Prehistoric ghost shark Helicoprion ‘ s spiral-tandede kæbe forklaret

efter et århundrede med farverige gæt har CT-scanninger afsløret, hvad der virkelig foregår inde i den mareridtlige kæbe af Helicrion, en stor, 270 millioner år gammel bruskfisk med en udførlig hvirvel af tænder sat midt i munden.

i 1899 gav den russiske geolog Aleksandr Petrovich Karpinsky denne seks meter lange fisk navnet Helicoprion, der betyder “spiralsav”, baseret på et fragmentarisk fossil fundet i Kasakhstan. Fordi saven, han beskrev, var blevet adskilt fra resten af kroppen, kunne Karpinsky ikke være sikker på, hvor den ville have passet, så oprindeligt foreslog han, at den startede i fiskens mund og krøllede opad langs snuden som en ekstern oprullet masse sammensmeltede tænder. Tænk en savfisksav, kun krøllet opad. Yderligere gæt blev foretaget i begyndelsen af 1900 ‘ erne af en række forskere fra hele verden, herunder amerikansk paleontolog Charles Rochester Eastman. Eastman havde problemer med tanken om, at et sådant uhåndterligt apparat muligvis kunne have siddet inde i denne stakkels væsens ansigt. Udgivelse i en 1900-udgave af den amerikanske paleontolog, Eastman favoriserede ideen om, at hvirvlen stak ud et sted langs længden af fiskens ryg og fungerede som en slags defensiv skærm, måske.

et par år senere fulgte Karpkinsky Eastmans tog af Dog og foreslog, at Helikoprionens hvirvel kunne have været en del af dyrets hale eller måske forlænget fra rygfinnen eller sat sig lavere ned på ryggen. I 1907, Amerikansk ichthyolog, Oliver Perry Hay, fandt en fossiliseret prøve, der stadig sad i sin naturlige position, og at dømme ud fra dette favoriserede kæbeteorien. Men sad det i over-eller underkæben? Og sad den i begge dele? Sådanne spørgsmål var umulige at besvare med de få og fragmentariske prøver, som disse forskere måtte arbejde med.

uanset var den generelle konsensus i de tidligste hypotetiske rekonstruktioner af Helicoprion, at denne forfærdelige, toothy hvirvel helt sikkert tjente et defensivt formål. Senere i dette århundrede har denne opfattelse ændret sig, og forskere bevægede sig mod ideen om, at hvirvlen hovedsagelig blev brugt til fodring og derfor var forbundet med Skabningens kæbe.

i 1950 blev en afgørende Helikopterhvirvelprøve opdaget af den danske palæontolog Svend Erik Bendiks-Almgreen i Vandløbsminen nær Montpelier, Idaho. Navngivet IMNH 37899 og anbragt i Idaho Museum of Natural History, blev det først beskrevet af Bendiks-Almgreen i 1966. Det kunne have været alvorligt knust og disartikuleret, men sammen med de 117 synlige serrated tandkroner, der sad på en spiral med en diameter på 23 cm, var nogle meget fortællende kraniale brusk. Dette viste sig for første gang, at i det mindste noget af hvirvlen var indeholdt i Helicrions mund.

men det begrænsede ikke mulighederne. I løbet af de sidste halvtreds år, forskere har antydet, at hvirvlen strakte sig akavet fra underlæben, curling under hagen; sad inde i munden, hvor tungen skulle være; eller måske sad længere ned mod halsen.

nu har et team ledet af Leif Tapanila fra Institut for Geovidenskab ved Idaho State University og kurator for Idaho Museum of Natural History fået en hidtil uset indsigt i strukturen af Helicoprions kranium. IMNH 37899 blev scannet ved hjælp af en ACTIS scanner ved høj opløsning røntgen CT facilitet, og fra dette blev en skaleret, 3D computergenereret model af dyrets kranium genereret.

“vores rekonstruktion hævder, at tandhvirvlen er en enestående, symfyseal struktur af underkæben, der besatte den fulde længde af mandibularbuen,” rapporterede teamet i Biology Letters i går. Dette betyder, at i stedet for at strække sig forbi underkæben og vikle sig under hagen, som det tidligere var blevet antydet, hvirvlen voksede inde i underkæben. På denne måde, ligesom hajer har flere rækker tænder, der kontinuerligt udskiftes, havde Helicoprion en delvist skjult tandfabrik, der begyndte nær det område, hvor over-og underkæberne mødes, løb over munden slid tungen ville være, hvis den havde en, og derefter ind i brusk understøttet af underkæben (se første billede).

“kontinuerlig vækst af hvirvlen skubber tandrodskomplekset i en buet retning mod kæbens forside, hvor det til sidst spiraler for at danne bunden af det nyeste rodmateriale, og denne proces fortsætter med at danne successive omdrejninger,” siger forskerne. “På et tidspunkt, før en komplet 360 graders udvikling af spiralvækst, er tandkroner skjult i tesselleret brusk på overkæben.”

da Helicoprion ikke havde nogen tænder på overkæben, antyder holdet, at rovfisken ville have nedbrudt sit bløde bytte, såsom blæksprutter og små fisk, ved gentagne gange at skære dem med en enkelt række serrated tænder. Da den lukkede sin lukkede underkæbe, blev tændernes hvirvel skubbet bagud, “tilvejebringelse af en effektiv skæremekanisme til de bladlignende takkede tænder og tvang mad til bagsiden af mundhulen”.

Tapanila og kolleger antyder, at Helicoprionens kæbe kunne have strakt sig over 50 cm lang, og nogle tandhvirvler ville have pralet omkring 150 tænder. Holdet siger også, at væsenet ikke er en haj, som andre har antaget, men en chimaera (Holocephalan), som er en gruppe bruskfisk, også kendt som ratfish eller spøgelseshajer, der forgrenede sig fra hajerne for 400 millioner år siden. “Det blev altid antaget, at helikopteret var en haj, men det er tættere beslægtet med ratfish, en Holocephalan,” siger Tapanila. “Det vigtigste, det har til fælles med hajer, er strukturen i tænderne, alt andet er Holocephalan.”

****

Bestil min nye bog, Astronaut fisk og andre mærkelige dyr, her.