Morphological novelties from additional specimens of the Middle Miocene Proteropithecia neuquenensis (Primates, Platyrrhini), and new absolute age of its type locality in Argentine Patagonia

Lange bevor Menschen die Erde betraten, war Südamerika die Heimat einer vielfältigen Auswahl an Affen, die in den südlichen Regionen des Kontinents lebten, einem Gebiet, das heute als Patagonien bekannt ist. Diese urzeitlichen Primaten, bekannt als Platyrrhini, gediehen während einer warmen Periode im mittleren Miozän, vor etwa 20 bis 15 Millionen Jahren. Während viele dieser Arten nur aus verstreuten Fragmenten von Knochen und Zähnen bekannt sind, sticht eine besondere Gruppe, die Pitheciini, durch ihre einzigartige Art der Nahrungsaufnahme hervor. Im Gegensatz zu den meisten Affen, die sich auf weiche Früchte oder Blätter verlassen, entwickelten die Pitheciini die Fähigkeit, harte Samen und Nüsse aufzuknacken – eine Ernährung, die spezialisierte Zähne und starke Kiefer erforderte. Heute umfasst diese Gruppe lebende Affen wie den Sakis und den Uakari, doch ihre tiefe Geschichte in Südamerika ist etwas mysteriös geblieben, insbesondere hinsichtlich der Frage, wann und wie sie diese Anpassungen an hartschalige Nahrung im fernen Süden zuerst entwickelten.

Seit Jahrzehnten kennen Wissenschaftler einen fossilen Affen namens Proteropithecia neuquenensis, der in der Collón-Curá-Formation in Argentinien gefunden wurde. Diese Spezies ist bedeutend, da sie den jüngsten bekannten Primatenfossilfund aus Patagonien darstellt und damit das Ende einer Ära für diese Tiere in dieser Region markiert. Das Bild dieses Geschöpfes war jedoch unvollständig. Der Fossilbericht bestand hauptsächlich aus isolierten Zähnen, was es schwierig machte, zu verstehen, wie sein Kiefer funktionierte oder seinen genauen Platz im Stammbaum der modernen Affen zu bestätigen. Forscher vermuteten, dass er ein früher Vertreter der Familie der Pitheciini war, aber ohne vollständigere Exemplare war die Beweislage dünn. Nun hat ein Forscherteam sieben neue Exemplare vom selben Fundort entdeckt, darunter den ersten jemals gefundenen Unterkiefer mit eingebetteten Zähnen, einen vollständigen Eckzahn und die ersten jemals für diese Gattung gefundenen oberen Molaren. Diese Neufunde, kombiniert mit einer frischen, präzisen Vermessung der Gesteinsschichten, in denen sie gefunden wurden, haben die fehlenden Teile des Puzzles vervollständigt.

Die Reise zu diesen Entdeckungen begann in einer Schlucht namens Cañadón del Tordillo in der Provinz Neuquén in Argentinien. Die Fundstelle ist eine raue Landschaft aus Vulkangestein und antiken Flussbetten. Um das Alter der Fossilien zu bestimmen, musste das Team zuerst den Zeitrahmen der Gesteinsschichten festlegen. Sie sammelten Proben aus einer dicken Schicht vulkanischer Asche, bekannt als Pilcaniyeu-Ignimbrit, die sich unmittelbar unter den Schichten mit den Affenfossilien befindet. Durch die Analyse winziger Zirkonkristalle in dieser Asche mittels fortschrittlicher Lasertechnologie stellten sie fest, dass die Asche vor etwa 15 Millionen Jahren abgelagert wurde. Dieses neue Datum ist etwas jünger als frühere Schätzungen und bietet ein engeres sowie genaueres Zeitfenster für die Lebensweise dieser Affen. Es platziert sie fest in das mittlere Miozän, kurz bevor das Klima kühler und trockener wurde, was schließlich zum Verschwinden der Primaten auf diesem südlichen Breitengrad führte.

