Mikroskopisk analys av tänderna på pterosaurier har avslöjat nya insikter om dieter och beteenden hos jordens tidigaste flygande reptiler.

Forskare vid University of Leicesters Center for Palaeobiology Research och University of Birmingham använde dentala mikrokläderanalyser för att titta på slitagemönster som fortfarande är synliga på tänderna hos 17 olika arter av pterosaurier. De jämförde dessa med liknande mönster på tänderna hos moderna reptiler, inklusive ödlor och krokodiler, där mycket mer är känt om deras kost.

Teamet kunde för första gången visa hur tekniken kan användas för att inte bara berätta vad dessa djur åt, men också för att utmana idéer om deras livsstil och utveckling. Deras resultat publiceras i Naturkommunikation .

"De flesta existerande idéer om vad pterosaurier åt kommer från jämförelser av deras tänders former med levande djurs, " förklarar huvudförfattaren Dr Jordan Bestwick, vid University of Birminghams School of Geography, geo- och miljövetenskap. "Till exempel, om djuret hade koniska tänder som en krokodil, vi kan anta att den åt fisk. Men detta tillvägagångssätt har uppenbara brister - tänderna på pandor och isbjörnar, till exempel, är lika, men att jämföra dem skulle inte ge oss en korrekt bild av deras dieter."

Analysen visade att moderna reptiler med grovare slitage på sina tandytor är mer benägna att ha ätit knapriga saker, såsom skalade ryggradslösa djur – skalbaggar eller krabbor – medan reptiler som äter huvudsakligen mjuka föremål, som fisk, ha slätare tandytor. Genom att tillämpa tekniken på pterosaurier kunde teamet bestämma kosten för varje art.

Dr. Bestwick säger:"Vår analys har gett några fascinerande insikter om enskilda arter, men också i några av de större frågorna kring hur dessa pterosaurier utvecklades och huruvida deras livsstil var mer lik den hos moderna fåglar eller reptiler. Bevis från analys av dentala mikrokläder kan kasta nytt ljus över denna debatt."

Professor Mark Purnell, Professor i paleobiologi vid University of Leicester sa:"Detta är första gången denna teknik har tillämpats på detta sätt på forntida reptiler, och det är fantastiskt att det fungerar så bra. Ofta, paleontologer har väldigt lite att gå på när de försöker förstå vad utdöda djur åt. Detta tillvägagångssätt ger oss ett nytt verktyg, tillåter oss att flytta från det som ibland är lite mer än välutbildade gissningar, in i den solida vetenskapens sfärer."

I ett exempel, laget undersökte Rhamphorhynchus tänder, en långstjärtad pterosaurie från juraperioden. Forskare fann att juvenil Rhamphorhynchus hade insektsbaserad diet, medan deras vuxna motsvarigheter – ungefär lika stora som en stor mås – var mer benägna att ha ätit fisk. Detta tyder på en art där de vuxna inte tog hand om sina ungar – ett beteende som är vanligt hos reptiler och som inte uppvisas av fåglar.

Teamet undersökte också om deras analys kunde belysa hur olika arter av pterosaurier utvecklades. Pterosaurier levde för mellan 210 och 66 miljoner år sedan, så småningom dör ut samtidigt som dinosaurier. På den tiden, enligt analysen av dentala mikrokläder, det skedde en allmän förändring i kosten från ryggradslösa djur som insekter, mot en mer kött- eller fiskbaserad kost.

"Vi fann att de tidigaste formerna av pterosaurier åt främst knapriga ryggradslösa djur, " säger Dr. Bestwick. "Förändringen mot att äta fisk eller kött sammanfaller med fåglarnas utveckling. Vi tror att det är möjligt, därför, att konkurrens med fåglar kan förklara nedgången av mindre pterosaurier och en ökning av större, köttätande arter."

Natalia Jagielska, en Ph.D. forskare i pterosauriepaleontologi vid University of Edinburgh, (inte involverad i den här studien) säger att forskningen tillför välbehövlig klarhet till pterosauriernas beteende och ekologiska roll i forntida näringsnät.

"Pterosaurier är en fascinerande grupp mesozoiska reptiler med häpnadsväckande mångfald i tandmorfologi, " säger hon. "Denna studie är viktig för att bidra till idén att unga Rhamphorhynchus var oberoende ryggradslösa jägare innan de blev fiskkonsumenter, snarare än att bli matad och uppfostrad av föräldrar, som fåglar. Eller det i pterosaurierika miljöer, som de bayerska lagunerna från sen jura, Pterosauriearter har delats upp för att uppta variationer av dietnischer."

Forskargruppen förväntar sig att deras metoder kommer att sätta ett nytt riktmärke för robust tolkning av utdöda reptildieter, banar väg för en ökad förståelse av forntida ekosystem.