begraven onder de leerachtige huid van de voet van een olifant ligt een van anatomie ‘ s niet-gewaardeerde mysteries. Driehonderd jaar geleden beweerde een chirurg dat olifanten zes tenen hadden in plaats van de gebruikelijke vijf, wat een debat op gang bracht over de vraag of een extra cijfer echt mogelijk was. Moderne anatomen spotten met het idee, maar drongen er in plaats daarvan op aan dat de extra teen eigenlijk gewoon een grote brok kraakbeen was. Een studie van tientallen olifantenpoten toont aan dat de knobbel echt in bot verandert. Het cijfer is geen echte teen—het is meer als een panda ‘ s faux duim. Maar het helpt toch om de grote omvang van de pachyderm te ondersteunen.

bij olifanten moet “de unieke structuur van de voet duidelijk worden beschouwd als een belangrijke innovatie”, zegt Matthew Vickaryous, een gewervelde morfoloog aan de Universiteit van Guelph in Canada die niet betrokken was bij de studie. “De olifantenvoet is bedrieglijk complex.”

de extra duim van de reuzenpanda is een beroemd voorbeeld van de inventiviteit van de evolutie. De echte duim van het dier kijkt alleen naar de rest van zijn vingers, en samen vormen ze een poot met vijf klauwen. Maar daarnaast hebben panda ‘ s een enigszins tegengesteld cijfer laag aan de binnenrand van de poot die hen helpt bamboe te grijpen. Deze “duim” is eigenlijk gewoon een sesamoïde, een beetje bot dat typisch vormt binnen pezen en ligamenten waar ze kruisen gewrichten. De kniekap is een voorbeeld van een sesamoïde. Maar in de panda werd de sesamoïde op de buitenste basis van de echte duim vergroot, en nam een cijferachtige identiteit aan die het dier helpt efficiënter te eten. John Hutchinson, een evolutionaire biomechanicus aan het Royal Veterinary College in het Verenigd Koninkrijk, vroeg zich af of er iets dergelijks aan de hand was met de olifantenteen. Hij was een expert in de olifantenbeweging en had jarenlang olifantenvoeten—vlees en alles—verzameld en bewaard van dieren die in dierentuinen stierven. De dieren varieerden in leeftijd van pasgeborenen tot 50-jarigen. Hij had computertomografie (CT) – scans uitgevoerd, die röntgenstralen gebruiken om weefsels in plakjes te afbeelden om er 3D-foto ‘ s van te maken, en andere studies om te begrijpen hoe de voeten werkten, toen hij merkte dat de kraakbeenachtige knobbel vaak dichter werd, zoals bot, naarmate elke olifant ouder werd. De knobbel kon tot 15 centimeter lang en 6 centimeter breed zijn, en het leek echt alsof het kon werken als een teen, zegt hij. Het is in dezelfde positie als de panda ‘ s duim, maar het is ingebed in zacht weefsel genaamd een vet pad.

hoewel ze niet zichtbaar zijn, zijn de echte tenen van een olifant enigszins verticaal georiënteerd, zodat het dier eigenlijk op zijn tenen loopt, met de pols en hiel van de grond. Op het eerste gezicht lijkt de extra teen te hoog van de grond te zijn om gewicht te dragen of veel goed te doen. Maar door een deel van de verzamelde olifantenvoeten in een apparaat te stoppen waardoor het leek alsof de voet het gewicht van de olifant ondersteunde en ze weergaf met extra CT-scans, toonden Hutchinson en zijn collega ‘ s aan dat de valse teen ook het gewicht ondersteunt, zoals ze vandaag online rapporteren in de wetenschap. “De extra cijfers veranderen van positie en komen in contact met de grond”, zegt Elizabeth Brainerd, een functionele morfoloog aan Brown University die niet betrokken was bij de studie.

om de evolutie van de extra teen te traceren, voerden Hutchinson en collega ‘ s CT-scans uit op voeten van tapir-achtige soorten die de vroegste olifanten-achtige zoogdieren vertegenwoordigen en op recentere olifantenfossielen. Ze vonden geen bewijs van de extra teen in 50 miljoen jaar oude fossielen, die leek te lopen platvoet, waardoor er geen ruimte voor de zesde teen. Die dieren hebben waarschijnlijk het grootste deel van hun tijd in het water doorgebracht. Maar 40 miljoen jaar geleden hadden de recentere fossielen duidelijke tekenen van deze zesde teen. In die tijd werden olifanten groter en meer op het land gebaseerd. Hun voeten veranderden om hun gewicht beter te ondersteunen, met een uitbreiding van de vetkussens.

hoewel extra vingers en tenen soms ontstaan als genetische afwijkingen, en zelfs vaak voorkomen bij bepaalde kattenrassen (een aandoening die bekend staat als polydactylie), denkt Hutchinson dat het gemakkelijker was voor het sesamoïde bot om te worden gerekruteerd voor extra ondersteuning dan voor een echte zesde teen om te evolueren bij olifanten. Het maken van een zesde teen zou een vernieuwing van het complexe ontwikkelingsprogramma dat leidt tot de vorming van de voet nodig hebben, legt hij uit.

het sesamoïde bot kwam van pas voor de olifant, notes Vickaryous. “Gigantische lichaamsvormen vereisen innovatieve aanpassingen om te kunnen omgaan met grote toename van het lichaamsgewicht.”De onderzoekers onderzoeken of andere zeer grote dieren, zoals sauropode dinosaurussen, soortgelijke innovaties hadden. veel wetenschappers denken dat de studie van de anatomie voorbij zijn hoogtepunt is. Maar dat is niet waar, zegt Marcelo Sánchez, evolutionair morfoloog aan de Universiteit van Zürich in Zwitserland. “Zelfs dieren zo ‘bekend’ als olifanten kunnen onderwerp zijn van spannende, nieuwe ontdekkingen, waarvan de studie belangrijke inzichten in de evolutie biedt.”