Előfizetés a lapra

Szörnyetegcickányok a Kárpát-medencében

biológia, cickány, Kárpát-medence, OTKA, ősmaradvány, pályázat, szelekció

2014/02/03

A cickányok a Föld legkisebb emlősei közé tartoznak. Apró termetük ellenére – a maguk mérettartományában – nagyon agresszív állatok: a kisebb gerinctelenek könyörtelen ragadozói. A hazánk területéről előkerült ősmaradványok azonban arról tanúskodnak, hogy a földtörténeti múltban nagyméretű fajaik is éltek nálunk. Sőt, egyik, rejtélyes csoportjuk evolúciós forradalma éppen a frissen kialakult Kárpát-medencében zajlott le. Ezek a kihalt cickányok – csontjaik alapján – valóságos szörnyetegnek tűnnek mai rokonaikhoz képest.

Bár Magyarországon ma mindössze hét fajuk él a cickányoknak (Soricidae), a középső-miocén (16–11 millió év) óta felhalmozódott üledékekből sok kihalt állat csontjai kerültek elő. Ezek a maradványok fontos információkat szolgáltattak a földtörténeti múlt eseményeiről, elsősorban a klíma és az ökoszisztémák változásairól.

A hazai gerinces őslénykutatás nagyjai mindnyájan foglalkoztak a témával: Petényi Salamon János (1799–1855), Kormos Tivadar (1881–1946), Kretzoi Miklós (1907–2005) és Jánossy Dénes (1925–2005) számos, ma is érvényes új fajt írt le, amelyek nagy jelentőségűek voltak a cickányok evolúciójának felderítésében. A tudományos nevezéktan is őrzi a nevüket.  A jelen cikkben szereplő Kordosia nevet például Kordos László professzorról nevezte el a szerző, aki legfőbb mentora volt a cickánykutatásban. A rendkívül gazdag hazai leletanyag jelentőségét és az iránta tapasztalható nagy nemzetközi érdeklődést jól példázza, hogy Jelle W. F. Reumer, a téma egyik legfőbb szakértője, a rotterdami Természettudományi Múzeum későbbi igazgatója is e kutatásairól készítette doktori értekezését.

A polgárdi mészkőbánya ősmaradványai (fentről lefelé): a Crusafontina endemica, az Ablycoptus oligodon és a Kordosia topali koponyája

(POLGÁRI MÁTÉ FELVÉTELE)

A Soricidae család egyik érdekes színfoltja az Anou­rosoricini csoport. Az ide sorolható fajok a miocén korban jelentek meg és egész Európában elterjedtek. Evolúciójukat minden ágon a folyamatos méretnövekedés jellemezte: hallatlanul nagyra nőttek és igen sikeresek voltak. Egy fajuk, az Anourosorex squamipes még ma is él Délkelet-Ázsiában.

A hazai felső-miocén (11 millió éves) üledékekből csodálatosan jó minőségben megmaradt csontjaik óriási tömege került elő. Például a polgárdi mészkőbányából három fajuknak 920 példányát azonosítottuk. Az OTKA-kutatások során további tíz felső-miocén lelőhely Anourosoricini-anyagát is átvizsgáltuk. A rendkívüli leletek teljesen új megvilágításba helyezték a gigantikus cickányok törzsfejlődését. Egyre biztosabban bontakozik ki az a kép, mely szerint evolúciós központjuk az éppen akkor kialakuló Kárpát-medencében lehetett.

Elszigetelődve

A Kárpátok kialakulása a késő-miocén időszak elejére, 11 millió éve már lezajlott. Ekkorra a hegység kiemelkedése is elérte azt a szintet, hogy földrajzi akadályt képezett a Kárpát-medence és más európai területek élővilága között.

A medencét ekkor még a Pannon-tó borította, de a hatalmas víztükörből szigetszerűen emelkedtek ki a Dunántúli-középhegység bizonyos területei. A felmagasodó hegység felől nagy esésű folyók siettek a tó felé, magukkal szállítva a Kárpátok felaprózódott kőzetanyagát. Delta torkolataikkal északról délre haladva egyre nagyobb sávban töltötték fel a tavat.

Az óriáscickányok felkar- és combcsontja a főbb mérési irányok feltüntetésével

A medencehatás felerősítette az Európában ekkor már zajló lassú klímaromlást, és miközben északabbra és nyugatabbra még fennmaradtak a korábban jellemző szubtrópusi erdők, nálunk füves puszták borították a szárazulattá vált részeket. Ellenben a tóparton és a folyók mentén dúsabb növényzetű galériaerdők húzódtak. A szigetek növényzete szegényesebb képet mutathatott, de közvetlenül a parton itt is kialakulhatott zártabb vegetáció.

