De vroegste roofdieren verschenen 480 miljoen jaar geleden op aarde - en ze hadden zelfs tanden die zichzelf konden repareren. Een team van paleontologen onder leiding van Bryan Shirley en Madleen Grohganz van de leerstoel voor paleomilieuonderzoek aan de Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) heeft meer ontdekt over hoe deze organismen konden groeien en hun tanden konden regenereren. De resultaten zijn nu gepubliceerd in Proceedings van de Royal Society B .

Miljoenen jaren geleden:een snel bewegend roofdier met scherpe tanden gaat jagen in de prehistorische zee. Het bespioneert prooi en gaat heimelijk vooruit. Het gaat in voor de kill en verslindt zijn prooi. Sommige tanden van het roofdier breken, maar ze zullen terug groeien.

Dit is een beschrijving van een conodont. Hoewel deze palingachtige gewervelde dieren slechts enkele centimeters lang waren, ze worden beschouwd als de eerste roofdieren van de aarde. Hun kleine tanden, die behoren tot de belangrijkste microfossielen, zichzelf kunnen herstellen nadat ze beschadigd zijn. Hoe, precies, dit is gebeurd, is moeilijk vast te stellen - hoewel de gefossiliseerde tanden vaak worden gevonden in zeegesteente, hun zachte weefsel wordt slechts zelden bewaard. Aangezien slechts enkele voorbeelden van zacht weefsel van conodonten bewaard zijn gebleven, het is erg moeilijk om te bepalen hoe ze zijn gegroeid.

Analyses uitgevoerd door FAU-onderzoekers werpen nu meer licht op het onderwerp. Door gebruik te maken van elektronenmicroscopen, de wetenschappers onderzochten de lagen conodont-tanden om meer te weten te komen over hoe ze groeiden. Tijdens dit scanproces een materiaal wordt gebombardeerd met elektronen. Verschillende materialen reflecteren een verschillend aantal elektronen terug naar de microscoop. Bijvoorbeeld, zware elementen reflecteren elektronen sterker dan lichtere, daarom staan ​​ze in een lichtere kleur op de afbeelding. Met deze methode konden onderzoekers de afzonderlijke lagen reproduceren en onderzoeken met een veel hogere resolutie dan voorheen.

Door gebruik te maken van röntgenspectroscopie, waarin elementen worden gedetecteerd door middel van de straling die ze uitzenden, de wetenschappers waren ook in staat om de chemische samenstelling van elke laag te analyseren.

De tanden groeiden in een afwisselende cyclus tussen slijtage en de groei van nieuwe lagen. Verder, de vorm van de tanden varieerde sterk, afhankelijk van het groeistadium van de dieren. Met behulp van de chemische samenstelling en de vorm van de tanden, de onderzoekers konden tijdens de ontwikkeling van een dier drie groeistadia identificeren die onder meer werden beïnvloed door voedingsgewoonten. Na de eerste fase, een soort larvale toestand, waarin voedsel niet mechanisch werd verteerd (door te kauwen), conodonts evolueerden tot de eerste jagers tijdens de tweede en derde groeifase. Gedurende deze periode, hun tanden ondergingen een metamorfose toen ze evolueerden tot roofdieren.

Tot nu toe, er zijn twee modellen geweest om uit te leggen hoe conodont-tanden zichzelf konden regenereren. In tegenstelling tot menselijke tanden, bijvoorbeeld, die van binnenuit groeien, conodonts' tanden herstelden zichzelf van buitenaf, voortdurend nieuwe lagen toevoegen. Een door wetenschappers ontwikkelde theorie is dat conodonten hun tanden terugtrokken tijdens rustperiodes, en de aanhechting van nieuwe lagen in epidermale pockets veroorzaakte groei. Dit kan worden vergeleken met het mechanisme van intrekbare tanden dat wordt gebruikt voor het injecteren van gif door sommige soorten slangen. Anderzijds, een andere theorie suggereert dat de tanden permanent werden omhuld door weefsel en een soort hoornkap, waardoor er in de loop van de tijd nieuwe lagen kunnen ontstaan. Het onderzoek van FAU-wetenschappers heeft nu de eerste theorie bevestigd.

De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd onder de titel "Wear, traan en systematische reparatie:testmodellen van groeidynamiek in conodonts met beeldvorming met hoge resolutie" in het tijdschrift Proceedings van de Royal Society B .