Nachdem der Zeitrahmen etabliert war, wandte sich das Forscherteam den Fossilien selbst zu, die in den Sedimentschichten direkt über dieser vulkanischen Asche gefunden wurden. Der aufregendste Fund war ein teilweiser Unterkiefer, oder Symphyse, also der Teil des Kiefers, an dem die beiden Hälften vorne aufeinandertreffen. Dieses Exemplar war bemerkenswert, da es die Wurzeln der Frontzähne und die unteren Prämolaren in ihrer ursprünglichen Position bewahrte. Durch den Einsatz hochauflösender 3D-Scans konnte das Team einen in der Nähe gefundenen, vollständigen unteren Eckzahn perfekt in die leere Höhle des Kiefers einpassen. Dies ermöglichte es ihnen, die exakte Form und Ausrichtung der Vorderseite des Mauls des Affen zu rekonstruieren. Sie sahen, dass die Frontzähne nach vorne geneigt waren, ein Merkmal, das als Prokuby bekannt ist, und dass der untere Eckzahn groß und hervorstehend war. Dies sind klassische Merkmale moderner Pitheciini, die ihre Frontzähne benutzen, um harte Schalen aufzubrechen.

Der neue Kiefer enthüllte auch den ersten bekannten unteren Prämolaren, einen Zahn, der sich direkt hinter dem Eckzahn befindet. Dieser Zahn war ungewöhnlich groß und ragte nach außen, ein spezialisiertes Merkmal, das bei modernen Samen fressenden Affen zu sehen ist. Die Forscher fanden auch die ersten oberen Molaren dieser Spezies. Diese Backenzähne zeigten ein subtiles, aber wichtiges Detail: Der Zahnschmelz auf ihrer Oberfläche war leicht gewellt oder gekerbt (crenuliert). Diese Textur hilft dabei, harte Samen zu zerquetschen, ohne den Zahn zu brechen – ein Merkmal, das sie mit lebenden Pitheciini teilen. Die Kombination aus einem nach vorne geneigten Kiefer, einem großen Eckzahn, einem spezialisierten unteren Prämolaren und gewelltem Schmelz auf den Backzähnen legt nahe, dass Proteropithecia tatsächlich ein Samenfresser war, angepasst an eine Ernährung aus harten Nüssen und Samen, genau wie seine modernen Verwandten.

Die Entdeckung wirft auch Licht auf die Evolutionsgeschichte dieser Affen. Seit geraumer Zeit debattieren Wissenschaftler darüber, ob bestimmte antike patagonische Affen direkte Vorfahren der heutigen Pitheciini waren oder ob sie einen separaten evolutionären Zweig darstellten. Die neuen Fossilien zeigen, dass Proteropithecia eine sehr spezifische Reihe von Merkmalen mit anderen antiken patagonischen Affen wie Soriacebus und Mazzonicebus teilt. Die Forscher argumentieren, dass diese Ähnlichkeiten zu komplex sind, um ein Zufall zu sein. Stattdessen stützt die Evidenz die Idee, dass diese antiken Affen Teil einer langen, kontinuierlichen Linie waren, die schließlich zu den heute lebenden Pitheciini führte. Die Tatsache, dass Proteropithecia so spät im Fossilbericht erscheint, mit solch fortgeschrittenen Merkmalen, deutet darauf hin, dass diese Affengruppe ihre einzigartige Lebensweise bereits vor Millionen von Jahren etabliert hatte und bis zum Ende des Miozäns in Patagonien fortbestand.

Durch die Zusammenführung eines präzisen Datums der Gesteine und eines weitaus vollständigeren Bildes der Anatomie des Tieres transformiert diese Studie unser Verständnis der patagonischen Primaten. Sie bestätigt, dass die spezialisierte Anpassung an das Essen harter Samen in Südamerika viel früher und über einen längeren Zeitraum vorhanden war als bisher angenommen. Die neuen Fossilien fügen nicht nur ein paar weitere Zähne einer Sammlung hinzu; sie liefern den ersten klaren Blick darauf, wie der Vorderkiefer gebaut war und wie die Zähne ineinandergriffen. Dies ermöglicht es Wissenschaftlern, das Tier nicht nur als eine Ansammlung isolierter Teile zu sehen, sondern als ein funktionierendes Ganzes, das in der Lage war, die härtesten Samen in einer sich verändernden Welt zu knacken. Die Geschichte von Proteropithecia ist nun klarer: Es war ein widerstandsfähiger, spezialisierter Affe, der in den südlichen Wäldern des mittleren Miozäns florierte und die evolutionäre Fackel einer Abstammungslinie trug, die bis heute fortbesteht.