Wetenschappers hebben lang gedebatteerd over de ademhalingswerking van zeeschorpioenen, maar een nieuwe ontdekking door een geoloog van de West Virginia University concludeert dat deze grotendeels in het water levende uitgestorven geleedpotigen lucht op het land ademden.

James Lamsdell verdiepte zich in de merkwaardige zaak van een 340 miljoen jaar oude zeeschorpioen, of zeeschorpioen, oorspronkelijk uit Frankrijk dat bewaard was gebleven in een Glasgow, Schotland museum voor de laatste 30 jaar.

Een assistent-professor geologie aan het Eberly College of Arts and Sciences, Lamsdell had 25 jaar geleden tijdens zijn promotieonderzoek over het 'vreemde exemplaar' gelezen. Bestaand onderzoek suggereerde dat het af en toe aan land zou gaan.

Toch was er niets bekend over of het lucht kon ademen. De dichtstbijzijnde levende verwant van de zeeschorpioen is de degenkrab, die eieren op het land legt, maar boven water niet kan ademen.

Deze details verbaasden Lamsdell door de jaren heen totdat hij contact opnam met een collega, Victoria McCoy aan de Universiteit van Wisconsin-Milwaukee, en vroeg, "Heeft u toegang tot een CT-scanner?"

"We vroegen ons af of we nieuwe technologie konden toepassen om verder te kijken naar wat er van dit exemplaar bewaard was gebleven, " zei Lamsdell, die aan het hoofd staat van een paleobiologisch laboratorium aan de WVU. "Ik hou van het wetenschappelijke en detectivewerk dat bij onderzoek komt kijken. En dit was een cold case waarvan we wisten dat er potentieel bewijs was."

Door middel van computertomografie (CT) beeldvorming, Lamsdell en zijn team vonden dat bewijs, die is gepubliceerd in Huidige biologie .

Onderzoekers zijn erin geslaagd de ademhalingsorganen van de driedimensionale zeeschorpioen te bestuderen, wat leidde tot twee bevindingen die Lamsdell opvielen. Eerst, hij merkte op dat elke kieuw op de zeeschorpioen was samengesteld uit een reeks platen. Maar de achterkant bevatte minder platen dan de voorkant, wat onderzoekers ertoe aanzet zich af te vragen hoe het zelfs zou kunnen ademen.

Toen richtten ze zich op pilaren die de verschillende platen van de kieuw verbinden, die worden gezien in moderne schorpioenen en spinnen, zei Lamsdell. Deze pijlers, of kleine bundels weefsel, worden trabeculae genoemd.

"Dat houdt de kieuwen uit elkaar, zodat ze niet instorten als ze uit het water zijn, " legde Lamsdell uit. "Het is iets dat moderne spinachtigen nog steeds hebben. Dat vinden was de laatste aanwijzing.

"De reden waarom we denken dat ze aan land kwamen, was om zich tussen plassen water te verplaatsen. Ze konden ook eieren leggen in meer beschutte, veiligere omgevingen en migreren terug naar het open water."

De ontdekking van luchtademende structuren in de zeeschorpioenen geeft aan dat aardse kenmerken voorkwamen in de spinachtige stamlijn, de onderzoekers schreven, wat suggereert dat de voorouders van spinachtigen semi-aards waren.

Naast Lamsdell en McCoy, co-auteurs zijn onder andere Opal Perron-Feller van Oberlin College en Melanie Hopkins van het American Museum of Natural History.

Nu Lamsdell de zaak al meer dan 20 jaar in zijn achterhoofd heeft gekraakt, hij gelooft dat er meer uit het fossiel te halen is. Hij merkte op dat de achterpoten van de zeeschorpioen uitzetten in een peddelvorm, waarvan hij vermoedt dat het zou zijn gebruikt om te zwemmen. De basis van hun benen had ook punten die voedsel voor hen vermaalden dat ze in hun mond manoeuvreerden, Lamsdell toegevoegd.

"Een van de dingen die echt cool zouden zijn om te doen, is om dit model uit te werken en te proberen precies te reconstrueren hoe de benen konden bewegen en hoe ze waren gepositioneerd, "Lamsdell zei, "zoals het fossiel reconstrueren als een levend dier."