Meest recent

    Voorouder van weekdieren was een stekelige, knobbelige naaktslak met een klein schelpje

    Stekelig, knobbelig en met een hoornachtig schelpje zo groot als een nagel, schoonheidsprijzen zal Calvapilosa kroegeri niet winnen, maar waarschijnlijk zag de voorouder van alle weekdieren er zo uit. Dat leiden onderzoekers af uit de ontdekking van een zeer goed bewaard, 480 miljoen jaar oud fossiel van een weekdier dat duidelijk een radula of rasptong heeft met meer dan 125 rijen tandjes. Een radula is een tongachtige structuur die enkel gevonden wordt bij weekdieren.

    Een reconstructie van Calvapilosa (Illustratie: Esben Horn/Jakob Vinther).

    Het fossiel, dat Calvapilosa kroegeri werd genoemd ter ere van paleontoloog Björn Kröger  - de naam betekent: “Krögers harige scalp” - had één enkele helmachtige schelp op zijn kop. Deze schelp werd grotendeels bedekt door de vlezige mantel, die over de gehele rugzijde van het dier dunne stekels droeg. Volgens het team onderzoekers, bij wie ook Peter Van Roy van de Universiteit Gent en Yale University hoort, geeft het fossiel "een mooi antwoord op de vraag hoe de voorouder van alle weekdieren er heeft uitgezien".

    “De weekdieren omvatten een heel scala aan erg verscheiden groepen, die alle vanaf ongeveer 520 miljoen jaar geleden verschenen over een erg korte tijdspanne, waarschijnlijk minder dan 20 miljoen jaar”, zegt Derek Briggs van de Yale University, één van de co-auteurs van de studie, in een persbericht. “Hun evolutionaire geschiedenis is samengebald in een kort interval dat de ‘Cambrische Explosie’ genoemd wordt; dit maakt het moeilijk om de exacte wijze te reconstrueren waarop de verschillende groepen van weekdieren geëvolueerd zijn."

    Naast de meer bekende inktvissen, Nautilus, slakken en mossels, omvatten de weekdieren ook een aantal minder bekende en kleinere groepen zoals de keverslakken (chitons) en de wormachtige Aplacophora.

    De nieuw ontdekte Calvapilosa ligt op de evolutionaire tak die uiteindelijk leidt naar de keverslakken en Aplacophora. “Calvapilosa toont ons hoe de lichaamsvorm van keverslakken en Aplacophora tot stand kwam: ze ontstonden uit een voorouder met één schelp op de kop, die vervolgens evolueerde naar vormen met twee schelpen, en uiteindelijk naar dieren met zes schelpen zoals de directe voorouders van keverslakken en Aplacophora”, zegt Jakob Vinther van de University of Bristol, een van de hoofdauteurs van de studie.

    Hedendaagse keverslakken hebben acht schelpen, maar dit aantal varieerde in uitgestorven vormen. Fossielen hebben aangetoond dat de worm-achtige Aplacophora, waarvan de recente vertegenwoordigers helemaal geen schelp hebben, voortkomen van een voorouder met acht schelpen, deze schelpen gingen in de loop van de evolutie verloren.

    De voorouder van de andere grote groep van weekdieren, waartoe de inktvissen, slakken en mossels behoren, had ook slecht één enkele schelp, dit is het grondplan van waaruit alle weekdieren ontstaan zijn. Het onderzoeksteam leidde hieruit af dat de voorouder van alle levende weekdieren een naaktslak-achtig wezen was met borstelige stekels en één enkele schelp. En dat is net hoe Calvapilosa kroegeri er uit ziet.

    Op basis van moleculaire gegevens van levende weekdieren, gecombineerd met anatomische kenmerken van zowel fossielen als levende vormen, hebben de onderzoekers ook een evolutionair diagram opgesteld voor de weekdieren, gekoppeld aan de geologische tijdschaal.

    De studie van het team van Yale is gepubliceerd in het vakblad "Nature".

    Mopalia lignosa, een moderne chiton of keverslak met de kenmerkende acht schelpen.

    "Opwindend"

    Martin Smith, een paleontoloog van de ongewervelden aan de University of Durham, die niet betrokken was bij de studie, noemt de nieuwe ontdekking "opwindend". "Dit is een erg belangrijk fossiel", zegt hij in The Guardian. "Er is veel discussie geweest over de gemeenschappelijke voorouder van de weekdieren, en er is natuurlijk zo'n grote verscheidenheid aan lichaamsvormen bij de hedendaagse weekdieren, gaande van pijlinktvissen tot slakken en verschillende andere dingen, dat het moeilijk is om uit te vissen hoe hun gemeenschappelijke voorouder er uitzag."

    Vroeger is voorgesteld dat de gemeenschappelijke voorouder geen schelp had, maar de nieuwe studie, aldus Smith, wijst erop dat een enkele schelp en een radula deel uitmaken van het oorspronkelijke  lichaamsplan van de weekdieren, die vervolgens verloren zijn gegaan, aangepast zijn of vermenigvuldigd in de verschillende takken in de loop van de evolutie. "Dit verandert volkomen de manier waarop we naar de vroegste geschiedenis van de weekdieren kijken, en hoe we de fossiele overblijfselen bekijken", zegt Smith.