Akár a Dunántúli-középhegység kopárabb szigetein, akár a feltöltődő Alföld északi sávján éltek az óriáscickányok, előfordulásuk mindig a vízparthoz köthető. Az állatközösség, amellyel együtt a lelőhelyeken előfordulnak, rendszerint ugyancsak vízkörnyéki életmódra utal. Feltételezhetjük tehát, hogy az Anourosoricinik a szárazabb éghajlaton előforduló, tó- vagy folyóparti galériaerdőkben éltek.

 A felső állkapocs két foga, amelyek a legtöbbet árulták el az evolúciós folyamatokról: a negyedik előzápfog (P4) és az első zápfog (M1)

Végtagcsontjaik olyan nagy mennyiségben kerültek elő, hogy a rajtuk végzett mérések eredményeit statisztikailag is fel tudtuk dolgozni. Elsősorban felkar- és combcsontjaikat vettük vizsgálat alá és összehasonlítottuk mai, ismert életmódú cickányfajok csontjaival. A morfometriai eredmények azt sugallják, hogy állataink az erdei, lazább és a keményebb talajon egyaránt jól mozogtak. Az sem kizárt, hogy a vízben is otthon érezték magukat, bár a szigetek közti nagy távolságot csak ritkán tudták úszva leküzdeni.

Ilyen körülmények között nem meglepő, hogy az óriáscickányok evolúciója jelentősen felgyorsult. Az ökoszisztéma változása és a különleges földrajzi környezet együtt kiváló hátteret nyújtott a gyors fajkeletkezéshez.

Ha kevés a rovar

A 11 millió éves rudabányai leletek azt mutatják, hogy a vizsgált időszak kezdetén nálunk is csak az Európában általánosan elterjedt Crusafontinák éltek. Ezek voltak a csoport legkevésbé differenciált képviselői: fogképletük és fogszerkezetük az általános cickánytípust mutatta. Főleg a szubtrópusi erdőkben gyakori ízeltlábúakkal táplálkozhattak.

Az újonnan megjelenő, szárazabb ökoszisztémák némelyikében a rovarokból álló táplálék megritkult, de a nagy cickányok alkalmassá váltak más táplálék elfogyasztására is, ha a fogazatuk megfelelően módosult. Az evolúciós változások a felső negyedik előzápfog (P4) átalakulásán követhetők leginkább nyomon. A sok száz maradványt felölelő morfológiai vizsgálatok szerint a Crusafontina-populációban eddig is jelen voltak az extrém alakú fogak, de a szelekciós hatás miatt nem volt gyakori jelenség. A megváltozott körülmények között viszont az eddig normálisnak számító, kúpos, rovarevő fogak hátrányossá, az eltérő alakúak előnyössé váltak. Ez azt jelenti, hogy az eddigi „stabilizáló szelekció” helyett az új fajok keletkezéséhez vezető „irányító” szelekció lépett fel.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Az irányító szelekció érvényesülése a P4-en az új, szárazabb környezetben: stabilizáló szelekció – a rovarevő fogazat dominál, a szelekció kiküszöböli a szélsőértékeket (A); a szelekciós hatás megváltozik – elnyomja az egyik, és előnyben részesíti a másik szélsőértéket (B); egy másik környezetben az eredeti populációra ellentétes irányú szelekció hat (C); a két adaptív vonal már jól elkülöníthető, azaz új fajok jönnek létre (D).  A piros nyilak a szelekció hatását jelölik.

 

Mivel a morfológiai átalakulás következtében a P4-es fogak mérete jelentősen megnövekedett, más fogaknak nem maradt elég hely az állkapocsban, ezért közülük némelyikek redukálódtak. Így az evolúciós változások minden esetben a fogak számának csökkenésével jártak, de az eltérő fejlődési ágakon más-más fogak tűntek el.

Az egyik irányban a P4 külső rágófelületén az ívek megerősödtek, a ragadozó állatok törő-ollós fogához váltak hasonlóvá. Feltételezzük, hogy a rovarevésről a kisebb gerinces állatok húsának fogyasztására tértek át. Ezen az ágon alakult ki az Amblycoptus oligodon.

