I en liten stenklump från Tyskland har forskare hittat spår efter ett rovdjurs måltid från nästan 300 miljoner år tillbaka. Denna obetydliga klump visar sig vara det äldsta kända exemplet på fossiliserat maginnehåll från en landmiljö.

Den lilla klumpen, som påminner om en sammanklumpad hög med ben, har avslöjat vem som stod högst upp i näringskedjan långt före dinosauriernas tid. Tack vare ny skanningsteknologi kan forskare nu visa hur de tidiga rovdjuren jagade på land.

Fyndet kommer från geoparken Thüringen Inselsberg i centrala Tyskland. Bergslagren i detta område dateras till den tidiga perm-perioden, alltså för omkring 290 till 248 miljoner år sedan. Det var en tid då dinosaurierna ännu inte dominerade på land, utan där primitiva kräldjur och tidiga släktingar till däggdjuren härskade.

Denna typ av fynd är extremt sällsynta, eftersom det känsliga organiska materialet normalt bryts ned och försvinner innan det blir begravt och bevarat i klipporna. Forskarna bakom studien, publicerad i den prestigefyllda tidskriften Nature, understryker just denna sällsynthet.

Vad är en fossiliserad spykula från permtiden

I ett sandstensblock stötte paleontologer på en liten, kompakt klump innehållande dussintals små ben. Först såg det ut som en typisk ansamling av skelettfragment. Först efter noggrannare undersökningar insåg teamet att de tittade på något mycket mer sällsynt – fossiliserat maginnehåll som ett rovdjur hade spytt upp när det inte kunde smälta delar av sitt byte.

Detta är det äldsta kända exemplet från land på en så kallad regurgitalit – en fossiliserad massa som ett djur har spytt upp efter en måltid. Till skillnad från koproliter, som är fossiliserade exkrementer, innehåller regurgitaliter ofta bättre bevarade benfragment, eftersom de inte har genomgått hela matsmältningsprocessen.

Det speciella med denna klump var just benens tillstånd. Istället för starkt smälta, söndersmulande fragment såg forskarna många små, relativt välbevarade skelettdelar, och omkring dem endast lite fosfatmassa. Detta är en klassisk bild av en regurgitalit.

Bromaliter är samlingsbenämningen för alla fossiliserade rester kopplade till matsmältningssystemet hos forntida djur. Denna grupp omfattar koproliter, regurgitaliter och mer sällsynt beskrivna rester av tarminnehåll bevarat inne i skelett. Det specifika fyndet från Thüringen ger forskarna ett unikt fönster in i de ekologiska förhållandena under permtiden.

41 ben från minst tre olika offer

Inne i den fossiliserade klumpen räknade vetenskapsmän totalt 41 enskilda ben. För att identifiera dem exakt använde de micro-CT-tekniken, en mycket precis datortomografi. Denna typ av skanning fungerar som röntgenbilder, men ger möjlighet att se in i fossilet i hög upplösning utan att förstöra det.

Analysen visade att klumpen innehöll ben från minst tre olika små ryggradsdjur. Benen låg mycket tätt ihop, och vissa var orienterade på samma sätt. Forskarna tolkar detta som spår av naturlig ”packning” i rovdjurets mage.

Efter en tid spydde djuret upp de inte helt smälta fragmenten, och dessa föll ner på botten av en grundvattenspöl på en flodslätt. Efterföljande lager av sediment täckte klumpen, som med tiden blev till sten. Denna placering av benen avslöjar att det inte är en slumpmässig blandning av rester, utan ett spår efter en enskild jaktepisod.

Fyndet ger direkta bevis för vilka djur som levde sida vid sida i samma miljö. De tre olika offren visar att permtidens ekosystem var mer komplexa än många tidigare hade antagit. Forskarna kan nu teckna en mer detaljerad bild av hur födan cirkulerade genom den tidiga landmiljön.

Vilka rovdjur lämnade denna spykula

Vetenskapsmän försöker fastställa vilket rovdjur som kan ha lämnat denna ”spykula”. Inga ben från ett större djur hittades direkt vid klumpen, men den allmänna kunskapen om faunan från denna del av Tyskland under den tidiga permtiden hjälper.

I det analyserade ekosystemet levde två arter som betraktas som de största landrovdjuren vid den tidpunkten:

Dimetrodon teutonis – en tidig synapsid med ett karakteristiskt ”segel” på ryggen, inte en dinosaurie utan en avlägsen släkting till däggdjuren
Tambacarnifex unguifalcatus – ett annat rovdjur bland synapsiderna som också rankades högt i dåtidens näringskedja
Båda arterna uppnådde betydligt större dimensioner än de små offren funna i regurgitaliten
Analysen av benproportioner och jämförelse med deras potentiella offer pekar på en av dessa två arter

Båda dessa djur var väsentligt större än de små offren som hittades i den fossiliserade klumpen. Analysen av benens proportioner och jämförelse med deras potentiella bytesdjur visar att klumpen sannolikt tillhörde en av dessa två arter. Detta är ett exempel på så kallad trofi – en direkt koppling mellan rovdjur och deras offer i den fossila dokumentationen.

