Ging de evolutie toch anders dan gedacht? Eerste landdieren waren nooit kikkervisjes

Vissen kropen ooit het land op en werden amfibieën. Daaruit ontstonden reptielen en uiteindelijk zagen de zoogdieren het levenslicht, met als kers op de taart de mens. Een mooi, overzichtelijk verhaal dat scholieren generaties lang met de paplepel is ingegoten. Maar zo ging het helemaal niet, blijkt uit nieuw onderzoek waarbij burgerwetenschappers een grote rol hebben gespeeld.

Amerikaanse paleontologen hebben piepkleine fossielen ontdekt van oeroude viervoeters die veel moderner opgroeiden dan gedacht. Er was helemaal geen kikkervisjesstadium en dus geen spectaculaire metamorfose zoals bij kikkers en salamanders. En dat heeft behoorlijk grote gevolgen voor de evolutieleer.

Mini-krokodil

Laten we beginnen bij het begin. Al het leven begon in zee. Op een gegeven moment ontwikkelde een tak van de vissen ledematen en zette de eerste stappen op het land. Uit die vroege viervoeters, de zogeheten tetrapoden, ontstonden uiteindelijk alle moderne amfibieën, reptielen, vogels en zoogdieren. Wetenschappers gingen er lang van uit dat deze pioniers zich ongeveer ontwikkelden zoals moderne amfibieën. Dat wil zeggen dat ze uit een ei komen, een larvenfase doormaken en daarna via metamorfose veranderen in hun volwassen vorm. Maar de nieuwe fossielen vertellen een heel ander verhaal.

“Toen veel van ons op de middelbare school zaten, leerden we een versimpelde versie van de evolutie: sommige vissen werden amfibieën, sommige amfibieën werden reptielen en sommige reptielen werden zoogdieren”, zegt onderzoeker Jason Pardo. “Ons onderzoek laat zien dat die fundamentele aanname, dat de eerste viervoeters opgroeiden zoals amfibieën, gewoon niet klopt.”

Mini-monsters uit een oeroud moeras

De fossielen komen uit Mazon Creek in de Amerikaanse staat Illinois, een van de beroemdste vindplaatsen ter wereld. “Dit is de eerste keer dat we zulke vroege, piepjonge dieren hebben gevonden”, vertelt onderzoeker Arjan Mann. “Mazon Creek is een soort tijdcapsule. Het is ongelooflijk wat er allemaal uit de grond komt. Mason Creek bewaart dingen waarvan je denkt dat ze onmogelijk bewaard kunnen blijven.”

Baby-embolomeer met een volwassen dier op de achtergrond. Foto: Gabriel Ugueto

Het team onderzocht tientallen fossielen uit de overgangsfase tussen vissen en landdieren, maar twee exemplaren sprongen eruit: de baby’s van een embolomeer. Embolomeren waren krokodilachtige roofdieren die tussen 350 en 280 miljoen jaar geleden de rivieren, meren en moerassen domineerden. Volwassen dieren konden meer dan drie meter lang worden. Een heel verschil met de exemplaren uit Mazon Creek, die slechts een paar centimeter lang zijn.

Leestip: De allereerste dieren hadden geen seks en dat remde de evolutie miljoenen jaren lang af

Jarenlang een raadsel

Mann zag een van de fossielen tien jaar geleden al voor het eerst tijdens zijn promotieonderzoek. “Het lag gewoon in een lade van het museum. Op dat moment wist nog niemand dat het een jonge embolomeer was, maar ik was er meteen door gefascineerd.”

Samen met collega Pardo probeerde hij jarenlang te achterhalen waar ze precies naar keken. “We hebben in het afgelopen decennium ontelbaar veel gesprekken gevoerd over wat dit in hemelsnaam was. Elke avond zaten we elkaar berichten te sturen: wat betekent deze structuur? Wat zou dit kunnen zijn?” Pas toen ze de elektronenmicroscoop erbij pakten, werd duidelijk dat het inderdaad om jonge embolomeren ging.

Geen kikkervisje te bekennen

Maar dat antwoord leverde meteen een nieuw mysterie op. Als deze dieren zich ontwikkelden zoals moderne amfibieën, hadden ze duidelijke kenmerken van een larvale fase moeten hebben, zoals uitwendige kieuwen. Maar die ontbraken volledig. Sterker nog: hetzelfde patroon dook op bij meerdere soorten jonge fossiele tetrapoden. De dieren groeiden wel van jong naar volwassen en ontwikkelden daarbij hun ledematen, maar nergens vonden onderzoekers bewijs voor een echte amfibie-achtige metamorfose. “We hebben verschillende soorten onderzocht uit de overgang van vis naar viervoeter en geen enkele leek ook maar een beetje op een kikkervisje”, legt Pardo uit. “En zonder kikkervisje heb je ook geen metamorfose.”

Volgens hem lijken deze vroege viervoeters qua levenscyclus eerder op moderne vissen, of zelfs op ons, dan op kikkers en salamanders. Dat betekent ook dat een geliefde hypothese het veld moet ruimen. “Het verhaal was altijd dat metamorfose het gereedschap was waarmee dieren de stap van water naar land maakten. Dat verhaal werkt niet meer”, aldus Pardo.

Amateurs op fossielenjacht

Deze wetenschappelijke ommezwaai was nooit mogelijk geweest zonder samenwerking tussen musea, wetenschappers en enthousiaste amateurs. Veel van de fossielen zijn namelijk gevonden door vrijwilligers en burgerwetenschappers. “Elk fossiel in deze studie is het resultaat van samenwerking”, zegt Mann. “We zijn anders gaan denken over de evolutie van viervoeters door mensen die hun vondsten met ons deelden. Dit is een monumentale ontdekking en zonder burgerwetenschap was die er nooit geweest.”

Wil je niets van Scientias missen? Volg Scientias op Google Discover dan zie je al onze verhalen!

Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast: