Zoogdieren werden eerst groter en dan pas slimmer na uitsterven dinosauriërs

Dat blijkt uit onderzoek onder leiding van de Universiteit van Edinburgh. Een schedel van Arctocyon, een archaïsch zoogdier uit het Paleoceen uit de collecties van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen, speelt een sleutelrol in de studie.

Tijdens de eerste 10 miljoen jaar na het uitsterven van de dinosauriërs vergrootte de lichaamsomvang van zoogdieren. Dat was een aanpassing aan de radicale verschuivingen in de samenstelling van het dierenrijk op aarde, aldus de onderzoekers.

Hun bevindingen tonen aan dat de omvang van de hersenen van zoogdieren, in vergelijking met hun lichaamsgewicht, eerst afnam na de catastrofale inslag van een asteroïde 66 miljoen jaar geleden, die een einde maakte aan de heerschappij van de dinosauriërs. Tot nu toe werd aangenomen dat de relatieve omvang van de hersenen van zoogdieren na de ondergang van de dinosauriërs alleen maar was toegenomen.

Het Eocene zoogdier Hyrachyus modestus (grotere herseninhoud) en het Paleocene zoogdier Arctocyon primaevus (kleine hersenen)

Size matters

Hoewel er veel bekend is over de evolutie van de hersenen van moderne zoogdieren, was het - tot nu toe - onduidelijk hoe ze zich ontwikkelden in de eerste paar miljoen jaar na de massa-extinctie.

Een internationaal team onder leiding van de Universiteit van Edinburgh wierp nu nieuw licht op die evolutie door CT-scans te maken van recent ontdekte fossielen uit de 10 miljoen jaar na de massa-extinctie, een periode die we het Paleoceen noemen.

Het belangrijkste fossiel voor het onderzoek was een schedel van Arctocyon, een archaïsch zoogdier uit het Paleoceen uit de collecties van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen. Paleontoloog Thierry Smith (KBIN), co-auteur van de studie: ‘Arctocyon was een zoogdier van 30 tot 50 kg, ter grootte van een uit de kluiten gewassen hond. Maar zijn herseninhoud was slechts 24 cm³, liefst vijf keer zo klein als die van een hond van dat gewicht. Echt indrukwekkend hoe klein zijn hersenen waren!’

Uit hun bevindingen blijkt dat de relatieve hersenomvang van zoogdieren eerst afnam, omdat hun lichaamsomvang in een veel sneller tempo toenam. De resultaten van de scans wijzen er ook op dat de dieren zwaar vertrouwden op hun reukzin, en dat hun gezichtsvermogen en andere zintuigen minder goed ontwikkeld waren. Dit suggereert dat het eerst belangrijker was om groot te zijn dan uitgesproken intelligent om te kunnen overleven in het post-dinosauriërtijdperk, aldus het team.

Slim zijn kost wat

Zo'n 10 miljoen jaar later begonnen vroege vertegenwoordigers van moderne zoogdiergroepen, zoals primaten, grotere hersenen en een complexer scala aan zintuigen en motorische vaardigheden te ontwikkelen. Dit zou volgens de onderzoekers hun overlevingskansen hebben verbeterd in een tijd waarin de concurrentie om hulpbronnen veel groter was.

Het idee dat grote hersenen altijd beter zijn om nieuwe gebieden te koloniseren of uitstervingen te overleven, is misleidend.

Paleontologe Ornella Bertrand van de School of GeoSciences van de Universiteit van Edinburgh legt uit: ‘Grote hersenen zijn moeilijker om te onderhouden en als ze niet nodig waren om hulpbronnen te verwerven, zouden ze waarschijnlijk nadelig zijn geweest voor de overleving van vroege placentazoogdieren in de chaos en beroering na de asteroïde-inslag.’

Omdat de zoogdieren van vandaag zo intelligent zijn, is het gemakkelijk aan te nemen dat grote hersenen onze voorouders hielpen om te overleven in de tijd van de dinosauriërs en aan uitsterving te ontsnappen - maar dat was niet zo, tonen de onderzoekers aan.

Steve Brusatte, ook verbonden aan de Universiteit van Edinburgh en een van de auteurs van de studie, zegt: ‘De zoogdieren die de dinosauriërs opvolgden waren tamelijk dom, en pas miljoenen jaren later ontwikkelden veel soorten zoogdieren grotere hersenen toen ze met elkaar concurreerden om nieuwe ecosystemen te vormen.’

Herseninhoud van het Paleocene zoogdier Arctocyon (links) en van het Eocene zoogdier Hyrachyus. Beeld: O. Bertrand en S. Shelley

De kracht van fossielen

Arctocyon leefde aan het eind van het Paleoceen, 8 à 9 miljoen jaar na het uitsterven van de dinosauriërs. ‘De schedel in kwestie werd in de jaren '80 ontdekt in de streek van Reims, in de buurt van de wijngaarden van de Champagnestreek’, vertelt Thierry Smith.

Andere fossielen die zijn bestudeerd in de studie komen uit de badlands van het noordwesten van New Mexico, een van de weinige plaatsen waar wetenschappers complete schedels en skeletten kunnen vinden van zoogdieren die net na de massa-uitsterving van de dinosauriërs leefden.

Thomas Williamson, conservator van het New Mexico Museum of Natural History and Science: ‘Dankzij het verzamelen en CT-scannen van deze prachtige fossiele schedels hebben we nu een beter inzicht in deze bizarre dieren en de evolutie van het zoogdierenbrein.'

De studie staat in het vaktijdschrift Science.