Een afbeelding van een oude albatros die een pelagornithide – met zijn angstaanjagende getande snavel – lastigvalt terwijl pinguïns dartelen in de oceanen rond Antarctica 50 miljoen jaar geleden. (Afbeelding met dank aan Brian Choo)
Fossielen die in de jaren ’80 werden teruggevonden op Antarctica vertegenwoordigen de oudste reusachtige leden van een uitgestorven groep vogels die patrouilleerden in de zuidelijke oceanen met spanwijdten tot 21 voet die de 11½-voet spanwijdte van de grootste vogel van vandaag, de zwervende albatros, in het niet zouden doen vallen.
De vogels, pelagornithiden genaamd, vervulden een plaats die veel lijkt op die van de huidige albatrossen en reisden gedurende ten minste 60 miljoen jaar over de oceanen van de aarde. Hoewel een veel kleiner pelagornithidefossiel van 62 miljoen jaar geleden dateert, toont een van de nieuw beschreven fossielen – een 50 miljoen jaar oud deel van een vogelpoot – aan dat de grotere pelagornithiden ontstonden juist nadat het leven 65 miljoen jaar geleden was teruggekeerd van de massa-extinctie, toen de verwanten van de vogels, de dinosauriërs, uitstierven. Een tweede pelagornithidefossiel, een deel van een kaakbeen, dateert van ongeveer 40 miljoen jaar geleden.
“Onze fossiele ontdekking, met zijn schatting van een vleugelwijdte van 5 tot 6 meter – bijna 20 voet – laat zien dat vogels relatief snel na het uitsterven van de dinosauriërs evolueerden tot een echt gigantische grootte en miljoenen jaren over de oceanen heersten,” zei Peter Kloess, een afgestudeerde student aan de Universiteit van Californië, Berkeley.
De laatst bekende pelagornithide is van 2,5 miljoen jaar geleden, een tijd van veranderend klimaat toen de aarde afkoelde en de ijstijden begonnen.
Kloess is de hoofdauteur van een paper waarin het fossiel wordt beschreven dat deze week verschijnt in het open access tijdschrift Scientific Reports. Zijn co-auteurs zijn Ashley Poust van het San Diego Natural History Museum en Thomas Stidham van het Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology van de Chinese Academy of Sciences in Beijing. Zowel Poust als Stidham promoveerden aan de UC Berkeley.
Vogels met pseudotanden
Pelagornithiden staan bekend als ‘benentandige’ vogels vanwege de benige uitsteeksels, of stutten, op hun kaken die lijken op scherpgepunte tanden, hoewel het geen echte tanden zijn, zoals die van mensen en andere zoogdieren. De benige uitsteeksels waren bedekt met een hoornachtig materiaal, keratine, dat lijkt op onze vingernagels. De pseudotanden hielpen de vogels pijlinktvissen en vis uit de zee te vangen, terwijl ze misschien wekenlang over een groot deel van de oceanen zweefden.
Dit fossiele kaaksegment van 15 cm, dat in de jaren tachtig in Antarctica werd ontdekt, dateert van 40 miljoen jaar geleden. De schedel van de vogel zou ongeveer een meter lang zijn geweest, terwijl de pseudotanden, die oorspronkelijk bedekt waren met hoornachtige keratine, tot een centimeter lang zouden zijn geweest. Op deze schaal zou de spanwijdte van de vleugels van de vogel 5 tot 6 meter zijn geweest, of zo’n 20 voet. (UC Berkeley beeld met dank aan Peter Kloess)
Grote vliegende dieren zijn periodiek op aarde verschenen, te beginnen met de pterosauriërs die met hun leerachtige vleugels flapperden tijdens het dinosaurustijdperk en een spanwijdte bereikten van wel 2 meter. De pelagornithiden kwamen het vleugelwijdterecord opeisen in het Cenozoïcum, na de massa-extinctie, en leefden tot ongeveer 2,5 miljoen jaar geleden. Rond diezelfde tijd heersten de nu uitgestorven teratornen over het luchtruim.
De vogels, verwant aan de gieren, “ontwikkelden vleugelspanwijdten die in de buurt komen van wat we zien bij deze vogels met benige tanden (pelagornithiden),” zei Poust. “Echter, in termen van tijd, komen teratorns op de tweede plaats met hun gigantische afmetingen, die 40 miljoen jaar na deze pelagornithids zijn geëvolueerd. De extreme, reusachtige grootte van deze uitgestorven vogels is onovertroffen in oceaanhabitats.”
De fossielen die de paleontologen beschrijven, behoren tot vele die in het midden van de jaren tachtig van de vorige eeuw zijn verzameld op Seymour Island, voor het noordelijkste puntje van het Antarctische schiereiland, door teams onder leiding van paleontologen van UC Riverside. Deze vondsten werden vervolgens overgebracht naar het UC Museum of Paleontology in UC Berkeley.
