Zeezoogdieren ontwikkelden dikkere botten als duikgewichten in superzoute zee

Zwaardere botten werkten als duikgewichten: ze hielpen de dieren om in het superzoute water op een energiezuiniger manier dieptes te bereiken.

Zeezoogdieren, zoals walvissen en dolfijnen, hadden in het prille begin van hun evolutie, vanaf 50 miljoen jaar geleden, volle en zware botten. Het hielp hen makkelijker naar dieptes te duiken of in de waterkolom te blijven hangen. Maar die botten werden in de miljoenen jaren daarna steeds lichter naarmate de zeezoogdieren efficiënter zwommen dankzij andere adaptaties, zoals grote flippers of een staartvin.

Een internationaal team met paleontologen van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen en de Universiteit Luik heeft nu een opmerkelijke ‘terugkeer’ in die evolutie vastgesteld rond 13,8 miljoen jaar geleden. Toen kregen verschillende zeezoogdieren – ze onderzochten 12 fossielen van zeehonden, tand- en baleinwalvissen – onafhankelijk van elkaar toch weer dikkere, zwaardere botten.

De oevers van de superzoute Dode Zee. (Foto: Tiia Monto)

Superzoute zee

‘Dat heeft alles te maken met de zee waarin ze toen leefden: de Paratethyszee’, zegt paleontoloog Leonard Dewaele (KBIN, ULiège). ‘Een groot stuk van die zee in Centraal Europa raakte afgesneden van andere zeeën doordat het waterpeil zakte. Door verdere verdamping daalde de waterspiegel nog meer en werd het water extreem zout. Vergelijk het met de Dode Zee. Superzout water duwt je naar boven. Maar dat is voor zeezoogdieren die in het diepe naar voedsel zoeken vervelend. Toen we de botstructuur van de verschillende zeezoogdierfossielen uit die zoute periode van vierhonderdduizend jaar onder de loep namen, zagen we dat ze stuk voor stuk zwaardere botten hadden ontwikkeld. Met een zwaarder skelet weersta je de drijfkracht beter.’

Toen rond 13,4 miljoen jaar geleden het waterniveau in dit stuk Paratethyszee weer steeg en het in verbinding kwam met andere zeeën, werd het water brakker, maar de adaptatie van dikkere botten bleef nog miljoenen jaren. Mogelijk hielpen die zwaardere botten om op de zeebodem te foerageren. De huidige zeezoogdiersoorten stammen niet af van de dieren uit de Paratethyszee en hebben – uitgezonderd zeekoeien en de Groenlandse walvis – allemaal lichtere botten.

De ontwikkelingen lang geleden in de Paratethyszee kunnen ook een spiegel zijn voor vandaag. ‘Een stijgend zeeniveau de komende decennia of eeuwen kan binnenzeeën doen ontstaan of gescheiden zeeën met elkaar verbinden’, zegt Dewaele. ‘Ons onderzoek illustreert hoe kleine geografische veranderingen een invloed kunnen hebben op de ecologie en de evolutie van de fauna.’

Het onderzoek is gepubliceerd in het vakblad Current Biology.

'Verdikte' wervel van Pachyacanthus, een uitgestorven dolfijn die in de Paratethyszee leefde net na de superzoute periode.

Schematisch overzicht van de evolutie naar zwaardere botten in de Paratethyszee, toen die superzout was geworden. (KBIN)