Ok, lad os få det ud af systemet med det samme. ’Penis-orm’. Ja, det er der en slags dyr, som hedder – og ja, det er, fordi den ligner en penis.
Fnis. Det har mange en studerende grinet af, men nu afslører fundet af en halv milliard år gamle fossiler, at penis-orme ikke er til at kimse af.
»Vi finder, at leddyr i virkeligheden bare er penis-orme med ben,« siger den danske palæontolog Jakob Vinther ved Bristol University, England.
Og leddyr er ikke et snævert begreb, for det omfatter alle insekter, skorpioner, mider og krebsdyr – eller op mod 90 procent af alle nutidens dyrearter.
Sammen med kolleger har Vinther netop fremlagt fund fra Sirius-passet i Grønland af en halv milliard år gamle fossiler af det fascinerende dyr Pambdelurion, som er tæt beslægtet med stamfaderen til alle leddyr.
Nu kan forskerne vise, at dens mundapparat var stort set som nutidens penis-ormes, og dermed bliver penis-orme nøglen til at forstå leddyrenes oprindelse.
Studiet er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Palaeontology.
LÆS OGSÅ: Flercellet liv opstod langt tidligere end antaget
Sære rovdyr herskede i fortiden
For en halv milliard år siden befandt Sirius-passet sig ikke tæt ved Nordpolen i det nordligste Grønland, men tæt ved ækvator. Det landskab, som sneharer og moskusokser i dag løber rundt i, lå dengang under et hav fyldt med sære rovdyr.
I vandsøjlen herskede havmonstre som kæmperejen Anomalocaris, på havbunden patruljerede Pambdelurion, og i sedimenterne lå penis-orme på lur efter bytte.
Alt dette vidste man længe ikke noget om, og indtil midten af 1980’erne blev sneharerne og moskusokserne kun forstyrret af Siriuspatruljen.
Men så opdagede geologer fra Grønlands Geologiske Undersøgelser et lille område fyldt med exceptionelt godt bevarede fossiler fra en af udviklingshistoriens vigtigste perioder i det tidlige Kambrium.
LÆS OGSÅ: Monsterreje havde ingen tænder
Giver indsigt i den kambriske eksplosion
Tre årtier senere er området verdensberømt og et meget eftertragtet mål blandt palæontologer.
»Studiet af dyr fra starten af Kambrium-tiden er utroligt vigtige, da det var dér, alle de moderne dyregrupper opstod. Man finder kun velbevarede fossiler fra den periode i Burgess Shale i Canada, Chengjiang i Kina og så ved Sirius Passet i Grønland,« siger palæontolog Jesper Milàn, museumsinspektør på GeoMuseum Faxe, som ikke har deltaget i det nye studie.
LÆS OGSÅ: Grønlands-ekspedition på sporet af klodens første dyr
Fossilerne i Grønland er cirka 520 millioner år gamle, og i geologisk tid giver det kun et kort glimt, efter alle dyregrupperne opstod under den kambriske eksplosion for cirka 542 millioner år siden.
»Vi finder alle de overordnede dyregrupper, men bare 20 millioner år tidligere var de dyregrupper der ikke,« siger Jakob Vinther.
»Vi finder nogle rigtig spændende ting, og rigtig mange nye ting.«
Monstermunden er centrum i det nye studie
En af de nye og spændende ting, Jakob Vinther hentyder til, er altså fossiler af det vigtige kambriske dyr Pambdelurion, hvis mundapparat er centrum for Vinther og kollegers nye studie.
For første gang kan de beskrive forstenede eksemplarer af Pambdelurions mundplader i detaljer.
Studiet afslører et modbydeligt udseende mundtøj – tænk på kæmpeormene i Dune eller monsteret Sarlacc fra Star Wars – med en cirkel af sylespidse løsdele arrangeret rundt om et centralt hul.
LÆS OGSÅ: Dyrerigets begyndelse står klarere end nogensinde
Penis-ormen giver ledetråde til fortiden
Det, som virkelig får forskerne til at spærre øjnene op, er, at mundapparatet ligner mundapparatet hos en lille række sære nutidsdyr – penis-orme – som i dag stort set blot er museumskuriositeter.
Sagen er, at det generelt er utroligt vanskeligt at sætte dyrene fra Kambrium ind i udviklingshistorien. En halv milliard år betyder, at fossilerne i Kambrium er så tidlige i udviklingshistorien, at de endnu ikke har udviklet ret mange af nutidens dyregruppers karaktertræk, og at de karakteristiske træk ved fossilerne ofte er forsvundet senere eller udviklet til noget helt andet.
Derfor er penis-ormens mundapparat et fantastisk fund, som kan give en hidtil skjult ledetråd tilbage til den allerdybeste fortid.
LÆS OGSÅ: Mosser gav kloden hjertemassage og pustede liv i dyrene
Rund mund, flapper og gribelemmer er stam-fællestræk
Pambdelurion var sammen med Anomalocariderne det største rovdyr i det kambriske urhav.
Det spændende er, at Pambdelurion og Anomalocariderne deler den samme primitive grundskabelon bestående af en rund mund, flapper ned langs kroppen og to store gribelemmer ved hovedet til at fange byttet og proppe det ind i munden.
LÆS OGSÅ: Kan hvirvelløse forsøgsdyr være bedre end pattedyr?
