Krokodilachtige vis zette voet aan land

Skeletten van een krokodilachtige vis laten zien hoe vissen zich aanpasten om aan land te kunnen stappen.

Onze verre voorvaderen waren grote visachtige beesten met een afgeplat lijf en koppen als krokodillen. Circa 380 miljoen jaar geleden gebruikten ze hun sterke, pootachtige voorvinnen om zich het land op te slepen.

Dat beeld wordt ondersteund door de ontdekking van drie zeer goed bewaard gebleven fossielen op het Canadese Ellesmere Island, op een afstand van iets meer dan 150 kilometer van de Noordpool.

Neil Shubin van de universiteit van Chicago en Edward Daeschler van de Academie voor Natuurwetenschappen in Philadelphia beschrijven de fossielen vandaag in twee publicaties in het wetenschappelijke tijdschrift Nature. De onderzoekers hebben het nieuwe fossiel Tiktaalik roseae genoemd: 'grote ondiepwatervis' in de taal van de plaatselijk levende bevolking in de Canadese provincie Nunavut.

Tiktaalik is bijzonder omdat hij zo mooi in de bestaande evolutionaire stamboom past. Het twee à drie meter lange fossiel vult het gat tussen vissen als Panderichtys en Eusthenopteron (zie afbeelding). Paleontologen beschouwen die als voorouders van de eerste viervoeters en jongere fossielen als Ichtyostega en Acanthostega, in feite echte viervoeters met vissenstaarten.

Tiktaalik is een mengelmoes van vis en viervoeter. Van vissen heeft het fossiel de primitieve kaak, de ruitvormige schubben en natuurlijk zijn vinnen. Maar anders dan een vis was Tiktaalik in staat om zijn vinnen te buigen langs scharnierpunten - de onderzoekers spreken van polsen, ellebogen en schouders. Typisch voor een viervoeter is ook zijn rudimentaire nek en zijn stevige ribbenkast: belangrijk om te voorkomen dat een dier onder zijn eigen gewicht ineen zakt als het zich op het land hijst. Het platte hoofd van Tiktaalik doet denken aan vroege amfibieachtigen. Zijn krokodillensnuit, zo stellen de onderzoekers, maakte hem meer geschikt om boven water naar prooi te happen en minder om die vanuit het water naar binnen te zuigen.

In een commentaar in Nature vergelijken collega-paleontologen Per Erik Ahlberg en Jennifer Clack het fossiel met de vroege vogel Archaeopteryx, misschien wel 's werelds beroemdste fossiel. Ze noemen Tiktaalik 'een schakel tussen vissen en gewervelde landdieren die te zijner tijd net zo'n evolutionair icoon zou kunnen worden als de proto-vogel Archaeopteryx'.

Bijzonder aan Tiktaalik is ook de manier waarop het fossiel gevonden is. Paleontologen gebruikten bestaande kennis van de evolutionaire stamboom om de plaats en de ouderdom van de aardlaag te bepalen waar ze dergelijke fossielen zouden kunnen aantreffen.

Tussen het ijs en de gletsjers van de Canadese provincie Nunavut onderzochten zij vijf jaar lang gesteentelagen uit het einde van het Devoon (tot 359 miljoen jaar geleden), de tijd dat deze ontbrekende schakel geleefd moest hebben. Ze richtten de aandacht op een versteend landschap van ondiepe meanderende stroompjes waar land en water elkaar voortdurend afwisselen: een ideale habitat voor de gezochte vroege viervoeter. Het succes kwam in 2004 toen de paleontologen een krokodilachtige kop uit het gesteente zagen steken. Binnen twee weken hadden ze drie uitstekend bewaarde fossielen van Tiktaalik uitgehakt.

Shubin en Daeschler vermoeden dat Tiktaalik eerder was aangepast aan het leven op de bodem van ondiep water dan aan een volledig land-bestaan. De reconstructie van de 'vinnen' van Tiktaalik toont een waaiervormig palet van botjes waarin paleontologen een 'bovenarm' en een 'onderarm' onderscheiden. Verder naar het uiteinde van de ledematen wordt het beeld onduidelijker.

In de vinnen zijn de kenmerkende dunne botjes van vinnen te herkennen, maar Shubin en Daeschler signaleren ook een structuur die vergelijkbaar is met onze pols en zelfs onze hand. Tiktaalik was in staat het uiteinde van zijn vinnen iets omhoog te buigen, precies zoals nodig zou zijn om een rechtopstaande viervoeter overeind te houden.

Daarmee is de kloof naar echte viervoeters nog niet helemaal overbrugd. 'Er is nog altijd een flink verschil met echte vingers of tenen', concluderen Ahlberg en Clack. Het gat tussen poten en vinnen is grotendeels gevuld, stellen zij, 'maar nog niet helemaal'.