När arbetare borrar och gräver i marken som omger Panamakanalen, lägger de inte bara grunden för landets ekonomiska framtid – de gräver också fram tecken på dess avlägsna förflutna. Två av de senaste fossilerna som upptäckts i det enorma utbyggnadsprojektet är kranier av krokodiler, gamla släktingar till alligatorer. Skallarna, som är de äldsta av sin typ som någonsin upptäckts i Centralamerika, ger forskarna viktig information om hur och när de nordamerikanska alligatorerna utvecklades till kajmaner, släktingar till alligatorer som nu trivs i Sydamerika.
”Författarna har samlat ihop några riktigt spännande fossil som kastar mycket ljus över en mycket dåligt förstådd del av krokodilforskningen”, säger Christopher Brochu, paleontolog vid University of Iowa i Iowa City, som inte var inblandad i det nya arbetet.
Forskare som studerar utvecklingen av alligatorer och kaimaner har tidigare förlitat sig på ett sparsamt lapptäcke av fossil för att pussla ihop djurens historia. Nordamerikanska fossil från 70 miljoner år sedan avslöjade en gemensam förfader för både alligatorer och kaimaner som levde under den tiden. En mängd nyare kajmanfossil har upptäckts i Sydamerika, vilket tyder på att deras förfäder någon gång korsade kontinenterna. Paleontologer har antagit att en alligatorförfader lämnade Nordamerika och korsade Centralamerika innan den utvecklades till kajmaner i Sydamerika. Men tecken på krokodiler under denna övergång har undgått fossiljägare.
”Vi hade egentligen inga fossila uppgifter alls för någon del av Centralamerika”, säger paleontologen Alexander Hastings vid Georgia Southern University i Statesboro, som ledde analysen av de nya kranierna medan han slutförde sitt doktorandarbete vid University of Florida.
Hastings och hans medarbetare uppskattade åldern på de två nya kranierna, baserat på de stenar de hittades i, till 19,83 miljoner år och 19,12 miljoner år, en tidsram inom vilken man vet lite om kaimaner i denna del av världen. Därefter jämförde de de fysiska egenskaperna hos kranierna med dem hos 32 tidigare karakteriserade arter av alligatorer och kaimaner från förr och nu. De nya kranierna, drog teamet slutsatsen, tillhörde några av de mest primitiva kaimanerna efter det att släktskapet splittrades från alligatorernas.
”Det som verkligen slog mig var hur kranierna har en sådan fantastisk blandning av egenskaper från alligatorer och kaimaner”, säger Hastings. I synnerhet säger han att alligatorer och kaimaner har olika käkstrukturer på grund av olika dieter. Fossilernas käkar uppvisade en blandning av dessa strukturer.
Ålder, plats och fysiska egenskaper hos de nya fossilerna – som har fått de vetenskapliga namnen Culebrasuchus mesoamericanus (”Central American Culebra crocodile”, efter Culebra Cut i Panama) och Centenariosuchus gilmorei (”Gilmore’s Centenario crocodile”, efter Charles W. Gilmore, en paleontolog som upptäckte fossil under den ursprungliga utgrävningen av Panamakanalen för hundra år sedan) – tyder på att kajmaner började utvecklas i Centralamerika, snarare än att de inte utvecklades förrän deras alligatorföräldrar nådde Sydamerika.
De nya uppgifterna, som i dag publiceras online i Journal of Vertebrate Paleontology, ger också mer tyngd åt en hypotes om att klyftan mellan Sydamerika och Nordamerika – innan Isthmus of Panama bildades för 3 miljoner år sedan – var relativt smal. De nya fossilens placering visar att krokodilerna skulle ha varit tvungna att korsa en vattenväg, och varken kaimaner eller alligatorer är särskilt toleranta mot saltvatten.
Mer arbete måste göras för att fastställa var de nya fossilerna passar in i krokodilernas evolutionära träd, säger Brochu. ”Vi vet så lite om kaimanregistret att vi egentligen inte ens vet hur de mest primitiva kaimanerna såg ut”, förklarar han. ”Så varje gång vi får ett ganska ungt fossil måste vi fråga oss hur basalt det egentligen är.”
Ytterligare fossil, säger Brochu, kommer i slutändan att bidra till att komplettera evolutionsträdet. Deras förflutna kan också kasta ljus över hur kaimaner har anpassat sig så bra till Sydamerika, säger Hastings. ”Kaimaner har trivts i ekosystem i hela Amazonflodens avrinningsområde, ett av de mest varierade områdena i världen”, säger han. ”Att förstå hur de har blivit sådana pelare i ekosystemen kan hjälpa oss att förstå vad som krävs för att arter ska kunna etablera sig där.”