Dispatches from the field: Baja California, Pt. 2

Having finally made it to San Juanico late Tuesday night, we were finally settled near our field localities. We are staying at a bay that looks to the southeast, so we get to see the sunrise over the Pacific ocean.

We were joined today by Gerardo Gonzalez-Barba of the Universidad Autónoma de Baja California Sur and three of his students, all the material collected will eventually end up in the collection at that institution under his care. Some of the outcrops we'll visit are right along the shore, walking distance from where we are staying. Here the early Miocene San Isidro Fm. is exposed (see picture below, in the background). In the foreground you can see pillow lavas, part of a large lava flow north of the bay. The bay was formed by the differential resistance to erosion of the two rock types, the more resistant pillow lavas form the promontory, while the sedimentary rock is being eroded by the ocean.

We've had some success so far, having collected quite a number of shark and ray teeth as well as marine mammals, including some pinniped bones, part of an odontocete cranium and a nearly complete sirenian skull!!!

Above: In the background Daryl finishes the jacket on the sirenian skull (it was his birthday so he was really happy to collect a skull of his favorite group of sirenians), Fernando of the UABC is helping him. In the foreground, Larry ponders into the distance, is he thinking of marine mammals, bungalows or just enjoying the sunset... who knows.

Previous post in this series:

Dispatches from the field: Baja California, Pt. 1

Fieldwork in Baja California was made possible through an NSF EAR grant to D. P. Domning & L. G. Barnes. The text in these posts reflect my own opinion and not those of the granting agency or institutions to which I’m affiliated.

Dispatches from the field: Baja California, Pt. 1

Ove the last several days I've been traveling through the Baja California Peninsula with Daryl Domning of Howard University (and my advisor) and Larry Barnes, emeritus curator of fossil marine mammals at the Natural History Museum of Los Angeles. The reason for this trip is to re-visit some sirenian localities, including the type localities of Dusisiren reinharti and Dioplotherium allisoni, both in Baja California Sur.

The Pacific coast, somewhere along the road from Tijuana to Ensenada.

However, we first made a stop in Ensenada, to look at some specimen of Metaxytherium arctodites (including the holotype) under the care of our colleague Francisco Aranda-Manteca of the Universidad Autónoma de Baja California (UABC). After a couple of days in Ensenada we headed out to our destination near San Juanico in Baja California Sur. We wouldn't get there until two days later, the route to our final destination is long and takes us zigzag-like through a great deal of length of the peninsula, but the long drive was worth it. The scenery is just stunning!

The sun sets over the cacti somewhere along the road from Ensenada to Guerrero Negro.

Outcrops and long winding roads, near Santa Rosalia, this was on the leg of the trip between Guerrero Negro and San Juanico. You can see the Sea of Cortez in the distance.

More tomorrow, including our first day in the field, stay tune!!

Fieldwork in Baja California was made possible through an NSF EAR grant to D. P. Domning & L. G. Barnes. The text in these posts reflect my own opinion and not those of the granting agency or institutions to which I’m affiliated.

Belugas tropicales... mi incursión en la paleocetología

Los monodóntidos, el grupo de ballenas que incluye las belugas y narvales, son símbolos emblemáticos del Ártico. Sin embargo, su registro fósil, aunque escaso, nos dice una historia distinta. Fósiles de monodóntidos han sido encontrado previamente en depósitos del Mioceno temprano en Baja California, México, y el Plioceno temprano de Bélgica y la costa este de Norteamérica. En la edición de este mes del Journal of Vertebrate Paleontology, Nick Pyenson y yo describimos una nueva especie de monodóntido fósil de depósitos del Plioceno temprano (entre 3-4 millones de años atrás) en Virginia y Carolina del Norte. El fósil, denominado como Bohaskaia monodontoides, le rinde honor a David J. Bohaska del Museo Nacional de Historia Natural (NMNH por sus siglas en inglés) en Washington, DC, y miembro del Pyenson Lab, por su conocimiento y dedicación a la herencia paleontológica del litoral este de Estados Unidos.

Arriba en primer plano, Bohaskaia monodontoides; atrás, una beluga y un narval, la reconstrucción de Bohaskaia fue basada en su parecido a las dos especies actuales del grupo. Arte por Carl Buell.

