Oudste boomklimmers en tunnelgravers onder de zoogdieren ontdekt

De nieuw ontdekte zoogdieren leefden tussen 165 en 160 miljoen jaar geleden, op de grens tussen het midden- en boven-jura. In het jura-tijdperk overheersten de dinosauriërs de wereld, en tot het begin van deze eeuw was het klassieke beeld dat de kleine zoogdieren volledig in de schaduw van de dino's leefden. Gedacht werd dat ze zich enkel 's nachts buiten waagden om op de grond op zoek te gaan naar insecten, en steeds beducht moesten zijn voor de roofzuchtige, veel grotere dinosaurussen, die hen op die manier in hun ontwikkeling beperkten.

Dankzij nieuwe vondsten van goed bewaarde fossielen wordt het echter hoe langer hoe duidelijker dat de eerste zoogdieren al vroeg in hun ontwikkeling zeer gevarieerd waren en een aantal van dezelfde niches - gespecialiseerde rollen binnen een bepaalde leefmilieu - innamen als de huidige zoogdieren.

Het ene nieuw ontdekte diertje is Agilodocodon scansorius (klimmende behendige docodon) genoemd, en het is het oudste zoogdier dat in een boom leefde, dat ooit gevonden is. Agilodocodon had verschillende kenmerken die hem erg geschikt maakten om te klimmen: lange klauwen,  soepele, buigzame ellebogen, polsen en enkels, en ledematen met dezelfde verhoudingen als die van andere in bomen levende zoogdieren.

Bovendien is Agilodocodon ook de oudste alleseter die we kennen. Hij had voortanden als beitels, waarmee Agilodocodon in de bast van bomen zal hebben kunnen bijten, om zich te voeden met hars of sap van de bomen.

Volgens Zhe-Xi Luo heeft het diertje daarmee een belangrijke barrière doorbroken, omdat planten veel overvloediger aanwezig waren dan de insecten die het voedsel waren van de andere kleine zoogdieren. Zhe-Xi Luo, professor biologie en anatomie aan de universiteit van Chicago en een van de belangrijkste onderzoekers van de nieuwe zoogdieren, zei dat aan Live Science.

Een reconstructie van het skelet van Agilodocodon scansorius (illustratie: April I. Neander/University of Chicago).

De kleine Agilodocodon, die zo'n 15 centimeter lang was en hooguit 40 gram zal gewogen hebben, leefde in een gematigd klimaat op het supercontinent Laurasia, aan de rand van een meer. Het diertje is waarschijnlijk aan zijn eind gekomen in dat meer, en zo terecht gekomen op de bodem van het meer, waar het bedekt werd met sedimenten.

Daardoor zijn de overblijfselen gefossiliseerd, en 165 miljoen jaar later heeft een Chinese boer die op jacht was naar fossielen, de goed bewaarde resten gevonden in wat nu de Daohugou-formatie genoemd wordt, een afzetting die al een schat aan fossielen heeft prijs gegeven. 

Toen professor Luo het fossiel onder ogen kreeg, was hij verbaasd over hoe goed het diertje bewaard was. "Toen we Agilodocodon begonnen te bestuderen, zagen we dat de omtrek van de hoornachtige schede van de klauwen bewaard is", zei hij aan Life Science. "Die zachte weefsels zijn niet bewaard in de meeste fossielen van zoogdieren. Hij heeft een zeer lange, gebogen smalle klauw, een kenmerk dat aantoont dat hij een goede klimmer was."

Het goed bewaarde fossiel van Agilodocodon (foto: Zhe-Xi Luo/University of Chicago).

Het fossiel van het tweede zoogdiertje, Docofossor brachydactylus (gravende doco(dont) met korte vingers), werd eveneens door een Chinese fossielenjager gevonden, dit keer in de 160 miljoen jaar oude afzettingen van een meer in de Hibei-provincie, die de Ganggou-afzettingen genoemd worden.

Het fossiel werd in 2012 gevonden en het is eveneens erg goed bewaard: rond het skelet is nog te zien dat Docofossor een dikke pels had.

Docofossor was nog kleiner dan Agilodocodon: hij was slechts 7 centimeter lang en zal zo'n 17 gram gewogen hebben volgens de onderzoekers. Docofossor had voorpoten die op een spade leken, zware beenderen in zijn ledematen en korte brede bovenkiezen, kenmerken die typisch zijn voor zoogdieren die ondergronds voedsel zoeken en tunnels graven. Daarmee is Docofossor het oudste ondergronds levende zoogdier dat we kennen.

Hoe Docofossor brachydactylus er uit gezien kan hebben (illustratie: April I. Neander/University of Chicago).

Volgens de onderzoekers is het opvallend hoe zeer Docofossor op de hedendaagse Afrikaanse goudmollen lijkt. Ook die leven ondergronds en graven tunnels op zoek naar insecten,en ze hebben ook een dikke pels. Ze leken op elkaar als "twee druppels waters", zei Luo aan het persbureau Reuters.

