En met behulp van vernuftige technologie brengen onderzoekers de gepantserde wormen virtueel tot leven.

Maak kennis met Lepidocoleus caliburnus en Lepidocoleus shurikenus: twee nieuw ontdekte soorten wormen die zo’n 400 miljoen jaar geleden in ondiep water nabij het hedendaagse Australië leefden. Ondanks dat ze onder de wormenfamilie geschaard worden, lijken ze in niets op de hedendaagse exemplaren. Want waar deze kleine kruipers met name in verschillen, is hun bizarre harnas.

Gepantserde wormen
De onderzoekers beschrijven hun vondsten in het wetenschappelijke tijdschrift Papers in Paleontology. En de ontdekking van gepantserde wormen is best bijzonder. “Wormen zijn een ongelofelijk diverse groep,” vertelt Sarah Jacquet in gesprek met Scientias.nl. “Maar deze zijn echt uniek. Dat komt omdat ze in het bezit zijn van een hard, uitwendig pantser. En gepantserde wormen zijn nogal ongebruikelijk. Lepidocoleus caliburnus en Lepidocoleus shurikenus zijn dan ook de enige wormen waarvan bekend is dat ze over een uitwendig, hard, gemineraliseerd skelet beschikten om het zachte lichaam eronder te beschermen. Dit vertelt ons iets over hun evolutie en de noodzaak om over een beschermend harnas te beschikken, waarmee ze zich tegen aanvallen van een toenemend aantal roofdieren zouden kunnen weren.”

Naamgeving
Lepidocoleus caliburnus is vernoemd naar het beroemde zwaard ‘Excalibur’; in de Arthurverhalen het magische zwaard van koning Uther Pendragon, die volgens de mythe de vader van Koning Arthur is. Lepidocoleus shurikenus dankt zijn naam aan zijn uiterlijk, aangezien hij wel wat weg heeft van de Japanse werpmessen ‘shuriken’.

De bizarre wormen zijn helaas nu al miljoenen jaren uitgestorven. “Dat is buitengewoon jammer,” vindt Jacquet. Want dat betekent dat we hun prachtige harnas niet meer in levende lijve kunnen bestuderen. Toch hebben de onderzoekers een manier gevonden om de wormen tot leven te brengen: virtueel.

Virtueel tot leven gebracht
Met behulp van röntgen-microtomografie slaagden de onderzoekers erin digitale 3D-modellen van alle afzonderlijke pantserplaten te vervaardigen. En dat verschaft meer inzicht in het harnas van de wormen. “Dankzij nieuwe technologieën zoals micro-CT, kunnen we de afzonderlijke componenten van het pantser virtueel scheiden,” legt Jacquet uit. “Dat stelt ons in staat om te zien hoe het deze wormen beschermde totdat ze helaas uitstierven tijdens een van de belangrijkste massa-extincties uit het verleden. De virtuele modellen gaven ons inzicht in hoe de afzonderlijke pantserplaten ten opzichte van elkaar bewogen. Ook konden we de mate van overlap tussen de platen bepalen.”

Lepidocoleus caliburnus. Afbeelding: University of Missouri

Het harnas
Dankzij deze methode wisten de onderzoekers belangrijke kenmerken van het pantser te onthullen. Bovendien begrijpen ze nu beter hoe het harnas de wormen beschermde. De onderzoekers ontdekten bijvoorbeeld dat de wormen twee overlappende ‘pantsersystemen’ hadden; één die langs het hele skelet van de worm liep en de andere die beide zijden bedekte. “Met dit harnas waren de wormen in staat om aanvallen van roofdieren, zoals geleedpotigen en beenvisachtigen, te voorkomen,” vertelt Jacquet. “Eén van onze bestudeerde exemplaren had zich opgerold, wat erop kan wijzen dat de wormen bij gevaar deze houding aannamen. Dit is overigens vergelijkbaar met hoe duizendpoten en pissebedden dat vandaag de dag nog steeds doen.”

Lepidocoleus shurikenus. Afbeelding: University of Missouri

Hoewel er nog geen directe correlaties zijn gemaakt tussen deze wormen en moderne soorten, gelooft Jacquet dat haar studie ons begrip van convergente evolutie kan verdiepen. “Convergente evolutie is de evolutie van vergelijkbare kenmerken bij verschillende, niet-verwante groepen,” legt ze uit. “Hoewel het harnas een vrij unieke aanpassing is – en een die duidelijk handig was in bepaalde omgevingen en bescherming bood tegen sommige roofdieren – zien we vergelijkbare aanpassingen in een aantal niet-verwante diergroepen. Denk maar aan verscheidende schubdieren, pissebedden en duizendpoten.”

Uitgestorven
Dat de wormen ondanks hun sterke harnas niet aan de massa-extinctie wisten te ontkomen, is volgens Jacquet jammer, maar begrijpelijk. “Organismen in de oceanen werden het hardst getroffen door dergelijke massale uitstervingen,” vertelt ze. “Dat komt omdat die vaak gepaard gaan met fasen van lage zuurstofconcentraties in de oceaan.”

Onderzoek naar de virtueel tot leven gebrachte wormen gaat echter door. “We hopen nog beter te gaan begrijpen hoe de harnassen tegen verschillende soorten aanvallen beschermde,” vertelt Jacquet. “Denk aan situaties waarbij de wormen werden geplet, gebeten of doorboord. Dat zal de volgende, interessante stap zijn.”