Hij leek meer op de worm aan de haak van een hengelaar dan op een levende vis die we vandaag de dag zouden herkennen, maar toch is hij de oudste vis die tot op heden bekend is.
De eerste fossiele vissen zijn bekend van schaarse en vaak dubbelzinnige fossiele resten, en onderzoek dat vandaag in Nature is gepubliceerd geeft ons het eerste duidelijke beeld van hoe deze vroegste vissen werkelijk waren.
De 518 miljoen jaar oude vis Metaspriggina walcotti was ongeveer 6 cm lang, droeg een paar grote uitpuilende ogen en kleine gepaarde neuskapsels (zie afbeelding, boven).
Hij ademde door zeven paar uitwendige kieuwen. Hij had een stevige staaf die zijn ruggengraat (notochorda) ondersteunde, waardoor sterke W-vormige spierbanden langs zijn hele lichaam konden ontstaan.
Het vermogen om snel te zwemmen was ongetwijfeld een belangrijke factor in zijn succes, terwijl hij leefde in onzekere zeeën, bewoond door grote roofdieren zoals Anomalocaris.
Metaspriggina werd voor het eerst ontdekt en genoemd in 1993, omdat men toen dacht dat het verwant was aan Spriggina uit de Ediacaran-fauna van Australië, die op 560 miljoen jaar oud werd gedateerd.
De nieuwe fossielen vertonen zeldzame kenmerken van zacht weefsel, zoals gebeitste indrukken van het hart, de lever, de darmen en de bloedvaten.
De fossielen zijn afkomstig uit de beroemde Burgess Shale sites in British Columbia, Canada, en zijn beschreven door Simon Conway Morris van de Cambridge University en Jean-Bernard Caron van The Royal Ontario Musuem op basis van meer dan 100 nieuwe exemplaren.
Over de oorsprong van vissen
De oorsprong van vissen is lang in nevelen gehuld geweest vanwege de slechte conservering van fossielen zonder harde benige skeletten.
Over andere visachtige wezens, zoals de Myllokungmingia van dezelfde ouderdom die in Zuid-China is gevonden, zijn twijfels gerezen over hun gewervelde aard.
Maar de nieuwe vondsten nemen die twijfel weg omdat ze duidelijk kenmerken vertonen die alleen bij echte gewervelde dieren voorkomen. Dit schepsel is daarom van groot belang omdat het de eerste stap is in de lange reeks van gewervelde evolutie die uiteindelijk tot ons mensen leidt.
De allereerste stap in deze reeks wordt vertegenwoordigd door chordaten, of wezens met een notochorda die hun lichaam ondersteunt.
Daaronder bevinden zich de zakpijpen (ascidiën), waarvan de larven de vorm van een kikkervisje hebben en actief zwemmen voordat ze een zittend leven gaan leiden, en lancetten zoals Branchiostoma, die in veel opzichten bijna vissen zijn zonder vinnen.
Een hoofd krijgen
De echte gewervelde dieren hebben meestal wervels en die met een goed ontwikkeld hoofd worden craniaten genoemd.
Het eerste echte gewervelde dier zoals Metaspringgina had dan wel geen benige wervels, maar had wel een goed gevormde kop met gepaarde ogen en neuszakken.
Het belangrijkste is dat het zeven paar goed ontwikkelde kieuwbogen had, die uitwendig waren zoals bij vissen met kaken, en niet inwendig zoals bij moderne kaakloze vormen zoals lampreien en slijmprikken.
Metaspriggina zou zelfs goed gevormde voorkieuwstaven hebben die de oorsprong van kaken veronderstellen.
Ik vroeg Simon Conway-Morris waarom hij deze nieuwe ontdekking zo belangrijk vond en hij antwoordde:
Ik heb aan chordaten uit verschillende Cambrium-sites gewerkt, niet in de laatste plaats aan Pikaia met Jean-Bernard Caron, en ik denk dat dit in veel opzichten de meest opwindende vondst is, omdat hiermee een zeer belangrijke leemte in onze kennis van de vroege evolutie van chordaten wordt opgevuld.
Pikaia, een ander visachtig wezen uit de Burgess-schalie, werd lang beschouwd als de oudste voorouder van de eerste vissen, zoals wijlen Stephen Jay Gould besprak in zijn boek Wonderful Life.
Recent werk van Conway-Morris heeft hem vervangen als een vroege vis. In plaats daarvan wordt Pikaia nu beschouwd als een protochordaat, een dier dat een stap lager op de evolutionaire ladder staat dan echte vissen en meer verwant is aan de moderne lancetvissen.
Bones of contention
De volgende belangrijke fase in de evolutie van de vissen is de ontwikkeling van bot. Bot vormde zich eerst in de dermis of huid en de platen staan bekend als dermale botten.
De eerste vis die bewaard is gebleven met een skelet van dermale botten leefde ongeveer 480 miljoen jaar geleden. Arandaspis was ongeveer 20 cm lang en zwom in de ondiepe Larapintine Zee die zich toen over de hele breedte van Australië uitstrekte.
Als Metaspriggina platen van been om zijn kop en romp had, zou hij griezelig veel op Arandaspis lijken.
Oplossing van de mysteries van het leven
De reden om dergelijke fossielen te bestuderen is het in elkaar passen van de fasen die hebben geleid tot het samenstellen van het lichaamsplan van hogere gewervelde dieren.
Het grootste mysterie dat we proberen op te lossen is precies hoe en wanneer de eerste vissen met kaakkaken zijn geëvolueerd uit deze oeroude kaakloze benige vormen. Tot de oudste vissen met kaken behoren de gepantserde placodermosselen en de doornhaaiachtigen.
Een nieuw stukje van de puzzel kwam in 2012 aan het licht toen in dezelfde geologische lagen als waar Arandaspis werd gevonden in Centraal-Australië, minuscule visschubben (1-2 mm) werden ontdekt die lijken op die van moderne haaien.
De schubben, Tantalepis genaamd (wat “verleidelijke schubben” betekent), suggereren dat er geavanceerde kaakvissen leefden in de 480 miljoen jaar oude Larapintine-zee.
Als deze hypothese kan worden bevestigd door het vinden van meer complete overblijfselen, zou dat de oorsprong van gewervelde kaakdieren nog eens 50 miljoen jaar terug in de tijd plaatsen en, wat veelzeggend is, de gebeurtenis in het oostelijke deel van het supercontinent Gondwana plaatsen.
Ik had een nogal dramatisch bezoek aan de Arandaspis-fossielplaats in 1993. Na drie dagen over de Gunbarrel Highway vanuit Perth te hebben gereisd en vervolgens met een bush-bashing naar de afgelegen vindplaats te zijn gereden, sloegen we ons kamp op en begonnen we enthousiast fossielen te verzamelen.
Opeens, zonder waarschuwing, werden we overvallen door een hevige onweersbui. Harde wind vernielde onze tenten, terwijl wij in onze auto schuilden tegen de regen tot het ergste voorbij was. De volgende dag moesten we weg toen het pad nog begaanbaar was, maar sindsdien ben ik nooit meer terug geweest.
Alleen door terug te keren naar het veld en de zeldzamere, belangrijke fossielen van dit tijdperk te verzamelen, zal de waarheid over onze verre evolutie eindelijk boven water komen.
Ik ben van plan binnenkort terug te gaan en op deze vindplaats te gaan verzamelen. Laten we hopen dat het weer deze keer beter is.