    Niet iedereen is echter overtuigd. Doctor Julia Sigwart, een specialist in de evolutie van weekdieren aan de Queen's University Belfast, zegt dat zelfs met een leeftijd van 480 miljoen jaar, het nieuwe fossiel te jong is om conclusies te trekken over hoe de voorvader van alle weekdieren er zou uitgezien hebben. 

    "Dit is geen bijzonder oud fossiel in de context van de evolutie van de weekdieren", zegt ze in The Guardian. Maar, zo voegt ze er aan toe, het fossiel toont wel hoe veel verschillende vormen er bestaan hebben in de loop van de geschiedenis van de weekdieren gedurende de laatste 500 miljoen jaar. "Elke keer als we deze uitzonderlijk goed bewaarde fossielen vinden, zijn ze zeer belangrijk voor ons om te begrijpen hoe hun lichaamsplan er uitzag, net omdat dergelijke fossielen zo zeldzaam zijn." 

    In een e-mail antwoordt Peter Van Roy op de kritiek van Sigwart dat de relatief jonge ouderdom van Calvapilosa op zich geen argument is tegen het feit dat het fossiel inzichten geeft over de afstamming van de weekdieren. Primitieve vormen kunnen immers naast meer geavanceerde  vormen voortbestaan, en wel degelijk informatie geven over de vroege evolutie van de groep waartoe ze behoren.  Dat is bijvoorbeeld momenteel het geval met de monotremen, erg primitieve, eierleggende zoogdieren als het vogelbekdier en de mierenegels, die nu nog steeds bestaan maar wel degelijk belangrijke inzichten hebben opgeleverd over de vroege evolutie van de zoogdieren.

    Het volledige, goed bewaarde fossiel van Calvapilosa kroegeri (foto: Peter Van Roy).

    Volledig exemplaar

    Het eerste exemplaar van Calvapilosa werd al ontdekt in 2008. “Ik was onmiddellijk enorm opgewonden toen ik het fossiel zag: het toont heel duidelijk een complexe radula, wat een ontegensprekelijk kenmerk van weekdieren is. Ik stuurde direct foto’s naar Jakob (Vinther), die natuurlijk even enthousiast was!” aldus Van Roy in het persbericht.

    Jammer genoeg was het achterste deel van het fossiel slecht bewaard. Daarom beslisten de onderzoekers te wachten met de publicatie van een formele beschrijving, in de hoop dat met de tijd meer compleet materiaal zou gevonden worden. Hoewel in de daaropvolgende jaren verschillende geïsoleerde schelpen werden gevonden, was het wachten tot 2014 alvorens het geduld van de onderzoekers werd beloond.

    Het team vond het volledige exemplaar in rotsen uit Marokko die pas toegekomen waren aan de Yale University. "We hadden de lades doorzocht om te zien of er geen nieuwe specimens tussen zaten, en we hadden het gemist", zo zegt Vinther in The Guradian. "En toen zei Kröger: 'Waarom gebruiken jullie dit specimen niet - het is helemaal volledig', en toen haalde hij dit ding tevoorschijn." 

    “Dit is werkelijk het specimen waar we al deze jaren op gewacht hadden”, zegt Van Roy.

    Aangenomen wordt dat een volwassen exemplaar van Calvapilosa tot 12 centimeter lang kon worden. De jonge exemplaren uit de verzameling van Yale halen echter nog geen 2 centimeter. 

    De radula of rasptong van Calvapilosa (bovenaan) en van een moderne chiton of keverslak (onderaan) (Foto: Peter Van Roy/Luke Parry).

    Marokko

    Het nieuwe fossiel werd ontdekt in de uitzonderlijk goed bewaarde Fezouata Biota - al de levende wezens op een bepaalde plaats en een bepaald ogenblik - in de Anti-Atlas regio in het zuidoosten van Marokko.

    De Fezouata Biota, die dateren uit de periode van het Vroeg Ordovicium (485 tot 470 miljoen jaar geleden) werd begin de jaren 2000 ontdekt door Mohamed "Ou Said" Ben Moula, een uitzonderlijke verzamelaar die sinds de ontdekking nauw met de onderzoekers samenwerkt en een monumentale bijdrage heeft geleverd aan het gehele onderzoeksproject.

    Deze fauna heeft een groot aantal opmerkelijke organismen opgeleverd die voorheen enkel gekend waren uit het vroeg tot midden Cambrium (ca 541 tot 505 miljoen jaar geleden). Naast deze archaïsche vormen omvat de fauna ook verscheidene meer geavanceerde dieren.

    “Sinds de ontdekking door Ou Said is Fezouata snel één van de voornaamste uitzonderlijk bewaarde fauna’s ter wereld geworden. Het bijzondere belang van deze fauna bestaat erin dat hij een veel vollediger beeld verschaft van de diversiteit en het functioneren van mariene ecosystemen tijdens het Ordovicium dan andere biota’s uit hetzelfde tijdsinterval. Fezouata documenteert het begin van de zogenoemde ‘Grote Ordovicische Biodiversificatie’: dit is één van de meest diepgaande evolutionaire en ecologische gebeurtenissen voor mariene ecosystemen in de afgelopen 500 miljoen jaar” zegt Peter Van Roy, senior auteur van het artikel en leider van het Fezouata project.

    De "heuvel van de Anomalocarididen" in Fezouata, waar zeer goed bewaarde exemplaren zijn gevonden van geleedpotigen die Anomalocarididen genoemd worden (Foto: Peter Van Roy).