Wim Gabriels

een blog over om het even wat

Tag archief: Paleontologie

Richard Fortey – Survivors

Evolutie is een slagveld, bezaaid met slachtoffers. Een nieuw ontstane soort verdwijnt doorgaans weer even snel van het toneel als ze verschenen was; en ook de overblijvers moeten zich steeds opnieuw aanpassen aan nieuwe omstandigheden of alsnog het loodje leggen. Maar heel af en toe duiken er niettemin soorten op die gespaard blijven van de hakbijl van de evolutie, zonder uiterlijke veranderingen te ondergaan. Voor zo’n meesters in de overlevingskunst grijpt men weleens naar de ietwat misleidende term “levend fossiel”.

De Britse paleontoloog Richard Fortey boog zich over dit thema in zijn boek Survivors – The Animals and Plants that Time Has Left Behind uit 2011. Hierin maak je kennis met een hele reeks soorten waarop de tijd geen vat lijkt te hebben. Sommige ervan kwamen verscheidene massa-extincties te boven. Fortey zoekt ze op in hun huidige leefgebied, en vertelt ons telkens hun bijbehorende unieke verhaal. Elk van deze soorten heeft zijn eigen plaats in de stamboom van het leven op onze planeet, en samen verschaffen al deze verhalen ons een beter inzicht in die stamboom.

Zo is er de degenkrab (afgebeeld op de cover) waarvan hedendaagse exemplaren sterk lijken op 450 miljoen jaar oude fossielen; de longvis, die ons herinnert aan onze eigen verwantschap met vissen; de gingko-boom, die zo’n aparte plaats inneemt in de stamboom van het leven dat zijn precieze plaats daarin, ten opzichte van andere bomen, nog steeds niet duidelijk is; en ga zo maar door. Aan het einde van de rit waagt Fortey zich aan enkele beschouwingen over wat een soort eigenlijk tot zo’n overlever maakt. Hebben al de vermelde soorten iets gemeen? Of zijn het allemaal toevalstreffers, evolutionaire equivalenten van Euro Millions-winnaars? Een duidelijk antwoord is er niet, maar Fortey slaagt er toch in een tipje van de sluier op te lichten.

Richard Fortey beschikt over een zeer mooie, breedvoerige schrijfstijl met een bijzonder rijke woordenschat. Dat maakt de beschrijvingen van zijn ontmoetingen met de vele uiteenlopende soorten planten en dieren erg levendig. Het is alsof hij je persoonlijk meeneemt op de vele reizen die hij ondernam om dit boek te kunnen schrijven. Het hoeft dan ook niet te verwonderen dat ik Survivors met uitermate veel plezier gelezen heb.

Donald R. Prothero – After The Dinosaurs: The Age Of Mammals

Ongeveer 65 miljoen jaar geleden, aan het einde van het Krijt, beleefde de aarde een massa-extinctie: zowel op het land als in zee stierven soorten bij bosjes uit. Tot de slachtoffers behoorden heel wat planktonsoorten, naast de mosasauriërs en de plesiosauriërs (grote zeereptielen), maar ook de ammonieten (een tot dan toe uiterst succesvolle groep weekdieren), heel wat landplanten, de pterosauriërs (vliegende reptielen) en natuurlijk de dinosauriërs (met uitzondering van de vogels). Terwijl de hoogdagen van de dinosauriërs en de daaropvolgende massa-extinctie geregeld op de belangstelling van het grote publiek kunnen rekenen, krijgt de era die erop volgde en tot vandaag voortduurt, nauwelijks media-aandacht.

Nochtans is deze tijd, die bekend staat als het Cenozoïcum, een uitermate boeiende en bewogen era. Bovendien is het pas in het Cenozoïcum dat het echte succesverhaal van de zoogdieren (die tot dan toe slechts een bijrol in de geologische geschiedenis bekleedden) zich afspeelt. En natuurlijk is ook onze eigen soort, de mens, een product van deze era.

