musslor, hjälpa till att belysa hur tidiga iktyosaurier fyllde olika roller i trias marina ekosystem.
"Vi vet inte exakt ichthyosauriernas härkomst. De är reptiler, och de är förmodligen arkosaurier – det vill säga, de är närmare släkt med krokodiler och dinosaurier och fåglar än de är till ödlor och ormar – men inte ens det är 100 %, säger Olivier Rieppel, en paleontolog och Rowe Family Curator of Evolutionary Biology vid Chicago's Field Museum, som var medförfattare till en ny artikel om resultaten i Vetenskapliga rapporter . "Genom att studera denna tidiga ichthyosaurs ovanliga rundade tänder, vi får en bättre förståelse för hur dessa djur utvecklades och hur deras livsstilar var."
Tidningen fokuserar på Cartorhynchus lenticarpus , en av de tidigaste och minsta iktyosaurier som någonsin upptäckts. Senare ichthyosaurier var delfinliknande, med långa nosar fulla av vassa tänder och snygg, strömlinjeformade kroppar för att skära genom vattnet. Men om dessa ichthyosaurier såg ut som morddelfiner, sedan Cartorhynchus var typ en sälgrodyngel. Dess namn betyder "kort nos, " och dess ansikte matchar dess namn. Cartorhynchus var bara lite mer än en fot lång, och dess flexibla handledsleder tyder på att den kunde komma upp ur vattnet och snurra runt på land som en säl. "Ichthyosaurier blev varelser i det öppna havet, men de mindre arterna gillar Cartorhynchus bodde förmodligen närmare stranden och plockade upp ryggradslösa djur för att äta från havsbotten, säger Rieppel.
Det enda kända fossila exemplaret av Cartorhynchus, en liten tidig ichthyosaurie med kort nos och sälliknande bihang. Kredit:Ryosuke Motani
Denna nya studie bygger på beskrivningen av Cartorhynchus av flera av samma forskare 2014, inklusive den nya tidningens motsvarande författare, Ryosuke Motani vid University of California, Davis. "När vi först beskrev Cartorhynchus , vi trodde att den inte hade några tänder alls och var en sugmatare. Men senare, forskare insåg att den hade några tänder längre bak i käkarna, " säger Rieppel. "I den här studien, vi tog en datortomografi av fossilet för att se tänderna som var gömda i dess skalle, och vi fann att de hade en ovanlig stenliknande form."
Dessa rundade tänder var på baksidan av käkarna, var våra molarer är, och användes sannolikt för att krossa små hårt skalade ryggradslösa djur som sniglar och musslliknande musslor. Tänderna visade också slitage vilket tyder på att även om det enda kända exemplaret av Cartorhynchus var drygt en fot lång, den var fullvuxen.
Beväpnad med denna nya kunskap om Cartorhynchus , forskarna jämförde det med andra tidiga ichthyosaurier. De fann att rundade tänder dök upp hos flera andra arter av ichthyosaurier, vilket tyder på att egenskapen utvecklats självständigt mer än en gång, snarare än alla rundtandade ichthyosaurier som utvecklats från en gemensam rundtandad förfader. Under tiden, många andra tidiga ichthyosaurier hade spetsiga konformade tänder.
En rekonstruktion av hur Cartorhynchus kan ha sett ut i livet. Kredit:Stefano Broccoli
Dessa olika tandformer som dyker upp i olika familjer ger oss en glimt av världen där ichthyosaurs utvecklades. "Det fanns inga marina reptiler före trias, " säger Rieppel. "Det är det som gör dessa tidiga ichthyosaurier så intressanta – de berättar om återhämtningen från massutrotningen, eftersom de kom in i havet först efter det." Och, eftersom de flesta havsdjur dog i massutrotningen, det fanns mycket lediga fastigheter, evolutionärt sett – massor av nischer för nya djur att fylla. "Efter massutrotningen, den marina biotan var nästan tom och redo att återkoloniseras, Rieppel förklarar.
Djurens tänder kan berätta mycket om deras livsstil:vad de åt och hur. Den snabba uppkomsten av massor av olika sorters iktyosaurier med olika sorters tänder pekar på hur de tog över haven och spelade olika ekologiska roller. Det är också troligt att den upprepade utvecklingen av rundade krossande tänder hos iktyosaurier som Cartorhynchus och andra drevs av utvecklingen av hårt skalade bytesdjur som blev vanliga vid denna tid.
"Fossiler är ledtrådar om hur världen såg ut för länge sedan, " säger Rieppel. "Genom att få en bättre förståelse för hur dessa ichthyosaurier utvecklades, vi får en bättre känsla av hur livet återhämtar sig efter utrotning, och den lärdomen är fortfarande relevant idag."