Taphonomic analysis and Paleobiological Observations of Crossvallia unienwillia Tambussi et al. 2005, the oldest Penguin from Antarctica

Abstract

The purpose of this paper is to provide a taphonomic analysis of the holotype of Crossvallia unienwillia Tambussi, Reguero, Marenssi and Santillana, 2005, in order to improve the knowledge of the vertebrate record of the Cross Valley Formation, a unit exposed in the central area of Marambio (Seymour) Island, Antarctic Peninsula. Analyses of the preservational state of the skeleton assigned to Crossvallia unienwillia offer important data for palaeoenvironmental and depositional reconstructions, key for the understanding of the early evolutionary history of penguins. Different techniques, including petrographic sections, SEM observation, Secondary Electrons Detectors, backscattered electrons detectors, microanalysis for probe of electrons, and X-ray diffraction were applied in order to distinguish biostratinomic from fossil diagenetic damage. Fossil bones of Crossvallia are associated with a typical marine assemblage including shark remains and macroinvertebrates. The hosting mudstones suggest a low-energy environment either below the wave-base or protected from wave action. In any case initial marine conditions changed to other with regular influx of land-derived sedimentary material. Crossvallia unienwillia was a female diver that passed through several molting periods before death. Biostratinomic processes consistent with little transport and rapid burial which would have prevented the action of destructive processes such as weathering and carnivores or scavenging, are inferred. The rapid burial favored the initial preservation of the elements under anoxic conditions. The surficial corrosion, fractures, and the internal filling of the cavities, suggest that destructive processes were only important after final burial during the telodiagenetic stage. The absence of more vertebrate fossil remains in the Cross Valley C Allomember is the result of those destructive processes, whereas on the contrary the original depositional environment appears to have been optimal.

El objetivo de este trabajo es el análisis tafonómico del holotipo de Crossvallia unienwillia Tambussi, Reguero, Marenssi and Santillana, 2005, con el fin de incrementar el conocimiento acerca del registro fósil de vertebrados de la Formación Cross Valley, aflorante en el área central de la Isla Marambio (Seymour), Península Antártica. El análisis del estado preservacional de los restos de Crossvallia unienwillia ofrece importantes datos para las reconstrucciones paleoambientales y áreas depositacionales, claves para la comprensión de la historia evolutiva temprana de los pingüinos. Diferentes técnicas, incluyendo el estudio de secciones petrográficas, observaciones en MEB, detector de electrones secundarios, detector de electrones dispersos, difracción de rayos X y rayos X de energía dispersiva, fueron aplicados para distinguir las alteraciones bioestratinómicas de aquellas fósil-diagenéticas. Los restos de Crossvallia forman parte de una asociación típicamente marina, incluyendo además tiburones y macroinvertebrados. Los sedimentos portadores indican un ambiente de baja energía, ya sea por debajo del tren de olas, o bien protegido de la acción de las olas. En cualquiera de estos casos, las condiciones marinas iniciales cambiaron hacia otras con un flujo regular de material continental sedimentario. Crossvallia unienwillia fue una hembra buceadora, que atravesó varios periodos de muda antes de su muerte. Procesos bioestratinómicos consistentes con un bajo transporte y un rápido sepultamiento que habría prevenido la acción de procesos destructivos tales como la meteorización son inferidos para este caso. El enterramiento rápido favoreció la preservación de los elementos bajo condiciones anóxicas. La corrosión superficial, las fracturas y el relleno de cavidades internas, sugiere que los procesos destructivos fueron solo importantes luego del sepultamiento durante estadios telodiagenéticos. La ausencia de otros vertebrados fósiles en el Alomiembro Cross Valley C es el resultado de esos procesos, mientras que de manera contraria, el ambiente depositacional pareció haber sido óptimo.