Bohaskaia, al igual que otros fósiles de monodóntidos, ocurren en latitudes más templadas que sus parientes existentes. Nosotros proponemos que estas ocurrencias implican que el grupo, hoy día restringido a aguas Árticas y sub-Árticas, era tropical a sub-tropical en el pasado. El espécimen que sirve de base para la descripción de Bohaskaia tiene una larga historia en el NMNH. Originalmente fue encontrado en 1969 en una localidad conocida como 'Rice's Pit' en Hampton, Virginia. Frank C. Withmore, Jr., uno de los miembros fundadores de la Sociedad de Paleontología de Vertebrados y desde hace mucho tiempo miembro de la comunidad científica del Smithsonian , a través de su vínculo con el Servicio Geológico, reconoció el parecido a los monodóntidos del espécimen, en especial su similitud con las belugas, lo cual mencionó en varias publicaciones. Frank lo describe como una especie de Delphinapterus (el mismo género de las belugas modernas), y así quedó por mucho tiempo, sin estudiar. Cuando Nick llegó al museo en el 2009, el y yo estábamos buscando en la colección algo para hacer un trabajo colaborativo sobre anatomía de cetáceos. Nick sugirió que estudiáramos el espécimen de Rice Pit, ya que el había visto una réplica mientras era estudiante graduado en el Museo de Paleontología de la Universidad de California en Berkeley. con el fósil en mano, hicimos un viaje a las facilidades externas del NMNH en Suitland, Maryland, para comparar el fósil con restos óseos de belugas y narvales en la colección de mamíferos marinos de la División de Mastozoología, la cual es supervisada por Charley Potter y Jim Mead. Nuestro estudio, además de confirmar que Bohaskaia monodontoides es un monodóntido (por ende su nombre específico), reveló que es una especie más primitiva, y por ende única del grupo. Otro aspecto interesante de Bohaskaia, es que, al igual que otro monodóntido fósil conocido como Denebola brachycephala, han sido encontrado en latitudes menores de las que habitan su relativos actuales.

Los autores con el homenajeado. De izquierda a derecha: este servidor con un cráneo de beluga, Dave Bohaska con el cráneo de Bohaskaia, y Nick Pyenson con un cráneo de narval. (El colmillo que aguanta Nick es distintivo de los narvales machos, este es una réplica de uno existente en la colección).

Velez-Juarbe, J., and N. D. Pyenson. 2012. Bohaskaia monodontoides, a new monodontid (Cetacea: Odontoceti: Delphinoidea) from the Pliocene of the western North Atlantic Ocean. Journal of Vertebrate Paleontology 32(2):476–484.

Eventualmente, el PDF de la publicación se podrá descargar gratis a través del Smithsonian’s Digital Repository.

Entradas previas sobre monodóntidos:

Convergencia: el caso de Odobenocetops ó el delfín que parecía morsa

Answer to the last post: it was a unicorn...

Upcoming: new publication in JVP

Other media:
[Ocean Portal], [Around the Mall blog], [SmithsonianScience], [Pyenson Lab], [MSNBC], [LiveScience], [UPI], [EarthTimes], [Science Codex], [RedOrbit], [Montreal Gazzette], [Calgary Herald], [Times Colonist], [Discovery News]

Upcoming: new publication in JVP

The otherwise poor fossil record of monodontids (narwhals and belugas) gets a new member. Stay tuned!!

Previous posts on monodontids:
What is this?
Answer to the last post: it was a unicorn...

Paleoecología de los sirenios

Hoy la revista científica de acceso libre, PLoS ONE publica un artículo donde junto con Daryl Domning y Nick Pyenson, exploramos la paleoecología de sirenios (manatíes y dugones) extintos. Aquí un breve resumen de lo que trata.

Comencemos con un poco de información sobre los sirenios actuales. Hoy día, solo existen cuatro especies. Estos incluyen tres especies de manatí, los cuales se encuentran en distintas aguas litorales del Océano Atlántico, y una especie de dugón o dugongo, los cuales se encuentran en las costas del océano Indo-Pacífico. Todos los sirenios consumen vegetación marina, y generalmente se concentran en las gramas marinas (los dugones se alimentan casi exclusivamente de ellas, los manatíes la mayoría parte del tiempo). Cuando le echamos un vistazo a la distribución geográfica de los sirenios extantes vemos que no existe solapamiento; en otras palabras, son alopátricos. Sin embargo, cuando estudiamos el registro fósil de los sirenios, el cual se extiende a través de los últimos 50 millones de años, encontramos varios casos donde diferentes especies co-existieron. En estos casos formaban comunidades compuestas de tres o más especies diferentes (comunidades multiespecíficas).