Kloess stuitte op de specimens toen hij in 2015 als pas aangekomen afgestudeerde student in de collecties aan het neuzen was. Hij had zijn masterdiploma behaald aan Cal State-Fullerton met een scriptie over kustzeevogels van het Mioceen tijdperk, tussen 17 miljoen en 5 miljoen jaar geleden, dat was gebaseerd op specimens die hij vond in museumcollecties, waaronder die in het UCMP.
“Ik hou ervan om naar collecties te gaan en daar gewoon schatten te vinden,” zei hij. “Iemand heeft me een museumrat genoemd, en ik beschouw dat als een teken van eer. Ik vind het leuk om rond te scharrelen en dingen te vinden die mensen over het hoofd zien.”
Het bekijken van de originele aantekeningen van voormalig UC Riverside student Judd Case, nu professor aan de Eastern Washington University in de buurt van Spokane, realiseerde Kloess zich dat het fossiele voetbot – een zogenaamde tarsometatarsus – afkomstig was van een oudere geologische formatie dan oorspronkelijk gedacht. Dat betekende dat het fossiel ongeveer 50 miljoen jaar oud was in plaats van 40 miljoen jaar oud. Het is het grootste bekende exemplaar van de hele uitgestorven groep pelagornithiden.
Van het andere herontdekte fossiel, het middelste gedeelte van de onderkaak, zijn delen van de pseudotanden bewaard gebleven; deze zouden tot 3 cm (1 inch) groot zijn geweest toen de vogel nog leefde. Het ongeveer 12 cm lange deel van de kaak is afkomstig van een zeer grote schedel die tot 60 cm lang zou zijn geweest. Met behulp van metingen van de grootte en de afstand van deze tanden en analytische vergelijkingen met andere fossielen van pelagornithiden, zijn de auteurs in staat om aan te tonen dat dit fragment afkomstig is van een individuele vogel die even groot, zo niet groter is dan de grootste bekende skeletten van de groep vogelachtigen met benige tanden.
Een warm Antarctica was een speelplaats voor vogels
Vijftig miljoen jaar geleden had Antarctica een veel warmer klimaat in de tijd die bekend staat als het Eoceen en was het niet het afschrikwekkende, ijzige continent dat we vandaag kennen, merkte Stidham op. Naast uitgestorven landzoogdieren, zoals buideldieren en verre verwanten van luiaards en miereneters, bezette een verscheidenheid aan Antarctische vogels het land, de zee en de lucht.
Seymour Island, nabij het noordelijkste punt van het Antarctische schiereiland, heeft een schat aan fossielen opgeleverd, waaronder delen van reusachtige vogels zoals de pelagornithiden en de kleinere voorouders van de huidige albatrossen, om nog maar te zwijgen van de massa’s pinguïns. De UCMP fossielen beschreven in de nieuwe studie kwamen uit de punten 1 en 6. (Grafiek met dank aan Scientific Reports)
De zuidelijke oceanen waren de speelplaats voor vroege pinguïnsoorten, evenals uitgestorven verwanten van levende eenden, struisvogels, stormvogels en andere vogelgroepen, waarvan er vele leefden op de eilanden van het Antarctisch Schiereiland. Het nieuwe onderzoek documenteert dat deze uitgestorven, roofzuchtige, grote en reusachtige vogels met beentanden gedurende meer dan 10 miljoen jaar deel uitmaakten van het Antarctische ecosysteem, zij aan zij vliegend over de hoofden van zwemmende pinguïns.
“In een levensstijl die waarschijnlijk vergelijkbaar is met die van levende albatrossen, zouden de reusachtige uitgestorven pelagornithiden, met hun zeer lange puntige vleugels, wijd over de oude open zeeën hebben gevlogen, die nog niet gedomineerd werden door walvissen en zeehonden, op zoek naar inktvis, vis en andere zeevruchten om te vangen met hun snavels bekleed met scherpe pseudotanden,” zei Stidham. “De groten zijn bijna twee keer zo groot als albatrossen, en deze vogels met benentanden zouden geduchte roofdieren zijn geweest die evolueerden om aan de top van hun ecosysteem te staan.”
Museumcollecties zoals die in het UCMP, en de mensen zoals Kloess, Poust en Stidham om ze te ontginnen, zijn de sleutel tot het reconstrueren van deze oude habitats.
“Collecties zijn enorm belangrijk, dus het doen van ontdekkingen zoals deze pelagornithide zou niet zijn gebeurd als we deze specimens niet in het publieke bezit hadden, of ze nu in UC Riverside of nu in Berkeley zijn,” zei Kloess. “Het feit dat ze bestaan voor onderzoekers om naar te kijken en te bestuderen heeft ongelooflijke waarde.”