En konstnärsskildring av gamla albatrosser som trakasserar en pelagornithidfågel – med sin fruktansvärda tandnäbb – medan pingviner leker i haven runt Antarktis för 50 miljoner år sedan. (Bilden är en artighet av Brian Choo)
Fossiler som återfanns i Antarktis på 1980-talet representerar de äldsta jättelika medlemmarna av en utdöd grupp fåglar som patrullerade i de sydliga oceanerna med ett vingspann på upp till 21 fot, vilket skulle dvärgar det 11½ fot långa vingspannet hos dagens största fågel, den vandrande albatrossen.
Fåglarna, som kallas pelagornithider, fyllde en nisch som liknar dagens albatrosser och reste mycket över jordens oceaner i minst 60 miljoner år. Även om ett mycket mindre pelagornithid-fossil är från 62 miljoner år sedan, visar ett av de nybeskrivna fossilen – en 50 miljoner år gammal del av en fågelfot – att de större pelagornithiderna uppstod precis efter att livet hade återhämtat sig från massutdöendet för 65 miljoner år sedan, då fåglarnas släktingar, dinosaurierna, dog ut. Ett andra pelagornithid-fossil, en del av ett käkben, är från cirka 40 miljoner år sedan.
”Vår fossilupptäckt, med en uppskattad vingspannvidd på 5-6 meter – nästan 20 fot – visar att fåglarna utvecklades till en verkligt gigantisk storlek relativt snabbt efter dinosauriernas utdöende och att de härskade över oceanerna i miljontals år”, säger Peter Kloess, doktorand vid University of California, Berkeley.
Den senast kända pelagornithiden är från 2,5 miljoner år sedan, en tid då klimatet förändrades när jorden svalnade och istiderna började.
Kloess är huvudförfattare till en artikel som beskriver fossilet och som den här veckan publiceras i den fritt tillgängliga tidskriften Scientific Reports. Hans medförfattare är Ashley Poust från San Diego Natural History Museum och Thomas Stidham från Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology vid Chinese Academy of Sciences i Peking. Både Poust och Stidham disputerade vid UC Berkeley.
Fåglar med pseudotänder
Pelagornithider är kända som ”ben-tandade” fåglar på grund av de beniga utskotten, eller stöttor, på deras käkar som liknar vassa tänder, även om de inte är riktiga tänder, som de hos människor och andra däggdjur. De beniga utskotten var täckta av ett hornigt material, keratin, som liknar våra fingernaglar. De kallas pseudotänder och hjälpte fåglarna att fånga bläckfisk och fisk från havet när de flög i kanske veckor i taget över stora delar av jordens hav.
Detta fem tum långa segment av en fossil käke, som upptäcktes i Antarktis på 1980-talet, härstammar från 40 miljoner år sedan. Fågelns skalle skulle ha varit ungefär två fot lång, medan pseudotänderna, som ursprungligen var täckta med hornigt keratin, skulle ha varit upp till en tum långa. I denna skala skulle fågelns vingspann ha varit 5 till 6 meter, eller cirka 20 fot. (UC Berkeley bild med tillstånd av Peter Kloess)
Stora flygande djur har med jämna mellanrum dykt upp på jorden, med början hos pterosaurierna som flaxade med sina läderartade vingar under dinosauriernas tid och nådde ett vingspann på 33 fot. Pelagornithiderna kom för att ta hem rekordet i vingspännvidd under kenozoikum, efter massutdöendet, och levde fram till för ungefär 2,5 miljoner år sedan. Ungefär vid samma tid regerade teratorerna, som nu är utdöda, över himlen.
Fåglarna, som är besläktade med gamarna, ”utvecklade vingspännvidder som ligger nära det vi ser hos dessa benhåriga fåglar (pelagornithider)”, säger Poust. ”Tidsmässigt kommer dock teratorerna på andra plats med sin jättestorlek, eftersom de utvecklades 40 miljoner år efter att dessa pelagornithider levde. Den extrema, gigantiska storleken hos dessa utdöda fåglar är oöverträffad i havsmiljöer.””
Fossilerna som paleontologerna beskriver är bland många som samlades in i mitten av 1980-talet från Seymour Island, utanför den nordligaste spetsen av Antarktishalvön, av grupper ledda av paleontologer från UC Riverside. Dessa fynd flyttades senare till UC Museum of Paleontology vid UC Berkeley.
