ľ¹Ï¸£ÀûÓ°ÊÓ

Een internationaal team van paleontologen heeft de skeletten van de eerste gewervelde dieren onderzocht om meer te weten te komen over hun levenscyclus en de plek die ze innamen in de vroegste voedselketens van de aarde. Zij richtten zich op conodonten, uitgestorven zeedieren die als eerste van alle gewervelde dieren skeletten begonnen te produceren - harde organen, opgebouwd uit mineralen. De vraag die zij zich stelden was: heeft het verschijnen van tanden geleid tot de opkomst van roofdieren? Het team ontdekte dat de vroegste conodonten weliswaar tanden ontwikkelden - de allereerste harde skeletelementen - maar nog geen roofdieren waren. Terwijl algemeen werd aangenomen dat dieren tanden ontwikkelden om andere dieren te kunnen eten.

Skeletelementen zoals botten en tanden vertellen ons veel meer over het fossielenbestand dan zachte weefsels zoals spieren en huid, dus het verschijnen van de eerste skeletten kan ons veel vertellen over waar wij, de gewervelde dieren, vandaan komen. Conodonten waren overvloedig aanwezig in de vroege oceanen, maar bijna alles wat zij achterlieten waren microscopisch kleine tandjes, gemaakt van materiaal dat lijkt op ons eigen tandglazuur. Deze tanden, de eerste delen van het skelet die ooit bij gewervelde dieren verschenen, hebben zeer uiteenlopende vormen: van eenvoudige kegels tot meer complexe verschijningen die wijzen op verschillende voedingsstrategieën.

In onderstaande afbeelding worden de onderzochte exemplaren getoond (beelden uit de lichtmicroscoop, electronenmicroscoop en CT-scanner). De maatstreepjes komen overeen met 200 µm (A–D) en 100 µm (E en F).

Versterkt door mineralen

Met behulp van röntgenopnamen, hoge-resolutie elektronenmicroscopie en chemische analyse onderzocht Isabella Leonhard, destijds masterstudente aan de Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg en thans promovendus aan de Universiteit van Warschau, de conodonten en hun tanden. Dat deed ze samen met Emilia Jarochowska van de Universiteit Utrecht en onderzoekers van het Oxford ľ¹Ï¸£ÀûÓ°ÊÓ Museum of Natural History en de US Geological Survey. Het team keek naar de meest primitieve vormen van conodonten, die de vorm hadden van eenvoudige kegels of naalden. Deze conodonten ontwikkelden weliswaar tanden, maar verschilden van de geavanceerde vormen, die scherpe tanden ontwikkelden en zich voedden als roofdier en/of aaseter. Deze resultaten tonen aan dat harde, door mineralen versterkte tanden dateren van vóór hun rol bij het verbrijzelen en vermalen van hard voedsel, wat typisch is voor roofdieren. We kunnen alleen maar speculeren dat het versterken van de eerste tanden met een mineraal ook nuttig was voor andere diëten. Deze vroege conodonten waren hoogstwaarschijnlijk filtervoeders, zoals de huidige vinvissen, en aten plankton. Misschien bevatte dit plankton knapperige stukjes of werd er efficiënter gefilterd door een zeef gevormd door harde naalden, want zo hebben deze eerste tanden waarschijnlijk gefunctioneerd, zegt onderzoeker dr. Emilia Jarochowska van de Universiteit Utrecht, die het project begeleidde.

Jaarringen

Door deze microscopisch kleine tandjes door te snijden krijgen we een kijkje in het dagelijks leven van organismen die bijna 500 miljoen jaar geleden leefden. Conodonttanden verschillen van de tanden van andere gewervelde dieren omdat ze gedurende het hele leven van het dier bleven groeien - voortdurend en periodiek kwamen er nieuwe glazuurachtige structuren op het jongste oppervlak. Zo ontstaat een soort jaarring waarin elke levensfase van het organisme bewaard is gebleven. Meer geavanceerde conodonten, die zich als roofdier voedden, vertonen gewoonlijk slijtage- en beschadigingssporen als gevolg van het knagen aan harde prooien, maar de primitiefste soorten vertoonden dergelijke sporen niet.

Concurrentie

De evolutie van tandachtige structuren vóór het begin van het eigenlijke roofdiergedrag kan worden toegeschreven aan verschillende milieu-omstandigheden: de vroegste conodonten scharrelden rond in vroeg-Paleozoïsche oceanen waarin grotere roofdieren nog afwezig waren. Met het verschijnen daarvan in de loop van het Paleozoïcum zijn de conodonten zich wellicht gaan aanpassen aan een ecosysteem waarin zij het moesten opnemen tegen nieuwe, grotere roofdieren. Onze resultaten brengen ons een stap dichter bij de ontrafeling van het aloude mysterie over de opkomst van gewervelde dieren als de meest diverse en succesvolle macroscopische dieren op aarde, verklaart Isabella Leonhard, de studente die deze fossielen heeft geanalyseerd.