De tussenwervelschijven verbinden de wervels en geven de wervelkolom zijn mobiliteit. De schijf bestaat uit een kraakbeenachtige vezelring en een gelatineuze kern als buffer. Er is altijd aangenomen dat alleen mensen en andere zoogdieren schijven hebben. Een misvatting, zoals een onderzoeksteam onder leiding van de Universiteit van Bonn nu heeft ontdekt:zelfs Tyrannosaurus rex kan een hernia hebben opgelopen. De resultaten zijn nu gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten .

Hedendaagse slangen en andere reptielen hebben geen tussenwervelschijven; in plaats daarvan, hun wervels zijn verbonden met zogenaamde kogelgewrichten. Hier, het bolvormige eindoppervlak van een wervel past in een komvormige verdieping van de aangrenzende wervel, vergelijkbaar met een menselijk heupgewricht. Daartussen zit kraakbeen en gewrichtsvloeistof om het gewricht mobiel te houden. Deze evolutionaire constructie is goed voor de hedendaagse reptielen, omdat het de gevreesde hernia voorkomt, die wordt veroorzaakt doordat delen van de schijf uitglijden in het wervelkanaal.

"Ik vond het moeilijk te geloven dat oude reptielen geen tussenwervelschijven hadden, " zegt paleontoloog Dr. Tanja Wintrich van de sectie Paleontologie van het Instituut voor Geowetenschappen van de Universiteit van Bonn. Ze merkte op dat de wervels van de meeste dinosaurussen en oude mariene reptielen erg lijken op die van mensen - dat wil zeggen, ze hebben geen kogelgewrichten. Ze vroeg zich daarom af of uitgestorven reptielen tussenwervelschijven hadden, maar had deze in de loop van de evolutie 'vervangen' door kogelgewrichten.

Vergelijking van de wervels van dinosaurussen met dieren die vandaag nog leven

Hiertoe, het team van onderzoekers onder leiding van Tanja Wintrich en met deelname van de Universiteit van Keulen en de TU Bergakademie Freiberg, evenals onderzoekers uit Canada en Rusland onderzocht in totaal 19 verschillende dinosaurussen, andere uitgestorven reptielen, en dieren die nog steeds in leven zijn. De onderzoekers concludeerden dat tussenwervelschijven niet alleen bij zoogdieren voorkomen. Voor deze onderzoeken is wervels die nog met elkaar verbonden waren, werden op verschillende manieren geanalyseerd.

Verrassend genoeg, Dr. Wintrich heeft nu ook kunnen aantonen dat resten van kraakbeen en zelfs andere delen van de tussenwervelschijf bijna altijd bewaard zijn in zulke oude exemplaren, inclusief mariene reptielen zoals ichthyosauriërs en dinosaurussen zoals Tyrannosaurus. Vervolgens volgde ze de evolutie van de zachte weefsels tussen de wervels langs de stamboom van landdieren, die 310 miljoen jaar geleden werd opgesplitst in de lijn van zoogdieren en de lijn van dinosauriërs en vogels.

Tussenwervelschijven zijn tijdens de evolutie verschillende keren naar voren gekomen

Het was voorheen onbekend dat tussenwervelschijven een zeer oud kenmerk zijn. De bevindingen tonen ook aan dat tussenwervelschijven verschillende keren zijn geëvolueerd tijdens de evolutie bij verschillende dieren, en werden waarschijnlijk twee keer vervangen door kogelgewrichten bij reptielen. "De reden waarom de tussenwervelschijf is vervangen, kan zijn dat deze gevoeliger is voor beschadiging dan een kogelgewricht, " zegt Dr. Wintrich. Niettemin, zoogdieren hebben altijd tussenwervelschijven behouden, het bekende patroon herhalend dat ze nogal beperkt zijn in hun evolutionaire flexibiliteit. "Dit inzicht staat ook centraal in het medische begrip van de mens. Het menselijk lichaam is niet perfect, en zijn ziekten weerspiegelen onze lange evolutionaire geschiedenis, ", voegt paleontoloog Prof. Dr. Martin Sander van de Universiteit van Bonn toe.

Op het gebied van onderzoeksmethoden, het team putte niet alleen uit paleontologie, maar ook over de medische anatomie, ontwikkelingsbiologie en zoölogie. Onder de microscoop, dinosaurusbotten die met een steenzaag zijn gesneden en vervolgens zeer dun worden gemalen, bieden informatie die vergelijkbaar is met histologische secties van vast en ingebed weefsel van bestaande dieren. Dit maakt het mogelijk om de lange perioden van evolutie te overbruggen en ontwikkelingsprocessen te identificeren. Prof. Sander merkt op:"Het is werkelijk verbazingwekkend dat het kraakbeen van het gewricht en blijkbaar zelfs de schijf zelf honderden miljoenen jaren kan overleven."

Dr. Wintrich, die nu werkt aan het Instituut voor Anatomie van de Universiteit van Bonn, is verheugd over de samenwerking tussen de velden die dit interdisciplinaire begrip in de eerste plaats mogelijk heeft gemaakt:"We ontdekten dat zelfs Tyrannosaurus rex niet beschermd was tegen hernia." Alleen vogelachtige roofzuchtige dinosaurussen ontwikkelden toen ook kogelgewrichten en zadelgewrichten, nog steeds te zien in de vogels van vandaag. Hetzelfde, dergelijke kogelgewrichten waren een beslissend voordeel voor de stabiliteit van de ruggengraat van de grootste dinosauriërs, de dinosaurussen met lange nek.

Deze brug tussen paleontologie en geneeskunde is baanbrekend in Duitsland. De anatoom Prof. Dr. Karl Schilling van de Universiteit van Bonn, die niet betrokken was bij de nieuwe studie, meldt:"In de V.S. in tegenstelling tot, dinosaurusonderzoekers en evolutiebiologen zijn vaak nauw betrokken bij medische opleiding, vooral in anatomie en embryologie. Dit geeft jonge artsen een perspectief dat steeds belangrijker wordt in een snel veranderende omgeving."