Az ősi állatok állkapcsa erős és gyors harapású volt

A Bristoli Egyetem vezette azt a nemzetközi kutatócsoportot, amely a szilur és a devon időszakok során elterjedő állkapcsos állatok evolúcióját vizsgálta. Arra voltak kíváncsiak, hogy az állkapocs kialakulásában, fejlődésében milyen tulajdonságoknak jutott a legnagyobb szerep. Ehhez 121, ezelőtt 427-359 millió évvel élt állat állkapcsának maradványai alapján számítógépes modelleket készítettek, s ezekkel modellezték az egykori állat harapási képességeit. Felmérték azt, hogy a vadászat során ezek az állkapcsok mire lehettek alkalmasak, pl. azt, hogy milyen gyorsan tudta becsukni a száját az állat (mennyire gyorsan harapott), illetve azt, hogy mennyire volt erős a harapása. Kiszámították, hogy milyen volt az az állkapocs, amely a lehető leggyorsabb és egyidejűleg a lehető legerősebb is volt, majd összehasonlították a modellt a valódi halak valódi állkapcsaival.

A vizsgálatok alapján a legkorábbi, legősibb típusú állkapcsok egyértelműen ragadozó életmódra alakultak ki, a harapás erőssége és gyorsasága egyaránt fontos szempont volt a fejlődésükben, e két tulajdonság meglepően tökéletes egyensúlyából alakult ki az optimális állkapocs. Mindegy volt, hogy mekkorák, vagy milyen külleműek voltak a legelső állkapcsok, egyformán kiválóan szolgálták a feladatukat.

Ezt követően, és csakis ezt követően, a későbbi specializáció során, vagy az erősség, vagy a gyorsaság vált fontosabbá, a másik rovására, új tulajdonságok alakultak ki, és ennek megfelelően változott az állkapocs alakja is. A specializált állkapcsok már eltávolodhattak az ősi egyensúlyi állapottól, mert másra volt szükségük az adott életmódú állatoknak. Például más állkapocs kellett egy csigákat, kagylókat összeroppantó vagy egy algát legelő halnak, vagy egész másra volt szükség ha vízzel együtt egy nagyobb adag halat kapott be, illetve planktont evő állatoknak, amelyek hatalmasra tátott szájjal nagy tömeget szippantanak be (mint a mai szilás cetek).

A Science Advances folyóiratban közzé tett mérések és modellszámítások alapján a kutatók úgy vélik, az állkapocs, és vele a harapás kialakulása igen gyorsan történhetett meg. Mivel az állkapcsok funkciója minden esetben azonos – az élelem megragadása, aprítása – ezért a különböző állatoktól származó állkapcsok vizsgálatában nagyon hasonló módszerek használhatóak. (Gondoljunk csak bele, hogy egy kéz vagy egy láb mennyire sokféle feladatot képes ellátni, s ezért mennyivel több tényező befolyásolhatja a kialakulását is.)

Az állkapocs vizsgálatára kifejlesztett modell és módszer pedig, a kutatók szerint más funkciók evolúciójának vizsgálatára is alkalmas lesz.