‘One-in-a-million’ fossil may show mammal about to chow down on a dinosaur

‘One-in-a-million’ fossil may show mammal about to chow down on a dinosaur

The extraordinary 125-million-year-old scene was preserved in China’s “Dinosaur Pompeii”

A 125-million-year-old fossil shows the entangled skeletons of a dinosaur (Psittacosaurus) and a mammal (Repenomamus).GANG HAN

Some 125 million years ago in a verdant forest in what today is northern China, a furry, badger-size mammal and a scaly dinosaur three times its size were locked in mortal combat. The small yet savage mammal appears to have had the upper hand and may have been moments away from devouring its dino dinner when suddenly, an avalanchelike flow of volcanic debris swept over the combatants, instantly killing and entombing them both. Cemented in stone, their skeletons intertwined and the mammal’s teeth chomping down onto two of the dinosaur’s ribs, they lay together through the ages until a discovery in 2012 by a farmer.

The researchers who have analyzed the fossil assert today in Scientific Reports that it is rare evidence of a mammal preying on a dinosaur. This finding challenges the popular perception that early mammals tended to cower in the shadows of their dinosaur contemporaries, they say. Other paleontologists are impressed, but caution that more work is needed to verify the fossil’s authenticity.

“This is the kind of specimen that paleontologists dream of—a pristine snapshot of ancient behavior and ecology,” says Raymond Rogers, a geologist at Macalester College who was not involved in the study. “If this remarkable specimen is the real deal, it is a one-in-a-million find.”

The fossils were uncovered at a site known as the Lujiatun beds in China’s Liaoning province. Sometimes referred to as China’s “Dinosaur Pompeii,” it’s famous for preserving thousands of animals killed and buried by ash slurries from mammoth volcanic eruptions. Dinosaurs large and small roamed a landscape blanketed in temperate forests and dotted with freshwater lakes and streams. An herbivorous, two-legged ancestor of Triceratops, whose genus was called Psittacosaurus, thrived here. It was about the size of a medium dog.

Mammals alive at the time were uniformly small; among the biggest was a carnivorous mammal called Repenomamus robustus. Stocky with sharp teeth, it was known to have snacked on baby Psittacosaurus. The newly reported Repenomamus fossil, however, appears to have gone after an adolescent Psittacosaurus, sinking its teeth into the dinosaur’s flesh and wrestling it to the ground.

“They’re so intertwined that you have to take a moment to untangle it all in your mind,” says Jordan Mallon, a paleobiologist at the Canadian Museum of Nature and one of the study’s co-authors.

The team’s opportunity to analyze the tangled fighters came after the farmer who first unearthed their bones approached paleontologist Gang Han at Hainan Vocational University of Science and Technology. Han rushed to the site to inspect it the same day it was uncovered, then a few weeks later arranged for the farmer to excavate the entire fossil. After transporting the fossil and its entombing matrix to Han’s lab in Jinzhou, he and other Chinese colleagues painstakingly exposed the prehistoric fight scene. Paleontologist and study co-author Xiao-Chun Wu at the Canadian Museum of Nature noticed the fossil while visiting Han’s lab and proposed a collaboration between their groups.

The researchers argue that Repenomamus was clearly the aggressor: It sits on top of the prone Psittacosaurus, chomping its teeth down into two of the dinosaur’s ribs. The mammal’s back foot is pinned under one of the Psittacosaurus’s legs, and one of its hands clenches the dinosaur’s jaw in a death grip—signs of a brutal struggle, the authors say, not scavenging.

An artist’s illustration reconstructs the battle scene between a dinosaur and a mammal.

Stephen Brusatte, a paleontologist at the University of Edinburgh who was not involved in the study, agrees that there’s compelling evidence for a fight: “I mean, these critters aren’t giving each other a hug. What else could they be doing?”

The scientists estimate the dinosaur weighed in at about 10.6 kilograms; the mammal at about 3.4 kilograms. That disparity is not unusual in modern body mass ratios between carnivorous animals and their prey, the authors say. Lone wolverines, for instance, are known to hunt down much larger moose or reindeer. The fossilized scene foreshadows the mammals’ furry ascent to the throne some 60 million years later, after dinosaurs went extinct. “This mammal was eager to show the dinosaurs what’s up and what’s coming,” Mallon says, as if to proclaim: “You won’t rule this earth forever.”

However, this Repenomamus never got a chance to enjoy its feast, as a fast-moving wave of ash and mud intervened. “You would not have seen this coming,” says Advait Jukar, a paleobiologist at the University of Arizona. “You die in a matter of seconds.”

But he and other experts remain cautious about the legitimacy of the fossil. Scientists have noted several instances of attempted fossil forgery in the region in recent years. The excavation of the Repenomamus and Psittacosaurus fossils had several gaps in custody between its discovery and its ultimate transfer to Han’s lab, raising Jukar’s and others’ suspicions.

