National Fossil Day (U.S.)

This past Wednesday, October 13, we celebrated the 12th annual National Fossil Day, a day to celebrate the history that fossils preserve and the paleontologists who study them. National Fossil Day was established by the US National Park Service as a way to encourage the preservation of fossils and the heritage they provide.

National Fossil Day art from the National Park Service

Here at Suffolk University, we celebrated the occasion by giving a presentation on how ancient life influences popular culture. As a paleontologist, the skills I have learned that help me interpret fantasy stories, science fiction, and representations of alien worlds through the lens of how organisms evolved here on Earth.

If you want to hear what I my fellow paleontologist Dr. Eric Dewar and I had to say about it, check out the recorded video of our talk:

Día Nacional de los Fósiles (EE.UU.)

El pasado miércoles, 13 de Octubre, celebramos el duodécimo Día Nacional de los Fósiles. Es un día que se dedica a celebrar la historia que preservan los fósiles y a los paleontólogos que los estudian. El Día Nacional de los Fósiles fue establecido por el Servicio de Parques Nacionales de los Estados Unidos para estimular la preservación de los fósiles y de la herencia que representan.

Arte del Día Nacional de los Fósiles hecho por el Servicio de Parques Nacionales

Aquí en la Universidad de Suffolk (en Boston, Massachusetts), celebramos la ocasión con una presentación sobre la influencia de  los organismos antiguos en la cultura popular. Como paleontóloga, las habilidades que yo he adquirido me ayudan a interpretar las historias de fantasía, la ciencia ficción y las representaciones de mundos extraterrestres a través del lente de como evolucionaron los organismos aquí en la Tierra.

Si quieren escuchar lo que mi colega paleontólogo Dr. Eric Dewar y yo dijimos sobre esto, miren el video de nuestra charla que grabamos ayer:

Un Oso de Agua en Ámbar

¡El artículo de hoy es sobre los [osos de agua]! ¿¿Que es un oso de agua?? Son increíbles criaturas diminutas, parientes de los artrópodos (animales como los insectos y las arañas). Tienen otros nombres como ‘cerditos de musgo’ y más oficialmente, tardígrados. Estos animalitos son adorables y maravillosos. Pueden sobrevivir en ambientes extremos, como el vacío del espacio y la radiación intensa. ¡Y miren que lindos son!

Aquí esta uno nadando.

Ellos fueron incluso presentados en el programa de televisión Los Octonautas.

Un segmento de Los Octonautas.

Esta semana se publicó un artículo sobre una especie nueva que fue hallada en un pedazo de ámbar del Mioceno (~23-5 millones de años atrás) de la República Dominicana. El ámbar es savia del árbol fosilizado. Cuando la savia está en estado líquido, gotea del árbol y atrapa organismos pequeños (como insectos, polen y ocasionalmente pájaros pequeños y lagartos). Cuando la savia se endurece, puede convertirse en ámbar y lo que fue atrapado se fosiliza. Los autores estuvieron analizando unas hormigas que fueron atrapadas en este pedazo de ámbar por unos meses antes de descubrir al pequeño oso de agua. Es sólo uno de un puñado de fósiles de tardígrados.

Figura 1 del artículo mostrando el oso de agua de costado.

Los autores nombraron a esta especie Paradoryphoribius chronocaribbeus. Hicieron un análisis de relación de parentesco para descubrir a que género pertenencia este fósil diminuto. Por sus características únicas, ellos comprendieron que, aunque pertenecía a un género ya conocido, era una especie nueva. Lo llamaron ‘chrono’ que quiere decir ‘tiempo’ por la edad del fósil, y ‘caribbeus’ por el sitio del hallazgo.

Un dibujo del oso de agua (por Holly Sullivan, Figura 6c del artículo).

¡Espero que encuentren más!

A Water Bear In Amber

Today’s article is about [water bears]! What in the world is a water bear?? They are incredible, tiny creatures that are closely related to arthropods (animals like insects and spiders). They have other charming names like ‘moss piglets’ and more officially, tardigrades. These little animals are both adorable and amazing. They are able to survive in the most extreme conditions, like the vacuum of space, and intense radiation. And look how cute they are!

