Een reconstructie van Ikaria wariootia, een wormpje dat de oudste voorvader is van de Bilateria, tweezijdig symmetrische dieren.
Sohail Wasif/UCR

Voorvader van (bijna) alle dieren gevonden in Australische fossielen

Amerikaanse en Australische onderzoekers hebben de oudste tot nu toe bekende voorvader gevonden van bijna alle dieren die nu nog leven, de mens inbegrepen. Het gaat om een piepklein, wormachtig wezen dat Ikaria wariootia genoemd werd en dat zo'n 555 miljoen jaar oud is. Ikaria is het oudste bekende lid van de Bilateria, een groep van dieren die twee symmetrische kanten hebben, een voor- en een achterkant en openingen aan de beide uiteinden die verbonden zijn door een darmkanaal. 

De oudste meercellige organismen die we kennen, zoals sponzen en matten van algen, hadden variabele vormen en staan bekend als de Ediacarische biota, naar een vindplaats van fossielen in Australië, de Ediacara Hills. 

Die groep bevat de oudste fossielen van complexe, meercellige organismen, maar de meeste van deze wezens zijn niet direct verwant met de dieren die we vandaag kennen, zoals bijvoorbeeld Dickinsonia, een wezen dat leek op een blad van een waterlelie en dat een aantal basiskenmerken van de meeste dieren, zoals een mond of een darmkanaal, niet heeft. 

De ontwikkeling van tweezijdige symmetrie was een cruciale stap in de evolutie van het dierlijke leven, die organismen het vermogen gaf om zich doelbewust voort te bewegen en hen een gemeenschappelijke, succesvolle manier gaf om hun lichamen te vormen.

Een zeer groot aantal dieren, van wormen  over insecten en dinosaurussen tot mensen, zijn dan ook gevormd volgens deze fundamentele tweezijdige lichaamsblauwdruk. De belangrijkste uitzonderingen onder de dieren zijn de sponzen en de neteldieren - dieren als kwallen, bloempoliepen en koralen.

(lees verder onder de foto's)

Een fossiel van Dickinsonia, een organisme dat leek op het blad van een waterlelie maar hoogstwaarschijnlijk een dier was.
Ilya Bobrovskiy/ANU
Een voorstelling van het leven in de zee in de Ediacara-periode.
Ryan Somma/Wikimedia Commons/CC-BY-SA 2.0

De maker van fossiele graafsporen eindelijk gevonden

Evolutiebiologen die de genetica van moderne dieren bestuderen, voorspelden al langer dat de oudste voorouder van alle leden van de Bilateria eenvoudig en klein moet geweest zijn, met rudimentaire zintuigen. De kans dat van een dergelijk dier fossiele resten zouden bewaard zijn gebleven en dat ze ooit geïdentificeerd zouden worden, werd echter als zeer klein, zo niet onbestaand, beschouwd.  

Gedurende 15 jaar waren de onderzoekers het er wel over eens dat gefossiliseerde graaftunneltjes die gevonden zijn in afzettingen uit de Ediacara-periode van 555 miljoen jaar oud, gemaakt werden door tweezijdig symmetrische wezens. Maar er was geen spoor van de wezens die deze Helminthoidichnites, zoals de sporenfossielen uit Nilpena in Zuid-Australië genoemd worden, gemaakt hadden, zodat de onderzoekers alleen maar konden speculeren. 

Tot Scott Evans, een pas afgestudeerde doctor aan de University of California Riverside (UC Riverside) en Mary Droser, een professor geologie, minuscule, ovale indrukken opmerkten in de buurt van de tunneltjes. 

Met fondsen van een toelage van de NASA-afdeling exobiologie konden ze een driedimensionele laserscanner gebruiken die de regelmatige, consistente vorm van een cylindervormig lichaam blootlegde met een duidelijke kop en staart en een licht gegroefde musculatuur - spierstelsel.

Het diertje was tussen 2 en 7 millimeter lang en tussen 1 en 2,5 millimeter dik - de grootste hadden ongeveer de grootte en de vorm van een rijstkorrel. En dat was net de juiste grootte om de tunneltjes gemaakt te kunnen hebben. 

"We dachten dat deze dieren geleefd moesten hebben in deze periode, maar we hadden altijd begrepen dat ze moeilijk te herkennen zouden zijn", zei Evans. "Eens we de 3D-scans hadden, wisten we dat we een belangrijke ontdekking gedaan hadden." 

De kleine indrukken in de buurt van de gefossiliseerde tunneltjes (binnen de krijtlijnen).
Droser Lab/UCR

Aboriginal-taal

Evans en Droser hebben het kleine wezen nu wetenschappelijk beschreven, samen met Ian Hughes van de University of California San Diego en James Gehling van het South Australia Museum. 

Ze hebben het Ikaria wariootia genoemd als erkenning van de Aboriginal-bevolking in het gebied. De geslachtsnaam komt van 'Ikara', wat 'ontmoetingsplaats' wil zeggen in de Adnyamathantha-taal. Het is de Adnyamathanha-naam voor een groep bergen die in het Engels bekend staan als Wilpena Pound. De soortnaam komt van de Warioota Creek, die loopt van de Flinders Ranges tot Nilpena Station. 

Wilpena Pound, een sikkelvormig, natuurlijk 'amfitheater' van bergen in de Flinders Ranges, bij zonsondergang.
© Frank Jones. Licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Eenvoudige vorm maar een complex wezen

"De tunnels van Ikaria komen lager voor (in de afzettingen) dan al de rest. Het is het oudste fossiel dat we vinden met dit soort van complexiteit", zei Droser. "Dickinsonia en andere grote dingen waren waarschijnlijk evolutionair een doodlopende straat. We wisten dat we ook hopen kleine dingetjes hadden en dachten dat die de vroege wederzijds symmetrische wezens zouden kunnen geweest zijn waar we naar op zoek waren."

Ondanks zijn tamelijk eenvoudige vorm was Ikaria complex in vergelijking met andere fossielen uit deze periode. Het groef in dunne lagen van zuurstofrijk zand op de bodem van de oceaan, op zoek naar organisch materiaal, wat wijst op rudimentaire zintuiglijke vermogens. De diepte en de kromming van Ikaria tonen een duidelijk herkenbare voor- en achterkant, wat de voortbeweging in één bepaalde richting ondersteunt die in de tunneltjes gevonden wordt.

In de tunneltjes zijn ook kruiselingse ribbels in de vorm van een 'V' bewaard, wat doet veronderstellen dat Ikaria zich voortbewoog door spieren samen te trekken langsheen zijn lichaam zoals een worm, wat peristaltische voortbeweging genoemd wordt. 

Bewijzen voor de verplaatsing van sediment in de tunneltjes en aanwijzingen dat het organisme zich voedde met in het zand begraven organisch materiaal, wijzen erop dat Ikaria waarschijnlijk een mond, een darmkanaal en een anus had. 

"Dit is wat evolutionaire biologen voorspeld hadden", zei Droser. "Het is echt opwindend dat wat we gevonden hebben zo mooi aansluit bij hun voorspellingen."

De beschrijving van Ikaria wariootia is verschenen in Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).  Dit artikel is gebaseerd op een persbericht van de University of California Riverside.

Een 3D-laserscan van Ikaria wariootia.
Droser Lab/UCR