Estas comunidades multiespecíficas nos condujeron a hacer las siguientes preguntas: 1) ¿Estaban estas especies compitiendo entre ellas por los recursos, o evitaban competencia por medio de partición de nichos?; 2) ¿Era la estructuración de las praderas de gramas marinas distinta en el pasado, o eran similares a las modernas, donde una especie domina sobre las otras?

Reconstrucción de comunidades multiespecíficas de sirenios: Oligoceno tardío de Florida (arriba a la izquierda), Mioceno temprano de India (arriba a la derecha) y Plioceno temprano de México abajo a la derecha). Cada uno representa una especie distinta. Arte por Carl Buell.

Para tratar de contestar estas preguntas, primero estudiamos el registro fósil de los sirenios y buscamos casos de comunidades multiespecíficas. De las distintas posibilidades que encontramos, decidimos utilizar tres unidades donde, sin duda alguna, la asociación de especies fósiles demostraba la ocurrencia de más de una especie de dugón fósil co-existiendo. Lo próximo fue determinar cómo estas especies (tres en cada unidad y de distintos tiempos geológicos en India, México y Florida) interactuaban entre sí y/o con su ambiente. Ya que viajar en el tiempo para hacer estas observaciones biológicas es imposible, recurrimos a métodos indirectos para inferir la ecología de estos sirenios antiguos. Específicamente, buscamos características morfológicas en los fósiles que pudiesen ser utilizadas como indicadores de preferencias alimenticias en cada especie individual. Algunos de los resultados nos mostraron que ciertas características del cráneo pueden ser utilizadas como indicadores ecomorfológicos. Al considerar estos rasgos ecomorfológicos, junto con estimados del tamaño del cuerpo de estos sirenios extintos, nos mostraron cómo era la partición de nichos en estas comunidades multiespecíficas. En adición, hicimos un análisis de la relación evolutiva de las especies de sirenios que estudiamos, y el resultado - un árbol genealógico, o una filogenia - nos demostró que estas características evolucionaron independientemente en cada grupo. Concluimos entonces que cada iteración de comunidades multiespecíficas evolucionó de especies de sirenios extintos que no estaban relacionados, y sin embargo, en cada caso, en diferentes partes del mundo, estas especies lograron evitar competir entre sí por los mismos recursos. Esto también implica que las praderas de gramas marinas eran distintas en el pasado a como son hoy día. Por ejemplo, las praderas de gramas marinas en la región del Caribe están usualmente dominadas por hierba de tortuga, la cual se le conoce como una especie clímax. Existen otras especies de gramas marinas como la hierba de manatí y la hierba del bajo, pero estas se encuentran usualmente en la periferia o en áreas perturbadas de la pradera. Nuestro estudio demuestra que algunas de las especies de sirenios fósiles de estas comunidades multiespecíficas eran consumidores de hierba de tortuga, u otra especie similar de grama marina. Como tal, estos sirenios probablemente servían como especie clave ya que hubiesen mantenido a las gramas marinas grandes y dominantes, como la hierba de tortuga, bajo control, logrando hacer espacio para la proliferación de las gramas marinas más pequeñas y menos dominantes. Para más detalles, lean y descarguen el artículo que está disponible ¡gratis!

Velez-Juarbe, J., D. P. Domning and N. D. Pyenson. 2012. Iterative evolution of sympatric seacow (Dugongidae, Sirenia) assemblages in the past ~26 million years. PLoS ONE 7(2): e31294.


For the English version follow this link to the Smithsonian's Ocean Portal.


Para entradas anteriores en Caribbean Paleobiology sobre comunidades multiespecíficas de dugones vayan a:
Sirenian diversity in the past
Domningia and other Indian sirenians

Coming soon!!

Its been quiet here for a while. Mostly due to the fact that I'm working hard on writing up some chapters of my thesis (some others are already done), while at the same time working on several manuscripts (not all on sirenians).

No time for a longer post today. But in the meantime I leave you with this picture I took at the Florida Museum of Natural History. It shows three dugongid sirenians from the late Oligocene (~26 million years ago) of Florida. These three critters were sympatric (meaning that they lived at the same time/place), which is in stark contrast to what sirenians do today. So what was going on back then?
Stay tuned, more on the paleoecology of these critters (as well as others) tomorrow!!