A másik fejlődési irány szerint a fogak kúpos felszíne ellaposodott, csak kisebb kiemelkedések figyelhetők meg rajtuk. Az ilyen fogak kiválóan alkalmasak apróbb csigaházak összeroppantására. Ezeknél ugyanis nem volt szükség a fogak hegyesebb képleteire a zsákmány gyors megragadásához, hiszen a csigák közismerten lassú állatok. Ilyen „csigaevő cickány” lehetett a Kordosia topali.

Mindemellett a Kárpátok ívén kívül rekedt Crusafontinák evolúciója sem állt meg. Bár méretük jócskán megnövekedett, azonban sem a fogképletük, sem fogkoronáik mintázata nem változott meg jelentősen, amiből arra lehet következtetni, hogy a tovább fennmaradó szubtrópusi erdőkben ezután is az ott még bőségesen előforduló rovarokkal és férgekkel táplálkoztak. Evolúciós előnyük nyilván abból származott, hogy más cickányokhoz képest méretesebb zsákmányt is el tudtak ejteni. Lengyelországi képviselőjük a beszédes nevű Paranourosorex gigas, amely a csoport legnagyobb faja.

A hazai leletek alapján újrarajzolhattuk az Anourosoricini-cickányok törzsfáját

Egy késői követő

Az Anourosoricini-fajok mintegy 3 millió éve, a pliocén kor végére – feltehetően a tovább folytatódó klímaromlás következtében – megritkultak, majd végleg eltűntek a területről. A Kárpát-medence azonban nem maradt óriáscickányok nélkül. A Kordosiák helyét egy velük rokonságban nem álló, de nagyon hasonló méretű és életmódú faj, a Beremendia fissidens vette át. Az új trónkövetelő a középső-pleisztocénig (126 ezer évvel ezelőttig) volt jelen az európai faunában. Mivel akkorról már jóval több adat áll rendelkezésünkre, mint a miocénből, a Beremendiák életmódjáról viszonylag biztos következtetéseket vonhatunk le.

Ezek a „hatalmas” cickányok nemcsak túlélték a jégkorszakokat a pleisztocénben, hanem még el is terjedtek a hidegben. Rátermettségük egy szokatlan, de nagyon sikeres táplálkozási stratégiának köszönhető.  Úgy alkalmazkodtak a rövidebb nappalokhoz és az alacsony hőmérséklethez, hogy a kedvező időszakot kihasználva – a cickányfélék közt egyedülálló módon – táplálékot halmoztak fel a lakóhelyükön. Nem falták fel rögtön prédájukat – elsősorban a csigákat –, hanem mérgező nyálukkal megbénították, majd elraktározták a zsákmányt az ínségesebb időkre.  A mérget erre specializálódott, hasított metszőfogukkal juttatták áldozatukba. A lelőhelyeken fennmaradt járataikból sok csigaház is előkerült.

Óriások a törpék között (fentről lefelé): óriáscickány a miocénből (Amblycoptus oligodon), mai ázsiai rokona (Anourosorex squamipes), óriáscickány a pliocén–pleisztocénből (Beremendia fissidens) és legalul, összehasonlításképpen a „normális” méretű, ma is élő erdei cickány (Sorex araneus) állkapcsa

(POLGÁRI MÁTÉ FELVÉTELE)

A Beremendiákat nagy számban találtuk meg a Sommsich-hegyi lelőhelyen (Villányi-hegység), a maradványok feldolgozása egy újabb OTKA-kutatás keretében jelenleg is folyik a Magyar Természettudományi Múzeum Őslénytani és Földtani Tárában, az Eötvös Loránd Tudományegyetem Őslénytani Tanszékén és a szentendrei Ferences Gimnázium Tudományos Diákkörében.

A pleisztocénben élt óriáscickányok előfordulása nagymértékben hozzájárul a lelőhely ökológiai viszonyainak tisztázásához. Az Anourosoricini-fajokhoz hasonló életmódja miatt ugyanis azokban a földtani rétegekben fordul elő gyakrabban, amelyek képződése idején nagyobb felületű víztükör, illetve azt körülvevő dúsabb vegetáció jelent meg a lelőhely környezetében.

Kevesebb mint 1 millió éve, nem sokkal a Somssich-hegyi lelőhely kialakulása után a Beremendia is kihalt, és ezzel a „szörnycickányok” végleg eltűntek a Kárpát-medencéből.

MÉSZÁROS LUKÁCS

 

A cikk az Élet és Tudomány és az OTKA közös cikkpályázatán III. helyezést ért el.

K104506

2014/3