Een 120 miljoen jaar oud fossiel van een nieuw ontdekt zoogdier werpt nieuw licht op hoe het kaakgewricht zich heeft ontwikkeld tot het middenoor van het beestje.

Maak kennis met Jeholbaatar kielanae: een uitgestorven zoogdier dat nog het meeste weg had van een veldmuis. Fossiele resten ervan, waaronder een uitzonderlijk goed bewaard gebleven middenoor, zijn teruggevonden in de Jiufotang Formatie in China. J. kielanae trekt de aandacht van paleontologen vanwege zijn middenoor dat erg verschilt met dat van zijn familieleden. Hoe kan dat? Dat heeft te maken met de manier waarop het kleine zoogdier kauwde, schrijft een team van Chinese en Amerikaanse onderzoekers in Nature.

Lees ook:

• Slikken of stikken: voorouders zoogdieren hadden moderne tong
• Geheimen onthuld van uitgestorven reuzenaap

Palinaal kauwen

J. kielanae behoorde tot de zogeheten Multituberculata: een orde van primitieve zoogdieren die inmiddels zijn uitgestorven. Deze kleine zoogdieren leefden 160 miljoen jaar tot 34 miljoen jaar geleden en vormen dan ook de langstlevende zoogdierengroep ooit. Een mogelijke reden waarom de beestjes zo succesvol waren, is hun manier van kauwen.

In plaats van voedsel in stukken te snijden met een verticale kaakbeweging, zoals katten doen, of hun voedsel te malen door hun onderkaak zijwaarts te bewegen, zoals koeien doen, maalden Multutuberculata voedsel door hun onderkaak horizontaal naar achteren te trekken (een zogeheten palinale beweging). Hierdoor konden deze dieren naast insecten en kleine gewervelde beestjes ook planten benutten als voedselbron. Deze kauwstijl vereiste echter wel een aangepaste kaak.

Gehoorbeentjes

Alle, nu levende, zoogdieren hebben drie gehoorbeentjes: de hamer, de stijgbeugel en het aambeeld. Dit in tegenstelling tot bijvoorbeeld reptielen, die maar één gehoorbeentje hebben – de columella die vergelijkbaar is met de stijgbeugel. De hamer en het aambeeld van zoogdieren komen overeen met het articulare en het quadratum die in reptielen het kaakgewricht vormen.

Sommige fossiele zoogdieren hadden gehoorbeentjes die nog deels aan het kaakgewricht vastzaten. In de loop van miljoenen jaren zijn die kaakbeenderen gaan krimpen, zelfs zodanig dat ze na verloop van tijd helemaal geen deel meer uitmaakte van het gewricht, maar een deel van het oor vormden.

Deze anatomische ontwikkeling heeft ten minste drie keer onafhankelijk plaatsgevonden in de evolutionaire geschiedenis van zoogdieren, en het verklaart waarom we deze configuratie niet in alle fossielen van zoogdieren tegenkomen. Hoe en waarom dit gebeurde, en welke specifieke zoogdieren bij het proces betrokken waren, is nog onduidelijk.

Glazen bol

Wat we wel weten, is dat de drie losse gehoorbeentjes zorgen voor een beter gehoor over een groter frequentiebereik. De vraag is alleen: zijn de gehoorbeentjes ‘losgekoppeld’ van de kaak zodat zoogdieren beter konden horen, of gebeurde het om de palinale kauwbewegingen mogelijk te maken? De Chinese onderzoekers denken het laatste, althans voor J. kielanae.

“Evolutie kan niet in de toekomst kijken, waardoor het niet aannemelijk is dat de eerste ontwikkeling van kaakgewricht-botten tot gehoorbeentjes gebeurde om pas vele generaties later een beter gehoor te krijgen” zegt paleontoloog Dennis Voeten van Uppsala Universiteit in een e-mail. “Evolutie werkt in kleine stapjes die telkens iets beter functioneren dan de vorige. Zulke kleine ontwikkelingen moeten zich door de tijd heen opstapelen om een werkelijk nieuw orgaan of compleet andere functie te verkrijgen. In zoogdieren die met dinosauriërs moesten concurreren kon een geleidelijke evolutie van het kauwgedrag op die manier resulteren in een verbeterd gehoor dat er, samen met warmbloedigheid, voor zorgde dat ze ’s nachts konden jagen en overleven.”

Bronnen: Nature, Nature News & Views (pdf), EurekAlert!, Gizmodo

Beeld: Haibing Wang et al., 2019/Nature

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!