Answer to the last post: it was a unicorn...

Well, not really... at least not the horse-type of unicorn, those can only exist in the imagination of people who want to be marine biologist because they think that by doing so, they will get to train and play with dolphins at some theme park...
Anyways, the picture on the previous post seems to have been quite straightforward after all. Yes, it is part of a narwhal tusk, so congrats to all who guessed right! Narwhals, which go by the scientific name Monodon monoceros, are odontocetes (toothed whales), distinguished by the long spiraled tusk seen in the males (and occasionally females) of the species, and are thus sometimes called the "unicorn of the sea".

Dorsal view of a double-tusked narwhal, on exhibit at the Sant Ocean Hall at the National Museum of Natural History in Washington, DC. Normally, narwhals only have one enlarged tusk (the left one) so this one is an exception.

The closest relatives of the narwhals are the belugas or white whales (Delphinapterus leucas); together these two species comprise the family known as Monodontidae. Among extant toothed whale groups, monodontids are more closely related to porpoises (Phocoenidae) and to dolphins (Delphinidae) (e.g. see Geisler et al., 2011), whereas relationships with extinct groups include Albireonidae (Barnes, 1984) and Odobenocetopsidae (de Muizon, 1993). Odobenocetops previously featured here, also has an enlarged tusk-like tooth like Monodon. However, the tusks are located in different bones within the rostrum (the premaxilla in Odobenocetops, the maxilla in Monodon [see below]), and hence although somewhat similar, they are probably not homologous.

Ventral view of the rostrum of extant monodontids.

The fossil record of monodontids, is scarce (at least when compared to that of other living odontocete groups). The oldest monodontid known is Denebola brachycephala from the late Miocene of Baja California (Barnes, 1984). Other fossil monodontids are known from early Pliocene deposits in the North Sea (Lambert and Gigase, 2007) and the eastern coast of North America (Withmore, 1994; Withmore and Kaltenbach, 2008; Kazár and Bohaska, 2008)*. All these fossil forms are more like Delphinapterus, i.e. they have multiple teeth in the maxilla, whereas Monodon only has an enlarged tusk (usually only in the male) and the females is edentulous (see illustration above). So how did the tusk of narwhals came to be or what is it for? It is still a bit of a mystery!

*I'll blog more on these North American ones sometime next year, so stay tuned!

For a neat article on the tusk and on monodontids visit this page over at Tetrapod Zoology v2.
And here if you or someone you know wants to be a marine biologist.

References:

Barnes, L. G. 1984. Fossil odontocetes (Mammalia: Cetacea) from the Almejas Formation, Isla Cedros, Mexico. PaleoBios 42:1–46.

Geisler, J. H., M. R. McGowan, G. Yang and J. Gatesy. 2011. A supermatrix analysis of genomic, morphological, and paleontological data from crown Cetacea. BMC Evolutionary Biology 11:112.

Kazár, E., and D. J. Bohaska. 2008. Toothed whale (Mammalia: Cetacea: Odontoceti) limb bones of the Lee Creek Mine, North Carolina; pp. 271-324 in C. E. Ray, D. J. Bohaska, I. A. Koretsky, L. W. Ward, and L. G. Barnes (eds.), Geology and Paleontology of the Lee Creek Mine, North Carolina, IV. Virginia Museum of Natural History Special Publication 14.

Lambert, O., and P. Gigase. 2007. A monodontid cetacean from the Early Pliocene of the North Sea. Bulletin de l’Institut Royal des Sciences Naturelles de Belgique, Sciences de la Terre 77:197–210.

Muizon, C. de. 1993. Walrus-like feeding adaptation in a new cetacean from the Pliocene of Peru. Nature 365:745–748.

Whitmore, F. C., Jr. 1994. Neogene climatic change and the emergence of the modern whale fauna of the North Atlantic Ocean. Proceedings of the San Diego Society of Natural History 29:223–227.

Whitmore, F. C., Jr., and J. A. Kaltenbach. 2008. Neogene Cetacea of the Lee Creek Phosphate Mine, North Carolina; pp. 181–269 in C. E. Ray, D. J. Bohaska, I. A. Koretsky, L. W. Ward, and L. G. Barnes (eds.), Geology and Paleontology of the Lee Creek Mine, North Carolina, IV. Virginia Museum of Natural History Special Publication 14.