Sinapsiede 1: Inleiding – Die sinapsiede (soogdieragtige reptiele)

SINAPSIEDE EN DIE ONTSTAAN VAN SOOGDIERE 1:

Inleiding: Die sinapsiede (soogdieragtige reptiele)

François Durand

Wat is ‘n sinapsied?

Die sinapsiede (Synapsida), of soogdieragtige reptiele, het vanuit die stamreptiele, of basale amniote (die heel eerste werweldiere wat eiers, met doppe en ‘n amnionmembraan om die embrio, op land gelê het), in die Karboon Periode ontstaan.

Hulle het sekere kenmerke gehad wat hulle van ander reptielgroepe onderskei het, naamlik ‘n enkele temporale opening agter die oogkas en slagtande.  Gedurende hulle ontwikkeling oor ongeveer 100 miljoen jaar, het al hoe meer soogdieragtige kenmerke bygekom, tot die eerste soogdiere vanuit hierdie groep ontstaan het.  Soogdiere vorm vandag nog deel van die Synapsida.

Daar is een of twee of geen openinge in die slaapwyk agter die oogkaste van reptiele.  Reptiele word in drie hoofgroepe volgens die getal en ligging van hierdie slaapwykopeninge of temporale vensters ingedeel. 

Mesosaurus, die oudste Suid-Afrikaanse reptiel-fossiel, het net soos die stamreptiele en skilpaaie, geen openinge in die slaapwyk gehad nie – hierdie reptiele word die anapsiede genoem.  Krokodille en dinosouriërs het net soos hul voorsate, die basale Archosauriamorpha, twee temporale vensters in die slaapwyk weerskante van die skedel – hulle word diapsiede genoem.  Alhoewel die beenbogies tussen die temporale vensters in die akkedisse, wurmakkedisse en slange, gedeeltelik of heeltemal verdwyn het, word hulle steeds as diapsiede geklassifiseer.  Die sinapsiede het egter net een opening in die slaapwyk weerskante van die skedel – net soos die soogdiere wat dit van hulle oorgeërf het. 

Die kaakspiere beweeg boontoe, onder die wangbeen of jukboog deur, en is aan die kant van die skedel regoor die temporale venster en aan die rande van die temporale venster vasgeheg.  Plaas jou hand teen die kant van jou kop en byt ‘n paar keer op jou tande.  Voel hoe die kaakspiere op jou onderkaak en jou slape bult, terwyl jy geen beweging op jou wangbeen voel nie.  Die funksie van hierdie skedel-openinge is om aanhegtings-oppervlaktes vir die kaakspiere te verskaf, sonder om die beweging van die spiere te beperk.

Die herkoms van soogdiere (Orde Mammalia) kan slegs met behulp van die Suid-Afrikaanse sinapsiedfossiele vertolk word.  Suid-Afrika het die meeste sinapsiedfossiele ter wêreld.  Dit word toegeskryf daaraan dat die deel, wat later Suid-Afrika sou word, ongeveer 280 tot 195 miljoen jaar gelede, in ‘n groot laagte in die suidelike deel van Gondwanaland geleë was. 

Volgens alle aanduidings was hierdie sentrale laagliggende gebied waterryk en ruig begroei en het ‘n matige klimaat gehad – kortweg, dit was die gunstigste gebied vir soogdieragtige reptiele om in te leef en uiteindelik te fossiliseer.  Dit beteken egter nie dat meeste sinapsiede noodwendig in Suid-Afrika voorgekom het nie, ons het bloot die beste versameling sinapsiedfossiele, danksy die unieke afsettingsomgewing wat hier 280-195 miljoen jaar gelede, tydens die Perm en Trias Periodes, voorgekom het.

Robert Broom het, reeds vroeg in die 20ste eeu, die fossielryke lae van die Karoo Supergroep met die blaaie van ‘n boek vergelyk – met die oudste lae onder en die jonste lae bo.  In hierdie “fossiel-boek” van Perm en Trias ouderdom gesteentes, wat ongeveer helfte van Suid-Afrika bedek, kan mens die herkomsgeskiedenis van die soogdiere lees.

Maar dit is nie waar die storie van die herkoms van soogdiere begin nie.  Daarvoor moet ons na die noordelike deel van Pangea gaan – naamlik na Laurasië.  In die Karboon Periode, toe die eerste sinapsiede ontstaan het, was die hele Pangea verder suid geleë as ooit tevore.  Dit het veroorsaak dat Suid-Afrika, in die suidelike deel van Gondwana, tydens die Karboon Periode, op die Suidpool geleë was, terwyl Laurasië, wat later in die Noord Amerikaanse en Eurasiese kontinente sou opbreek, op of naby die ekwator geleë was.  Reuse tropiese woude het dele van Laurasië bedek.  Dit was in hierdie wêreld waar die basale sinapsiede, voorheen bekend as die pelykosauriërs (Pelycosauria), ontstaan het.

Die basale sinapsiede sluit lede van die families Eothyrididae, Caseidae, Varanopidae, Ophiacodontidae, Edaphosauridae en Sphenacodontidae in.  Weens die feit dat fossiele van hierdie groepe nogals skaars is, is die presiese verwantskappe tussen hierdie groepe nog nie duidelik nie.  Meeste van hierdie fossiele kom in die VSA, Kanada en Rusland voor.

Wat wel duidelik is, is dat hulle baie primitiewe kenmerke besit het soos die wydsbeen-stand wat mens in amfibieërs soos salamanders en akkedisse sien.  Hulle was ook koudbloedig en het waarskynlik klieragtige velle soos hulle basale tetrapood (in leketaal – amfibieër) voorouers gehad.  Die afleiding dat hulle koudbloedig was, is gegrond op die feit dat beenselle op die buitekant van hul langbene neergelê word soos wat die dier ouer word en aanhou groei.  Dit is ‘n kenmerk wat mens in koudbloedige diere soos akkedisse en krokodille sien wat nie beperkte groei soos warmbloedige diere soos soogdiere en voëls het nie.  Daar is ook geen Haverse kanale in basale sinapsiede se langbene soos in soogdiere en voëls s’n nie, wat op ‘n stadige metabolisme dui.  Groot basale sinapsiede soos die vleisvretende Dimetrodon en die plantvretende Edaphosaurus het seile op hul rue gehad wat hulle sou gebruik het om in die son warm te bak.

Die basale sinapsiede het egter ook eienskappe gehad wat hulle uniek gemaak het – soos die enkele temporale venster wat kleiner as die meer evolusionêr gevorderde sinapsiede s’n is.

Die gebit (tande) van die karnivoriese basale sinapsiede was ook uniek.  Dit was egter nog nie soos dié van hul nasate gespesialiseer in sny-, slag- en kiestande nie, maar die tande waar die slagtande eendag sal wees, is die grootste van almal.  Met ander woorde die gebit was reeds besig om te differensieër in die basale sinapsiede.  Die tande in die maksilla word algaande groter van agter, waar hulle uitkom, na voor waar die heel grootste een op die plek voorkom, waar soogdiere se slagtande geleë is.  Die tande wat voor dit geleë is, is almal kleiner as hierdie slagtandagtige tande.  ‘n Soortgelyke slagtandagtige tand wat groter as die ander is, kom op die onderkaak voor.  Die groot tand op die onderkaak pas in die gaping of diastema, wat tussen die tande op die bokaak voorkom, in.Vanaf die Perm tot aan die einde van die Trias Tydperk het die karnivoriese sinapsiede algaande meer soogdieragtige kenmerke ontwikkel, totdat die gevorderde karnivoriese sinapsiede, amper ononderskeidbaar van hul nasate, die soogdiere, was.  Ten spyte daarvan dat diere soos Thrinaxodon reeds 220 miljoen jaar gelede soos soogdiere gelyk en opgetree het, word hulle nog steeds, danksy ‘n paar subtiele kenmerke, as reptiele geklassifiseer. 

Wat maak ‘n soodier anders as ander diere?

Dit word algemeen aanvaar dat soogdiere op grond van vyf kenmerke van ander diere onderskei kan word.  Dit word so ook in die skoolkurrikulum verkondig.  Die kenmerke is die teenwoordigheid van oorskulpe, hare, melkkliere, warmbloedigheid en om geboorte te skenk in plaas van om eiers te lê.

Ongelukkig kan die voorkoms van melkkliere nie gebruik word om tussen reptiele en soogdiere te onderskei nie, want soos warmbloedigheid, hare en oorskulpe, fossiliseer melkkliere nie.  Om tussen soogdier- en reptielfossiele te onderskei moet mens op subtiele skeletkenmerke in die fossiel let, want dit is al wat ons tot ons beskikking het. 

Wat is die verskil tussen ‘n reptiel en ‘n soogdier dan? 

Uiteindelik na ‘n jarelange debat het paleontoloë besluit om die getal gehoorbeentjies te gebruik om tussen sinapsiede en soogdiere te onderskei.  Alle lewende soogdiere het drie gehoorbeentjies nl. die hamer (malleus), aambeeld (inkus) en stiebeuel (stapes) in die middeloor, terwyl alle lewende reptiele, net soos die amfibieërs en voëls, slegs een gehoorbeentjie in die middeloor, naamlik die stiebeuel, besit.

 Waarvandaan het hierdie twee nuwe oorbeentjies dan gekom?

Weereens gee die fossiele van die sinapsiede die antwoord.  Aanvanklik het die sinapsied onderkaak baie soos dié van lewende reptiele s’n gelyk.  M.a.w. hulle onderkake het sewe bene (die dentale, spleniale, angulêre, koronoïed, surangulêre, artikulêre en preartikulêre bene) weerskante gehad.  Soos wat die vleisvretende sinapsiede mettertyd meer soogdieratig geword het, het die tand-draende (dentale) been algaande groter geword en die kaak-skarnierbeentjies en ander kaakelemente het dermate kleiner geword.

Met die onstaan van die soogdiere, ongeveer 190 miljoen jaar gelede, het die tanddraende been (die dentale been) uiteindelik al die ander bene, wat in die reptielonderkaak voorkom, verplaas.  Die twee kaakskarnierbeentjies (die artikulêre en kwadraatbeentjies) wat lankal reeds ‘n rol in klankoordraging gespeel het, het terselfdertyd in die twee gehoorbeentjies verander wat ons die hamer en aambeeld noem.

(Lees meer hieroor in Sinapsiede 3: Theriodontia (karnivoriese sinapsiede)).

* Tachyglossus aculeatus staan as ‘n “mierenegel” in Nederlands bekend  (“egel” is die Nederlands vir krimpvarkie).  Afrikaanse skrywers noem dit graag ‘n mierystervark.  Ek verkies die woord mieregel.

Terwyl mense lukraak diere links en regs benoem en met mekaar verwar soos om die grootste takbok op Aarde – Alces alces (“elk” in Engels in Europa, maar “moose” in Amerika), “eland” in Nederlands te noem is seker aanvaarbaar.  Maar om dan na Suid-Afrika te kom en die bokspesies Taurotragus oryx ook eland te noem, is ‘n bietjie dik vir ‘n daalder! 

Die Europese Erinaceus europaeus was vir eeue der eeue deur Nederlanders “egel” genoem.  Wie de joos het dan die Suid-Afrikaanse Atelerix frontalis, wat amper identies soos hul Europese eweknie lyk, dan krimpvarkies genoem?  Terwyl die bok Taurotragus oryx niks soos ‘n Europese eland, wat terloops nie eens ‘n bok is nie, lyk nie.  Ek vertrou nie mense wat die woord “vark” in ystervark en krimpvark gebruik, om name vir oorsese diere uit te dink nie.  Trouens, peins bietjie oor hoe die arme aardwolf moes ly omdat hierdie termietvretende diertjie ‘n verwarde aan ‘n wolf herinner het.  Dit was seker een of ander Van Hunks van Tygervallei wat grootliegstories aan sy familie in Holland oorvertel het. 

Die echidna laat my persoonlik meer aan ‘n krimpvarkie as ‘n ystervark dink en dus verkies ek die Nederlandse benaming.  Maar dis tog belangrik om te onthou dat die mieregel nóg aan die krimpvarkies, wat aan skeerbekmuise verwant is, nóg aan die ystervarke, wat knaagdiere is, hoort.  Hulle is eierlêende soogdiere wat verlangs aan die eendbekdier verwant is.

– 0 –

Daar is rekonstruksies en fossiele van sinapsiede in die Transvaal Museum (nou die Ditsong Museum) in Pretoria, die Nasionale Museum in Bloemfontein en in die Suid-Afrikaanse Museum (nou die Iziko-South African Museum) in Kaapstad.

Kyk na die uitstekende rekonstruksies van Dimetrodon en ander sinapsiede in Episode 3 van Walking with Monsters (BBC):  https://www.dailymotion.com/video/x5j0tj7