Detta fynd är särskilt värdefullt eftersom det visar ett direkt ekologiskt samband. Forskarna kan nu med säkerhet säga att dessa stora synapsider faktiskt jagade på mindre ryggradsdjur, och inte bara på större bytesdjur som man tidigare har antagit.

Hur såg livet på land ut under permtiden

Permperioden markerar en fas med kraftig utveckling av landbaserade ekosystem. Många grupper av fyrfotadjur hade redan lämnat vattnet, och landområdena befolkades av komplexa samhällen av växter och djur. Det finns fossiliserade rester av stora växtätare, rovdjur och mindre allätare. Långt mer sällan lyckas man dock fånga de direkta födonätverken.

Regurgitaliten från Thüringen visar att dåtidens rovdjur inte enbart valde stora offer, utan även jagade på små, rörliga fyrfotadjur. Författarna bakom studien föreslår att rovdjuret åt det som just då var tillgängligt – från större växtätare till små landdjur.

Denna strategi, som idag kallas opportunistisk jakt, ökar överlevnadschanserna i en föränderlig miljö där regnperioder och torka, bränder eller förändringar i vattennivån snabbt omfördelar den tillgängliga födan. En flexibel diet var avgörande för att överleva i permtidens instabila klimat.

Det är också intressant att benen tillhör minst tre olika arter. Det betyder att dessa djur levde på samma plats och vid samma tid. Den fossiliserade klumpen är därför inte bara ett vittnesbörd om en enda måltid, utan också ett ”gruppfoto” av en liten del av permtidens fauna.

Varför är sådana fynd sällsynta på land

Hittills har de flesta beskrivna regurgitaliterna kommit från gamla hav och sjöar. I vattenmiljöer är det mycket lättare att bevara känsliga organiska strukturer – dy täcker snabbt döda organismer, stänger av dem från syre och bromsar nedbrytningen.

På land ser situationen annorlunda ut. Kadaver och exkrementer blir snabbt sönderslitna av asätare, insekter och mikroorganismer. Regn, vind och erosion förstör mekaniskt resterna. För att en klump av uppspytt maginnehåll ska kunna bevaras i hundratals miljoner år måste flera lyckliga omständigheter inträffa:

Rovdjuret kastar upp osmälta rester på en plats där det regelbundet avsätts lera eller sand, till exempel vid en flodstrand
Massan täcks snabbt av friska sediment innan andra djur sliter sönder den
De kemiska förhållandena i sedimentet främjar mineralisering av ben och bevarande av klumpen
Området måste förbli relativt ostört genom geologiska perioder

Denna kombination av faktorer gör att varje sådant fynd blir en otroligt värdefull källa till information om tidigare relationer mellan arter. Landbaserade regurgitaliter är långt mer sällsynta än marina exempel just på grund av dessa utmaningar.

Forskarteamet från Tyskland framhåller att fyndet från Thüringen därför representerar en extraordinär bevarelse. De geologiska förhållandena i regionen, med snabb sedimentavsättning i floddalar, skapade ideala betingelser för fossilisering.

Vad kan en 290 miljoner år gammal meny berätta för oss

För paleontologer påminner regurgitaliter lite om gamla restaurangkvitton. De visar inte bara att offret existerade, utan även vem som åt det och i vilka kombinationer. I kombination med andra fossiliserade rester – tandmärken på ben, koproliter, fotavtryck – gör de det möjligt att bygga en långt mer komplett bild av tidigare ekosystem.

I detta specifika fall bekräftar klumpen från Thüringen flera viktiga slutsatser. De tidiga synapsiderna stod faktiskt på toppen av landets näringskedja under permtiden. Deras diet var varierad och omfattade många arter av små fyrfotadjur. Minst tre beskrivna arter levde sida vid sida i samma miljö och delade samma utrymme och samma resurser.

För moderna läsare kan detta låta abstrakt, men sådana detaljer bidrar till en bättre förståelse av långsiktiga evolutionära processer. Det är just från grupper som Dimetrodon och dess släktingar som senare linjer härstammar, som leder till däggdjur, inklusive slutligen människan.

Det är också värt att notera att micro-CT-skanning blir ett av nyckelverktygen i paleontologers arbete. Det gör det möjligt att ”öppna” fossiliserade objekt virtuellt, lager för lager, utan risk att skada dem. Tack vare detta kan många exemplar som i åratal har legat i museilådor som ”vanliga” benklumpar eller stenar utan tydlig form analyseras igen. Det är inte osannolikt att det bland dem gömmer sig fler regurgitaliter, redo att avslöja nya detaljer om tidigare ekologiska nätverk.

Fyndet från Thüringen Inselsberg öppnar nya perspektiv för förståelsen av hur livet på land utvecklades före dinosauriernas tid. Kan det gömma sig fler sådana dolda skatter i museer runt om i Europa som väntar på att bli omskannade med modern teknologi?