Vroege zoogdieren hadden al een moderne tong

Paleontologie 165 miljoen jaar geleden hadden zoogdieren al een hoefijzervormig tongbeen, dat hielp bij het kauwen en bij het drinken van melk.

Artistieke weergave van Microdocodon gracilis. Deze vroege zoogdiersoort had al een hoefijzervormig tongbeen.
Artistieke weergave van Microdocodon gracilis. Deze vroege zoogdiersoort had al een hoefijzervormig tongbeen. Illustratie April I. Neander

Het tongbeen van zoogdieren – het botje waar de tongspieren aan vast zitten – kreeg al vroeg in de evolutie zijn kenmerkende hoefijzervorm. Chinese en Amerikaanse onderzoekers schrijven in Science dat zoogdieren die tegelijkertijd met de dinosauriërs leefden al een tongbeentje hadden dat lijkt op dat van huidige soorten. Daardoor konden ze goed kauwen en slikken en moedermelk drinken.

De flexibele, kenmerkende vorm van het tongbeen is voor zoogdieren cruciaal bij het doorslikken van gekauwd voedsel, én bij het drinken van moedermelk: het zorgt ervoor dat tong en strottenhoofd gelijktijdig op en neer bewegen. Na het kauwen helpt het tongbeen ook bij het transport van het voedsel richting de keel, bij het slikken en bij het juist positioneren van de tong in de mond. Hiermee onderscheidt het tongbeen van zoogdieren zich duidelijk van dat van vogels en reptielen: die hebben een vast tongbeen, dat lang zo flexibel niet is, en waarmee complexe kauw- en slikbewegingen niet mogelijk zijn.

Vergelijkbaar met een dwergmuis

De paleontologen ontdekten in Daohugou, een bekende opgravingslocatie in het noordoosten van China, een nog onbekende fossiele soort: Microdocodon gracilis. Het diertje had een geschat gewicht tussen de 5 en 9 gram, vergelijkbaar met dat van een dwergmuis, en behoorde tot de docodonta – primitieve zoogdierachtigen met relatief ‘complexe’ kiezen, waarmee ze voedsel konden fijnmalen: zo ontstond steeds geavanceerder kauwgedrag.

De nieuw ontdekte soort (gezien zijn lange staart vermoedelijk een behendige klimmer) leefde in het Midden-Jura, pakweg 165 miljoen jaar geleden. De ontwikkeling van een hoefijzervormig tongbeen was een vroege en grote stap in de zoogdierevolutie, die vermoedelijk samenging met de opkomst van het geavanceerdere kauwgedrag. Pas later vonden andere belangrijke ontwikkelingen plaats: zo raakten de gehoorbeentjes los van de kaak, om het middenoor te vormen.

Tot nu toe lag de focus bij het onderzoek aan vroege zoogdieren vooral op de tanden – onderscheid tussen soorten werd gemaakt op basis van het gebit, omdat er vaak geen andere informatie voorhanden was. Maar bij Microdocodon gracilis is het gehele skelet goed bewaard gebleven. Inclusief het tongbeentje dus, waarbij de ‘horens’ (de uitsteeksels) goed te onderscheiden zijn.

Zadel of schommel

Zelf spreken de onderzoekers liever van een zadel- of schommelvorm, licht hoofdonderzoeker Zhe-Xi Luo toe in een e-mail: „Als je het tongbeentje van de voor- of achterkant bekijkt, oogt het inderdaad als een hoefijzer, maar driedimensionaal gezien is het een complexere structuur, waarbij de horens eerder doen denken aan de kettingen van een schommel.”

In een commentaar in Science schrijft zoogdieronderzoeker Simone Hoffmann van het New York Institute of Technology dat in hedendaagse buideldieren en vogelbekdieren het tongbeentje direct na de geboorte al functioneert, om melk te kunnen zuigen, terwijl het middenoor zich pas twintig dagen later van de onderkaak afsplitst. Ook bij muizen werkt het tongbeentje meteen, terwijl het middenoor pas twee dagen later ontstaat. Zowel de vondst van Microdocodon gracilis als de ontwikkeling van huidige zoogdieren doet dus vermoeden dat zoogdierachtig kauwen en slikken – met relatief ingewikkelde tongbewegingen – in de evolutie voorafging aan de ontwikkeling van het middenoor. Hoffmann: „Het tongbeentje evolueerde bovendien eenmaal, terwijl de afsplitsing van het middenoor en de onderkaak meerdere malen afzonderlijk in de evolutie is opgetreden.”