Med DNA kan et danskledet hold af palæontologer for første gang rejse tilbage i tiden og stykke den gådefulde historie om moderne blæksprutter sammen.
\ Historien kort
- Nutidens blæksprutter er fascinerende dyr, men deres historie er dårligt kendt pga. mangel på fossiler.
- Med det hidtil største DNA-studie falder brikkerne nu på plads.
- Studiet afslører, at moderne blæksprutter opstod i et rasende evolutionært våbenkapløb for 100-150 mio. år siden.
De tegner en dramatisk historie om et heftigt evolutionært våbenkapløb, som forløb skjult under havoverfladen, mens dinosaurerne dominerede landjorden for 150 millioner år siden.
»Det er en historie, som har det hele – der de onde og de gode, der er død og happy endings, hvad mere kan forlange?« griner palæontologen Jakob Vinther ved Bristol University, England, som står bag det nye studie.
Forskerne peger på, at fremkomsten af en uhyggelig gruppe rovdyr – de marine øgler – indvarslede en ny, grum æra i havene, hvor kun de hurtigste, snedigste og mest manøvredygtige overlevede.
De gamle blæksprutters kongedømmer faldt på stribe, men fra asken rejste sig strømlinede, moderne blæksprutter.
Hvordan det skete, har hidtil været skjult, fordi blæksprutterne ofrede deres skaller og næsten blev usynlige i fossilerne, men med det hidtil største DNA-studie kan historien nu læses.
»Det er superspændende at se, hvordan moderne, molekylære teknikker kan bruges til at udrede slægtskabsforholdene hos dyregrupper, man har meget lidt fossilt materiale fra,« siger palæontolog og museumsinspektør, Jesper Milán ved GeoMuseum Faxe, som ikke selv har deltaget i studiet.
Det nye studie er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Proceedings of the Royal Society B.
Vi vader i de ældste blæksprutters skaller
Blæksprutterne er en af de mest fascinerende dyregrupper med kompleks adfærd som farveskift på brøkdele af et sekund, imitation af omgivelsernes form, jet-princip som fremdrift og selvfølgelig blækket.
Alt det er ikke opstået ud af ingenting, men historien har hidtil været vanskelig at udrede på grund af manglen på fossiler.
Det begynder ellers rigtig godt med de ældste blæksprutter, som har efterladt så mange smukke skaller, at vi bogstaveligt talt vader i dem. For eksempel kan man se smukke 450 millioner år gamle blækspruttefossiler kaldet orthoceratitter i gulvet på hovedbanegården i København.
Blæksprutter er bløddyr, hvis historie begyndte i Kambrium for 530 millioner år siden som en slags snegl med en enkelt beskyttende skal på hovedet.
Fra at fouragere som bunddyr afslører fossilerne, at skallen løftedes op til en kegleformet skal fyldt med luftkamre, der gav opdrift. De første former har hoppet som pinde lodret op og ned i vandsøjlen uden megen manøvredygtighed eller fart, men senere blev designet forbedret, så kroppen kunne tippes 90 grader i forhold til vandret.
Mere avancerede former udviklede en spiralformet skal, der gav endnu mere manøvredygtighed.
Fra kluntet start til jetmotor
Vi ved, hvordan skallerne virkede, fordi en enkelt slægt har overlevet frem til i dag med en håndfuld arter – nautilerne, der lever dybt i det vestlige Stillehav.
De udviklede den oprindelige sneglelignende fod til både tentakler samt en dyse, som vand kunne presses igennem og give fremdrift med et jetprincip.
»Det er ret ineffektivt, langsomt og kluntet, så de banker ind i ting. Det er egentlig utroligt, at nautilerne stadig findes for det er ikke et særligt kløgtigt design,« siger Jakob Vinther.
Men jetprincippet blev effektivt i de moderne blæksprutter, hvor nogle kan presse så kraftigt, at de kan flyve op af vandet.
»Til sammenligning flytter en nautil sig 4-5 centimeter per pumpning, mens en 10-armet flyver i omegnen af 10 meter,« siger Vinther.
Nøglen var at optage skallen inden i kroppen i stedet for uden på, eller reducere eller helt fjerne skallen, for dermed blev kappen, som omslutter kroppen og udskiller skallen, fritstillet til at blive en meget muskuløs jetmotor hos moderne blæksprutter.
»Den muskuløse kappe er det, vi spiser som blæksprutteringe,« siger Jakob Vinther.
Historien skrevet med usynligt blæk
Men med tabet af skallen kan man næsten sige, at blæksprutterne udviklede sig ud af fossilhistorien.
»Hvor man kender udviklingen af de skalbærende blæksprutter som nautiloider og ammonitter i stor detalje, så er det straks meget vanskeligere med de grupper af blæksprutter, der ikke har nogle hårde dele og derfor kun utrolig sjældent findes bevaret som fossiler,« siger Jesper Milàn.
Kun fra ganske få lokaliteter har man blækspruttefossiler bevaret med deres bløddele, og man kender derfor kun lidt af historien.
