Nieuw onderzoek onthult de bizarre ademhalingsorganen van de beroemde zeedieren.

Trilobieten zijn een bekende klasse uitgestorven geleedpotigen die in zee leefden. Ze hadden een halvemaanvormige kop die wel wat weg had van de hedendaagse degenkrab. Trilobieten behoren samen met ammonieten en dinosauriërs ongetwijfeld tot de bekendste fossielen. Dankzij nieuwe, vernuftige technologie en een uiterst zeldzame verzameling gefossiliseerde trilobieten hebben onderzoekers nu ontdekt hoe de diertjes ademhaalden. En dat deden ze op een ietwat bizarre manier.

Fossielen
Ondertussen zijn er al meer dan 22.000 soorten trilobieten ontdekt. Maar de zachte delen van de diertjes zijn slechts in ongeveer twee dozijn bewaard gebleven. “Deze trilobieten zijn vereeuwigd in pyriet; ook wel het goud der dwazen genoemd,” legt onderzoeker Nigel Hughes uit. “Voor ons is dit echter belangrijker dan goud, omdat we hierdoor ons begrip over de zachte delen kunnen uitbreiden.”

Trilobiet fossiel bewaard in pyriet. Afbeelding: Jin-Bo Hou/UCR

De onderzoekers kwamen tot een merkwaardige ontdekking. Want op de pootjes van de 450 miljoen jaar oude zeedieren troffen ze heuse kieuwen aan. In tegenstelling tot wat eerder werd gedacht, ademden trilobieten dus via hun pootjes met behulp van ademhalingsorganen die aan hun dijen hingen. “Tot nu toe hebben wetenschappers het bovenste gedeelte van de trilobietpoot altijd vergeleken met de niet-respiratoire pootjes van schaaldieren,” zegt onderzoeker Jin-Bo Hou. “Maar ons werk laat voor het eerst zien dat het bovenbeen als een kieuw fungeerde.”

3D-model
Met behulp van een CT-scanner waren de onderzoekers vervolgens in staat om de dichtheid tussen het pyriet en het omringende gesteente te bepalen. Hierdoor slaagde het team erin om driedimensionale modellen van deze zelden geziene kieuwen te vervaardigen. “Het stelde ons in staat om het fossiel te zien zonder veel in het gesteente te hoeven boren en slijpen,” legt paleontoloog Melanie Hopkins uit. “Op deze manier verkregen we een goed beeld van iets dat zelfs onder een microscoop lastig te zien zou zijn: we ontdekten echt hele kleine, anatomische structuren in de orde van 10 tot 30 micron breed.” Ter vergelijking: een mensenhaar is ongeveer 100 micron dik.

Raadsel
De onderzoekers konden zien hoe het bloed door de kamers in deze delicate structuren moet hebben gestroomd en onderweg zuurstof oppikte. Deze ademhalingsorganen zijn vrijwel identiek aan de kieuwen in moderne geleedpotigen die in de oceaan leven, zoals krabben en kreeften. Waarom de kieuwen precies op de pootjes zaten, is echter nog een groot raadsel. De meeste trilobieten speurden de oceaanbodem af en gebruikten aanhangsels bevestigd aan de onderkant van hun pootjes om prooien te vangen en te vermalen. Je zou daarom zeggen dat een ademhalingsorgaan op het bovenbeen niet bepaald een ideale locatie is. “Het is nog een open vraag waarom de ademhalingsorganen op die plek op het lichaam zijn ontwikkeld,” aldus Hopkins.

De bevindingen uit de studie, gepubliceerd in het vakblad Science Advances, helpt bij het oplossen van de puzzel over de vroege evolutie van dieren. Zo kan de trilobiet nu steviger op de evolutionaire boom geplaatst worden, precies tussen oudere geleedpotigen en schaaldieren in. Hoewel de dieren onderhand zijn uitgestorven, waren ze een succesvolle soort in termen van evolutie. Ze hebben meer dan 250 miljoen jaar weten te overleven; langer dan de dinosauriërs. En dankzij de nieuwe studie breiden we onze kennis over deze beroemde en taaie zeedieren steeds verder uit.