Het herzien van therapsiden‑fylogenie met behulp van Bayesiaanse en cladistische benaderingen

Een verborgen hoofdstuk in onze stamboom

Zoogdieren, inclusief mensen, voeren hun afkomst terug op een groep oude "zoogdier‑achtige reptielen" die therapsiden worden genoemd en die lang vóór de dinosauriërs over de aarde zwierven. Toch ontbreekt een cruciale periode uit hun vroege geschiedenis in het fossiele bestand, waardoor grote vragen blijven over wanneer en hoe deze dieren zich voor het eerst diversifieerden. Deze studie onderzoekt dat raadsel opnieuw met moderne statistische middelen en toont aan dat therapsiden waarschijnlijk eerder zijn ontstaan dan hun fossielen doen vermoeden en zich snel vertakt hebben in de hoofdgroepen die uiteindelijk tot zoogdieren zouden leiden.

Oude verwanten in een lacuneachtig fossielenbestand

Therapsiden waren dominante landgewervelden tijdens het Perm, ongeveer 300–250 miljoen jaar geleden. Ze omvatten meerdere belangrijke groepen, waarvan sommige uiteindelijk tot echte zoogdieren zouden leiden. In de gesteenten die hun vroege evolutie zouden moeten vastleggen, is er echter een raadselachtig interval met zeer weinig fossielen, bekend als Olson’s Gap. Voor de lacune is de wereld gevuld met meer primitieve verwanten; erna verschijnen compleet gevormde therapsidengroepen plotseling in vele delen van de wereld. Die abrupte sprong bemoeilijkt het ontrafelen van de verwantschappen tussen deze groepen en de snelheid van hun evolutie.

Nieuwe wiskunde toepassen op oude botten

De meeste eerdere studies probeerden therapside verwantschappen te reconstrueren met een traditionele methode genaamd parsimony, die zoekt naar de eenvoudigst mogelijke evolutionaire boom. De auteurs van dit artikel bouwden daarentegen een nieuwe dataset gericht op schedelkenmerken van 42 vroege therapsidensoorten en hun naaste niet‑therapside verwanten, en scoren 99 anatomische eigenschappen. Vervolgens pasten ze Bayesiaanse benaderingen toe—probabilistische methoden die onzekerheid expliciet kunnen modelleren en de timing van evolutionaire splitsingen kunnen schatten—geïmplementeerd in twee softwarepakketten, MrBayes en RevBayes. Deze analyses gebruikten modellen die fossiele ouderdommen combineren met "fossilized birth‑death" processen, die vertakking (soortvorming), uitsterven en fossilisatie door de tijd beschrijven.

De therapsidenstamboom herschikken

De Bayesiaanse bomen zijn vollediger opgelost dan de resultaten van parsimony en keren enkele lang bestaande veronderstellingen om. Ze ondersteunen een grote ondergroep genaamd Neotherapsida, waarin de plantenetende anomodonten de naaste verwanten zijn van de grotendeels vleesetende theriodonten. Binnen de theriodonten verschijnen de slagtandachtige gorgonopsiërs als zusters van de groep die therocephalen en cynodonten omvat, waarbij laatstgenoemden uiteindelijk tot zoogdieren leiden. De studie vindt ook bewijs dat twee grote groepen, Biarmosuchia en Dinocephalia, één bredere tak vormen — een verwantschap die in ouder beschrijvend werk werd gesuggereerd maar niet stevig werd ondersteund door eerdere computergestuurde analyses. Verschillende bekende Chinese soorten uit de Dashankou‑fauna — Raranimus, Biseridens en Sinophoneus — verschuiven naar nieuwe posities dicht bij de basis van de boom, waardoor eerdere beweringen dat sommige van hen tot duidelijk afgebakende latere lijnen behoren, verzwakken.

De tijdslacune vullen

Door anatomie te combineren met fossiele ouderdommen en een fossilized birth‑death model, schatten de auteurs wanneer de belangrijkste therapside groepen van elkaar afsplitsten. Hun resultaten wijzen op een oorsprong van de therapsidenstam in het vroege Perm, vóór het begin van Olson’s Gap, ondanks het ontbreken van duidelijke fossielen uit die tijd. De meeste momenteel bekende hoofdgroepen — zoals Biarmosuchia, Dinocephalia, Anomodontia, Gorgonopsia en Eutheriodontia — lijken zich snel te hebben gediversifieerd tussen ongeveer 281 en 272 miljoen jaar geleden, en overspannen daarmee de lacune zelf. Aanvullende modellering suggereert dat er pulsen van verhoogd uitsterven waren, waaronder één tijdens Olson’s Gap, terwijl fossilisatiesnelheden relatief stabiel bleven. Dit patroon past bij een scenario waarin een eerder uitsterven oudere lijnages heeft teruggesnoeid en ecologische ruimte opende voor therapsiden om te diversifiëren.

Wat dit betekent voor de opkomst van zoogdieren

Voor niet‑specialisten is de kernboodschap dat onze zoogdiervoorouders niet simpelweg volledig gevormd op het toneel verschenen, noch zich volledig onopgemerkt voortbewogen. In plaats daarvan ondersteunt dit werk een tweestappenverhaal: een slecht vastgelegde vroege fase waarin therapsiden geleidelijk van meer reptielachtige voorouders afsplitsten, gevolgd door een snelle uitbarsting van diversificatie rond de tijd van Olson’s Gap. De nieuwe Bayesiaanse analyses herschikken de takken van de therapsidenstamboom en suggereren dat sommige groepen die als afzonderlijk werden beschouwd, in feite bredere lijnages kunnen vormen, en dat de cynodonten — de directe voorlopers van zoogdieren — waarschijnlijk zijn voortgekomen uit dieren op het therocephale niveau. Naarmate nieuwe fossielen worden ontdekt, vooral uit gesteenten die Olson’s Gap overspannen, zal dit verfijnde kader paleontologen helpen ze nauwkeuriger te plaatsen en verder te verduidelijken hoe en wanneer onze verre voorouders hun eerste stappen richting zoogdieren zetten.

Bronvermelding: Duhamel, A., Wynd, B., Wright, A.M. et al. Rethinking therapsid phylogeny through Bayesian and cladistic approaches. Sci Rep 16, 13171 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38195-2

Trefwoorden: therapsiden, Permische fossielen, fylogenie, Bayesiaanse evolutie, Olson’s Gap