Evolutie, altijd de richtingloze knutselaar, heeft miljoenen jaren besteed aan het helpen van dieren om uit de oceaan te kruipen en op het land te komen. Maar zoals een nieuwe studie van de Yale Universiteit ons eraan herinnert, was de reis niet altijd eenrichtingsverkeer: tientallen grote groepen zoogdieren en reptielen zeiden uiteindelijk 'eigenlijk was het water prima' en gingen terug, waarbij ze vinnen en andere aquatische aanpassingen ontwikkelden. De bevindingen werden gepubliceerd in Current Biology, vermoedelijk omdat Nature al volgeboekt was.

'Deze secundair aquatische groepen pasten zich op opvallend vergelijkbare manieren aan hun nieuwe waterige thuis aan -- ze ontwikkelden vinnen en een reeks andere kenmerken die hen betere zwemmers maakten,' zei hoofdauteur Caleb Gordon, die eerder dit jaar zijn doctoraat voltooide aan Yale's Graduate School of Arts and Sciences (GSAS) en nu postdoctoraal onderzoeker is aan het Florida Museum of Natural History. 'Als gevolg daarvan zijn ze textbook-voorbeelden geworden van convergente evolutie, wat ons veel kan vertellen over de processen die adaptieve verandering sturen en beperken als reactie op vergelijkbare omgevingssignalen.' Met andere woorden, wanneer de omgeving je een niche geeft, geeft evolutie je een vin. Herhaaldelijk.

Om deze evolutionaire U-bochten te reconstrueren, onderzochten de onderzoekers honderden fossiele en moderne specimens in het Yale Peabody Museum en tientallen andere instellingen wereldwijd, waarbij ze meer dan 11.000 metingen, foto's en CT-scans verzamelden. Ze combineerden traditionele paleontologische technieken met machine learning-modellen die rekening houden met evolutionaire relaties, en gooiden er een statistische benadering in die oorspronkelijk door marine strijdkrachten tijdens de Tweede Wereldoorlog werd gebruikt. Want niets zegt 'oud reptiel' zo goed als een militaire radartechniek uit het midden van de vorige eeuw.

'Het leven van uitgestorven levensvormen op een wetenschappelijk rigoureuze manier reconstrueren, in plaats van alleen verhalen te vertellen, is een precieze en delicate onderneming,' zei Bhart-Anjan Bhullar, senior auteur van de studie en universitair hoofddocent aard- en planetaire wetenschappen aan Yale's Faculty of Arts and Sciences (FAS) en associate curator van gewervelde paleontologie en gewervelde zoölogie aan het Peabody Museum. 'Het vereist een zorgvuldige verweving van gegevens van moderne organismen, waarvan ons begrip noodzakelijkerwijs veel dieper is, en kennis van de genealogie van deze levende organismen ten opzichte van fossiele vormen.' Hij voegde eraan toe dat Gordons werk dit alles en meer bereikt, op een enorme evolutionaire schaal -- en zonder toevlucht te nemen tot het paleontologische equivalent van fanfiction.

Decennialang hebben wetenschappers gediscussieerd over wanneer bepaalde groepen prehistorische dieren volledig aangepast waren aan het leven onder water, grotendeels omdat het fossielenbestand vaak onvolledige of tegenstrijdige aanwijzingen geeft. Sommige skeletkenmerken kunnen wijzen op een aquatische levensstijl, terwijl andere suggereren dat hetzelfde dier in staat bleef om zich op het land te verplaatsen en te voeden. Deze tegenstrijdigheden hebben onderzoekers vast laten zitten, zoals Gordon het uitdrukte: 'In deze gevallen zitten paleontologen vaak vast, omdat verschillende bewijslijnen het oneens zijn over hoe het oude dier was.' Zijn oplossing? Machine learning-modellen getraind op levende dieren, die verbanden kunnen identificeren tussen skeletproporties en bekende levensstijlen en kunnen schatten hoe uitgestorven soorten aquatische omgevingen gebruikten -- zelfs het voorspellen van zachte weefselaanpassingen, waaronder zwemstructuren die zelden in fossielen bewaard blijven.

De meest in het oog springende bevinding betreft Spinosaurus, de gigantische prehistorische dinosaurus wiens relatie met water aanzienlijke controverse heeft veroorzaakt -- vermoedelijk omdat paleontologen graag een goede discussie voeren. Spinosaurus leefde ongeveer 113 miljoen tot 94 miljoen jaar geleden in wat nu Noord-Afrika is. Hoewel wetenschappers het er over het algemeen over eens zijn dat hij geassocieerd was met aquatische omgevingen, is precies hoe hij zich voortbewoog, jaagde en zijn tijd doorbracht een onderwerp van debat gebleven. Sommige bewijzen wijzen op een dier dat zich vaak onderdompelde en prooien onder water achtervolgde, net als zeehonden of pinguïns. Andere vinden