Om å måle livets utvikling

Hva kan lengdemål av knokler lære oss om evolusjon?

I forrige innlegg fortalte jeg om studieturen til Uppsala, og alle fossilene vi møtte der. Jeg skriver masteroppgave om fossiler av en utdødd dyregruppe kjent som fiskeøglene.

Noen av de aller eldste finner vi på Svalbard, fra tiden da øygruppa var dekket av hav for 247 millioner år siden. Ved Evolutionsmuseet i Uppsala har de samlet noen av disse urgamle fiskeøgleknoklene fra Svalbard, og vi dro dit for å måle dem.

Bein som bevisføring

Noe som er felles for alle dyr er at de er tilpasset miljøet de lever i. Vi som forsker på fossiler kan derfor lære veldig mye av å studere skjelettene til fossile dyr. Skjelettet fungerer som feste for muskler, det beskytter indre organer og bestemmer bevegeligheten til dyret. Det er en nøkkelfaktor i tilpasning både i vann og til lands.

Derfor, for å gå fra å være et landlevende dyr til å bli fullt havlevende – slik som fiskeøglene gjorde –  trengs det store forandringer i skjelettet.

En livsviktig funksjon hos skjelettet til et landlevende dyr er at det skal kunne bære kroppsvekten, men i vann er dette uviktig. Der er det oppdrift og flyteevne som gjelder. For å kunne flyte bedre, ser vi derfor at fiskeøglene fikk mer porøse knokler. Kanskje var disse knoklene fylt med fett, slik som hos hvaler.

Kollega Aubrey må holde fast i svaneøgleluffen hun studerer. hvis ikke vil hunden Mew gjerne slikke på den.

Hunden min, Mew, på besøk på kontoret. Hun klarte ikke å skjule sin skuffelse over å ikke få gnage på kollega Aubreys svaneøgleluffe. Bein, men ikke tyggebein. Foto: Victoria Engelschiøn Nash.

Da havet ble dominert av ålelignende havøgler

Jeg har brukt mye tid på å sortere fiskeøgleknoklene mine, og jeg har oppdaget noen veldig spesielle ryggvirvler.  Det var professor og ekspert på triasfiskeøgler, Martin Sander fra Tyskland som satte meg på sporet da han besøkte oss på Naturhistorisk museum.

For 247 millioner år siden hadde fiskeøglene akkurat gjort den enorme overgangen fra land til vann. Ryggvirvlene som jeg studerer blir høye og smale på en bestemt måte jo lenger bakover i halen man kommer, og ribbeina er festet på en helt spesiell måte. De er også ganske store, og må ha tilhørt dyr som var mer enn 5 meter lange.

Denne formen er tolket som at halevirvlene fikk fester til store muskler for å utvikle en lang og sterk, nesten ålelignende hale. Senere fiskeøgler utviklet store halefinner, ikke så ulikt haier og delfiner, men disse svære sjøuhyrene må ha minnet mer om en fire-luffet murene. Man tror at de store fiskeøglene med ålelignende haler kan ha vært bakholdsjegere, og brukt den store halen for å få høy fart raskt.

En tegning av fiskeøglen Cymbospondylus som svømmer rundt en dykker.
Rekonstruksjon av bakholdsfiskeøglen Cymbospondylus fra mellomtrias. Legg merke til den lande, ålelignende halen! Dykker med 1-meter selfiestang for skala. 
Illustrasjon: Victoria Engelschiøn Nash, bakgrunnsbildet er tatt av Jorge Láscar og er hentet fra Wikimedia Commons. 

En mulig stammor?

De aller fleste fiskeøglene av bakholdstypen kjenner vi først fra mange millioner år senere, det er funnet fossiler etter dem over store deler av verden fra perioden midtre trias. Det kan dermed tenkes at de store, mye eldre fiskeøglene vi finner på Svalbard, er stammødre og- fedre til disse.

Jeg ser derfor nå etter likheter imellom fiskeøglene vi finner på Svalbard, og de yngre bakholds-fiskeøglene som er funnet ellers i verden. Som i alle andre familier vil øglene da dele ulike likhetstrekk. I og med at vi ikke har øyefarge – eller smilehull – bevart, studerer vi knoklene.

Slektskap i skjelettet

Når vi ser nærme på fossiler, kan vi se at de har tydelige likheter i skjelettet. Disse likhetene er synlige selv om, eller kanskje fordi, dyrene levde med flere millioner års mellomrom.

Fellestrekk kan for eksempel være at ribbeina er festet til ryggvirvlene på en viss måte, at tennene har en bestemt form, eller at overarmsbeinet er nøyaktig dobbelt så langt som bredt. Og hvordan måler man disse forskjellene? Med linjal, så klart!

Ved å lage tabeller hvor vi måler for eksempel knoklenes lengde mot høyde og bredde mot dybde, kan vi få en idé om hvilke dyr som er nærmest i slekt og ikke. Denne grenen av paleontologi kalles «komparativ anatomi», direkte oversatt = sammenlignende knokkelstudier.

En figur som viser hvordan man tar høyde-, bredde- og lengdemål på en ryggvirvel.

Hvordan måle en 247 millioner år gammel ryggvirvel. Eller hvilken som helst annen virvel man måtte ha for hånden. Figur: Victoria Engelschiøn Nash.

Detektivarbeid

Ved museet i Uppsala har de knokler etter fiskeøgler som både er fra Svalbard og er like gamle som mine.  Med meg i bagasjen dit hadde jeg derfor kamera, -stativ, lamper for fotografering, skyvelær til å måle knoklene, notatbok – og veldig mange post-it-lapper. Alle anatomiske særtrekk skulle beskrives i den ytterste detalj!

Nå sitter jeg med enda mer (målbar) kunnskap om de gamle fiskeøglene fra Svalbard. Lengdemåling av knokler kan altså hjelpe oss å bedre forstå hvordan fiskeøgler eller andre dyregrupper har utviklet seg i forhold til hverandre.

Innen den neste måneden håper jeg å ha funnet ut enda mer om hvem disse gamle fiskeøglene var – eller i hvert fall hvem de lignet på!