Han says his team verified the fossils’ integrity by carefully examining the mammal’s lower left jaw, which hadn’t yet been exposed from the surrounding rock when it was excavated. Its teeth clamped onto the dinosaur’s ribs and back into the ground, with no signs that the sediment had been disturbed or backfilled, he says. Additionally, the researchers say the sediments surrounding the fossil matched those from the fossil bed where it was uncovered.

“They tried to do their due diligence, but I wish they had done a bit more,” Jukar says. If the scientists can analyze the fossils in a CT scanner in the future, they could get “rid of any doubts any of our colleagues would have had about it,” he adds.

Victoria Arbour, curator of paleontology at the Royal British Columbia Museum, is less skeptical. “To me, [the fossil under the unexposed rock] would be really hard to forge.” Finding such a striking encounter frozen in time is “exceptionally rare, but it’s not so strange that it stretches credulity.”

Only more work by independent research teams will quell any remaining controversy, Brusatte says. “As more scientists are able to study the fossil, I hope any doubts about authenticity can be put to rest.”

Fosil 'satu dalam sejuta' mungkin menunjukkan mamalia akan memakan dinosaurus

Adegan luar biasa berusia 125 juta tahun ini dilestarikan di "Dinosaurus Pompeii" Tiongkok

Fosil berusia 125 juta tahun menunjukkan kerangka terjerat dari dinosaurus (Psittacosaurus) dan mamalia (Repenomamus).GANG HAN

Sekitar 125 juta tahun yang lalu di hutan hijau di tempat yang sekarang disebut Cina utara, mamalia berbulu seukuran musang dan dinosaurus bersisik tiga kali ukurannya terkunci dalam pertempuran mematikan. Mamalia kecil namun buas itu tampaknya berada di atas angin dan mungkin beberapa saat lagi akan melahap makan malam dino-nya ketika tiba-tiba, aliran puing-puing vulkanik seperti longsoran menyapu para pejuang, langsung membunuh dan mengubur mereka berdua. Tersemen dalam batu, kerangka mereka terjalin dan gigi mamalia mengunyah dua tulang rusuk dinosaurus, mereka berbaring bersama selama berabad-abad hingga ditemukan pada tahun 2012 oleh seorang petani. 

Para peneliti yang telah menganalisis fosil tersebut menegaskan hari ini di Laporan Ilmiah bahwa itu adalah bukti langka mamalia memangsa dinosaurus. Temuan ini menantang persepsi populer bahwa mamalia awal cenderung meringkuk dalam bayang-bayang dinosaurus sezaman mereka, kata mereka. Ahli paleontologi lain terkesan, tetapi berhati-hati bahwa diperlukan lebih banyak pekerjaan untuk memverifikasi keaslian fosil tersebut. 

“Ini adalah jenis spesimen yang diimpikan oleh ahli paleontologi—gambaran murni dari perilaku dan ekologi kuno,” kata Raymond Rogers, ahli geologi di Macalester College yang tidak terlibat dalam penelitian ini. "Jika spesimen yang luar biasa ini benar-benar nyata, ini adalah penemuan satu dari sejuta."

Fosil-fosil itu ditemukan di sebuah situs yang dikenal sebagai lapisan Lujiatun di provinsi Liaoning, China. Kadang-kadang disebut sebagai "Dinosaurus Pompeii" China, terkenal karena mengawetkan ribuan hewan yang terbunuh dan terkubur oleh bubur abu dari letusan gunung berapi raksasa. Dinosaurus besar dan kecil menjelajahi lanskap yang diselimuti hutan beriklim sedang dan dihiasi dengan danau dan sungai air tawar. Leluhur Triceratops berkaki dua yang herbivora, yang genusnya disebut Psittacosaurus, tumbuh subur di sini. Itu seukuran anjing sedang. 

Mamalia yang hidup pada saat itu berukuran kecil; di antara yang terbesar adalah mamalia karnivora bernama Repenomamus robustus. Bertubuh gempal dengan gigi tajam, diketahui ia memangsa bayi Psittacosaurus. Namun, fosil Repenomamus yang baru dilaporkan tampaknya mengejar Psittacosaurus remaja, menancapkan giginya ke dalam daging dinosaurus dan bergulat dengannya ke tanah. 

“Mereka begitu terjalin sehingga Anda harus meluangkan waktu sejenak untuk menguraikan semuanya dalam pikiran Anda,” kata Jordan Mallon, ahli paleobiologi di Museum Alam Kanada dan salah satu rekan penulis studi tersebut. 

