New fossil species represents the ancient precursor of most modern reptiles

An international team of researchers describes a new fossil species representing the ancient precursor of most modern reptiles.

Lizards and snakes are a key part of most terrestrial ecosystems on the planet today. Along with the charismatic New Zealand tuatara (a “living fossil” represented by a single living species), the squamates (all lizards and snakes) make up the Lepidosauria, the largest group of terrestrial vertebrates on the planet with around 11,000 species, and by far the largest modern group of reptiles. Both squamata and tuataras have an extremely long evolutionary history. Their lineages are older than the dinosaurs that were born and diverged from each other around 260 million years ago. However, the first phase of the evolution of Lepidosaurs, 260 to 150 million years ago, is marked by highly fragmented fossils that do not provide much useful data to understand their early evolution, leaving the origins of this group of very diverse animals in mystery for decades.

In a study published today (August 25, 2021) in Nature an international team of researchers describes a new species which represents the most primitive member of the Lepidosaurus, Taytalura alcoberi, found at the end Trias deposits of Argentina. Discovered by the main author, Dr Ricardo N. Martínez, National University of San Juan, Argentina, and curator at the Institute and Museum of Natural Sciences, Taytalura is the first ancient lepidosaur fossil preserved in three dimensions. This has allowed scientists to deduce with great confidence its location in the evolutionary reptile tree and helps bridge the gap in our knowledge of the origin and early evolution of Lepidosaurs.

Martínez and co-author Dr. Sebastián Apesteguía, Maimónides University, Buenos Aires, Argentina, performed high-resolution CT scans of Taytalura which confirmed that it was something related to the ancient lizards. They then contacted co-author Dr Tiago R. Simões, a postdoctoral fellow in the Department of Organic and Evolutionary Biology at Harvard University, to help them identify and analyze the fossil. Simões specializes in the study of these creatures and in 2018 published the largest dataset in existence to understand the evolution of major groups of reptiles (living and extinct) in Nature.

“I knew the age and location of the fossil and could tell by looking at some of its external features that it was closely related to lizards, but it looked more primitive than a real lizard and it was is something quite special, ”said Simões.

The researchers then contacted co-author Dr Gabriela Sobral, Department of Paleontology, Staatliches Museum für Naturkunde Stuttgart, Germany, to process the CT data. Sobral, a CT data processor, created a mosaic of colors for each bone in the skull, allowing the team to understand the fossil’s anatomy in highly detailed resolution at a scale of just a few micrometers, or roughly the same thickness as a human hair. .

With the data from Sobral, Simões was able to apply an evolutionary Bayesian analysis to determine the correct placement of the fossil in the reptile dataset. Simões had recently applied the Bayesian method – which was adapted from methods originally developed in epidemiology to study how viruses like COVID-19[feminine évoluer – pour estimer avec précision le temps et les taux d’évolution anatomique lors de la montée des tétrapodes. L’analyse statistique a confirmé leurs soupçons selon lesquels Taytalura était en fait le membre le plus primitif de la lignée qui a finalement donné naissance à tous les lézards et serpents. “Ce n’est même pas un lézard dans l’arbre de l’évolution”, a déclaré Simões, “mais c’est la prochaine chose là-bas, entre les vrais lézards et tuataras, et tous les autres reptiles.”

« Ce fossile magnifiquement préservé en 3D est vraiment une découverte importante. C’est le fossile le plus complet représentant les premiers stades de l’évolution des lépidosaures que nous ayons à ce jour. Tous les autres fossiles connus sont trop incomplets, ce qui rend difficile leur classification à coup sûr, mais la nature complète et articulée de Taytalura rend ses relations beaucoup plus sûres », a déclaré Sobral.

Simões était d’accord, “Taytalura est un point majeur dans l’arbre de vie des reptiles qui manquait auparavant. Parce que ces fossiles sont si petits qu’ils sont très difficiles à conserver dans les archives fossiles. Et les fossiles candidats que nous avons sont très fragmentés et mal conservés, ils ne fournissent donc pas autant de données utiles pour l’analyse.

de Taytalura Le crâne révèle que les premiers lépidosaurus ressemblaient beaucoup plus aux tuataras qu’aux squamates, et par conséquent, que les squamates représentent une déviation majeure par rapport à ce modèle ancestral. De plus, il a une dentition unique, différente des dents trouvées dans n’importe quel groupe vivant ou éteint de lépidosaures. “Ce que nos analyses nous disent, outre quelques autres traits anatomiques que nous avons pu y voir, dans le crâne en particulier, c’est que ce type de corps sphénodontien, du moins pour le crâne, est le modèle ancestral des lépidosaures. Le modèle ancestral semble être plus similaire aux tuataras », a déclaré Simões.

“Taytalura conserve une composition de caractéristiques que nous ne nous attendions pas à trouver dans un fossile aussi ancien. Par exemple, il montre certaines fonctionnalités que nous pensions être exclusives au groupe tuatara. D’un autre côté, cela nous a amenés à nous demander à quel point certaines caractéristiques des lézards sont vraiment « primitives », et cela amènera les scientifiques à reconsidérer plusieurs points de l’évolution de ce groupe », a déclaré Sobral.

« Le presque parfaitement conservé Taytalura Le crâne nous montre les détails de l’origine d’un groupe d’animaux très réussi, comprenant plus de 10 000 espèces de serpents, de lézards et de tuataras », a déclaré Martínez. «Mais cela met également en évidence l’importance paléontologique du site paléontologique de la formation Ischigualasto, connu pour avoir conservé certains des dinosaures les plus primitifs connus au monde. L’extraordinaire qualité de conservation des fossiles de ce site a permis à quelque chose d’aussi fragile et minuscule que ce spécimen d’être préservé pendant 231 millions d’années.

“Contrairement à presque tous les fossiles de lépidosaures du Trias trouvés en Europe, il s’agit du premier lépidosaure primitif trouvé en Amérique du Sud, ce qui suggère que les lépidosaures ont pu migrer à travers des régions géographiques très éloignées au début de leur histoire évolutive”, a convenu Simões.

« Nous sommes habitués à accepter que le Mésozoïque L’ère était une époque de reptiles gigantesques, d’énormes proto-mammifères et d’arbres énormes, et nous recherchons donc couramment des fossiles visibles à hauteur humaine, simplement en marchant », a déclaré Apesteguía. « Cependant, la plus grande partie des anciens composants de l’écosystème était petite, comme aujourd’hui. Il y avait un univers de faune se faufilant parmi des pattes plus grosses, griffues ou sabots. Taytalura nous apprend que nous manquions d’informations importantes en recherchant non seulement des animaux plus gros, mais aussi en pensant que l’origine des lézards ne se produisait que dans l’hémisphère nord, comme les preuves semblaient le confirmer jusqu’à présent.

Tandis que Taytalura est primitif, ce n’est pas le plus ancien lépidosaure. Le fossile a 231 millions d’années, mais il existe également des fossiles de vrais lézards datant de 11 millions d’années plus tôt. L’équipe prévoit d’explorer des sites plus anciens dans l’espoir de trouver des espèces similaires ou différentes de la même lignée qui se ramifient juste avant l’origine des vrais lézards.

Référence : « Un lépidosaure à tige triasique illumine l’origine des reptiles ressemblant à des lézards » 25 août 2021, La nature.
DOI : 10.1038 / s41586-021-03834-3