Bij CT-scans van allerhande dieren, zoals deze kettingkathaai (Scyliorhinus retifer), vergeleken onderzoekers pantserbultjes. Hier zijn in groen huidtandjes zichtbaar.
Onderzoek bevestigt de evolutie van tandgevoeligheid en corrigeert de oorsprong van vissen met tientallen miljoenen jaren.
Ongemak bij een gebitsreiniging of bij een hap van een ijsje: tandgevoeligheid voor druk, temperatuur en pijn is volgens onderzoekers uit Chicago een restant van zintuiglijke structuren in het exoskelet van oeroude vissen. Dentine – de binnenste laag van tanden die sensorische informatie doorgeeft aan zenuwen in de tandholte – ontstond als sensorisch weefsel in het pantser van een vroege gewervelde, maar blijkt afwezig in wat wetenschappers beschouwden als de vroegste vis (Nature, 21 mei).
Inzichten
Dat tanden zijn geëvolueerd uit hobbelige structuren op het uitwendige skelet van gepantserde vissen is al enige tijd bekend, vertelt vertebratenpaleontoloog en onderzoeker aan de Vrije Universiteit van Brussel, Koen Stein. De recente studie in Nature bevestigt dat zulke pantserbultjes in Eriptychius – een gewervelde vis uit het Ordovicium, ongeveer 465 miljoen jaar geleden – dentine bevatten en het dier waarschijnlijk hielpen om de omstandigheden in het water om zich heen waar te nemen. ‘Een interessante studie die zorgt voor diepere inzichten dankzij sensationele technologie’, aldus Stein.
Dentine
Yara Haridy, die het onderzoek leidt, is niet op zoek naar de oorsprong van tanden wanneer ze aan het project begint. In plaats daarvan hoopt ze een andere al lang bestaande paleontologische vraag te beantwoorden: wat is de vroegste gewervelde in het fossielenbestand? Haridy maakt met behulp van een deeltjesversneller honderden hoge-resolutie CT-scans, van fossiele exemplaren uit het Cambrium (485-540 miljoen jaar geleden) tot moderne dieren als kevers, zeepokken en roggen. De aanwezigheid van dentine in het uitwendige pantser is hierbij kenmerkend voor gewervelden.
Uitstulpingen
Bij een Cambrisch fossiel van het geslacht Anatolepis, een groep kaakloze vissen, ziet het team duidelijke kenmerken van wat lijkt op dentine. Vergelijking met een bekend fossiel van een geleedpotige, doet de onderzoekers daarentegen realiseren dat de pantserbultjes van Anatolepis helemaal geen dentine bevatten en meer weg hebben van de zintuiglijke haren op het exoskelet van krabben. ‘Men dacht dat dit Cambrische dier een gewervelde was, maar het was in werkelijkheid een geleedpotige,’ zegt Haridy in een persbericht. Dat de sensorische uitstulpingen van zowel gepantserde vissen als ook fossiele en moderne geleedpotigen opvallende overeenkomsten vertonen, is volgens de auteurs het resultaat van onafhankelijk evolutie: gewervelde en ongewervelde dieren schikten zich toevallig aan de hand van dezelfde strategie naar de vergelijkbare omgevingsdruk.
Deeltjesversneller
Volgens Stein discussiëren paleontologen al sinds de jaren negentig van de vorige eeuw of Anatolepis tot de vertebraten of arthropoda behoort. In 1996 verschijnt een publicatie in Nature waarin wetenschappers gebaseerd op de histologie beweren dat het om een vertebraat gaat. ‘Het gebruik van een deeltjesversneller laat onderzoekers nu jaren later tot in de kleinste anatomische details kijken. De gemeenschap beschouwde Anatolepis lang als de vroegste vis. Dit nieuwe inzicht zorgt er daarom voor dat we de leeftijd van het oudste vissenfossiel moeten terugschroeven: de oorsprong van vissen blijkt 30 tot 40 miljoen jaar later dan gedacht.’