Een van de fossielen van Kimberella die de onderzoekers onderzocht hebben.
Credit: Dr Ilya Bobrovskiy/GFZ-Potsdam

Overblijfselen oudste maaltijd ter wereld geven meer informatie over onze oudste dierlijke voorouders

Sommige van de oudste dieren die we kennen en die meer dan 550 miljoen jaar geleden in de zeeën leefden, hadden een mond en een darmkanaal en verteerden hun voedsel zoals moderne dieren dat doen. Een analyse van hun laatste maaltijd voor hun dood heeft nieuwe informatie opgeleverd over de levensfuncties van Kimberella en Dickinsonia, twee vertegenwoordigers van de Ediacara-fauna. Dat blijkt uit een nieuwe studie van de Australian National University (ANU).    

De Ediacara-fauna zijn zowat de oudste grote organismen ter wereld en ze dateren van 575 miljoen jaar geleden. ANU-onderzoekers hebben ontdekt dat sommige van deze dieren bacteriën en algen aten die ze van de zeebodem haalden. Hun bevindingen leveren meer informatie op over deze vreemde creaturen, onder meer over hoe ze in staat waren voedsel op te nemen en te verteren.   

De onderzoekers analyseerden oude fossielen die bewaarde fytosterol-moleculen bevatten, de overblijfselen van hun laatste maaltijd. Fytosterolen of plantensterolen zijn stoffen die in de celmembranen van bepaalde planten voorkomen. Ze kunnen beschouwd worden als de tegenhanger van zoösterolen, sterolen van dieren, waarvan cholesterol de bekendste is.

Door de moleculen te onderzoeken, konden de wetenschappers bevestigen dat het slakachtige organisme, dat Kimberella genoemd wordt, een mond en een darmkanaal had en dat het zijn voedsel verteerde op dezelfde manier als moderne dieren dat doen. De onderzoekers zeggen dat Kimberella waarschijnlijk een van de meest ontwikkelde organismen onder de Ediacara-fauna was. Met zijn mond schraapte het wezen algen en bacteriën van de zeebodem.  

Het ANU-team ontdekte dat een ander dier, dat tot 1,4 meter lang kon worden en een geribbeld oppervlak had, minder complex was en geen ogen, mond of spijsverteringskanaal had. In de plaats daarvan absorbeerde het vreemde wezen dat Dickinsonia genoemd werd, voedsel door zijn lichaam terwijl het zich over de oceaanbodem bewoog. 

"Onze bevindingen suggereren dat de dieren van de Ediacara-biota, die op aarde leefden voor de Cambrische explosie van het moderne dierlijke leven, een mengelmoes waren van volkomen rariteiten als Dickinsonia en meer geavanceerde dieren zoals Kimberella, die reeds een aantal fysiologische eigenschappen hadden die gelijkaardig waren aan die van mensen en andere dieren die nu leven", zei hoofdauteur doctor Ilya Bobrovsky. Biota zijn de levensvormen uit een bepaald gebied of, zoals in dit geval, uit een bepaalde periode. Bobrovsky voerde de nieuwe studie uit als onderdeel van zijn doctoraat aan ANU en werkt nu aan het GeoForschungsZentrum GFZ in Potsdam.   

Een fossiel van Dickinsonia, een plat geribbeld wezen dat op de zeebodem leefde.
Ilya Bobrovskiy, The Australian National University (ANU)

Analyse van de sterolen

Door geavanceerde chemische analysetechnieken te gebruiken, waren de onderzoekers in staat de plantaardige sterolenmoleculen aan de fossielen te onttrekken en te analyseren.

De moleculen bevatten duidelijke 'handtekeningen' die de onderzoekers hielpen te achterhalen wat de dieren gegeten hadden in de aanloop naar hun dood. Volgens mede-auteur professor Jochen Brocks van ANU was het moeilijkste hierbij een onderscheid te maken tussen de vetachtige moleculen van de dieren zelf, de overblijfselen van de algen en de bacteriën in hun darmkanalen en de moleculen van de rottende algen op de oceaanbodem. Die waren immers allemaal samen in de fossielen begraven.

"Wetenschappers wisten al dat Kimberella 'graassporen' achterliet door algen van de zeebodem te schrapen, wat deed vermoeden dat het dier een darmkanaal had. Maar het was slechts na het analyseren van het darmkanaal van Kimberella dat we in staat waren te bepalen wat het dier precies at en hoe het voedsel verteerde", zei Brocks. 

"Kimberella wist precies welke sterolen goed voor hem waren en had een geavanceerd, fijn afgesteld darmkanaal om al de rest er uit te filteren."

"Dit was een eureka-ogenblik voor ons: door bewaarde chemische stoffen in de fossielen te gebruiken, kunnen we nu de darminhoud van dieren zichtbaar maken zelfs als de darm al lang vergaan is. We gebruikten vervolgens dezelfde techniek op vreemdere fossielen als Dickinsonia om uit te zoeken hoe die zich voedde en ontdekten dat Dickinsonia geen darmkanaal had", zei Brocks. 

In 2018 had het ANU-team dezelfde techniek al gebruikt om aan te tonen dat de Ediacara-fossielen cholesterol bevatten. Cholesterol is typisch voor dieren en zo konden de onderzoekers aantonen dat de Ediacara-wezens dieren waren en tot onze oudste bekende voorvaders behoorden.  

Een fossiel van Kimberella met linksonder 'graassporen' waar Kimberella algen van de zeebodem geschraapt heeft.
Masahiro Miyasaka/Wikimedia Commons/CC BY-SA 4.0

Groot geworden door voedzame algen?

Zowel Kimberella als Dickinsonia hebben een structuur en een symmetrie die niet gevonden worden bij om het even welk wezen dat nu leeft. Ze maakten deel uit van de familie van de Ediacara-biota die op aarde leefde zo'n 20 miljoen jaar voor de Cambrische explosie - een enorm belangrijke gebeurtenis die voorgoed de loop van de evolutie van alle leven op aard zou veranderen. 

Tijdens de Cambrische explosie duiken in een relatief korte tijd allerlei nieuwe bouwplannen van dieren op en de fossiele voorouders van de meeste stammen - grote families - uit het dierenrijk zijn in deze periode te vinden. 

"Ediacara-biota zijn echt de oudste fossielen die groot genoeg zijn om zichtbaar te zijn met het blote oog en ze liggen aan de oorsprong van ons en alle dieren die nu bestaan. Deze wezens vormen onze diepste, zichtbare wortels", zei Bobrovsky.

 Het was Bobrovsky die de fossielen van Kimberella en Dickinsonia die in het onderzoek gebruikt zijn, in 2018 verzameld heeft uit steile kliffen in de buurt van de Witte Zee in het noorden van Rusland. Dat is een moeilijk bereikbaar gebied waar beren en veel muggen leven. 

Professor Brocks zei dat algen rijk zijn aan energie en voedingsstoffen en dat ze een rol kunnen gespeeld hebben bij de groei van Kimberella

"Het energierijke voedsel kan verklaren waarom de organismen van de Ediacara-biota zo groot waren. Bijna al de fossielen die aan de Ediacara-biota voorafgingen, waren eencellig en microscopisch van grootte", zei Brocks.

De studie van het team van ANU en twee Russische collega's is gepubliceerd in Current Biology. Dit artikel is gebaseerd op een persmededeling van de Australian National University. 

Oleg Kuznetsov - 3depix - http://3depix.com/Wikimedia Commons.CC BY-SA 4.0

Meest gelezen