De ‘vinbotjes’ mogen er dan bij lange na niet uitzien als vingers, ze duiden op een van de belangrijkste transities in de evolutie van gewervelden.
Miljoenen jaren geleden waagden onze gevinde voorouders de metaforische sprong uit het diepe en kropen ze aan land. Een 380 miljoen jaar oud fossiel geeft paleontologen nieuw inzicht in deze overgang van vis naar gewervelde viervoeter. Het schetst, zo schrijven de onderzoekers in vakblad Nature, het ontstaansverhaal van een van onze belangrijkste en meest typerende kenmerken: onze handen.
Lees ook:
Overgang
De overgang van vis naar terrestrische, gewervelde viervoeter (de tetrapoden), waar ook de mens toebehoort, is een van de belangrijkste in onze evolutionaire geschiedenis. “De evolutie van de vroege tetrapoden staat vol in de belangstelling”, vertelt paleontoloog Lars van den Hoek Ostende (Naturalis Biodiversity Center). “Het rare is echter, dat terwijl we praten over vierpotigen, weinig onderzoek daadwerkelijk aan de poten wordt gedaan.” De reden daarvoor is simpel, legt de paleontoloog uit: de anatomische voorlopers fossiliseren moeilijk.
“Vanaf de pols bestaat de hand uit heel veel kleine botjes. Mensen hebben acht polsbeenderen, vijf middenhandsbeenderen en veertien vingerkootjes. In primitieve vierpotigen zijn dat er nog meer”, vervolgt de paleontoloog. “Vind dat maar eens allemaal in de oorspronkelijke positie terug in een fossiel.”
Kwastvinnige voorouder
Precies hierom is het nieuwe fossiel in kwestie, dat van een 380 miljoen jaar oude, 1,57 meter lange, kwastvinnige Elpistostege watsoni, een uitkomst. “Het is domweg een fantastisch bewaard gebleven fossiel”, aldus Van den Hoek Ostende.
“Kwastvinnige vissen, zoals de mysterieuze coelacanten, hebben in hun vinnen niet alleen de zachte vinstraaltjes zoals haringen, maar ook een botskeletje dat wel wat weg heeft van de botten in ledematen van viervoeters”, legt paleontoloog Dennis Voeten desgevraagd uit. “Deze overeenkomst wijst er op dat, hoe raar het ook klinkt, mensen evolutionair gezien eigenlijk ook kwastvinnige ‘vissen’ zijn.”
“We weten dat alle viervoeters ergens in het Devoon uit uitgestorven kwastvinnigen moeten zijn ontstaan, vervolgt Voeten. “Eerst als amfibische, visachtige dieren, die zich door de tijd heen ontwikkelden tot alle reptielen en zoogdieren die ooit geleefd hebben.”
‘Op handen en voeten’
Met behulp van CT-scans brachten de onderzoekers de vinnen van E. watsoni in beeld. Échte vingers heeft de kwastvinnige niet. De vroege vingerkootjes liggen als in een soort want in de vin en konden dan ook niet vrij bewegen, schrijven de onderzoekers. Pas als E. wastoni de vinstraaltjes zou verliezen, zouden de ‘vingers’ vrijkomen. Dit bevestigt dat de kwastvinnige een ware tussenvorm tussen vis en vierpotige is. Voeten: “Elpistostege droeg al veel eigenschappen van de ledematen van de vroegste viervoeters in zich.”
Helemaal nieuw zijn de bevindingen niet, kaarten beide paleontologen aan. Aan de hand van eerdere (minder goed bewaard gebleven) fossielen en modellen, vermoedde men een dergelijke ontwikkeling al. Bevestiging bleek echter uit. Tot nu. “In plaats van beargumenteren waarom deze dieren al pols- en vingerachtige botjes zouden moeten hebben, kan het nu zichtbaar gemaakt en in 3D- bestudeerd worden”, aldus Voeten.
Nog belangrijker vindt Van den Hoek Ostende de timing van de ontwikkeling van de vingerkootjes. “Dat de rest van de arm in grote lijnen al in vissen aanwezig was, was al bekend. Het was dan ook aantrekkelijk om te denken dat het laatste stukje (de hand) ontwikkelde bij de overgang naar echte vierpotigen. Dat blijkt dus nu niet het geval”.
Bronnen: Nature, Flinders University
Beeld: Cloutier et al., 2020/Nature