Mer än 50 miljoner år sedan, när jorden upplevde en rad extrema uppvärmningshändelser, svarade tidiga däggdjur genom att krympa i storlek.

Även om denna däggdjursdvärg har tidigare kopplats till den största av dessa händelser, visar ny forskning att den evolutionära processen kan ske även i mindre händelser som kallas hyperthermaler. Resultaten tyder på ett viktigt mönster som kan bidra till att skapa en förståelse för de underliggande effekterna av den nuvarande mänskliga klimatförändringen.

"Vi vet att under den största av dessa hypertermaler, känd som Paleocene-Eocene Thermal Maximum, eller PETM, steg temperaturerna uppskattat 9 till 14 grader Fahrenheit och några däggdjur krympade med 30 procent över tiden, så vi ville se om detta mönster upprepas under andra uppvärmningshändelser, säger Abigail D'Ambrosia, doktorand vid University of New Hampshire och ledande författare av studien. "Hoppet är att det skulle hjälpa oss att lära oss mer om de möjliga effekterna av dagens globala uppvärmning."

För studien, som publiceras i Vetenskap Förskott, samlade forskare tänder och käftfragment i den fossila rika Bighorn Basin-regionen i Wyoming. Deras fokus var på flera tidiga däggdjur inklusive Arenahippus, en tidig häst storleken på en liten hund, och Diacodexis, en kaninstorlek föregångare till hovdäggdjur.

Med hjälp av storleken på de molar tänderna som en proxy för kroppsstorlek, fann forskarna en statistiskt signifikant minskning av kroppstorleken hos dessa däggdjur "under en sekund, mindre hypertermal, kallad ETM2. Arenahippus minskade med ungefär 14 procent i storlek, och Diacodexis med ungefär 15 procent.

Arenahippus käftfragment (med 2nd och 3rd-molar), som upptäckts i fält. För skalan: Mejseln är ~ 1 cm bred. (Kredit: University of New Hampshire)

"Vi hittade bevis på däggdjursdvärg under denna andra hyperterm. Men det var mindre extremt än under PETM, säger D'Ambrosia. "Under ETM2 steg temperaturen endast uppskattat 5-grader Fahrenheit och det var kortare, varade bara 80,000 till 100,000 år, ungefär hälften så länge som den större PETM.

"Eftersom temperaturförändringen var mindre, föreslår det att det kan finnas en relation mellan storheten av en global uppvärmnings händelse och graden av associerad däggdjursdvärg."

Medförfattare Philip Gingerich, en paleontolog vid University of Michigan, och hans elever samlade några av de fossiler som analyserades i studien. De arbetade med andra teammedlemmar för att hitta fossiler från samma stratigrafiska sektioner som gav isotop bevis på klimatförändringar. De fossiler som används i studien är från University of Michigan Museum of Paleontology.

"Vad som är viktigt om dessa resultat är att de replikerar, förlänger och därigenom förstärker observationer som först gjorts i samband med den något äldre och större PETM-händelsen av global växthusgaser, vilket visar att många däggdjur svarar på den globala uppvärmningen genom att utvecklas till att vara mindre" säger Gingerich, professor emeritus av jordvetenskap, evolutionär biologi och antropologi, och curator emeritus vid Museum of Paleontology.

Den observerade förändringen i djurets kroppsstorlek kan ha varit ett evolutionärt svar för att skapa ett effektivare sätt att minska kroppsvärmen. En mindre kroppsstorlek skulle tillåta djuren att svalna ner snabbare. Näringstillgänglighet och kvalitet i växter kan också ha spelat en roll.

Tidigare forskning visar att både PETM och ETM2 hyperthermalerna sammanföll med ökade koldioxidnivåer i atmosfären. Det kan ha begränsad näringskvalitet i växter, vilket kan ha bidragit till den mindre däggdjursstorleken.

Hydrologiska rekord under PETM föreslår också mindre nederbörd och torka, vilket kunde ha lett till torrare jordar och till och med bränder som kan ha påverkat växttillväxten och eventuellt avkommans storlek hos däggdjur. Efter båda hypertermiska händelserna återstod kroppsstorlekarna hos alla däggdjur.

Koldioxiden som frigörs under båda hypertermalerna har ett liknande fotavtryck för dagens fossila bränslen. Forskare hoppas att utveckla en bättre förståelse för förhållandet mellan förändringen av däggdjursstorlek under dessa händelser och dagens växthusgasinducerad global uppvärmning kan bidra till att bättre förutsäga möjliga framtida ekologiska förändringar som svar på dagens klimatförändringar.

William Clyde vid University of New Hampshire, Henry Fricke of Colorado College och Hemmo Abels av Delft University of Technology, Nederländerna är medförfattare av studien.

Källa: University of Michigan

relaterade böcker

at InnerSelf Market och Amazon