News & media services

Tidig fossil visar var våra käkar kommer ifrån

2016-10-21

400 miljoner år gamla fossil från en pansarhaj kan berätta om våra käkars utveckling.

Var kommer våra käkar ifrån? Den frågan är mer komplicerad än den verkar eftersom inte alla käkar är lika. I en ny studie visar svenska och kinesiska paleontologer att våra käkben kan spåras tillbaka till pansarhajarna som levde för över 400 miljoner år sedan.

Käkar är ikoniska och utgör utmärkande drag, inte bara hos människan utan hos alla käkförsedda ryggradsdjur. Det är inte för inte som Steven Spielberg kort och gott döpte sin skräckfilm om den människoätande vithajen till ”Jaws”.
Käkar uppkommer hos det utvecklande embryot först som en broskbåge som liknar gälbågarna. Hos hajar utvecklas denna direkt till käken hos det vuxna djuret men i embryot till en benfisk eller en människa uppkommer nya ben utanför brosket. I vår egen skalle är det benen dentale, maxilla och premaxilla, som utgör hela käken och bär våra tänder.

Käkbenen ett gemensamt arv

Det är universellt accepterat att dentale, maxilla och premaxilla är ett gemensamt arv hos benfiskar och tetrapoder. Samma ben återfinns hos krokodiler eller torsk, men hur såg det ut längre tillbaka?
Bara en annan grupp fiskar, de utdöda pansarhajarna, hade en liknande uppsättning käkben. Dessa ben kallas 'gnatalplattor' och fanns till exempel hos den jättestora pansarhajen Dunkleosteus där de utvecklades till plåtsaxliknande vassa blad. Dessa ben har dock alltid betraktats som icke-besläktade med dentale, maxilla och premaxilla. Dels var gnatalplattorna lokaliserade lite längre in i munnen och dels har den generella åsikten varit att pansarhajar och benfiskar bara är avlägset släkt med varandra.
Bilden började förändras fundamentalt år 2013 med beskrivningen av Entelognathus, ett fiskfossil från tidsperioden silur (423 år gammal) från Yunnan i Kina. Fiskfossilet kombinerar ett klassiskt pansarhajskelett med dentale, maxilla och premaxilla. Tillsammans med upptäckten av pansarhajsliknande drag hos några av de tidigaste benfiskarna började forskarna se ett nära samband mellan pansarhajar och benfisk. Men hur var det med käkarna? Var kom de ifrån?

Fossilet som förändrar bilden

Det är där det nya fossilet Qilinyu kommer in i bilden. Qilinyu beskrivs i en ny artikel i Science av paleontologer från Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology (IVPP) i Beijing och Uppsala universitet.
Det kommer från samma tidsperiod som Entelognathus och kombinerar också ett pansarhajsskelett med dentale, maxilla och premaxilla, trots att de två fiskarna bortsett från detta ser väldigt olika ut och måste ha haft olika livsstil.
Genom att titta på käkbenen hos Entelognathus och Qilinyu kan forskarna se att båda fiskarna kombinerar karaktären hos benfiskens käkben (de bidrar med den yttre ytan av ansiktet och den nedre käken) med pansarhajens gnatalplattor (breda bitytor inuti munnen).
En annan sak blir också uppenbar: det har diskuterats huruvida pansarhajarnas gnatalplattor representerar en inre käkbensbåge med liknande placering som benfiskarnas 'coronoidben' och om det var sant skulle man förväntas hitta gnatalplattor precis innanför dentale, maxilla och premaxilla hos Entelognathus och Qilinyu – men det finns ingenting där.

Käkbenets utveckling. Illustration: Dinghua Yang

Den enklaste tolkningen av det observerade mönstret är att våra egna käkben är pansarhajarnas gamla gnatalplattor, lätt modifierade. Det verkar som om en påfallande stor del av vår anatomi kan spåras tillbaka, inte bara till de tidigaste benfiskarna, men bortom dem till de underliga och otympliga bepansrade fiskarna från Silurperioden.

---

Artikeln i Science:

Zhu et al. A Silurian maxillate placoderm illuminates jaw evolution, Science, DOI: 10.1126/science.aah3764