Dinosauriernas tidevarv slutade på våren

Artistisk rekonstruktion av floden Tanis vid det så kallade Chicxulub-meteoritnedslaget. Det skakade om kontinentalplattan och gav upphov till jättelika stående vågor i sjöar och floder.

Forskarna bakom den nya forskningsartikeln hör hemma vid Uppsala universitet, Vrije Universiteit i Amsterdam (VU), Vrije Universiteit i Bryssel (VBU) och European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) i Grenoble.

Den unika lokaliteten Tanis i North Dakota, USA, bevarar ett fossiliserat sötvattens-ekosystem med bland annat störar och paddelstörar som föll offer för det så kallade Chicxulub-meteoritnedslaget, vilket också markerade slutet på kritaperioden och på dinosauriernas tidevarv. Nedslaget skakade om kontinentalplattan och gav upphov till jättelika stående vågor i sjöar och floder. Dessa rörde upp enorma mängder sediment som slukade fiskarna och begravde dem levande, samtidigt som små stelnade droppar av smält berg regnade ner från himlen, mindre än en timme efter nedslaget.

De fossila fiskarna från Tanis är perfekt bevarade och deras ben visar nästan inga tecken på kemisk modifiering av senare geologiska processer. Synkrotronröntgenbilderna, som gjorts tillgängliga avgiftsfritt för allmänheten, visar att fiskarnas gälar är fulla med små glaskulor. Dessa så kallade "impact spherules" bildades när berggrund på ett ögonblick smältes och sprayades upp i rymden av meteoritnedslaget, för att sedan stelna och regna ner genom atmosfären. Även en del av fiskarnas mjukdelar är bevarade. Utvalda ben från några av fiskarna användes för att rekonstruera årstidsväxlingarna under kritaperiodens sista år.

– Benen uppvisar säsongsbetonad tillväxt, årsringar, på samma sätt som träd. Årsringarna syntes särskilt väl i våra synkrotrondata, säger Sophie Sanchez vid Uppsala universitet.

– Mönstret av årsringar fångar inte bara fiskarnas livshistoria utan visar också under vilken årstid katastrofen inträffade, säger Jeroen van der Lubbe från VU i Amsterdam, seniorförfattare till studien.

Bevismaterial i benceller

Ytterligare ”bevismaterial” kommer från distributionen av benceller inuti benen, och hur dessa varierar i storlek och form. När benen växer snabbt blir bencellerna fler och större.

– I alla fiskar vi studerat kan man följa förändringarna i bencellernas storlek och antal under flera år. De var stigande, men hade ännu inte nått den årliga toppen, det år då fiskarna dog, säger Dennis Voeten vid Uppsala universitet.

En av paddelstörarna användes för kol-isotopanalys som avslöjade årstids-variationerna i dess födointag. Tillgången på zooplankton, vilket ännu i dag är paddelstörars favoritföda, varierar med årstiderna och är högst under försommaren.

Årstiderna syns i skelettet

Det kortvariga extra tillskottet av zooplankton under vår och sommar berikade fiskens skelett med den tyngre 13C-isotopen gentemot den lättare 12C-isotopen.

– Kol-isotopsignalen från tillväxtkurvan hos den här stackars paddelstören visar att födotillgången ännu inte nått sin topp: döden kom på våren, säger Melanie During från Uppsala universitet och VU Amsterdam, förstaförfattare till studien.

Massutdöendet i slutet av kritperioden var ett av de mest selektiva under jordens historia: alla dinosaurier utom fåglarna dog ut, tillsammans med flygödlor, ammoniter, och de flesta marina reptiler, medan däggdjur, fåglar, krokodiler och sköldpaddor överlevde. Eftersom vi nu vet att meteoritnedslaget hände under norra halvklotets vår och södra halvklotets höst kan vi se att det inträffade under en särskilt känslig tidpunkt i organismernas livscykler som bland annat innefattade parningstiden i norr och början på vinterdvalan i söder.

– Denna upptäckt gör det möjligt för oss att börja förstå varför vissa djurgrupper, som dinosaurierna, dog ut medan andra djur som fåglar och däggdjur överlevde, säger Melanie During.