»Det betyder, at vi må se på andre typer datasæt for at finde ud af, hvorfor de grupper er opstået. Vi har så besluttet os for DNA og taget det største datasæt nogensinde for blæksprutter: 180 gener, som vi har lagt skulder ved skulder for at sammenligne og opbygge et slægtskabstræ fra generne,« siger Jakob Vinther.
\ Læs mere
Brugte molekylært ur til at lave slægtskabstræ
Et gen er så at sige en byggevejledning til cellens maskinpark – proteinerne – og tager man to arter, vil de grundlæggende have de samme byggevejledninger.
Men fordi arvematerialet, DNA, ikke kopieres helt perfekt, vil der over mange generationer opstå ændringer – mutationer – i byggevejledningen.
Den slags mutationer sker tilfældigt, men over lang tid kan man se en regelmæssig frekvens.
Det kalder man et ’molekylært ur’, og hvis man ved, hvor hurtigt det ur slår, kan man tælle antallet af mutationer og regne ud, hvor længe der er gået, siden to arters linjer splittede fra en fælles forfader.
Det princip har Vinther og kolleger brugt til at bygge et slægtskabstræ. For at gøre det så nøjagtigt så muligt har de forankret uret med fossiler, hvor man har en dato, og samtidig har de kalibreret uret i forhold til udviklingen hos muslinger og snegle, hvis fossilrække er velkendt.
Blæksprutterne udvikledes i en terrortid
Med det slægtskabstræ har forskerne nu fået det første indblik i blæksprutternes skalløse historie og kan sætte omtrentlige datoer på, hvornår de moderne blæksprutter er slået igennem i udviklingshistorien.
Det afslører, at den fælles forfader til de 10-armede blæksprutter og den fælles forfader til de 8-armede blæksprutter opstod midt i dinosaurtiden i Jura og Kridt for omkring 150 til 100 millioner år siden.
»Vi kan se 8-armede blæksprutter for cirka 100 millioner år siden, og vi har fossiler af 8-armede blæksprutter, som er 95 millioner år gamle, så det passer meget godt. Og vi har fossiler af 10-armede blæksprutter, der stadigvæk har noget skalværk indeni kroppen, som er omkring 150 millioner år gamle, så det passer også meget godt med vores ur,« siger Jakob Vinther.
Marine øgler satte andre dyr under pres
Med andre ord kan forskerne sætte startskuddet for de ti- og ottearmede blæksprutters udvikling frem mod moderne blæksprutter til Jura/Kridt.
Og det rammer lige ned i en meget interessant periode, som palæontologerne har døbt den Mesozoiske Marine Revolution efter en dramatisk udvikling i havet.
Her skete der det globalt, at livet kom under et voldsomt pres, fordi en ny gruppe af uhyggelige rovdyr – de marine øgler som hvaløgler og svaneøgler – blev dominerende. Øglernes kraftige kæber og store tænder kunne let knuse blæksprutternes og andre byttedyrs skaller.
»Fossiler af de store marine øgler har maverne smækfyldte med blæksprutteskaller og armkroge,« siger Jakob Vinther.
Blæksprutterne og fiskene i parløb
Havøglernes terrorregime i havene satte gang i et nærmest panisk våbenkapløb.
Hos fiskene er udviklingen kendt, og de moderne fiskegrupper – strålefinnede fisk – skilte sig af med fortidens tunge panser af store, fastforankrede skæl, og i stedet trak de i en letvægtsdragt af tynde, mobile skæl, så kroppen let kunne vrikke fra side til side. Samtidig fik fiskene et stift, forbenet skelet, beklædt med muskler.
De gamle dyrs strategi med et tungt panser blev simpelthen forældet, og det passive forsvar blev afløst af fart og tempo og aktive forsvarsmekanismer.
Den udvikling kan forskerne nu se parallelt hos blæksprutterne.
»Det er meget interessant at se, hvordan udviklingen af fisk og blæksprutter har fulgt hinanden, og hvilket evolutionært kapløb der må have været mellem disse meget forskellige dyregrupper op gennem Trias, Jura og Kridttiden, hvor de i stor stil har konkurreret om den samme økologiske niche som aktive jægere i de åbne vandmasser,« siger Jesper Milàn.
\ Læs mere
»Blæk i fjæset, og pieuw så er de væk«
De gamle blæksprutter med skallerne uden på kroppen blev hastigt marginaliseret fra tidligere tiders storhed og fortrængt ud på det dybe hav, hvor konkurrencen var mindre.
Men de otte- og tiarmedes forfædre havde banet vejen for at overleve ved at optage den beskyttende panserskal inden i kroppen i stedet for uden på.
»Det, de kunne gøre, var at reducere skallen fuldstændig og dermed få en endnu mere effektiv jetstrøm. Lidt ligesom hvis man har astma, så man ikke kan ånde ud ordentlig, gjorde den indre skal det svært at tømme deres kropshule,« siger Jakob Vinther.
»Ved at reducere skallen kunne de bevæge sig meget hurtigere og flygte fra rovdyrene. Blæk i fjæset, og pieuw så er de væk – det er en genial undvigemanøvre.«
