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

Lang voordat mensen over de aarde liepen, was Zuid-Amerika de thuisbasis van een diverse verscheidenheid aan apen die leefden in de zuidelijke uithoeken van het continent, een gebied dat nu bekend staat als Patagonië. Deze oerprimaten, bekend als platyrrhini, gedijden tijdens een warme periode in het Midden-Mioceen, ongeveer 20 tot 15 miljoen jaar geleden. Hoewel veel van deze soorten alleen bekend zijn van verspreide fragmenten van bot en tanden, valt één specifieke groep, de pitheciïnes, op door hun unieke manier van eten. In tegen tegenstelling tot de meeste apen die vertrouwen op zacht fruit of bladeren, evolueerden de pitheciïnes om harde zaden en noten open te kraken, een dieet dat gespecialiseerde tanden en sterke kaken vereiste. Vandaag de dag omvat deze groep levende apen zoals de saki en de uakari, maar hun diepe geschiedenis in Zuid-Amerika is enigszins mysterieus gebleven, met name met betrekking tot wanneer en hoe zij deze aanpassingen voor harde, met een schaal bedekte voeding voor het eerst ontwikkelden in het verre zuiden.

Decennialang wisten wetenschappers van een fossiele aap genaamd Proteropithecia neuquenensis, gevonden in de Collón Curá-formatie in Argentinië. Deze soort is significant omdat het de jongst bekende primatenfossiel uit Patagonië vertegenwoordigt, wat het einde markeert van een tijdperk voor deze dieren in die regio. Echter, het beeld van dit wezen was incompleet. Het fossiele record bestond voornamelijk uit geïsoleerde tanden, wat het moeilijk maakte om te begrijpen hoe zijn kaak functioneerde of om zijn exacte plaats in de stamboom van moderne apen te bevestigen. Onderzoekers vermoedden dat het een vroeg lid was van de pitheciine-familie, maar zonder completere exemplaren was het bewijs dun. Nu heeft een team van onderzoekers zeven nieuwe specimens ontdekt op dezelfde locatie, inclusen het eerste ooit gevonden onderkaakbeen met tanden die nog op hun plaats zitten, een complete hoektand en de eerste bovenmolaren die ooit voor dit genus zijn gevonden. Deze nieuwe vondsten, gecombineerd met een verse, precieze meting van de gesteentelagen waarin ze werden gevonden, hebben de ontbrekende stukjes van de puzzel ingevuld.

De reis naar deze ontdekkingen begon bij een kloof genaamd Cañadón del Tordillo in de provincie Neuquén in Argentinië. De locatie is een ruig landschap van vulkanisch gesteente en oude rivierbeddingen. Om de ouderdom van de fossielen te begrijpen, moest het team eerst de tijdlijn van de gesteentelagen vaststellen. Ze verzamelden monsters uit een dikke laag vulkanische as, bekend als de Pilcaniyeu Ignimbrite, die net onder de lagen met de aapfossielen ligt. Door minuscule kristallen van zirkon in deze as te analyseren met geavanceerde lasertechnologie, bepaalden zij dat de as ongeveer 15 miljoen jaar geleden werd afgezet. Deze nieuwe datum is iets jonger dan eerdere schattingen, wat een nauwere en accuratere tijdspanne biedt voor wanneer deze apen leefden. Het plaatst hen stevig in het Midden-Mioceen, vlak voordat het klimaat kouder en droger begon te worden, wat uiteindelijk leidde tot het verdwijnen van primaten op deze zuidelijke breedtegraad.

Met de tijdlijn vastgesteld, richtten de onderzoekers hun aandacht op de fossielen zelf, die werden gevonden in de sedimentlagen die direct boven die vulkanische as liggen. De meest opwindende vondst was een gedeeltelijke onderkaak, of symphyse, wat het deel van de kaak is waar de twee helften elkaar aan de voorkant ontmoeten. Dit specimen was opmerkelijk omdat het de wortels van de voortanden en de onderste premolaren in hun oorspronkelijke posities bewaarde. Door gebruik te maken van hoogwaardige 3D-scanning, slaagde het team erin een complete onderste hoektand, die in de buurt was gevonden, perfect in de lege holte van de kaak te passen. Dit stelde hen in staat de exacte vorm en oriëntatie van de voorkant van de bek van de aap te reconstrueren. Ze zagen dat de voortanden naar voren gekanteld waren, een kenmerk dat procumbentie wordt genoemd, en dat de onderste hoektand groot en uitstekend was. Dit zijn klassieke kenmerken van moderne pitheciïnes, die hun voortanden gebruiken om harde schalen open te breken.

De nieuwe kaak onthulde ook de eerste bekende onderste premolaar, een tand die net achter de hoektand zit. Deze tand was ongewoon groot en projecteerde naar buiten, een gespecialiseerd kenmerk dat te zien is bij moderne zaatetende apen. De onderzoekers vonden ook de eerste bovenmolaren voor deze soort. Deze achterste tanden vertoonden een subtiel maar belangrijk detail: het glazuur op hun oppervlak was licht golvend of gecrenuleerd. Deze textuur helpt bij het vergruizen van harde zaden zonder de tand te breken, een eigenschap die gedeeld wordt met levende pitheciïnes. De combinatie van een naar voren hellende kaak, een grote hoektand, een gespecialiseerde onderste premolaar en golvend glazuur op de achterste tanden suggereert sterk dat Proteropithecia inderdaad een zaateter was, aangepast aan een dieet van harde noten en zaden, net als zijn moderne verwanten.

De ontdekking werpt ook licht op de evolutionaire geschiedenis van deze apen. Voor een tijdje debatteerden wetenschappers of bepaalde oude Patagonische apen directe voorouders waren van de huidige pitheciïnes of dat ze op een aparte evolutionaire tak zaten. De nieuwe fossielen laten zien dat Proteropithecia een zeer specifieke set kenmerken deelt met andere oude Patagonische apen, zoals Soriacebus en Mazzonicebus. De onderzoekers beargumenteren dat deze gelijkenissen te complex zijn om een toeval te zijn. In plaats daarvan ondersteunt het bewijs het idee dat deze oude apen deel uitmaakten van een lange, continue lijn die uiteindelijk zou leiden tot de levende pitheciïnes die we vandaag de dag zien. Het feit dat Proteropithecia zo laat in het fossiele record verschijnt, met dergelijke geavanceerde kenmerken, suggereert dat deze groep apen zijn unieke manier van leven al miljoenen jaren geleden had gevestigd en tot het einde van het Mioceen in Patagonië heeft voortbestaan.

Door een nauwkeurige datering van de rotsen en een veel completer beeld van de anatomie van het dier samen te brengen, transformeert deze studie ons begrip van de Patagonische primaten. Het bevestigt dat de gespecialiseerde aanpassing voor het eten van harde zaden veel eerder en gedurende een langere periode aanwezig was in Zuid-Amerika dan voorheen werd aangenomen. De nieuwe fossielen voegen niet alleen een paar extra tanden toe aan een collectie; ze bieden het eerste duidelijke beeld van hoe de voorkant van de kaak gebouwd was en hoe de tanden in elkaar pasten. Dit stelt wetenschappers in staat om het dier niet alleen te zien als een reeks geïsoleerde onderdelen, maar als een functioneel geheel, in staat om de hardste zaden te kraken in een veranderende wereld. Het verhaal van Proteropithecia is nu duidelijker: het was een veerkrachtige, gespecialiseerde aap die gedijde in de zuidelijke bossen van het Midden-Mioceen en de evolutionaire fakkel overdroeg aan een lijn die tot op de dag van vandaag voortleeft.