Here’s one swimming.

They were even featured in the TV show Octonauts.

A clip from The Octonauts.

This week, a new species was published that was found in a piece of amber from the Miocene (~23-5 million years ago) of the Dominican Republic. Amber is fossilized tree sap. When the sap is liquid, it drips from the trees and small organisms (like insects, pollen, and occasionally small birds and lizards) get trapped in it. When the sap hardens, it can turn into amber and anything trapped inside becomes a fossil. The authors were examining the ants trapped in this piece of amber for months before they discovered the tiny water bear. It is only one of a handful of tardigrade fossils.

Figure 1 from the article showing the water bear from the side.

The authors named this one Paradoryphoribius chronocaribbeus. They ran an analysis of evolutionary relationships to figure out what genus this little fossil belonged in. Because of its unique features, they realized that even though it belonged to a recognized group, it was a new species. So they named it ‘chrono’ meaning ‘time’ for the fossil’s age, and ‘caribbeus’ for where it was discovered.

Artist rendition of the water bear (by Holly Sullivan, Figure 6c from the paper).

Let’s hope we find more!

ADN de un Dinosaurio!

La semana pasada, se publicó un [artículo] muy emocionante. Este estudio no sólo muestra células individuales en un fósil del Cretáceo Temprano (133-120 millones de años atrás), ¡sino también que esas células preservan ADN dentro de ellas!

A la izquierda, el espécimen del Caudipteryx, mostrando el sitio de la muestra en amarillo (de la Figura 1 del artículo). A la derecha, una reconstrucción de un Caudipteryx (arte por Matt Martyniuk).

El fósil es un espécimen de un Caudipteryx, un oviraptorosaurio de la famosa Biota de Jehol de China. La biota de Jehol viene de un sitio con una preservación exquisita de fósiles. Muchos de los especímenes que vienen de ahí están al menos parcialmente completos (los huesos todavía se encuentran como hubiesen estado durante la vida, o sea “articulados”).

Los autores sacaron una muestra del cartílago articular del fémur derecho (el hueso de la parte superior de la pierna). El cartílago articular es una capa de material más suave que los huesos que protege los extremos de los huesos de la fricción donde se unen a una articulación, como en la rodilla. Ellos dividieron su muestra en 3 pedazos y usaron diferentes técnicas de alta-resolución y métodos de tinción para ver los detalles microscópicos.

El resultado más impresionante fue el del segundo pedazo. Primero, disolvieron todo el material óseo dejando sólo el cartílago. Después cortaron el pedazo en secciones finas que la luz pudiera atravesar, y las tiñieron. La tinta se fusiona con las membranas de las células, el ADN y todo el material externo de la célula (“la matriz extracelular”) con colores distintos. Hicieron lo mismo con un pedazo de hueso de una gallina para comparación.

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Fotos del segundo pedazo del hueso después del proceso de teñido. Los círculos violetas son los condrocitos y el círculo rosado en el centro es el núcleo. Las tiras más oscuras dentro del núcleo son cromatina. A la izquierda está el fósil y a la derecha está la gallina. (De la Figura 4c-f del artículo).

Los autores encontraron ‘condrocitos’ (las células que hacen el cartílago) muy bien preservadas, con núcleos en su interior. El núcleo de la célula es la parte que contiene el ADN. Dentro del núcleo había material más oscuro en tiras, que los autores describen como cromatina – una forma de ADN que es más condensada que la hélice doble que es mas típica. ¡Encontraron ADN dentro de un fósil de un dinosaurio de ~130 millones de años atrás!

Los autores aclaran que no es probable que encontremos secuencias de ADN dentro de un fósil de esta edad. Las secuencias son las que dan las instrucciones de como armar un organismo. Así que por ahora (afortunadamente), no podemos recrear el Parque Jurásico. Pero este estudio nos muestra que, con nuevas técnicas de imagen, podemos aprender cada vez más sobre estos antiguos organismos.