Kloess snubblade över exemplaren när han snokade runt i samlingarna som nyanländ doktorand 2015. Han hade fått sin masterexamen från Cal State-Fullerton med en avhandling om marina kustfåglar från den miocena eran, mellan 17 miljoner och 5 miljoner år sedan, som baserades på exemplar som han hittade i museisamlingar, bland annat i UCMP.
”Jag älskar att gå till samlingarna och bara hitta skatter där”, säger han. ”Någon har kallat mig en museiråtta, och jag tar det som en hedersbetygelse. Jag älskar att skutta runt och hitta saker som folk förbiser.”
När Kloess gick igenom de ursprungliga anteckningarna av den tidigare studenten Judd Case från UC Riverside, som nu är professor vid Eastern Washington University i närheten av Spokane, insåg han att det fossila fotbenet – ett så kallat tarsometatarsus – kom från en geologisk formation som var äldre än vad man ursprungligen trodde. Det innebar att fossilet var cirka 50 miljoner år gammalt i stället för 40 miljoner år. Det är det största kända exemplaret av hela den utdöda gruppen pelagornithider.
Det andra återupptäckta fossilet, den mellersta delen av underkäken, har delar av pseudotänderna bevarade; de skulle ha varit upp till 3 cm långa när fågeln levde. Den cirka 12 cm långa bevarade delen av käken kom från ett mycket stort kranium som skulle ha varit upp till 60 cm långt. Med hjälp av mätningar av storleken och avståndet mellan dessa tänder och analytiska jämförelser med andra fossil av pelagornithider kan författarna visa att detta fragment kom från en enskild fågel som var lika stor, om inte större, än de största kända skeletten av gruppen benhårda fåglar.
Ett varmt Antarktis var en lekplats för fåglar
Femtio miljoner år sedan hade Antarktis ett mycket varmare klimat under den tid som kallas Eocen och var inte den förbjudna, isiga kontinent som vi känner till idag, konstaterade Stidham. Vid sidan av utdöda landdäggdjur, som pungdjur och avlägsna släktingar till sengångare och myrsländor, fanns det en mångfald av fåglar på Antarktis som levde på land, till sjöss och i luften.
Seymour Island, nära den antarktiska halvöns nordligaste punkt, har gett upphov till en mängd fossil, inklusive delar av jättefåglar som pelagornithiderna och de mindre förfäderna till dagens albatross, för att inte tala om mängder av pingviner. UCMP-fossilerna som beskrivs i den nya studien kom från punkterna 1 och 6. (Grafik med tillstånd av Scientific Reports)
De sydliga haven var lekplatsen för tidiga pingvinarter, liksom utdöda släktingar till levande ankor, strutsar, stormfåglar och andra fågelgrupper, av vilka många levde på öarna på Antarktishalvön. Den nya forskningen dokumenterar att dessa utdöda, rovgiriga, stora och jättestora benstinna fåglar var en del av det antarktiska ekosystemet i över 10 miljoner år och flög sida vid sida över huvudet på simmande pingviner.
”Med en livsstil som sannolikt liknade levande albatrosser skulle de utdöda jättelika pelagornithiderna, med sina mycket långspetsiga vingar, ha flugit långt över de forntida öppna haven, som ännu inte hade dominerats av valar och sälar, i jakt på bläckfisk, fisk och andra skaldjur som de kunde fånga med sina näbbar som var fodrade med vassa pseudotänder”, säger Stidham. ”De stora är nästan dubbelt så stora som albatrosser, och dessa beniga fåglar skulle ha varit formidabla rovdjur som utvecklats för att vara på toppen av sitt ekosystem.”
Museisamlingar som de i UCMP, och människor som Kloess, Poust och Stidham som utvinner dem, är nyckeln till att rekonstruera dessa forntida livsmiljöer.
”Samlingar är oerhört viktiga, så att göra upptäckter som denna pelagornithid skulle inte ha hänt om vi inte hade haft dessa exemplar i allmänhetens ägo, vare sig på UC Riverside eller nu på Berkeley”, sade Kloess. ”Det faktum att de finns för forskare att titta på och studera har ett otroligt värde.”