Donald R. Prothero, geoloog van het California Institute of Technology, wijdde een boek aan het Cenozoïcum, namelijk After The Dinosaurs: The Age Of Mammals uit 2006. Daarmee vulde hij een leemte op, want er bestond over deze era vreemd genoeg geen recent overzichtswerk.

In het begin van het boek staat Prothero stil bij de mogelijke oorzaken en uiteraard ook gevolgen van de massa-extinctie aan het einde van het Krijt, om vervolgens in het eerste tijdvak van het Cenozoïcum te duiken: het Paleoceen. En zo krijgt elk tijdvak achtereenvolgens een hoofdstuk toebedeeld. Telkens bespreekt de auteur de klimatologische en geologische ontwikkelingen en de gevolgen voor de levende wezens die de zeeën en continenten bevolken. En er blijken in het Cenozoïcum nogal wat omwentelingen plaatsgevonden te hebben. De Atlantische Oceaan werd geleidelijk aan breder. Omstreeks 55 miljoen jaar geleden trad een plotse opstoot van broeierig warme temperaturen op, waarschijnlijk als gevolg van het vrijkomen van grote hoeveelheden methaangas die door een lichte opwarming van het oceaanwater werden vrijgesteld uit methaanhydraat in de oceaanbodem. De aarde koelde nadien geleidelijk aan weer af. Zo’n 33 miljoen jaar geleden ontstond een permanente Antarctische ijskap. Ondertussen evolueerden zoogdieren van kleine knaagdierachtige wezens tot diverse gespecialiseerde vormen zoals vleermuizen, olifantachtigen, herkauwers, carnivoren, walvisachtigen en primaten. Andere groepen zoogdieren stierven dan weer uit. Ook bij de vogels ontwikkelden zich heel wat bijzondere, soms spectaculaire vormen zoals de Phorusrhacidae of terror birds, enorme landroofvogels uit Zuid-Amerika. Het lot van deze laatste werd echter bezegeld toen Noord- en Zuid-Amerika omstreeks drie miljoen jaar geleden na langdurige isolatie opnieuw met elkaar verbonden raakten. Migratie van grote aantallen soorten tussen de twee continenten was het gevolg, evenals het verdwijnen van heel wat soorten, waaronder de terror birds. Het einde van het Cenozoïcum wordt dan weer gekenmerkt door een cyclische opeenvolging van ijstijden, waarin de ijskappen (die intussen zowel op de Zuid- als de Noordpool permanent aanwezig zijn) zich sterk uitbreiden. Deze ijstijden worden telkens afgewisseld met periodes waarin de ijskappen weer kleiner worden, de zogenaamde interglacialen. De huidige tijd, het Holoceen, is het recentste interglaciaal.

Dit alles is maar een kleine greep uit de vele omwentelingen die het Cenozoïcum kenmerken. Maar de meest dramatische gebeurtenis uit deze era ontmoeten we pas bij het einde van het boek: een nieuwe massa-extinctie. En zo is de cirkel rond: het Cenozoïcum begint en eindigt met een massale uitstervingsgolf. Maar de huidige massa-extinctie is anders dan alle vorige, want ze wordt veroorzaakt door één enkele soort, de mens. Een pijnlijke vaststelling.

After The Dinosaurs: The Age Of Mammals bevat meer dan dertig pagina’s referenties (waaronder onderzoek van de auteur zelf), en de tekst zelf (ruim driehonderd bladzijden) is voorzien van een groot aantal verduidelijkende illustraties, foto’s en grafieken. Kortom, een bijzonder goed gedocumenteerd boek van een auteur die duidelijk grondig tewerk is gegaan.

Stephen Jay Gould – Wonderful Life

De in 2002 overleden Amerikaanse paleontoloog Stephen Jay Gould schreef naast zijn wetenschappelijke publicaties ook heel wat toegankelijkere werken over evolutie. Hij was één van de zeldzame vooraanstaande biologen met een zekere bekendheid bij het grote publiek (in 1997 vertolkte hij zelfs een gastrol in The Simpsons).

