Hoe Darwins evolutietheorie evolueerde

De schedels en botten van uitgestorven zoogdieren waren de kroon op het verzamelen van fossielen van Charles Darwin in Zuid-Amerika, niet alleen voor hem, maar ook voor de enthousiaste ontvangers van de ladingen die hij naar huis stuurde. Het waren de ontdekkingen die zijn naam bekend maakten buiten zijn directe omgeving.

Toen de eerste partij fossiele botten aankwam in het Royal College of Surgeons in 1833, registreerde de verwarde curator, William Clift, ze blijkbaar 'van een heer Darwin in Rio de la Plata'. Slechts een paar maanden later, echter na de specimens waren tentoongesteld in Cambridge, schreef Darwins vriend Frederick William Hope om hem te vertellen dat zijn 'naam in elke mond zat'. Nog belangrijker was dat Darwin de fossiele zoogdieren later als een van de twee belangrijkste factoren beschouwde die hem ertoe brachten de realiteit te omarmen van evolutie.

**********

Het meest complete fossiel van een zoogdier dat door Darwin is ontdekt, was een bijna volledig skelet, later herkend als een andere nieuwe soort grondluiaard door Richard Owen, een professor aan de Royal College of Surgeons die de fossielen van Darwin beschreef en noemde. Het lijkt te zijn gevonden op het strand, gedeeltelijk ingebed in los zand, en Darwin concludeerde dat de hele massa van de klif was gevallen.

Het skelet bestond uit de schedel, wervelkolom, ribben en ledematen tot aan de klauwen, "allemaal bijna in hun juiste relatieve posities", inclusief zelfs de knieschijven. Deze opmerkelijke ontdekking werd voor het eerst opgemerkt door Darwin op 1 september 1833 en moet op een bepaald moment zijn gedaan tijdens zijn tweede fase van verzamelen in Punta Alta, Argentinië, de vorige week.

Darwin herkende snel de betekenis van het vinden van een gearticuleerd skelet; terwijl vreemde botten misschien uit eerdere afzettingen zijn weggespoeld of van boven zijn ingestort, toonde een compleet skelet ingebed in zand afdoende de tijdelijkheid van het levende dier met de oude afzetting waarin het werd gevonden. "Gran bestia all nonsens, " riep hij uit in zijn notitieboekje, verwijzend naar een lokale legende, want het was volkomen duidelijk dat de overblijfselen oud waren en niet die van een mysterieus wezen dat nog steeds over de pampa's zwierf.

Hij schreef aan zijn zus Caroline dat hij het skelet van een dier had ontdekt "waarvan ik denk dat er op dit moment geen enkele relatie op de wereld bestaat." Later vroeg hij zich af of het dezelfde soort zou kunnen zijn als de onderkaak waarvan hij de vier tanden had eerder geïllustreerd, vervolgens Mylodon darwinii genoemd . Bij gedetailleerde vergelijking bevestigde Owen het echter als een ander geslacht, kleiner en met een meer langwerpige schedel, en noemde het Scelidotherium leptocephalum.

Een andere luiaardsoort ontdekt door Darwin werd gevonden in november 1833 tijdens zijn twee weken durende excursie door het huidige Uruguay. Het maakte deel uit van de achterkant van een schedel, later door Owen Glossotherium genoemd. De vondst werd gedaan in dezelfde stroom, de Sarandi, waar een grotere, completere schedel van het gevierde zoogdier Toxodon was ontdekt. Het is niet helemaal duidelijk of Darwin zelf het Glossotherium- exemplaar bij de stroom heeft gevonden of het samen met de Toxodon uit de vinder heeft verkregen, hoewel het eerste waarschijnlijker lijkt. Hoe dan ook, het exemplaar, dat Darwin beschreef als 'een dier dat nogal groter is dan het paard', was opmerkelijk vanwege zijn uitstekende staat van bewaring; hij schreef dat het "zo fris leek dat het moeilijk te geloven was [het] eeuwenlang begraven onder de grond had gelegen."

Darwin's Fossils: The Collection That Shaped the Theory of Evolution

Rijk geïllustreerd met foto's uit de fossielenverzameling en lijntekeningen die werden geproduceerd toen Darwin nog leefde, is het werk van Lister een essentiële aanwinst voor elke bibliotheek die kwaliteitsboeken over evolutie waardeert.

Het uiterlijk van het bot was niet alleen frisser dan dat van zijn andere fossiele vondsten, het bewaarde delicate delen die meestal worden afgebroken in oude overblijfselen. Dit omvatte het trommelvlies, een van de kleine oorbotten. Het behoud ervan op zijn plaats in de schedel bracht Owen ertoe om "de zorg en aandacht die zijn begaafde ontdekker aan zijn exemplaren besteedde, te prijzen."