Dinosaur DNA!

Last week, a very exciting [paper] was published. Not only did this study show individual cells in a fossil from the Early Cretaceous (133-120 million years ago), but those individual cells show DNA preserved inside!

On the left is the specimen of Caudipteryx, showing the location of the sample in yellow (from Figure 1 of the paper). A reconstruction of Caudipteryx is on the right (art by Matt Martyniuk).

The fossil in question is a specimen of Caudipteryx, an oviraptorosaurid from the famous Jehol Biota of China. The Jehol Biota comes from a site of exquisite fossil preservation. Many of the specimens that come from there are at least partially complete (the bones are still placed how they would have been in life, or “articulated”).

The authors took a sample from the articular cartilage of the right femur (upper leg bone). Articular cartilage is a layer of softer-than-bone material that protects the ends of the bones from rubbing together where they come together in a joint, like the knee. They divided their sample into 3 sections and used different high-resolution imaging techniques and staining methods to look at the microscopic details inside.

The most impressive result was from their second section. They first dissolved all of the bony material leaving only the softer cartilage behind. Then they cut the piece into thin sections that light can pass through, and stained them. The stain fuses with cell membranes, DNA, and all of the stuff outside of the cell (“extracellular matrix”) in different colors. They did the same thing with a similar piece of a modern chicken bone for comparison.

Photos of the second piece of bone after the staining process. The purple circles are the chondrocytes and the pink central circle is the nucleus. The dark threads inside the nucleus are chromatin. On the left is the fossil, on the right is the chicken. (Figure 4c-f of the article).

They found well-preserved ‘chondrocytes’ (the cells that make cartilage), with nuclei inside. The nucleus in a cell is what holds the DNA. Inside the nucleus was darker material, in strands, which the authors describe as chromatin – a form of DNA that’s more condensed than the typical stretched out double helix. They found DNA inside of a dinosaur fossil from ~130 million years ago!

The authors do make it clear that it is unlikely that we will find DNA sequences inside a fossil of this age. The sequences are what make up the instructions for building organisms. So for right now, we (thankfully!) can’t recreate Jurassic Park. But this study shows us that with new imaging techniques, we can learn even more about these ancient organisms.

Cavernas y Herramientas

En Marruecos (África), 120.000 años atrás, un gato montes, un chacal y un zorro se reunieron en una caverna. ¿Qué estaban haciendo ahí? ¿Y los humanos que tenían que ver con eso?

La publicación de hoy es sobre [la cultura humana].  Y los fósiles. La mayoría de lo que escribo en este sitio es sobre lo que nos pueden decir los fósiles sobre como, cuando y dónde vivió un animal. Los fósiles nos cuentan sobre la biología de los animales ya extinguidos. Pero eso no es todo lo que nos pueden mostrar. En algunos casos, los huesos también registran que pasó con el animal después de su muerte.

El sitio de la caverna en Marruecos, África. (Figura 1b del artículo)

La Caverna Contrebandiers en Marruecos tiene capas de sedimento de 120.000 años atrás. Las cavernas son refugios muy buenos. Los animales y las plantas usan las cavernas o se quedan atrapados en ellas, se hacen fósiles y los podemos descubrir. Dentro de la caverna Contrebandiers, exploradores encontraron los huesos fosilizados de un chacal dorado, un zorro de arena, un gato montes y de varios animales parecidos a las vacas.

Algunos de los animales que encontraron en la caverna. (Atribuciones en la imagen, extraídas de Wikipedia)

Pero estos animales no estaban pasando el tiempo juntos, ellos fueron cazados por los humanos (Homo sapiens) que vivían ahí. De acuerdo a las marcas en los huesos, los animales fueron cazados, llevados a la caverna y despellejados para elaborar ropa con sus pieles. La ropa no se fosiliza fácilmente porque está hecha de pieles que se deterioran rápidamente.

