Vi liker å fortelle om evolusjonen som om den var en trapp. En nyvinning dukker opp, forbedrer det som fantes fra før, og så kommer en ny som perfeksjonerer den. I denne betryggende versjonen av historien blir kjeven en slags avgjørende oppfinnelse, der eldre former gradvis fører fram til de effektive konstruksjonene vi kjenner i dag. Placodermene forteller en langt mindre ryddig historie, og nettopp derfor en langt mer interessant en.

Disse panserfiskene fra silur og devon, som levde for omtrent 439 til 358,9 millioner år siden, er blant de tidligste kjevevirveldyrene vi kjenner fra fossilmaterialet. Likevel ser ikke kjevene deres ut som en rekke prototyper ordnet fra det primitive til det fullendte. De ligner snarere et verksted der flere løsninger ble prøvd ut parallelt, noen svært forskjellige fra hverandre, før alle disse slektslinjene forsvant.

En kjeve er ikke et trinn, men et rom av løsninger

Gogo-formasjonen i Vest-Australia gir et særlig tydelig bilde av dette mangfoldet. En studie publisert i Scientific Reports sammenlignet åtte arter av placodermer som var rundt 385 millioner år gamle. Fossile kjever ble digitalisert med mikro-CT eller overflateskanning og deretter omgjort til 3D-modeller for å simulere hvordan de fungerte og hvilke bittkrefter de utviklet.

Hovedresultatet er ikke at én form var bedre enn de andre. Tvert imot kunne dyr som sto overfor det samme generelle problemet — å gripe og bearbeide mat — ende opp med svært ulike mekanismer.

Hos Rolfosteus canningensis, den minste placodermen som ble undersøkt, var tannplatene glatte og flate. I den andre enden hadde den store Kimberleyichthys opphøyde strukturer på en beinkam. Forskerne sammenligner denne siste utformingen med et våpen som konsentrerer kraften for å punktere eller knuse et beskyttende lag, mens den flatere platen minner mer om et butt knuseverktøy med en effektiv kant.

I begge tilfeller handler det altså ikke om en «svak» kjeve mot en «avansert» kjeve. Begge ytterpunktene i størrelse hadde robuste systemer, men de løste ikke det samme problemet på samme måte. Små placodermer kan hovedsakelig ha spist små byttedyr som kunne knuses mellom platene. Store former, med større energibehov, kan ha foretrukket bytte som måtte deles opp før det ble svelget.

Allerede her ser vi hva fortellingen om lineær framgang går glipp av: En innovasjon skaper ikke nødvendigvis én enkelt utviklingsbane. Noen ganger åpner den et felt av muligheter. Naturhistorien velger ikke én modell etter den andre som et konstruksjonskontor. Flere former kan fungere samtidig fordi de opptar ulike nisjer.

Fellen ved å se bare på de overlevende

Et annet fossil gjør bildet enda mer komplisert. Acanthothoracider regnes vanligvis som svært primitive placodermer, men de er ofte kjent fra ufullstendige og løsrevne levninger. Studien av en nesten komplett overkjeve fra tidlig devon i Mongolia viste at morfologien knyttet til biting kunne være sterkt bevart på tvers av flere grupper, til tross for svært ulike hodeskalleformer. Forskerne foreslår også at integreringen av hudskjelettet kan ha gitt et solid biomekanisk grunnlag for kjevenes opprinnelse.

Med andre ord betyr mangfold ikke totalt kaos. Enkelte grunnstrukturer ser ut til å være stabile, mens andre deler varierer kraftig. Nettopp denne blandingen gjør historien vanskelig å gjøre om til en pil som peker mot ett sluttresultat.

Vi vet dessuten at de to store nålevende linjene av kjevevirveldyr, bruskfisk og beinfisk, skilte lag for mer enn 400 millioner år siden. De er derfor ikke et troverdig øyeblikksbilde av de aller første gnathostomene. Å se bare på dagens overlevende er som å betrakte utgangen av en labyrint og deretter forestille seg at veien nødvendigvis måtte føre dit.

Her må vi motstå en fristelse: å si at «én eneste kjeveløsning vant». Fossilene beskriver et reelt mangfold av løsninger hos placodermene, men de lar oss ikke identifisere en enkel konkurranse der én modell kom ut som vinner. De viser heller ikke at én bestemt morfologi fortrengte de andre fordi den var iboende overlegen. Placodermenes slektslinjer forsvant; det gjør ikke automatisk kjevene deres til dårlige oppfinnelser.

