Dvaletilstand er en velkendt funktion på Jorden i dag. Mange dyr - især dem, der lever tæt på eller inden for polarområder - går i dvale for at komme igennem de hårde vintermåneder, hvor der er mangel på mad, temperaturerne falder og dagene er mørke.
Ifølge ny forskning har denne type tilpasning en lang historie. I et papir offentliggjort 27. august i tidsskriftet Communications Biology rapporterer forskere ved University of Washington og dets Burke Museum of Natural History and Culture beviser for en dvale-lignende tilstand hos et dyr, der levede i Antarktis under det tidlige trias, omkring 250 millioner år siden.
Væsenet, et medlem af slægten Lystrosaurus, var en fjern slægtning til pattedyr. Antarktis lå under Lystrosaurus' tid stort set inden for den antarktiske cirkel, ligesom i dag, og oplevede længere perioder uden sollys hver vinter.
Fossilierne er det ældste bevis på en dvale-lignende tilstand hos et hvirveldyr, og indikerer, at torpor - en generel betegnelse for dvaletilstand og lignende tilstande, hvor dyr midlertidigt sænker deres stofskifte for at komme igennem en hård sæson - opstod hos hvirveldyr, selv før pattedyr og dinosaurer udviklede sig.
"Dyr, der lever ved eller i nærheden af polerne, har altid været nødt til at klare de mere ekstreme miljøer, der er til stede der," sagde hovedforfatter Megan Whitney, en postdoc-forsker ved Harvard University, der udførte denne undersøgelse som UW-doktorand i biologi. "Disse foreløbige resultater indikerer, at det ikke er en relativt ny type tilpasning at gå ind i en dvale-lignende tilstand. Det er en ældgammel."
Lystrosaurus levede i en dynamisk periode af vores planets historie, der opstod lige før Jordens største masseudryddelse i slutningen af Perm-perioden – som udslettede omkring 70 % af hvirveldyrarter på land – og på en eller anden måde overlevede den. De kraftige, firbenede fodergængere levede yderligere 5 millioner år ind i den efterfølgende triasperiode og spredte sig over dele af Jordens dengang enkelte kontinent, Pangea, som omfattede det, der nu er Antarktis.
"Den kendsgerning, at Lystrosaurus overlevede den ende-permiske masseudryddelse og havde så stor en rækkevidde i det tidlige trias, har gjort dem til en meget velundersøgt gruppe af dyr til at forstå overlevelse og tilpasning," sagde medforfatter Christian Sidor, en UW professor i biologi og kurator for hvirveldyr palæontologi ved Burke Museum.
Paleontologer finder i dag Lystrosaurus-fossiler i Indien, Kina, Rusland, dele af Afrika og Antarktis. Disse siddende, stumpe væsner - de fleste var nogenlunde på størrelse med grise, men nogle blev 6 til 8 fod lange - havde ingen tænder, men bar et par stødtænder i overkæben, som de sandsynligvis brugte til at fouragere blandt jordvegetation og grave efter rødder og knolde, ifølge Whitney.
De stødtænder gjorde Whitney og Sidors studie muligt. Ligesom elefanter voksede Lystrosaurus stødtænder kontinuerligt gennem hele deres liv. Tværsnittene af forstenede stødtænder kan rumme livshistorieoplysninger om stofskifte, vækst og stress eller belastning. Whitney og Sidor sammenlignede tværsnit af stødtænder fra seks antarktiske Lystrosaurus med tværsnit af fire Lystrosaurus fra Sydafrika.
Tilbage i Trias lå indsamlingsstederne i Antarktis på omkring 72 grader sydlig bredde - et godt stykke inden for den antarktiske cirkel, på 66,3 grader syd. Indsamlingsstederne i Sydafrika var mere end 550 miles nord under trias på 58-61 grader sydlig bredde, langt uden for den antarktiske cirkel.
Standtænderne fra de to regioner viste lignende vækstmønstre, med lag af dentin aflejret i koncentriske cirkler som træringe. Men de antarktiske fossiler rummede en yderligere egenskab, der var sjælden eller fraværende i stødtænder længere mod nord: tætte, tykke ringe, som sandsynligvis indikerer perioder med mindre aflejring på grund af langvarig stress, ifølge forskerne.
"Den nærmeste analog, vi kan finde til de 'stressmærker', som vi observerede i Antarktis Lystrosaurus stødtænder, er stressmærker i tænder forbundet med dvaletilstand hos visse moderne dyr," sagde Whitney.
Forskerne kan ikke endeligt konkludere, at Lystrosaurus gennemgik ægte dvale – hvilket er en specifik, uger lang reduktion i stofskifte, kropstemperatur og aktivitet. Stress kunne ifølge Sidor være forårsaget af en anden dvale-lignende form for torpor, såsom en mere kortvarig reduktion i stofskiftet.
Lystrosaurus i Antarktis havde sandsynligvis brug for en form for dvale-lignende tilpasning for at klare livet nær Sydpolen, sagde Whitney. Selvom Jorden var meget varmere under trias end i dag - og dele af Antarktis kan have været skovklædt - ville planter og dyr under Antarktiscirklen stadig opleve ekstreme årlige variationer i mængden af dagslys, hvor solen var fraværende i lange perioder om vinteren.
Mange andre gamle hvirveldyr på høje breddegrader kan også have brugt torpor, inklusive dvale, for at klare vinterens belastninger, sagde Whitney. Men mange berømte uddøde dyr, inklusive dinosaurerne, der udviklede sig og spredte sig efter Lystrosaurus døde ud, har ikke tænder, der vokser kontinuerligt.
"For at se de specifikke tegn på stress og belastning som følge af dvaletilstand, skal du se på noget, der kan forstenes og voksede kontinuerligt i løbet af dyrets liv," sagde Sidor. "Mange dyr har det ikke, men det gjorde Lystrosaurus heldigvis."
Hvis analyse af yderligere antarktiske og sydafrikanske Lystrosaurus-fossiler bekræfter denne opdagelse, kan det også afgøre en anden debat om disse gamle, hjertelige dyr.
"Koldblodede dyr lukker ofte helt ned for deres stofskifte i en hård sæson, men mange endotermiske eller 'varmblodede' dyr, der går i dvale, reaktiverer ofte deres stofskifte i dvaleperioden," sagde Whitney."Det, vi observerede i de antarktiske Lystrosaurus stødtænder, passer til et mønster af små metaboliske 'reaktiveringsbegivenheder' i en periode med stress, som mest ligner det, vi ser i varmblodede dvale i dag."
Hvis ja, er denne fjerne fætter af pattedyr ikke bare et eksempel på et hjerteligt væsen. Det er også en påmindelse om, at mange træk ved livet i dag kan have eksisteret i hundreder af millioner af år, før mennesker udviklede sig til at observere dem.
Undersøgelsen blev finansieret af National Science Foundation.
