Een 380 miljoen jaar oud fossiel van een vis heeft onthuld dat vingers zich bij gewervelde dieren ontwikkelden voordat de wezens uit de zee wrongen en evolueerden tot landbewonende wezens, zoals een nieuwe studie beschrijft.
Het fossiel van de 5,1 meter lange (1,6 meter) vis, bekend onder de wetenschappelijke naam Elpistostege watsoni, suggereert dat menselijke handen waarschijnlijk uiteindelijk zijn geëvolueerd uit de vinnen van deze vis, zei onderzoeksleider Richard Cloutier, een professor in evolutionaire biologie aan de Universiteit van Quebec in Rimouski.
Het fossiel "verduidelijkt de vraag over de overgang tussen vissen en viervoetige dieren", bekend als tetrapoden, vertelde Cloutier WordsSideKick.com in een e-mail. 'Het is voor het eerst dat cijfers, zoals te zien bij tetrapoden, worden gevonden in een vin bedekt met schubben en vinstralen, zoals te zien bij vissen.'
Een fossiel om nooit te vergeten
De ontdekking van het fossiel in het Miguasha National Park in Quebec kostte een heel team. Twee toeristen vonden verschillende delen van de staart en Benoît Cantin, een natuurbeschermer van het Miguasha-park, vond het grootste deel van het fossiel op het strand, dat hij opgroeide met Michel Haché en Philippe Duranleau Gagnon, beide naturalistische gidsen in het park.
Deze groep natuuronderzoekers heeft 'het langste fossiel ooit gevonden in de Escuminac-formatie, minder dan 200 meter achter het museum, opgegraven', zei Cloutier. Dit fossiel was een prijs: hoewel het in 22 stukken steen was gebroken, toonde het het meest complete exemplaar van E. watsoni uitgaan.
Zodra de door de toeristen gevonden staartstukken waren toegevoegd, "was dit het laatste stukje van de puzzel om ons unieke, 1,57 meter lange exemplaar van Elpistostege, de enige complete elpistostegaliaanse of tetrapod-achtige vis, bekend op aarde, 'zei Cloutier.
Andere elpistostegaliaanse vissen zijn de Tiktaalik, alleen bekend van onvolledige fossiele exemplaren in het Canadese Noordpoolgebied.
Fossiele visgalerij
Vis wereld
Wanneer E. watsoni leefde, ongeveer 380 miljoen jaar geleden, tijdens het Devoon, regeerden vissen de wereld. Het zou nog eens 150 miljoen jaar duren voordat dinosaurussen tot stand kwamen.
E. watsoni woonde in een groot estuarium langs de zuidkust van Euramerica, een oud continent dat het huidige Noord-Amerika en een deel van Europa omvatte. In die tijd lag Euramerica iets ten zuiden van de evenaar, dus E. watsoni genoten van een warm klimaat.
Op het land waren er 10 meter hoge (10 m) boomachtige varens, evenals kleinere planten. Maar er waren geen gewervelde dieren of dieren met ruggengraat. In plaats daarvan waren er ongewervelde dieren, zoals schorpioenen en duizendpoten, zei Cloutier. De enige gewervelde dieren, zoals de scherpe kat E. watsoni, waren in de zee.
"Uitzonderlijk fossiel"
De onderzoekers analyseerden de vis via een hoogenergetische CT-scan (computertomografie) aan de Universiteit van Texas in Austin, zei Cloutier. Dit gaf het team, samengesteld uit wetenschappers van de Universiteit van Quebec in Rimouski en Flinders University in Australië, een digitaal beeld van het fossiel dat ze konden roteren, vergroten en bestuderen.
De voorvinnen van de vis, bekend als borstvinnen, trokken meteen de aandacht van de onderzoekers. Deze vinnen hadden voorlopers van vingers en armen van gewervelde dieren, waaronder het opperarmbeen (arm), radius en ellepijp (onderarm), rijen carpus (pols) en vingerkootjes georganiseerd in cijfers (vingers), aldus de onderzoekers. Het zijn deze laatste, distale botten die de onderzoekers beschreven in de nieuwe studie, die woensdag (18 maart) online is gepubliceerd in het tijdschrift Nature.
"Dit is de eerste keer dat we ondubbelzinnig ontdekte vingers opgesloten in een vin met vinstralen in een bekende vis", zegt senior auteur John Long, hoogleraar paleontologie aan de Flinders University, in een verklaring. 'De articulerende cijfers in de vin zijn als de vingerbeenderen in de handen van de meeste dieren.'
Kleine rijen botten in de borstvin, die de onderzoekers identificeerden als cijfers, 'laten zien dat het basisplan voor de hand van gewervelde dieren (inclusief onze eigen hand!) In de beginfase moet zijn ontstaan binnen de vinnen van geavanceerde vissen met lobbenvinnen van het Laat-Devoon, meer dan 380.000.000 jaar geleden, 'zei Cloutier.
Deze vis liep echter waarschijnlijk niet op zijn vinnen. Er zijn te veel kleine botten, wat betekent dat de vis veel flexibiliteit had in het "vinger" -gebied, maar deze vingers waren niet optimaal om gewicht op het land te dragen. "Waarschijnlijk, Elpistostege zwom, maar het had op zijn borstvinnen kunnen staan op de bodem van ondiep estuarien en rivierwater, 'zei Cloutier.
Het bovenarmbeen of opperarmbeen van de vis vertoont ook kenmerken die worden gedeeld met vroege amfibieën. "Elpistostege is niet noodzakelijk onze voorouder, maar het is het dichtst dat we een echt 'overgangsfossiel' kunnen vinden, een tussenproduct tussen vissen en tetrapoden, 'zei Long.
Cloutier merkte op dat twee van de vingers van de vis elk twee vingerkootjes hebben en drie elk een vingerkootje, in tegenstelling tot mensen, die twee of drie vingerkootjes per vinger hebben. Niet elke gewervelde heeft echter vijf vingers, zoals deze vis en mensen.
'Vroege tetrapoden hadden tussen de zes en acht vingers,' zei Cloutier.
Na E. watsoni leefden, vinstralen en schubben gingen verloren in de borstaanhangsels naarmate tetrapoden verder evolueerden en uiteindelijk landden. Toch delen alle tetrapoden hetzelfde basispatroon van cijfers als in E. watsoni, Zei Cloutier.
"Deze ontdekking en dit onderzoek geven een beter inzicht in een van de belangrijkste gebeurtenissen in de evolutie van gewervelde dieren: de oorsprong van tetrapoden de overgang tussen watervissen en terrestrische tetrapoden", zei Cloutier.