Dér, hvor de knytter forbindelse til leddyrene, er ift. gribelemmerne, som hos Anomalocariderne er leddelte, mens de hos Pambdelurion ikke er leddelte. Derfor anses Pambdelurion for at være lidt mere primitiv, mens Anomalocariderne tilhører en gren lidt mere beslægtet med leddyrene.
Med de to dyr kan man nærme sig stamfaderen til alle leddyr fra to grene, og da de begge deler et helheds kropsplan med flapper, gribelemmer og den runde mund, kan forskerne sige, at disse træk må være et primitiv kropsplan for leddyrenes stamfader.
Leddyrs stamfader var en penis-orm med ben
Og nu lander penis-ormens mund så i gabet på den mere primitive Pambdelurion.
»Det her nye studie viser rigtig godt, at mundapparatet hos de tidligste leddyr ser ud til at være en homolog (overensstemmende, red.) struktur med mundapparatet hos penis-orme,« siger Jesper Milàn.
»Penis-ormene beholdt det primitive mundapparat, mens det blev kraftigt modificeret hos leddyrene, og hos moderne leddyr er der ingen lighed overhovedet.«
Dermed giver penis-ormen forskerne en model for stamfaderen til alle leddyrene, som forenklet sagt bare har været en slags penis-orm med ben.
LÆS OGSÅ: Mystisk ’penis-dyr’ ånder via huden
Ny mund fik rovdyrene til at drive våbenkapløb
Men ikke nok med det. Dyrene fra Sirius-passet er vidnesbyrd om en begivenhed, der for altid ændrede livet på Jorden, hvor mundapparatet spillede en central rolle – fremkomsten af rovdyr. (Se også boksen under artiklen)
»Før den kambriske eksplosion havde vi også dyr, men det var en Edens Have med søde dyr, som kun græssede bakteriemåtter, plankton og sådan noget,« siger Jakob Vinther.
»Med udviklingen af munden kom de onde rovdyr, som gav sig til at æde alle de andre dyr og dermed skabte et kæmpestort økologisk våbenkapløb, som gjorde, at den her utrolige diversitet opstod i den kambriske eksplosion. Det er derfor, de her dyr er så interessante.«
LÆS OGSÅ: Han dræbte verdens ældste dyr
Dyrene udviklede nye forsvarsmekanismer
Fossilerne fra Sirius-passet, Burgess Shale og Chengjiang er helt enestående fordi de vidner om en eksplosion af nye forsvarsmekanismer – hårde skeletdele sprang frem i et væld af ’uspiselige’, pansrede og stikkende former.
Der var dyr som pludselig blev kæmpestore og svære at sluge, mens andre begyndte at grave sig ned.
Dyrenes væld af nye former vidner også om, at de pludselig begyndte at indtage mange forskellige nye nicher.
LÆS OGSÅ: Verdens ældste havskorpion var på størrelse med et menneske
Penis-orm er den hellige gral
Herskeren i toppen af fødekæden i Kambrium var Pambdelurion, og i dens gab sad en penis-orme mund.
»Penis-ormen er den hellige gral i forhold til at forstå, hvordan alle de her dyr er opstået, fordi de repræsenterer det tætteste, vi kan komme på det primitive kropsplan for dem alle sammen,« siger Jakob Vinther.
LÆS OGSÅ: Verdens ældste hvirveldyr: Grønlandshaj blev op mod 512 år gammel
Men penis-ormene er i dag en næsten uddød dyrerække med kun 19 arter tilbage på verdensplan, mens der til sammenligning er millioner af insektarter.
»Penis-ormen, som dannede kimen for leddyrene, rundormene og alt muligt, er stort set en museumskuriositet i dag. De lever en meget stilfærdig tilværelse, og det er heldigt, at vi stadig har dem,« slutter Jakob Vinther.
Jakob Vinther har i øvrigt også gjort et andet spændende fund i Sirius-passet af filterædende Anomalocaris – altså en slags ‘bardehval’ blandt Kambriums store rovdyr. Det studie blev publiceret i Nature i 2014, og de lavede denne fine video om fundet.
\ Stigning i iltniveauet spillede ind på rovdyrenes fremkomst
Præcis hvad, der fik rovdyrene til at opstå, ved man ikke, men Vinther peger på, at en stigning i iltniveauet må have spillet en central rolle, fordi rovdyrenes livsstil var mere aktiv, mens byttedyrene samtidigt blev mere krævende at fordøje.
»Tænk på, hvor træt man bliver efter et stort måltid; det er, fordi det kræver rigtig meget ilt at fordøje kalorierig mad – man går i madkoma,« siger Vinther.
LÆS OGSÅ: Jordens første ilt opstod 800 millioner år tidligere end troet
Han fortæller, at der er evidens for, at iltniveauet er steget og steget og siger, at årsagen måske kan være dyrene selv.
»Man kan forestille sig, at hele det økologiske system, der er opstået i Kambrium, måske har været med til at skabe forholdene til, at der var ilt nok til, at også rovdyrene kunne opstå,« siger Jakob Vinther.
Han peger f.eks. på Søerne i København, hvor der har været problemer med iltsvind, fordi karusser og skaller spiste det zoo-plankton, som åd algerne. Ved at sætte gedder ud i søerne har man kunnet holde skallerne i skak, så zoo-plankton har kunnet regulere algerne.
»Der er en balance i et økosystem, hvor dyrene allerøverst kan balancere det der sker længere nede,« siger Vinther.