Un ejemplo de cómo se hacían las herramientas ‘espatuladas’ y cómo fueron usados. (Figura 4 del artículo)

Los huesos de los animales no eran la única evidencia de despellejado. También se encontraron herramientas en la caverna. Herramientas hechas de huesos de animales y moldeadas de una manera específica por manos humanas de la antigüedad. Hoy, los humanos todavía usan herramientas y métodos similares para el despellejado, así que no tenemos que adivinar el uso de estas herramientas. Esta caverna preserva la evidencia más antigua de herramientas formales de hueso y de la producción de ropa por humanos modernos (Homo sapiens)en África.

Una nota final: Este es el primer artículo científico que yo he leído que tiene una declaración de “Inclusividad y Diversidad” al final. Los autores dicen, entre otros puntos importantes, que ellos “trabajaron activamente para promover un balance de género en nuestra lista de referencias.” Estoy agradecida que este periódico incluye esta declaración y por el trabajo de los autores.

Caves and Tools

In Morocco (Africa) 120,000 years ago, a wildcat, a jackal, and a fox met in a cave. What were they doing there? And what do humans have to do with it?

Today’s post is about [human culture]. And fossils. Most of what I post here is about what fossils can tell us about how, when, and where an animal lived. Fossils can tell us so much about the biology of now extinct animals. But that’s not all they can tell us. In some cases, the bones record what happened after the animal died.

The cave location in Morocco, Africa. (Figure 1b from the paper)

The Contrebandiers Cave in Morocco has sediment layers inside that date back to 120,000 years ago. Caves make excellent shelters, so as animals and plants use the shelter or get trapped there, they are fossilized and can be discovered later. Within the Contrebandiers Cave, explorers found the fossilized bones of a golden jackal, sand fox, wildcat, and several cow-like animals.

Some of the animals found at the cave. (Attributions on the image, retrieved from Wikipedia)

But these animals were not just hanging out together, they had been brought there by the humans (Homo sapiens) that lived there at the time. According to the markings on their bones, the animals they hunted and brought back to the cave were skinned in order to make clothing. Clothing itself does not fossilize easily because the fur it was made from breaks down very quickly.

An example of how ‘spatulate’ scraping tools were made and how they were used. (Figure 4 from the paper)

The animal bones weren’t the only evidence of skinning. There were tools present in the cave as well. Tools made from animal bones and shaped in specific ways by ancient human hands. Humans today still use similar tools and methods for skinning, so we don’t have to guess what the tools were for. This cave preserves the oldest evidence of formal bone tools and the production of clothing by modern humans (Homo sapiens)in Africa.

Side note: This is the first scientific paper I’ve read that has an “Inclusion and Diversity” statement at the end. The authors state, among other important points, that they ‘actively worked to promote gender balance in our reference list.’ I am grateful that the journal includes that statement and for the author’s work.

A Los Superdepredadores No Les Gusta Compartir

Hola amigos. Ha pasado mucho tiempo desde mi último blog. Pero ahora creo que puedo dedicar tiempo a esta página nuevamente. Quiero empezar con un artículo que fue publicado en agosto del 2021 sobre un nuevo carcarodontosáurido de Uzbekistán.

Un mapa mostrando Uzbekistán demarcado en rojo y el sitio de fósiles con un punto rojo.

Caption: Un mapa mostrando Uzbekistán demarcado en rojo y el sitio de fósiles con un punto rojo.

Los carcarodontosáuridos eran grandes dinosaurios carnívoros que existieron desde el Jurásico Tardío (cerca de 150 millones de años atrás) hasta la parte temprana del Cretáceo Tardío (cerca de 90 millones de años atrás). Después de eso, los carcarodontosáuridos se desvanecen y otros ocupan su lugar. Volveremos a explicar porqué eso sucedió en breve.

Este nuevo espécimen de carcarodontosáurido se llama Ulughbegsaurus uzbekistanensis. ‘Ulughbeg’ viene del nombre Ulugh Beg, astrónomo Uzbeko del siglo quince, y ‘uzbekistanensis’ indica el país del hallazgo. La única parte que encontraron del dinosaurio fue un pedazo de la maxila, la parte de la mandíbula superior que contiene los dientes.