Darwin wilde meer weten. Hij hield een stuk van het bot in de vlam van een spirituslamp en ontdekte dat het niet alleen met een kleine vlam brandde, maar "een zeer sterke dierlijke geur uitademde." Hij stuurde een stuk naar Trenham Reeks in het Museum of Economic Geology in Londen, die chemische analyses van verschillende van zijn gesteentemonsters had uitgevoerd en vroeg welk percentage dierlijke materie het bevatte. Hiermee bedoelde hij organisch materiaal, afgezien van botmineraal, en het antwoord was 7 procent. We zouden nu herkennen dat ongeveer een kwart van het oorspronkelijke eiwitgehalte was behouden. De opmerkelijke staat van bewaring van deze schedel, en zijn andere uiterlijk dan in de collectie van Darwin, maken het zeer waarschijnlijk dat hij van een hoger, later niveau in de rivieroever is gevallen dan de Toxodon en glyptodont in de buurt gevonden.

Owen had slechts een stukje schedel tot zijn beschikking en was karakteristiek voorzichtig en identificeerde het als een edentaat zonder te specificeren tot welke groep het behoorde. Een groot bevestigingsoppervlak voor het bot dat de tong ondersteunt, en een breed gat voor de zenuw die deze laatste voedt, bracht hem ertoe een zeer grote tong te reconstrueren en de naam Glossotherium ( tongbeest ) te bedenken. Hij verliet later de naam, aangezien de schedel tot dezelfde soort behoorde als de kaak die hij Mylodon darwinii had genoemd.

Het wordt nu erkend als apart, dus de naam van Owen is hersteld en de soort staat bekend als Glossotherium robustum . Owen dacht dat het dier een insecteneter was geweest en de termietennesten als een miereneter had opengebroken, maar het is nu bekend dat het herbivoor in zijn gewoonten was. De brede snuit suggereert niet-selectieve bulkvoeding op grassen en laaggroeiende kruiden.

In 2017 werd, op basis van collageeneiwit geëxtraheerd uit de Darwin's Glossotherium- schedel, een radiokoolstofdatum van ongeveer 12.660 jaar geleden verkregen. Dit is een van de laatst bekende records van het geslacht, dicht bij het tijdstip van uitsterven. Glossotherium robustum had een geschat lichaamsgewicht van ongeveer 1, 5 ton [1 ton US].

Desondanks is een opmerkelijke recente suggestie dat Glossotherium en / of Scelidotherium grote holen hebben gebouwd om te ontsnappen aan predatie of ongunstig weer. Verschillende bewijslijnen ondersteunen dit idee. Ten eerste zijn verschillende grote 'fossiele holen' ontdekt, vooral in het gebied rond Buenos Aires, hun diameter van 3 tot 4, 5 voet komt overeen met de lichaamsbreedte van deze soort. Ten tweede lijken de voorbenen van deze dieren aangepast voor zeer krachtige bewegingen zoals graven. Ten derde zijn er klauwmarkeringen gevonden aan de binnenkant van enkele holen, die paren groeven vormen die nauw aansluiten op de klauwen van de grote tweede en derde cijfers die in deze soort worden gezien. Deze luiaards zouden veruit de grootste dieren zijn waarvan bekend is dat ze op deze manier ingraven - en een van de fossiele holen is meer dan 130 voet lang.

Darwin's ontdekking op deze reis van vier geslachten van grote grondluiaards, Mylodon, Glossotherium, Scelidotherium en Megatherium was opmerkelijk, en ook serendipitous in dat het gebied waarin hij verzamelde toevallig de enige regio was waar alle vier samen konden worden gevonden. Mylodon wordt verdeeld in de zuidelijke helft van het continent, Glossotherium in de noordelijke helft en Scelidotherium in het midden. Het geslacht Megatherium is wijdverbreid, maar M. americanum is vooral bekend uit Argentinië. Alleen in de regio Pampas en het La Plata-bekken overlappen ze elkaar. De verschillende vormen van hun schedels en tanden en ledematen laten zien hoe verschillende soorten naast elkaar in het late pleistoceen hadden kunnen bestaan, met behulp van verschillende voedsel- en habitatbronnen.

Voor Darwin was de relatie van de uitgestorven gigantische luiaards met de levende soort een van de voorbeelden die hem leidden tot zijn 'wet van opeenvolging van typen', waarbij er een affiniteit was tussen de vroegere en huidige bewoners van een bepaalde regio (in deze zaak Zuid-Amerika). Dit algemene patroon was een van de belangrijkste factoren die hem uiteindelijk van de realiteit van evolutie hebben overtuigd.

Darwin's Fossils: Discoveries that Shaped the Theory of Evolution door Adrian Lister, een onderzoeksleider op de afdeling aardwetenschappen van het Natural History Museum, Londen, wordt uitgegeven door Smithsonian Books.