Nog voordat de dinosauriërs over de aarde liepen, waren er al verschillende soorten voorpoten in de maak.

Vleermuizen vliegen, walvissen zwemmen, gibbons slingeren van boom naar boom en mensen tikken op hun telefoon. Geen enkele andere groep gewervelde dieren heeft zoveel verschillende soorten ‘armen’ ontwikkeld als de onze. Ga maar na: vogels hebben allemaal vleugels en hagedissen lopen op handen en voeten. Al die verschillende soorten voorpoten zijn een van de dingen die zoogdieren zo speciaal maken. Maar waar is die diversiteit aan voorpoten eigenlijk begonnen?

Oorsprong
Om de oorsprong van de ontwikkeling van voorpoten van zoogdieren te achterhalen, bestudeerden onderzoekers de fossielen van oude familieleden van zoogdieren. Ongeveer 312 miljoen jaar geleden splitsten de gewervelde dieren die op het land leefden zich in twee groepen: aan de ene kant de sauropsiden (waar dinosaurussen, vogels, krokodillen en hagedissen onder vallen) en aan de andere kant de synapsiden (de groep waar zoogdieren deel van uitmaken). Hoewel de vroegste synapsiden – de pelycosauria – nauwer verwant waren aan mensen dan aan dinosauriërs, leken ze eerder op kolossale reptielen. “Als je er eentje over straat zou zien lopen, zou je niet zeggen dat het op een zoogdier lijkt, eerder op een rare krokodil,” zegt onderzoeker Ken Angielczyk.


Therapsida
Ongeveer 270 miljoen jaar geleden ontstond echter een meer diverse (en soms harige) lijn van onze stamboom: de therapsida. “Moderne zoogdieren zijn de enige overgebleven therapsiden,” legt Jacqueline Lungmus uit. “Dit is de groep waar wij vandaag de dag deel van uitmaken. Therapsida waren de eerste leden van onze familie die echt ‘vertakten’. In plaats van gek ogende krokodillen zoals de pelycosauria, omvatten de therapsida onder andere kleine carnivoren en planteneters.”

Voorpoten
Maar ging deze explosie van diversiteit ook gepaard met de ontwikkeling van verschillende soorten voorpoten? Dat besloten de onderzoekers nader te bestuderen. In totaal namen ze honderden fossiele exemplaren van 73 verschillende soorten pelycosauria en therapsida onder de loep. Voornamelijk de botten bij de schouders en ellebogen werden grondig gemeten. Ook de vorm werd nauwkeurig geanalyseerd.

De bestudeerde fossiele resten. De drie botten aan de linkerkant zijn van een pelycosauria. De botten hebben allemaal ongeveer dezelfde vorm. De vier botten aan de rechterkant zijn van de therapsida. De botten tonen de grotere variëteit aan vormen en groottes aan. Afbeelding: Jacqueline Lungmus, Field Museum

Vergelijken
Toen de onderzoekers de vormen van de armbotten met elkaar begonnen te vergelijken, ontdekten ze veel meer variatie in de botten van de therapsida dan de pelycosauria (zie afbeelding hierboven). Ook merkten ze op dat het bovenste gedeelte van de arm – vlakbij de schouder – van de therapsida bijzonder divers was. Dankzij deze eigenschap konden ze zich mogelijk vrijer bewegen dan de pelycosauria.

Deze ontdekking leidde ertoe dat onderzoekers een nieuwe conclusie konden trekken. Zo stellen ze dat verschillende soorten voorpoten zich zo’n 270 miljoen jaar geleden al begonnen te ontwikkelen. Dat is honderd miljoen jaar eerder dan tot nu toe gedacht. Zo traceerden wetenschappers de ontwikkeling van de verscheidenheid van voorpoten tot voor kort terug tot 160 miljoen jaar geleden. Maar nog voordat de dinosauriërs over de aarde liepen, waren er al verschillende soorten voorpoten in de maak. “Zoveel van wat we elke dag doen hangt samen met de manier waarop onze voorouders evolueerden,” zegt Angielczyk. “Zelfs met simpele zaken als het vasthouden van een telefoon.”