sábado, 30 de agosto de 2014

La primera pata completa de un ave paseriforme del Oligoceno inferior de Polonia

Introducción

Los depósitos marinos del Oligoceno de la Formación Menilite de los Cárpatos exteriores se encuentran al sureste de Polonia, son conocidos principalmente por sus rica fauna de peces ( Kotlarczyk et al 2006. ). Los fósiles de otros taxones son muy escasos; hasta el momento se han descrito sólo cuatro especímenes de aves incluyendo un colibrí, Eurotrochilus noniewiczi Bochenski y Bochenski de 2008 , un paseriforme, Jamna szybiaki Bochenski, Tomek, Bujoczek, Wertz, 2011 , un Procelariforme (?)  Diomedeoides lipsiensis identificado por un único hueso aislado ( Elzanowski et al. 2012 ), y un pájaro de afinidades desconocidas ( Bochenski et al. 2010 ).
Aunque las aves paseriformes constituyen más de la mitad de todas las especies de aves existentes, su registro fósil durante el Paleógeno es sorprendentemente escaso ( Mayr 2005 , 2009 ). Los dos más fósiles más antiguos que puedan ser paseriformes están fechados a principios del Eoceno  australiano ( Boles 1995 , 1997 ), pero los mejores restos de paseriformes provienen indiscutiblemente del Oligoceno de Europa. Hasta ahora se han descrito dos especies  de paseriformes en base a muestras relativamente completas del Oligoceno temprano: Wieslochia weissi Mayr y Manegold de 2006 de Alemania ( Mayr y Manegold 2004 , 2006b ) yJamna szybiaki de Polonia ( Bochenski et al 2011. ). Otros restos del Oligoceno ya descritos incluyen un ala articulada ( Mayr and Manegold 2006a ) y varias docenas de huesos aislados de las alas ( Mourer-Chauviré et al 1989. ;Manegold 2008 ). Los huesos de las patas se conservan mucho peor e incluso los de Wieslochia weissi y Jamna szybiaki son incompletos. Aparte de este último, sólo otros dos fragmentos del tarso metatarso se conocen y provienen del Oligoceno de Francia ( Mourer-Chauviré et al 1989. , 2004 ; Mourer-Chauviré 2006 ).
En este trabajo se describe un espécimen casi completo de una pierna paseriforme articulada que se encuentra en el sureste de Polonia ( Fig. 1 ). Aunque no se conserva perfectamente, proporciona muchos detalles nuevos que, por primera vez arrojan luz sobre la osteología y la apariencia externa de un pie y una pata paseriforme del Paleógeno.
Abreviaturas Institucionales, Instituto de Sistemática y Evolución de los Animales, Cracovia, Polonia-ISEA.; ZPALWr, Departamento de Paleozoología, Universidad de Wroclaw, Wroclaw, Polonia.

Métodos

La terminología Osteológica sigue las pautas de Baumel and Witmer ( 1993 ). Las dimensiones se dan en milímetros y se refieren a la mayor longitud a lo largo del eje longitudinal del hueso. El fósil fue comparado con muestras recientes de la colección osteológica del ISEA. El horizonte fosilífero del pueblo de Przysietnica se ha fechado gracias a la base de datos de la comunidad de peces fósiles y se correlacionó con el nanoplancton calcáreo ( Berggren et al 1995. ; Kotlarczyk et al 2006. ). La masa corporal de los fósiles fue estimada por la relación entre la dimensión del fémur y el peso de las aves ( Campbell y Marcus 1992 ;Campbell y Bochenski 2010 ), utilizando la fórmula de regresión por mínimos cuadrados ordinaria:   log ( y ) = 2,418 · logx ) 0.179 , donde  y = masa en gramos  y  x = circunferencia mínima de la diáfisis del fémur en mm. Las cifras de inclinación e intersección se codifican  específicamente como el subconjunto de datos "PS", de Campbell and Marcus (1992 : tabla 3).   La circunferencia menor de la diáfisis se calcula a partir de la anchura mínima de la misma, suponiendo que la sección transversal del eje es circular.

Paleontología sistemática

Aves Linnaeus, 1758
Passeriformes Linnaeus, 1758
familias, géneros y especies indeterminado

