En permfisk hadde buzzsaw-formede tenner: hvordan Helicoprion spiste

På slutten av 1800-tallet, i Russland, brakte en geologisk ekspedisjon frem et enestående fossil som ved første øyekast lignet skallet til en ammonitt, men som viste seg å være en rad med skarpe tenner. Det tilhørteHelicoprion (et begrep laget av geologen Alexander Petrovich Karpinsky og grovt kan oversettes som «spiralsag»), en gigantisk bruskfisk som levde i Perm for rundt 270 millioner år siden.

I over et århundre har forskere lurt på hvor i dyrekroppen denne tannspiralen befant seg. Først i 2013, takket være bruken av moderne datatomografi (CT) på en artefakt som hadde blitt oppbevart i flere tiår, kom svarene. Analysene har omskrevet historien til dette rovdyret: helikoprionet var ikke en ekte hai, men en kolossal slektning til de nåværende kimærene, i stand til å overvinne 7 meter lang og bevæpnet med et enkelt «roterende blad» plassert i midten av underkjeven. Dette ble dannet når nye tenner, som dannet seg nær halsen, gradvis presset de andre tennene fremover: De eldre tennene roterte dermed nedover og endte i en spiral som ble liggende inne i kjeven.

Hvor tannspiralen var plassert: studien av det 270 millioner år gamle funnet

Morfologisk sett minnet funnet om fossilene til eldgamle bløtdyr som f.eks. advart: en plausibel hypotese, gitt at den hadde blitt funnet i sedimentene til en havbasseng som dateres tilbake til Nedre Permfor omtrent 299-270 millioner år siden. Likevel anerkjente Karpinsky at strukturen faktisk kom fra en virveldyr ligner på en hai som tilhører en underklasse av bruskfisk, den av elasmobranchs. Det var imidlertid ikke klart hvor den strukturen var plassert i dyrets munnpartier.

Siden det var en bruskfisk, resten av kroppen den var ikke bevart. Karpinsky antok at tannspiralen var plassert på snuten til Helicoprionlik en festtrompet som er sammenrullet, men strittende med skarpe tenner. Andre paleontologer var imidlertid uenige og det hypotese de multipliserte: ifølge noen rekonstruksjoner var spiralen plassert i den fremre delen av kjeven, mens andre studier gikk så langt som å så tvil om de virkelig var tenner, og tolket dem i stedet som defensive ryggrader som stakk ut fra en annen del av kroppen. Kort tid etter vurderte Karpinsky også et annet mulig sted, og forestilte seg at spiralen hengende fra dyrets hale.

Fossilet som avslørte posisjonen til tannspiralen: vendepunktet

Paleontologer og iktyologer henga seg i mer enn et århundre og foreslo stadig mer spesielle ideer inntil Tapanila og kolleger i 2013 publiserte på Biologibrev en ny studie dedikert til et helicoprion-fossil funnet i 1950 og beskrevet bare seksten år senere, i 1966, av paleontologen Svend Erik Bendix-Almgreen. Funnet, oppdaget i Waterloo-fosfatgruven, nær Montpelier, i Idaho (USA), var spesielt verdifullt: i tillegg til å bevare en bemerkelsesverdig tannspiralsom Bendix-Almgreen plasserte på spissen av en langstrakt mandibleogså omtalt bruskfragmenter som kan tilskrives overkjeven og skallen. Ikke engang dette materialet virket tilstrekkelig. I følge Bendix-Almgreen hadde fossilet blitt disartikulert og komprimert på en så ekstrem måte at det ble gjort en pålitelig rekonstruksjon av anatomien tilHelicoprion. Av denne grunn forble funnet i samlingene til Idaho Museum of Natural History i flere tiår, og kom tilbake til lyset bare takket være studiet til Tapanila og kolleger.

Helicoprionet hadde ikke en langstrakt mandible

I 1966 kunne fossilet bare studeres gjennom direkte observasjon. Nesten femti år senere var imidlertid paleontologer i stand til å bruke datatomografi (CT-skanning), i stand til å rekonstruere den indre strukturen til funnet uten å skade den. Skanningene, utført ved høyoppløselig røntgen-CT-anlegg ved University of Texas i Austin, tillot oss å avklare to grunnleggende aspekter ved dyret. Først ble det forstått at helicoprion det var egentlig ikke en hai. Dyrets kraniale brusk hadde faktisk en spesiell egenskap dobbeltleddet karakteristisk for Euchondrocephalien underklasse av bruskfisk som inkluderer moderne kimærer.

Ifølge forfatterne av studien var derfor ikke helicoprion en stamfar til dagens haier, men deres «fetter». Faktisk tilhørte den en eldgammel evolusjonær gren nær den til kimærer, selv om den sannsynligvis hadde et generelt utseende som ligner på en hai. Den kan også nå betydelige dimensjoner: de største prøvene ville ha målt mellom 6 og 7,5 meter i lengde. Analysene, i motsetning til det som ble antatt år tidligere, avslørte imidlertid også at dyret den hadde ikke en langstrakt kjeve og at tannspiralen derfor ikke var plassert ved sin ytterkant. Snarere fylte strukturen nesten hele plassen i kjeven og ble holdt på plass av bruskstøtter på sidene. Men det mest uvanlige er at helicoprion han hadde ingen øvre tenner.

Hvordan helicoprion matet: et roterende blad under bittet

Med et enkelt tannet blad festet til kjeven, hvordan fanget og konsumerte helicoprionet byttedyr? Basert på den nye rekonstruksjonen sammenlignet Tapanila og kolleger funksjonen til tannspiralen med den til en spiral roterende blad. Under lukkingen av kjeven, faktisk, tennene beveget seg bakover akkurat som en sirkelsag, griper og skjærer byttedyr. En lignende mekanisme ville vært spesielt effektiv mot blekksprut og andre blekksprut myke skapninger som levde i havet for rundt 270 millioner år siden. Til tross for dette gjenstår det fortsatt å avklare hvordan et så uvanlig tannlegeapparat kunne ha utviklet seg. Et spørsmål som fortsatt ikke finner noe fasitsvar og som gjør helikoprionet til et av forhistoriens mest gåtefulle dyr.