Nog opvallender zijn echter de aanpassingen aan de vingers van de voorpoten van Docofossor. De laatste vingerkootjes zijn verlengd, en verschillende vingers in de hand hebben slechts twee in plaats van drie kootjes, wat de handen steviger maakt en meer geschikt om te graven. Ook bij de goudmollen is dat het geval, en de gelijkenissen zijn zo sterk dat de onderzoekers veronderstellen dat dezelfde genen verantwoordelijk zijn voor de afwijkingen, ook al behoren de twee soorten tot andere takken van de stamboom van de zoogdieren.

Het fossiel van Docofossor brachydactylus (foto: Zhe-XiLuo/University of Chicago).

Een reconstructie van het skelet van Docofossor (illustratie: April I. Neander/University of Chicago).

De beide fossielen kwamen in het Museum voor Natuurhistorie in Peking terecht, nog ingesloten in grote stukken steen. Luo en zijn collega's van het museum en de universiteit van Chicago bevestigden eerst de herkomst van de fossielen - Chinezen hebben een slechte reputatie op het gebied van het vervalsen van fossielen -, en bestudeerden ze vervolgens bijna twee jaar lang. Deze week hebben ze de resultaten gepubliceerd in Science, in een studie over Agilodocodon, en een over Docofossor.

De beide nieuwe soorten behoren tot de Docodonta, een orde van primitieve zoogdieren (of zoogdierachtige reptielen), die weliswaar een voorouder gemeenschappelijk hebben met de hedendaagse zoogdieren, maar die geen levende verwanten hebben onder de zoogdieren. Algemeen wordt aangenomen dat de Docodonta zelfs nog voor de dinosauriërs uitgestorven zijn.

Voor een aantal recente ontdekkingen kenden onderzoekers de Docodonta vooral van fossielen van tanden, kaken en andere fragmentjes van schedels. Skeletten waren enkel bekend van Haldanon, een klein zoogdiertje dat in de jaren 70 gevonden werd in een koolmijn in Portugal, en Castorocauda lutrisimilis (op een otter lijkende beverstaart), een soort van combinatie van een otter en een bever, die in 2004 in China ontdekt werd.

Een voorstelling van Castorocauda lutrisimilis, een docodont die aangepast was aan leven in het water.

"Wat er nieuw is aan de ontdekking van twee bijkomende docodonten, is dat een van hen een ondergronds levend dier blijkt te zijn met zeer gespecialiseerde patronen voor zijn vingers, terwijl de andere een onvervalste, uitstekende klimmer in bomen was", zei Luo. "Uit hun bewegingsfuncties kunnen we met zekerheid afleiden dat de ecologische diversiteit van de docodonten zeer uitgebreid was, veel groter dan we tot hiertoe verwacht hadden."

Andere geleerden die niet bij de studies betrokken waren, zijn het daarmee eens. "De twee studies leveren een belangrijke bijdrage aan het nieuwe beeld dat we hebben van zoogdieren uit het Mesozoïcum als sterk gediversifieerd", zei Thomas Martin, een paleontoloog van de universiteit van Bonn aan Life Science. "Het oude beeld van niet gespecialiseerde, 'primitieve" wezens, is niet langer geldig. Ze leefden in de schaduw van de dinosauriërs, maar ze floreerden daar duidelijk."

Een ding blijft echter wel: de zoogdieren uit het jura-tijdperk waren klein. Martin wijst erop dat het grootste voorbeeld dat we kennen, Castorocauda, nauwelijks 0,8 kilogram zal gewogen hebben. Grote zoogdieren ontwikkelden zich pas na het uitsterven van de dinosaurussen, 65 miljoen jaar geleden.

"Het verbaast met voortdurend hoe nieuwe ontdekkingen een meer structurele en paleo-ecologische diversiteit blootleggen", zei Rich Cifelli van de universiteit van Oklahoma aan NewScientist. Cifelli denkt dat docodonten bij het diversifiëren wel eens een voorsprong kunnen gehad hebben op andere vroege zoogdieren, omdat ze complexe kiezen hadden die makkelijk aangepast konden worden aan gespecialiseerde rollen.

David Krause, een professor anatomie aan de Stony Brook University in New York, zei dat de ontdekking van een dergelijke diversiteit bij de vroege zoogdieren, een van twee mogelijkheden doet veronderstellen: ofwel zijn de vroege zoogdieren zelfs nog vroeger ontstaan dan 200 miljoen jaar geleden, zoals nu algemeen gedacht wordt, ofwel hebben ze zich zeer snel gediversifieerd. De enige manier om te ontdekken welke optie de juiste is, is nog meer fossielen te vinden, niet alleen in China maar ook in andere delen van de wereld, zo zei Krause.