En ny analys av ett ankelbensfossil från bäver som hittats i Montana tyder på att utvecklingen av semi-akvatiska bävrar kan ha inträffat minst 7 miljoner år tidigare än tidigare trott, och hänt i Nordamerika snarare än Eurasien.

I studien beskriver Ohio State Universitys evolutionsbiolog Jonathan Calede fyndet som den äldsta kända amfibiska bävern i världen och den äldsta amfibiska gnagaren i Nordamerika. Han döpte den nyupptäckta arten till Microtheriomys articulaquaticus .

Caledes fynd resulterade från att jämföra mätningar av den nya artens fotled med cirka 340 andra gnagarexemplar för att kategorisera hur den rörde sig i sin miljö - vilket tydde på att detta djur var en simmare. Det Montana-baserade benet fastställdes vara 30 miljoner år gammalt – den äldsta tidigare identifierade semi-akvatiska bävern som levde i Frankrike för 23 miljoner år sedan.

Bävrar och andra gnagare kan berätta mycket om däggdjurs evolution, säger Calede, biträdande professor i evolution, ekologi och organismbiologi vid Ohio State Marion campus.

"Titta på mångfalden av livet runt omkring oss idag, och du ser glidande gnagare som flygande ekorrar, gnagare som hoppar som kängururåttan, vattenlevande arter som bisamråttor och grävande djur som fickgoppar. Det finns en otrolig mångfald av former och ekologier. När den mångfalden uppstod är en viktig fråga," sa Calede. "Gnagare är den mest mångsidiga gruppen av däggdjur på jorden, och cirka 4 av 10 arter av däggdjur är gnagare. Om vi ​​vill förstå hur vi får en otrolig biologisk mångfald är gnagare ett bra system att studera."

Forskningen publiceras online idag i tidskriften Royal Society Open Science .

Forskarna, inklusive Calede, som hittade benen och tänderna hos den nya bäverarten i västra Montana visste att de kom från bävrar direkt på grund av deras igenkännliga tänder. Men upptäckten av ett ankelben, cirka 10 millimeter långt, öppnade för möjligheten att lära sig mycket mer om djurets liv. Astragalusbenet hos bävrar motsvarar talus hos människor, beläget där smalbenet möter toppen av foten.

Calede tog 15 mätningar av fotledsfossilen och jämförde den med mätningar – över 5 100 totalt – av liknande ben från 343 exemplar av gnagararter som lever i dag som gräver, glider, hoppar och simmar såväl som forntida bäversläktingar.

Genom att köra beräkningsanalyser av data på flera sätt, kom han fram till en ny hypotes för utvecklingen av amfibiska bävrar, och föreslog att de började simma som ett resultat av exaptation - kooperativet av en befintlig anatomi - vilket ledde i detta fall, till en ny livsstil.

"I det här fallet samordnades anpassningarna till grävning för att övergå till en semi-akvatisk rörelse," sa han. "Förfadern till alla bävrar som någonsin har funnits var med största sannolikhet en grävare, och moderna bävrars semi-akvatiska beteende utvecklades från en grävande ekologi. Bävrar gick från att gräva hålor till att simma i vatten.

"Det är inte nödvändigtvis förvånande eftersom rörelse genom smuts eller vatten kräver liknande anpassningar i skelett och muskler."

Fossil av fiskar och grodor och klippornas natur där Microtheriomys articulaquaticus fossiler hittades antydde att det hade varit en vattenmiljö, vilket ger ytterligare bevis för att stödja hypotesen, sa Calede.

Fossiler är vanligtvis daterade baserat på deras placering mellan lager av stenar vars ålder bestäms av upptäckten av radioaktivt sönderfall av element som lämnats efter av vulkanisk aktivitet. Men i det här fallet kunde Calede åldra exemplaret exakt 29,92 miljoner år gammalt på grund av dess placering inom, snarare än över eller under, ett lager av aska.

"Den äldsta semi-akvatiska bävern vi kände till i Nordamerika innan denna var 17 eller 18 miljoner år gammal", sa han. "Och den äldsta vattenlevande bävern i världen, före den här, var från Frankrike och är cirka 23 miljoner år gammal.

"Jag påstår inte att den här nya arten nödvändigtvis är den äldsta vattenlevande bävern någonsin, eftersom det finns andra djur som vi känner till, från deras tänder, som är släkt med denna art jag beskrev."

Microtheriomys articulaquaticus hade inte den platta svansen som hjälper bävrar att simma idag. Den åt troligen växter istället för trä och var jämförelsevis liten - vägde mindre än 2 pund. Den moderna vuxna bävern, som väger 50 pund eller så, är den näst största levande gnagaren efter kapybaran från Sydamerika.

Caledes analys av bäverns kroppsstorlek under de senaste 34 miljoner åren tyder på att bävers evolution ansluter sig till vad som kallas Cope's Rule, som hävdar att organismer i utvecklande linjer ökar i storlek med tiden. En jättebäver lika stor som en svartbjörn levde i Nordamerika så sent som för cirka 12 000 år sedan. Som alla utom de två bäverarter som lever idag, Castor canadensis och Castorfiber , jättebävern är utdöd.

"Det ser ut som att när du följer Copes regel är det inte bra för dig - det sätter dig på en dålig väg när det gäller arternas mångfald," sa Calede. "Vi brukade ha dussintals arter av bävrar i fossilregistret. Idag har vi en nordamerikansk bäver och en eurasisk bäver. Vi har gått från en grupp som är väldigt mångsidig och klarar sig så bra till en grupp som uppenbarligen inte är så mångfaldig. längre." + Utforska vidare

Varför gigantiska bävrar i människostorlek dog ut för 10 000 år sedan