Materiales
En 1985 se encontró un fósil de compresión con las dos mitades de la losa que preservaba los restos de la pata derecha de un ave junto con una pelvis mal conservada y en la otra mitad los fragmentos de los huesos que dejaron dichas impresiones (Figura 2) (ZPALWr A / 4004) de Przysietnica (sitio PS-5), uno de las dieciocho muestras de depósitos marinos de la Formación Menilite de los Cárpatos Exteriores, situada en el pueblo de Przysietnica, a unos 8 km de Brzozów y 44 km al sureste de Rzeszów, Voivodato Podkarpackie, el sureste de Polonia (Figura 1). Coordenadas geográficas del sitio: 49 ° 43.976 'N, 022 ° 03,017' E. La muestra ZPALWr. A / 4004 se encontró en la capa numero 40, junto con 120 huellas de peces articulados, y con las especies de peces Carpathospinosus propheticus Tyler, Jerzmańska, Bannikov, y Świdnicki, 1993 , Antigonia sp, y una larva tipo chaetodontidae ( Świdnicki 1988 ; Tyler et al., 1993 ;  Micklich et al 2009 ), todos indicados en la Zona IPM4A (Kotlarczyk et al 2006. : fig 6). El horizonte fosilífero de Przysietnica (PS-5) se ha fechado como Oligoceno Rupeliense  alrededor de 29 Ma, sobre la matriz de la comunidad de peces que indica la Zona IPM4A, y se correlacionó con el nanoplancton calcáreo de la Zona NP24 sensu Berggren et al. ( 1995 ). 



Figura 1. Ubicación de la aldea de Przysietnica en el sureste de Polonia, donde el ZPALWr espécimen. Se encontró una / 4004.

 Observaciones taxonómicas
 Los paseriformes pequeños se distinguen de todos los demás taxones no paseriformes por la combinación de los siguientes caracteres:
1)              Todos los elementos de la pierna, incluyendo el tarso metatarso y tibio tarso son largos y delgados.
2)              El tibio tarso sostiene el crista cnemialis que lo proyecta lejos y hacia afuera y se une con la diáfisis casi en ángulo recto.
3)              El tarso metatarso sostiene un relativamente corto y próximo-distal  hypotarso que acaba bruscamente en  la diáfisis.
4)              Un distintivo crista plantaris lateralis
5)              Tiene el trochleae pequeño en el segundo, tercer y cuarto dedo de la pata y  están dispuestos de igual manera tanto longitudinalmente como distalmente. 
6)              El espécimen muestra un pie anisodáctilo
7)              La falange proximal del hallux es excepcionalmente alargado
8)              Las garras muestran poca curvatura y su tubercula flexioria esta débilmente desarrollada.
El carácter (5) es aplicable sólo a los paseriformes y se utiliza a menudo para discriminarlos del resto de taxones no paseriformes (por ejemplo, Cohen y Serjeantson 1996 ;  Gilbert et al 1996 ; Bochenski y Tomek 2009 ); los caracteres restantes se comparten con uno o más órdenes de no paseriformes pero su combinación es única para paseriformes.

Descripción y comparación

Tamaño y peso 
Longitud máxima en mm. Medidas: fémur, 17.1; tibio tarso, 36,3; tarso metatarso, 25.7; hallux: falange proximal, 7,6; hallux: garra, 4,7; segunda falange del dígito II, 4,5; garra de dígitos II, 3,2; segunda falange de dígitos III, 5,6; tercera falange de dígitos III, 5,5; garra de dígitos III, 3,9; segunda falange del dígito IV, 3,0; tercera falange del dígito IV, 3,1; cuarta falange del dígito IV, 3,4; garra de dígitos IV, 2.8. Anchura mínima de la diáfisis femoral: 1.5 mm. Las proporciones de los huesos de las piernas: fémur / tibio tarso, 0,5; fémur / tarso metatarso, 0,7; tibio tarso / tarso metatarso, 1.4.
La masa estimada del ave representada por ZPALWr. A / 4004 se calculó en 30,1 g.
Pelvis 
El pequeño fragmento de la pelvis está demasiado mal conservado para una comparación significativa .Sólo son visibles cuatro vertebras caudales.
Fémur
El fémur se aprecia con una vista craneal. El femoris caput está impreso únicamente en la losa principal. Los contornos de condyli medialis y condyli lateralis están muy mal conservados y no permiten comparaciones significativas. El hueso es similar en longitud  al de Wieslochia weissi ( Mayr and Manegold 2006b ) y mucho más corto que en Jamna szybiaki (Bochenski et al. 2011 ).
Tibio tarso
El tibio tarso se aprecia con la vista medial, pero la superficie medial del hueso no está. Al igual que en los paseriformes existentes, pero en contraste con la mayoría de las “aves terrestres superiores”, el tibio tarso es largo y delgado. Es más largo que el tibio tarso de Wieslochia weissi ( Mayr and Manegold 2004 ) y Jamna szybiaki ( Bochenski et al. 2011 ). El crista cnemialis cranialis, que se conserva mejor en el contra molde, se proyecta considerablemente hacia afuera y se une con la diáfisis distalmente con un ángulo casi recto, su forma y tamaño es típico de las aves paseriformes.
Tarso metatarso 
El tarso metatarso (se ve solamente en la losa principal) está orientado hacia el lado medial, pero lo que se conserva es principalmente la impronta de su lado lateral con restos de los huesos. Es largo y delgado, mucho que en Wieslochia weissi ( Mayr y Manegold 2006b ). Como en todos los paseriformes existentes, el hypotarso es relativamente corto próximo-distalmente y su extremo distal se une abruptamente con la diáfisis. No hay detalles de canales y / o surcos hypotarsales visibles. La diáfisis sustenta el plantaris crista lateralis, que está presente sólo en paseriformes y cucos (Manegold et al. 2004 ).
Tobillos
 Como en todos los paseriformes, el pie tiene una disposición anisodáctila con tres dígitos dirigidos hacia adelante y un dígito dirigido hacia atrás. Todos tienen el número habitual de falanges, y son delgados y relativamente cortos. El  osmetatarsal  I se separa del resto del hallux y como en todos los otros paseriformes exhibe una tróclea metatarsiana I cilíndrica. Además, como en todos los paseriformes existentes del Oligoceno temprano Wieslochia weissi ( Mayr y Manegold 2006b ), la falange proximal del hallux es muy alargada. Las falanges de los dígitos II más proximales, III, y IV no se aprecian bien ya que están incluidas en la matriz del sedimento fósil. Las demás falanges están bien conservadas. El tercer dígito parece ser el más largo, el segundo y el cuarto son aproximadamente de la misma longitud. Las garras muestran relativamente poca curvatura, su tubercula flexoria está débilmente desarrollada y tiene una ranura longitudinal. La segunda y tercera falanges de los dígitos III son aproximadamente de la misma longitud. En los dígitos IV, la cuarta falange es más larga que la segunda y la tercera falange es de longitud similar.


















