De schedels van tetrapoden hadden minder botten dan uitgestorven en levende vissen, waardoor hun evolutie voor miljoenen jaren werd beperkt, volgens een laatste studie.

Door fossiele schedels van dieren te analyseren tijdens de overgang van een aquatische naar een terrestrische omgeving, ontdekten onderzoekers van de Universiteit van Bristol, de Universitat Pompeu Fabra in Barcelona en het University College London dat tetrapoden complexere verbindingen tussen hun schedelbeenderen hadden dan vissen. En in plaats van de diversificatie van het leven op het land te bevorderen, beperkten deze veranderingen in de schedelanatomie de evolutie van tetrapodschedels.

Tetrapoden evolueerden uit vissen en waren de vroegste landdieren met ledematen en cijfers; de voorouders van alles, van amfibieën tot mensen.

Het onderzoek, deze week gepubliceerd in Science Advances , kwantificeerde de organisatie van schedelbotten in meer dan 100 levende en fossiele dieren om beter te begrijpen hoe schedels veranderden toen tetrapoden evolueerden.

Hoofdauteur James Rawson van Bristol's School of Earth Sciences zei:"Tetrapodschedels hebben over het algemeen minder schedelbeenderen dan hun voorouders van vissen, maar door simpelweg het aantal botten te tellen, missen we enkele belangrijke gegevens. We gebruikten een techniek genaamd netwerkanalyse, waarbij de rangschikking van de schedel botten - welke botten met welke verbonden zijn - wordt naast het botnummer geregistreerd."

Auteur Dr. Borja Esteve-Altava, een expert in deze techniek, zei:"Traditioneel is anatomieonderzoek voornamelijk beschrijvend of kwalitatief geweest. Netwerkanalyse biedt een degelijk wiskundig raamwerk om anatomische relaties tussen botten te kwantificeren:een soort gegevens die in de meeste studies over morfologische evolutie."

De auteurs ontdekten dat tetrapoden met minder schedelbotten dan vissen de organisatie van hun schedels complexer maakten.

Mr. Rawson voegde toe:"Het lijkt misschien vreemd, maar het hebben van minder botten betekent dat elk van die botten contact moet maken met meer van zijn buren, wat resulteert in een complexere opstelling. Moderne kikkers en salamanders hadden de meest complexe schedels van alle dieren die we bestudeerden ." De schedels van de vroegste tetrapoden werden ook meer geconsolideerd tot een enkele eenheid, terwijl hun voorouders van vissen schedels hadden die uit verschillende afzonderlijke secties bestonden.

Door te kijken naar de verscheidenheid aan schedelbotarrangementen in de loop van de tijd, ontdekten de auteurs ook dat de oorsprong van tetrapoden samenvalt met een afname van de verscheidenheid aan schedelbotarrangementen. Professor Emily Rayfield, senior auteur van de studie, zei:"We waren verrast toen we ontdekten dat deze veranderingen aan de schedel de evolutie van de tetrapoden leken te beperken, in plaats van straling naar nieuwe habitats op het land te bevorderen. We denken dat de evolutie van een nek, uitstervingsgebeurtenissen of een knelpunt in de ontwikkeling van de schedel kan verantwoordelijk zijn."

Mr. Rawson concludeerde:"We zien ook een vergelijkbare daling in structurele variabiliteit voor de ledematenbotten bij vroege tetrapoden, maar de daling in de ledematen vindt 10 miljoen jaar eerder plaats. Het lijkt erop dat verschillende factoren de evolutie van schedel en ledematen in vroege tetrapoden beïnvloedden, en we hebben nog zoveel meer te leren over deze cruciale tijd in onze eigen evolutionaire geschiedenis."

"De vroege schedelevolutie van tetrapoden wordt gekenmerkt door verhoogde complexiteit, beperking en een afwijking van de evolutie van de vin-ledematen", door James Rawson, Dr. Borja Esteve-Altava, Dr. Laura Porro, Dr. Hugo Dutel en professor Emily Rayfield in Wetenschappelijke vooruitgang. + Verder verkennen

Schedel van 340 miljoen jaar oud dier digitaal nagebouwd, waardoor geheimen van oude amfibieën worden onthuld