Kesempatan tim untuk menganalisis petarung yang kusut datang setelah petani yang pertama kali menggali tulang mereka mendekati ahli paleontologi Gang Han di Universitas Kejuruan Sains dan Teknologi Hainan. Han bergegas ke situs tersebut untuk memeriksanya pada hari yang sama saat ditemukan, kemudian beberapa minggu kemudian mengatur agar petani menggali seluruh fosil. Setelah memindahkan fosil dan matriks penguburannya ke lab Han di Jinzhou, dia dan rekan China lainnya dengan susah payah mengungkap adegan pertarungan prasejarah. Ahli paleontologi dan rekan penulis studi Xiao-Chun Wu di Museum Alam Kanada memperhatikan fosil tersebut saat mengunjungi lab Han dan mengusulkan kolaborasi antara kelompok mereka. 

Para peneliti berpendapat bahwa Repenomamus jelas merupakan agresor: Ia duduk di atas Psittacosaurus yang rentan, mengunyah giginya menjadi dua tulang rusuk dinosaurus. Kaki belakang mamalia itu disematkan di bawah salah satu kaki Psittacosaurus, dan salah satu tangannya mencengkeram rahang dinosaurus dalam cengkeraman maut — tanda-tanda perjuangan brutal, kata penulis, bukan mengais-ngais. 

Ilustrasi seorang seniman merekonstruksi adegan pertempuran antara dinosaurus dan mamalia. 

Stephen Brusatte, seorang ahli paleontologi di University of Edinburgh yang tidak terlibat dalam penelitian ini, setuju bahwa ada bukti kuat untuk perkelahian: “Maksud saya, makhluk ini tidak saling berpelukan. Apa lagi yang bisa mereka lakukan?”

Para ilmuwan memperkirakan berat dinosaurus itu sekitar 10,6 kilogram; mamalia sekitar 3,4 kilogram. Perbedaan itu tidak biasa dalam rasio massa tubuh modern antara hewan karnivora dan mangsanya, kata para penulis. Lone wolverine, misalnya, diketahui memburu rusa atau rusa yang jauh lebih besar. Adegan fosil menandakan pendakian berbulu mamalia ke tahta sekitar 60 juta tahun kemudian, setelah dinosaurus punah. "Mamalia ini sangat ingin menunjukkan kepada dinosaurus apa yang sedang terjadi dan apa yang akan datang," kata Mallon, seolah-olah menyatakan: "Kamu tidak akan memerintah bumi ini selamanya."

Namun, Repenomamus ini tidak pernah mendapat kesempatan untuk menikmati pestanya, karena gelombang abu dan lumpur yang bergerak cepat mengintervensi. "Anda tidak akan melihat ini datang," kata Advait Jukar, ahli paleobiologi di University of Arizona. "Kamu mati dalam hitungan detik."

Namun dia dan para ahli lainnya tetap berhati-hati tentang keabsahan fosil tersebut. Para ilmuwan telah mencatat beberapa contoh upaya pemalsuan fosil di wilayah tersebut dalam beberapa tahun terakhir. Penggalian fosil Repenomamus dan Psittacosaurus memiliki beberapa celah antara penemuannya dan pemindahan terakhirnya ke lab Han, menimbulkan kecurigaan Jukar dan lainnya. 

Han mengatakan timnya memverifikasi integritas fosil dengan hati-hati memeriksa rahang kiri bawah mamalia, yang belum terekspos dari batuan sekitarnya saat digali. Giginya menjepit tulang rusuk dinosaurus dan kembali ke tanah, tanpa tanda-tanda bahwa sedimen telah terganggu atau ditimbun kembali, katanya. Selain itu, para peneliti mengatakan sedimen yang mengelilingi fosil cocok dengan lapisan fosil tempat ia ditemukan. 

“Mereka mencoba melakukan uji tuntas, tetapi saya berharap mereka melakukan lebih banyak lagi,” kata Jukar. Jika para ilmuwan dapat menganalisis fosil dalam pemindai CT di masa depan, mereka dapat "menyingkirkan keraguan yang dimiliki rekan kami tentang hal itu," tambahnya. 

Victoria Arbour, kurator paleontologi di Royal British Columbia Museum, kurang skeptis. “Bagi saya, [fosil di bawah batuan yang tidak terpapar] akan sangat sulit untuk dipalsukan.” Menemukan perjumpaan mencolok yang membeku dalam waktu adalah "sangat jarang, tetapi tidak terlalu aneh sehingga meningkatkan kepercayaan."

Hanya lebih banyak pekerjaan oleh tim peneliti independen yang akan memadamkan kontroversi yang tersisa, kata Brusatte. “Semakin banyak ilmuwan yang dapat mempelajari fosil tersebut, saya harap keraguan tentang keasliannya dapat dihentikan.”