Figura 2. Una pata de ave paseriforme no identificada del SE de Polonia, Przysietnica, del Oligoceno temprano, alrededor de 29 Ma (ZPALWr. A / 4004).
 A. Losa principal. B. Losa complementaria. C. Dibujo interpretativo de la losa y la complementaria (los fragmentos ampliados se indican con flechas). D. Tarso metatarso proximal ampliado en la losa principal. E. Tarso metatarso distal ampliado de la losa principal. F. Tibio tarso proximal ampliado de la losa complementaria.


Discusión

Debido a la preservación fragmentada del fósil y del desconocimiento del patrón de sus de sus canales hypotarsales (Manegold et al. 2004 ), su asignación a una familia dentro de los paseriformes no es posible.
La masa estimada de ZPALWr. A / 4004 (~ 30 g) se encuentra dentro del rango de masas corporales de varios pequeños paseriformes. Como prueba, se midió la anchura mínima del fémur de un número de especies de paseriformes de nuestra colección y por comparativa, se calculo la circunferencia mínima de la diáfisis utilizando la ecuación descrita en los Métodos para estimar la masa de las muestras por comparativa. Las dos especies comparadas que  tenían una anchura mínima de fémur y de diáfisis más similar a ZPALWr. Un / 4004 (1,5 mm) fueron Alauda arvensis (1,6 mm) y Lanius collurio (1,5 mm). Las masas estimadas de estas dos especies comparativas entran dentro del rango de masas registrados para estas especies ( Alauda arvensis : masa estimada ~31 g, rango de Cramp 1988 : 24,4 a 44,9 g; Lanius collurio : masa estimada ~26 g, rango de Cramp y Perrins 1993 : 21,7 a 36,3 g), lo que indica que el procedimiento es fiable y la estimación para los fósiles muestreados es probablemente correcta.
En proporciones generales, el fémur, tibio tarso y tarso metatarso son similares a las de paseriformes existentes, en particular los miembros de las familias Alaudidae, Motacillidae, Prunellidae, Sylviidae, Troglodytidae y Turdidae. La especie más similar, pero no idéntica, existente es Luscinia svecica de la familia Muscicapidae. El tamaño y las proporciones de los elementos de la pata, así como los dígitos del pie son relativamente cortos y se corresponden mas con especies actuales que viven en los arbustos, árboles o en el suelo ( Zeffer et al 2003. ; TT y ZMB observaciones personales). También la ligera curvatura de las garras sugiere que ZPALWr. Un / 4004 era un ave que Glen y Bennett (2007 ) incluirían el tipo de aves recolectoras arbóreas o de tierra.
ZPALWr. Un / 4004 también difiere considerablemente en las proporciones generales de las otras dos paseriformes conocidas del Oligoceno, Wieslochia weissi ( Mayr y Manegold 2004 , 2006b ) y Jamna szybiaki ( Bochenski et al. 2011 ), lo que podría significar que representa un taxón diferente. Los otros dos fragmentos del tarso metatarso proximal del Oligoceno superior de Francia (el Coderet espécimen FSL 330 802 y la muestra Crechy FSL 367.057) son difíciles de comparar debido a su mal estado de conservación. Aunque ZPALWr. Un / 4004 no está bien conservada, representa la primera muestra completa de un paseriforme del Oligoceno con todos los elementos de la pierna y la articulación. También aumenta el conocimiento y los registros que son muy escasos para  los paseriformes europeos más antiguos.

 Referencias

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http://www.bioone.org/doi/full/10.4202/app.2012.0021









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