Ver voordat de dinosauriërs op aarde liepen, waren de oceanen gevuld met gepantserde vissen met sterke kaken en vlijmscherpe tanden. Nieuw onderzoek onthult meer over hoe ze deze gebruikten.

Wie zijn eten fijnmaalt met zijn kaken, staat er niet bij stil dat dit stukje anatomie ooit niet bestond. De oudste gewervelden waarvan we weten dat ze kaken en tanden hadden waren placodermi: gepantserde vissen die zo’n vierhonderd miljoen jaar geleden leefden. Ze zwommen voor de kust van wat nu Noordwest-Australië is. Uit nieuw onderzoek van Flinders University (Australië) blijkt dat ze twee verschillende manieren hadden om hun eveneens gepantserde prooien dood te bijten. Dat vertelt ons meer over de evolutie van de kaak.

Lees ook:

• Unieke vondst: vliegende pterosauriër stond op het menu van de zwemmende ichthyosauriër 
• Deze verre verwant van de krokodillen liep op twee poten en had een snavel

Twee soorten kaken 

De onderzoekers gebruikten een nieuwe combinatie van technieken om uit te zoeken hoe placodermi hun prooien fijnmaalden. De vissen waren vroege gewervelden en zoals gezegd de eersten met een kaak. Toch kwam deze al in verschillende soorten en maten voor, zegt Alice Clement van het Flinders Palaeontology Lab. 

“Placodermi bieden een unieke mogelijkheid om te begrijpen hoe een paar van de eerste kaken zich aanpasten aan verschillende voedingspatronen”, aldus Clement. “We weten dat dieren die hard voedsel eten doorgaans sterkere kaken evolueerden, evenals bredere, plattere kauwplaten. Maar dat is niet helemaal wat uit deze analyse kwam.”

De kleinere soorten in het onderzoek gebruikten hun brede, platte kauwplaten om hun prooi in zijn geheel te verpulveren, maar de grotere soorten evolueerden tanden die dienden als een soort wapen. Daarmee konden ze schelpdieren en gepantserde prooien die te groot waren om door te slikken doorboren en verbrijzelen. 

Gladde platen versus tanden

De onderzoekers maakten 3D-modellen op basis van de fossiele kaakbotten en gebruikten deze voor hun digitale bijtsimulaties. Daarna vergeleken ze deze resultaten met hoe complex het bijtoppervlak van de verschillende vissen was. Toen zagen ze dat zowel de grootste als de kleinste soort de sterkste kaken had, maar wel een compleet andere manier van kauwen. 

Rex Mitchell, de eerste auteur van het onderzoek, bestudeert de link tussen het voedselpatroon van een dier en zijn schedelvorm. “In tegenstelling tot veel dieren die we vandaag de dag kennen, inclusief mensen, hadden placodermi niet een enkele onderkaak. Hun kaken bestonden uit verbonden botachtige platen die werden ondersteund door kraakbeen, met oppervlakken die varieerden van brede kauwplaten tot scherpe snijranden met tandachtige structuren”, aldus Mitchell.

Kleine placodermi hadden brede, vrijwel gladde kauwplaten, terwijl het oppervlak van de grootste soorten verhoogd was met tandachtige structuren. “Dat was een interessante verrassing”, zegt onderzoeker Austin Fitzpatrick. “Zowel de kleinste als de grootste dieren hadden sterke kaken, maar ze verbrijzelden hun prooien op heel andere manieren.” 

Op de vraag hoe dit verschil is ontstaan, moeten we volgens de onderzoekers kijken naar de relatie tussen de lichaamsgrootte van het roofdier en hun prooi. Kleine gepantserde prooien konden simpelweg in de mond opgeslokt worden en daarna worden verbrijzeld tussen brede platen. Grotere prooien moesten eerst in kleinere stukjes worden gehakt voordat ze konden worden opgegeten. Voor die methode is een complexere tandstructuur nodig. 

Link met menselijke evolutie

De vondsten tonen aan dat de kaakontwikkeling van de eerste gewervelden niet volgens een enkel evolutionair pad is verlopen. In plaats daarvan evolueerden placodermi meerdere soorten kaken, die hen in staat stelden om de verschillende soorten prooi in hun ecosysteem op te kunnen eten. 

John Long, die ook meewerkte aan het onderzoek, heeft enkele van de exemplaren die in deze studie zijn gebruikt gevonden. “Sinds 2013 worden placodermi direct gelinkt aan de menselijke evolutie, als het startpunt van de lijn die van vissen naar mensen gaat. Door placodermi beter te begrijpen, komen we dichterbij de oorsprong van het menselijke lichaamsplan.” 

Bronnen: EurekAlert!, Scientific Reports