Zmije su se prvi put pojavile u doba dinosaura, ali su fosili mnogih ranih vrsta bili toliko fragmentirani da su naučnici imali poteškoća u dešifriranju njihove evolucije. Sada dobro očuvan fosil iz jugoistočnog Brazila pruža novi uvid u istoriju ovih gmizavaca.

Fosil pripada vrsti Tametara mirim, koja je živjela prije 75 do 85 miliona godina, tokom perioda krede, i bila je duga oko 42 centimetra. Nastanjivala je bujni ekosistem zajedno sa životinjama poput ogromnih biljojeda s dugim vratom, krokodila i ptica.

Iako fosil ne čuva cjelokupnu anatomiju Tametare, dio lobanje bio je toliko dobro očuvan da je omogućio istraživačima da rekonstruišu anatomiju mozga ove zmije. Upravo su oblik mozga i mikrostruktura kostiju lobanje pokazali da je ova vrsta vodila podzemni način života, poznat kao fosorijalni, kao i mnoge današnje vrste poput koraljskih zmija.

Zmije su evoluirale od predaka guštera, a smatra se da su se prvi put pojavile prije otprilike 170 miliona godina, tokom perioda jure. Međutim, ne postoje dobro očuvani fosili zmija iz jure, a samo nekoliko iz kasnije krede, posljednjeg poglavlja u doba dinosaura.

„Zmije predstavljaju jedan od najekstremnijih planova tijela među svim kičmenjacima – životinjama s kičmom. Razumijevanje porijekla ove neobične, a ipak vrlo raznolike grupe ostaje jedna od najvećih misterija u evoluciji kičmenjaka“, rekao je Tiago Simões, profesor evolucijske biologije na Univerzitetu Princeton u New Jerseyu i vodeći autor studije objavljene ove sedmice u časopisu Nature.

Simões je rekao da je otprilike 60 posto lobanje i 70 posto kičmenog stuba očuvano u fosilu, koji je pronađen u općini Presidente Prudente u brazilskoj državi Sao Paulo. Veći dio očuvanog dijela lobanje činile su kost lobanje i krovne kosti, dok je stražnji dio donje vilice ostao u položaju koji je imala za života.

„Tametara ulazi u vrlo selektivnu grupu spektakularno očuvanih zmija iz krede, sa samo četiri vrste ukupno sa sličnim očuvanjem. Govori nam nešto što nikada nismo mislili da možemo naučiti iz fosila do sada: ranu evoluciju njihovog centralnog nervnog sistema“, rekao je Simões.

„Ovo otkriva složeniju istoriju rane evolucije zmija: veću ranu raznolikost neurosensorijalnih adaptacija u evoluciji zmija i evolutivnu putanju prilagođavanja različitim okruženjima koja nije bila brza niti linearna. Uključivala je višestruke i nezavisne upade zmija u različita okruženja tokom njihove duge evolutivne istorije“, dodao je Simões.

Fosili su pokazali da su se zmije iz krede prilagodile podzemnom, kopnenom i morskom načinu života.

„Predviđamo da predačko stanje za sve zmije nije bilo snažno prilagođeno jednom staništu. Umjesto toga, bilo je prijelazno, smješteno na granici između fosorijalnog i kopnenog okruženja“, rekao je Simões.

Simões je rekao da se Tametara najvjerovatnije hranila insektima, ali nema direktnih dokaza o ishrani. Budući da fosilu nedostaju zubi, nejasno je da li je Tametara bila otrovna, poput koraljskih zmija.

Iako su sve današnje zmije bez udova, fosili pokazuju da su rane zmije zadržale stražnje noge. Područje kuka fosila Tametare nije očuvano, ali Simões je rekao da je zmija gotovo sigurno imala robustne stražnje udove, poput svoje sestrinske vrste Najash rionegrina iz krede.

Tametara nema direktne potomke koji žive danas, rekao je Simões.

Na osnovu fosila lubanje, istraživači su rekonstruisali anatomiju mozga ne samo Tametare, već i druge zmije iz krede, predatora iz zasjede Dinilysia patagonica, koja je dostizala dužinu od oko dva metra.

„Njihovi oblici mozga su se značajno razlikovali jedan od drugog i od većine modernih linija guštera i zmija. To znači da su imali znatnu neuroanatomsku raznolikost, a vjerovatno i senzorne funkcije, rano u evolutivnoj istoriji zmija“, rekao je Simões.

Poznavanje mozga bilo kojeg organizma je fundamentalno za razumijevanje njegovog osnovnog funkcionisanja i načina na koji komunicira sa svijetom, rekao je Simões.

„Mozak Tametare imao je relativno manje moždane hemisfere, kognitivni dio mozga, i također manji optički tektum, jedan od dijelova mozga odgovornih za vid, u odnosu na mnoge moderne zmije. Neke od ovih razlika odražavaju njeno ukopavanje, jer ukopavači imaju manje potrebe za vidnom oštrinom od životinja koje žive iznad zemlje“, rekao je Simões.