Omprövar therapsidernas fylogeni med bayesianska och cladistiska metoder

Ett dolt kapitel i vårt släktträd

Gnagare, inklusive människor, härstammar från en grupp forntida "däggdjurslika reptiler" kallade therapsider som vandrade på jorden långt före dinosaurierna. Ändå saknas en avgörande sträcka av deras tidiga historia i fossilregistret, vilket lämnar stora frågor om när och hur dessa djur först diversifierades. Denna studie tar sig an den gåtan igen med moderna statistiska verktyg och visar att therapsider troligen uppstod tidigare än vad fossilen antyder och snabbt förgrenade sig till de huvudlinjer som så småningom ledde till däggdjur.

Forntida släktingar i ett fläckvis fossilregister

Therapsider var dominerande landlevande ryggradsdjur under permperioden, ungefär 300–250 miljoner år sedan. De inkluderar flera stora grupper, varav några så småningom skulle ge upphov till verkliga däggdjur. Men i de bergarter som borde dokumentera deras tidiga utveckling finns ett gåtfullt intervall med mycket få fossil, känt som Olsons lucka. Före luckan dominerar mer primitiva släktingar; efter den uppträder fullt utvecklade therapsidgrupper plötsligt i många delar av världen. Det här skarpa hoppet har gjort det svårt att reda ut hur dessa grupper är besläktade och hur snabbt de evolutionärt utvecklades.

Ny matematik för gamla ben

De flesta tidigare studier har försökt rekonstruera therapsidernas släktskap med en traditionell metod kallad parsimoni, som söker det enklaste möjliga evolutionära trädet. Författarna till den här artikeln byggde istället en ny datamängd fokuserad på skallkaraktärer från 42 tidiga therapsidarter och deras närmaste icke‑therapsida släktingar, där de kodade 99 anatomiska egenskaper. De tillämpade sedan bayesianska metoder — probabilistiska tillvägagångssätt som uttryckligen kan modellera osäkerhet och uppskatta tidpunkter för evolutionära splittringar — i två programvarupaket, MrBayes och RevBayes. Dessa analyser använde modeller som kombinerar fossilåldrar med "fossiliserad födelse‑död"‑process, vilka beskriver förgrening (artbildning), utdöende och fossilisering över tid.

Omorganisering av therapsidernas släktträd

De bayesianska träden är mer fullständigt upplösta än parsimoniresultaten och kullkastar vissa långvariga antaganden. De stödjer en stor undergrupp kallad Neotherapsida, där de växtätande anomodontierna framträder som närmaste släktingar till de mestadels köttätande theriodonterna. Inom theriodonter framträder de sabeltandade gorgonopsierna som systergrupp till den gren som inkluderar therocephalier och cynodontier, varav de senare så småningom leder till däggdjuren. Studien finner också bevis för att två stora grupper, Biarmosuchia och Dinocephalia, bildar en gemensam bredare gren — ett samband som antytts i äldre deskriptivt arbete men som inte fått starkt stöd i tidigare datoranalyser. Flera kända kinesiska arter från Dashankou‑faunan — Raranimus, Biseridens och Sinophoneus — flyttas till nya positioner nära trädets bas, vilket försvagar tidigare påståenden om att några av dem tillhör väldefinierade senare linjer.

Att fylla tidsluckan

Genom att kombinera anatomi med fossilåldrar och en fossiliserad födelse‑död‑modell uppskattade författarna när de viktigaste therapsidgrupperna skilde sig åt. Deras resultat pekar mot ett ursprung för therapsidlinjen i tidig perm, före början av Olsons lucka, även om tydliga fossil från denna tid saknas. De flesta av de i dag kända stora grupperna — såsom Biarmosuchia, Dinocephalia, Anomodontia, Gorgonopsia och Eutheriodontia — verkar ha diversifierat snabbt mellan cirka 281 och 272 miljoner år sedan, vilket spänner över själva luckan. Ytterligare modellering antyder att det förekom pulser av förhöjt utdöende, inklusive ett under Olsons lucka, men att fossiliseringstakten förblev relativt stabil. Detta mönster passar en scenariot där ett tidigare utdöende rensade bort äldre linjer samtidigt som ekologiska nischer öppnades för therapsider att diversifiera.

Vad detta betyder för däggdjurens uppgång

För en icke‑specialist är huvudbudskapet att våra däggdjursförfäder inte helt enkelt exploderade in i bilden fullt formade, och de smög sig inte heller fram i fullständig oklarhet. Istället stöder detta arbete en tvåstegsberättelse: en dåligt dokumenterad tidig fas där therapsider gradvis skilde sig från mer reptillika föregångare, följt av en snabb diversifieringspuls kring tiden för Olsons lucka. De nya bayesianska analyserna omorganiserar grenar i therapsidernas släktträd och antyder att vissa grupper som setts som distinkta faktiskt kan bilda bredare linjer, samt att cynodontierna — däggdjurens direkta föregångare — sannolikt uppstod inom therocephalier‑graderade djur. När nya fossil upptäcks, särskilt från bergarter som spänner över Olsons lucka, kommer denna förfinade ram att hjälpa paleontologer att placera dem mer exakt och ytterligare klargöra hur och när våra avlägsna förfäder tog sina första steg mot att bli däggdjur.

Citering: Duhamel, A., Wynd, B., Wright, A.M. et al. Rethinking therapsid phylogeny through Bayesian and cladistic approaches. Sci Rep 16, 13171 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38195-2

Nyckelord: therapsider, permiska fossil, fylogeni, bayesiansk evolution, Olsons lucka