El pedazo de la maxila de Ulughbegsaurus uzbekistanensis (Figura 1 del artículo).

Los autores hicieron un análisis informático para determinar a que tipo de dinosaurio pertenecía esta maxila usando características de los huesos. El análisis se hizo en dos formas y las dos coincidieron en que la maxila era de un carcarodontosáurido.

Este hallazgo es de un lugar y tiempo del cual no teníamos fósiles de estos dinosaurios, pero más importante es el tamaño de la maxila en comparación a otros dinosaurios depredadores del área. El largo de la maxila nos puede indicar el largo del fémur (el hueso de la parte superior de la pierna) porque los dos huesos crecen en forma relacionada. El largo del fémur nos pueda dar una idea del tamaño del cuerpo. Esta maxila nos indica que el dinosaurio medía más de 7 metros (21 pies) de largo y pesaba más de 1000 kgs (2200 libras).

Cuando los carcarodontosáuridos más grandes existieron, los otros depredadores que vivían juntos a ellos eran más pequeños. Cuando vivieron, los carcarodontosáuridos ocuparon el ápice (la posición más alta) de la red alimentaria y otros carnívoros no pudieron competir. Una vez que los carcarodontosáuridos se desvanecieron, surgió una oportunidad para que otros depredadores llenaran su ‘nicho’ (nicho es el papel o posición de una especie en el medio ambiente). Fue sólo después de su desaparición que los tiranosaurios se convirtieron en los enormes Tyrannosaurus rex de América del Norte y los Tarbasaurus baatar de Asia. Después de la extinción de los carcarodontosáuridos en América del Sur, los abelisáuridos florecieron. El medio ambiente sólo tiene lugar para unos pocos depredadores gigantes.

Apex Predators Don’t Like to Share

It’s been a long time, friends. I have reached a point where I believe I can dedicate time to this wonderful space again. I’d like to start off with a paper published in August of 2021 about a new carcharodontosaurian dinosaur from Uzbekistan.

A map showing Uzbekistan, outlined in red, and the fossil site as a red dot.

 Carcharodontosaurs (kar-karo-DONT-o-soars) were large bodied meat-eating dinosaurs that roamed from the Late Jurassic (around 150 million years ago) to the early Late Cretaceous (around 90 million years ago). After that, carcharodontosaurs seem to fade away and others rule instead. We’ll come back to why that happens in a bit.

This new specimen of carcharodontosaur is named Ulughbegsaurus uzbekistanensis. The ‘Ulughbeg’ part of the name comes from the fifteenth century Uzbekistani astronomer Ulugh Beg, and ‘uzbekistanensis’ to indicate the country of discovery. The only piece of the dinosaur they found is a part of the maxilla, the part of the upper jaw that holds teeth.

The partial maxilla of Ulughbegsaurus uzbekistanensis (Figure 1 from the paper).

The authors ran a computer analysis to find out what kind of dinosaur this bone belonged to based on characteristics of the bones. The analysis was run in two different ways and both agreed that it matches more closely to carcharodontosaur dinosaurs than to others.

This discovery is from a place and time that we did not have this group of dinosaurs, but more importantly is the size of the jaw piece in comparison with other predatory dinosaurs of that area. The length of the maxilla can tell you the length of the femur (the upper bone of the leg) because the two bones grow in related ways. The length of the femur can give you an estimate of the body size. This jaw tells us that the dinosaur was over 7 meters (21 feet) long and weighed over 1000 kgs (2200 pounds).

When the largest carcharodontosaurs existed, the other predators that lived alongside them were smaller. While they existed, carcharodontosaurs occupied the apex (highest point) on the food web and other larger bodied carnivores could not compete. Once the carcharodontosaurs vanished, it gave other predators a chance to fill their ‘niche’ (a niche is a role in the environment). It was only after their disappearance that tyrannosaurs became the giants Tyrannosaurus rex in North America and Tarbasaurus baatar in Asia. After the carchardontosaur extinction in South America, the abelisaurids took over. The environment only ever has space for a few giant predators.