Evolutie Bij alle zoogdieren is de hand een heel belangrijk onderdeel. Maar de duimen van knaagdieren werden lang als zinloos beschouwd. Ten onrechte.
De Australische beverrat (Hydromys chrysogaster).
De nagel of klauw op de duim van knaagdieren heeft wél een belangrijke evolutionaire functie. Dat is de centrale boodschap van een biologische rehabilitatie van de knaagdierduim door een onderzoeksteam dat in Science een analyse presenteert.
Het team, onder leiding van Rafaela Missagia (Universiteit van São Paulo, Brazilië) keek naar de duimen van 433 soortgeslachten (genera) uit alle 35 families van de orde der rodentia – van muizen en ratten tot grondeekhoorns, bevers en stekelvarkens.
De hand is bij alle zoogdieren een belangrijk lichaamsonderdeel, waarvan de vorm nauw samenhangt met de levenswijze: van paardehoef tot bereklauw. Bij mensen wordt de soepele en draaibare duim zelfs gezien als cruciaal voor ons werktuiggebruik en dus ook de mentale ontwikkeling van het geslacht Homo in de afgelopen twee miljoen jaar.
Maar bij knaagdieren, de soortenrijkste orde van de zoogdieren, wordt de duim, net als zijn nagel, doorgaans afgedaan als ‘rudimentair’ of als ‘niet-functioneel’, alsof de knaagdier-D1 (zoals anatomen de duim noemen) een zinloos overblijfsel is van lang vervlogen evolutionaire ontwikkelingen. Die negatieve generalisatie is best verrassend, want zoals de onderzoekers opmerken in Science, zijn knaagdieren juist uniek in het feit dat ze meestal een platte nagel op de duim hebben maar klauwnagels aan de andere vingers. De andere, verwante ordes in de superorde van Euarchontoglires, waartoe de knaagdieren behoren, hebben óf nagels op alle vingers, zoals de primaten (die binnen het zoogdierenrijk dicht bij de knaagdieren staan) of klauwen aan alle vingers zoals de andere leden van die superorde: de haasachtigen, de boomspitsmuizen en de vliegende maki’s.
Een Indiase reuzeneekhoorn (Ratufa indica).
De biologen stelden nu juist vast dat knaagdierduimnagel (of -klauw) een heldere functie vervullen in het leven van bijna alle knaagdieren: cruciaal bij het vasthouden van voedsel bij het eten. En die functie maakte dus zelfs de centrale knaagdiereigenschap mogelijk: de grote vlijmscherpe en altijd doorgroeiende voortanden waarmee noten en zaden kapotgeknaagd kunnen worden. De duimnagel is een noodzakelijke co-evolutie bij die centrale eigenschap, schrijven de onderzoekers.
De veranderingen in de duimnagel of -klauw bij de verschillende families blijken ook nauw samen te hangen met de levenswijze, in de bomen, op de grond of ondergronds. De duim met klauw komt vooral voor bij ondergronds levende knaagdieren (zoals naakte molratten – een gewone mol is geen knaagdier). Op de grond of in de bomen levende knaagdieren hebben doorgaans een nagel op de duim.
Klauwen en nagels verschillen vooral in het feit dat de klauw in een haakvormig puntje eindigt, waarin de nagel als het ware opgerold eindigt. Om vast te stellen of de hoornige duimaangroeisels van knaagdieren als nagel of als klauw moesten worden getypeerd gebruikten de onderzoekers onder meer de draadjesregel: als de nagel aan een draadje kon hangen was het een klauw. Met klauw kan iets vastgehaakt worden, al kan het ook een wapen zijn. Zowel klauw als de nagel versterkt de toppen van de vingers en verbetert ook het tactiele gevoel – cruciaal voor het vastpakken van voedsel om daar vervolgens aan te knabbelen, met die scherpe knaagdiertanden. Daarom ontbreekt alleen bij knaagdiersoorten die slechts met hun mond eten, zonder hulp van de handen (zoals ook bijvoorbeeld honden doen), de nagel of klauw helemaal.
De duimnagel blijkt ook de basisvorm bij de knaagdieren, vanaf hun ontstaan als zelfstandige orde. Knaagdieren zijn er, vanaf circa 66 miljoen jaar geleden, kort na het uitsterven van de dinosauriërs waardoor de zoogdieren grote evolutionaire kansen kregen. De grote bloei van de knaagdieren, waartoe nu ongeveer 40 procent van de zoogdiersoorten behoort, begint vanaf ongeveer 30 miljoen geleden, toen een belangrijke concurrent in de niche van noten en zaden uitstierf: de fossiele en niet aan knaagdieren verwante orde van de multituberculata (genoemd naar de karakteristieke knobbeltjes op de tanden). Andere basiseigenschappen van de oerknaagdieren waren dat ze op de grond leefden en hun voedsel met de handen naar de mond brachten.
De duimklauw is bij de knaagdieren dus een afwijking van dat basispatroon. De klauw ontstond later een aantal malen opnieuw, in verschillende takken van de knaagdierenstamboom die ondergronds gingen leven. In takken waar niet langer met de handen gegeten werd, ging de hoornige bedekking van de duim vaak helemaal verloren. Overigens zijn er op die patronen ook uitzonderingen – zoals vrijwel altijd in de evolutie – maar dit is wel de dominante regel, zo schrijven de onderzoekers in Science.
Een tweekleurige reuzeneekhoorn (Ratufa bicolor).
Op de hoogte van kleine ontdekkingen, wilde theorieën, onverwachte inzichten en alles daar tussenin
Source: NRC