Vroege haaien die 300 tot 400 miljoen jaar geleden leefden, lieten niet alleen hun onderkaken naar beneden zakken, maar draaiden ze ook naar buiten wanneer ze hun mond openden. Hierdoor konden ze het beste uit hun grootste, scherpste en naar binnen gerichte tanden bij het vangen van prooien, paleontologen van de universiteiten van Zürich en Chicago hebben nu aangetoond met behulp van CT-scanning en 3D-printen.

Veel moderne haaien hebben rij na rij formidabele scherpe tanden die voortdurend opnieuw groeien en gemakkelijk te zien zijn als hun mond maar een klein beetje wordt geopend. Maar dit was niet altijd het geval. De tanden in de voorouders van de hedendaagse kraakbeenvissen (chondrichthyan), waaronder haaien, stralen en hersenschimmen, langzamer werden vervangen. Met gesloten monden, de oudere, kleinere en versleten tanden van haaien stonden rechtop op de kaak, terwijl de jongere en grotere tanden naar de tong wezen en dus onzichtbaar waren wanneer de mond gesloten was.

Kaakreconstructie dankzij computertomografie

Paleontologen aan de Universiteit van Zürich, de Universiteit van Chicago en het Naturalis Biodiversity Center in Leiden (Nederland) hebben nu de structuur en functie onderzocht van deze eigenaardige kaakconstructie op basis van een 370 miljoen jaar oude chondrichthyan uit Marokko. Met behulp van computertomografiescans, konden de onderzoekers niet alleen de kaak reconstrueren, maar print het ook uit als een 3D-model. Hierdoor konden ze de mechanica van de kaak simuleren en testen.

Wat ze tijdens het proces ontdekten, was dat, in tegenstelling tot bij mensen, de twee zijden van de onderkaak waren niet in het midden versmolten. Hierdoor konden de dieren niet alleen de kaakhelften naar beneden laten vallen, maar tegelijkertijd beide automatisch naar buiten draaien. "Door deze rotatie de jongere, grotere en scherpere tanden, die meestal naar de binnenkant van de mond wees, rechtop werden gezet. Dit maakte het gemakkelijker voor dieren om hun prooi te spietsen, " legt eerste auteur Linda Frey uit. "Door een binnenwaartse rotatie, de tanden duwden de prooi vervolgens dieper in de buccale ruimte toen de kaken sloten."

Kaakgewricht wijdverbreid in het Paleozoïcum

Dit mechanisme zorgde er niet alleen voor dat de grotere, naar binnen gerichte tanden werden gebruikt, maar stelden de dieren ook in staat deel te nemen aan wat bekend staat als zuigen. "In combinatie met de uiterlijke beweging, de opening van de kaken zorgt ervoor dat zeewater in de mondholte stroomt, terwijl het sluiten ervan resulteert in een mechanische trekkracht die de prooi insluit en immobiliseert."

Omdat kraakbeenachtige skeletten nauwelijks gemineraliseerd zijn en over het algemeen niet zo goed bewaard zijn als fossielen, deze kaakconstructie heeft onderzoekers lange tijd ontweken. "Het uitstekend bewaarde fossiel dat we hebben onderzocht, is een uniek exemplaar, ", zegt UZH-paleontoloog en laatste auteur Christian Klug. Hij en zijn team geloven dat het beschreven type kaakgewricht een belangrijke rol speelde in het Paleozoïcum. Met steeds frequentere tandvervanging, echter, het raakte in de loop van de tijd achterhaald en werd vervangen door de vaak eigenaardige en complexere kaken van moderne haaien en roggen.