Selve tennene gjør historien enda mindre tydelig

Den tradisjonelle fortellingen blir enda mindre lineær når vi skiller mellom kjever og tenner. Arbeid omtalt av det europeiske programmet JAWS Emerge har utfordret ideen om at de nødvendigvis oppsto samtidig. I denne sammenhengen antyder enkelte studier en evolusjonær frikobling mellom de to, med tidlige kjevevirveldyr uten tenner.

Tilfellet Loganellia scotica, et primitivt kjeveløst virveldyr, er lærerikt. Strukturer som så ut som tenner, ble undersøkt og tolket som indre skjell som skilte seg fra tennene hos kjevevirveldyr. Lignende former kan altså oppstå uavhengig når de svarer på sammenlignbare begrensninger: det er prinsippet om konvergent evolusjon.

Dette er viktig fordi det bryter ned enda en etterpåklok illusjon. Når to elementer fungerer sammen i dag, har vi lett for å forestille oss at evolusjonen nødvendigvis utviklet dem sammen. Fossilene tvinger oss derimot til å tenke oss historier preget av sammenkoblinger, frikoblinger og lignende løsninger som har oppstått langs ulike veier.

En «mislykket evolusjon» er ikke nødvendigvis dårlig evolusjon

Å snakke om «mislykket evolusjon» er bevisst provoserende. Vitenskapelig sett er en utdødd slektslinje ikke en prototype som er blitt avvist av en jury. Placodermene fra Gogo viser tvert imot spesialiserte dyr som kunne bearbeide maten med kraftige og differensierte kjever. John Long og kollegene hans ser dette som et bilde på nisjedeling og økologisk spesialisering i revene i devon.

Mislykketheten dukker først opp i ettertid, når vi ser på treet fra de grenene som har overlevd. Det er en perspektivskjevhet: Det som fortsatt finnes, virker lett mer logisk, mer fullendt eller mer effektivt enn det som har forsvunnet. Fossilmaterialet viser imidlertid i det minste at det fantes flere levedyktige svar på det samme problemet.

For meg er det her placodermene blir mer interessante enn bare en paleontologisk kuriositet. De lærer oss å ikke forveksle overlevelse med optimalitet. En løsning kan være god i sin sammenheng uten å bli stamfar til framtidens verden. En annen kan bli dominerende uten at historien beviser at den var den beste av alle tenkelige løsninger.

Hva fossile kjever kan fortelle teknologien

Parallellen til menneskelig innovasjon må forbli en sammenligning, ikke en likestilling. En bedrift, en protokoll eller en teknisk gjenstand formerer seg ikke som en biologisk populasjon. Men placodermene tilbyr en nyttig intellektuell disiplin: Når en teknologi dominerer, bør vi unngå å omskrive fortiden som om dominansen var åpenbar helt fra starten.

Vi kan forestille oss flere konkurrerende løsninger på det samme behovet. Noen passer til bestemte bruksområder, andre fungerer i andre miljøer. Med tiden blir én utviklingsbane sentral, mens andre ikke lenger brukes. Når denne sorteringen først har skjedd, rekonstruerer blikket vårt lett en rett linje: Den gamle løsningen virker arkaisk, den overlevende virker nødvendig.

Placodermene inviterer oss til å snu denne lesningen. Det riktige spørsmålet er ikke bare: «Hvorfor vant denne løsningen?» Det er også: «Hvilke funksjonelle løsninger forsvant fra fortellingen fordi de ikke etterlot seg nålevende etterkommere?» Dette skiftet betyr mye når vi tenker på innovasjon. Det minner oss om at en fiasko kan romme et relevant svar, at en forlatt vei ikke nødvendigvis var absurd, og at et dominerende resultat kan avhenge av en bestemt historie snarere enn av absolutt overlegenhet.

Det er noe sunt ved disse panserfiskene som er hundrevis av millioner år gamle. De viser oss ikke en natur som metodisk beveger seg mot den perfekte kjeven. De viser organismer som utforsker flere måter å bruke tilgjengelige strukturer på, i ulike nisjer og langs utviklingsbaner som ikke kjente sin egen framtid. Kanskje er det den beste definisjonen på virkelig innovasjon: ikke en marsj mot perfeksjon, men en mangfoldiggjøring av veddemål der historien bare bevarer noen av dem.