Zijn boek “Wonderful Life” uit 1990 behandelt de fossielenrijkdom van de Burgess Shale. Deze geologische site in Brits-Columbia (Canada) stamt uit het midden van het Cambrium, een van de vroegste geologische periodes waarvan dierlijke fossielen bekend zijn. De fossielen van de Burgess Shale zijn ruim 500 miljoen jaar oud (meer dan tweemaal zo oud als de vroegste dinosauriërs). Het is één van de weinige vindplaatsen van fossielen uit het Cambrium waarin ook zachte onderdelen van dieren bewaard zijn gebleven. Dierlijke fossielen bestaan doorgaans enkel uit harde onderdelen, zoals tanden of skeletten van gewervelden of schelpen van weekdieren. Fossielen van zachte onderdelen zijn erg uitzonderlijk. Dat maakt de Burgess Shale een enorm waardevolle bron van kennis over de vroege evolutie van dierlijk leven op aarde.

De Burgess Shale werd in 1910 ontdekt door Charles Walcott, een Amerikaanse paleontoloog. Hij beschreef de meeste fossiele diersoorten die er voorkwamen en deelde ze in bij uiteenlopende reeds gekende phyla (een phylum is het hoogste hiërarchische indelingsniveau binnen het dierenrijk, voorbeelden zijn de geleedpotigen, de weekdieren en de chordadieren). Sindsdien werden de fossielen van de Burgess Shale lange tijd nauwelijks nog bestudeerd.

Pas in de jaren zeventig en tachtig van vorige eeuw werden deze fossielen voor het eerst aan een grondig onderzoek onderworpen. Dat was hoofdzakelijk het werk van drie onderzoekers van de universiteit van Cambridge: Harry Whittington, Derek Briggs en Simon Conway Morris. Hun technieken leverden een veel beter inzicht op in de lichaamsbouw van deze dieren. Geleidelijk aan werd duidelijk dat de dieren uit de Burgess Shale een enorme diversiteit in anatomie vertoonden en dat, in tegenstelling tot wat Walcott aannam, een aanzienlijk deel ervan zelfs bij geen enkel vandaag nog voorkomend phylum ondergebracht kan worden. Ze beschreven de meest uiteenlopende bizarre creaturen die niet zouden misstaan in een SF-film, zoals Anomalocaris, de toepasselijk genaamde Hallucigenia en mijn persoonlijke favoriet, Opabinia.

De anatomische diversiteit die bestond ten tijde van de Burgess Shale schijnt in de loop van de geschiedenis dus sterk gereduceerd geraakt te zijn waarbij een beperkt aantal phyla wel bleven bestaan (waarvan de geleedpotigen en de chordadieren tot de meest succesvolle behoren). Gould grijpt het verhaal van de Burgess Shale aan om een fundamentele vraag over de evolutie van het leven op aarde te stellen: wat als we de klok terug zouden draaien en alles opnieuw laten beginnen? Zouden opnieuw dezelfde diergroepen dominant worden of zou alles een totaal andere wending krijgen?

Niet alles hangt af van adaptatie. Ook de andere phyla die voorkwamen in het Cambrium, waren uitstekend aangepast aan hun omgeving. Gould ziet geen reden om aan te nemen dat de phyla die vandaag zo succesvol zijn, toen reeds een stapje voor hadden. Hij hecht groot belang aan wat hij zelf contingency noemt. Veranderende omstandigheden die plotseling een bepaalde diergroep een competitief voordeel bezorgen, kunnen door toeval bepaald zijn. Een mooi voorbeeld betreft de zoogdieren, die miljoenen jaren in de schaduw leefden van de oppermachtige dinosauriërs. Toen die laatste (met uitzondering van de vogels) aan het einde van het Krijt het loodje moesten leggen tijdens de grote uitstervingsgolf veroorzaakt door de inslag van een asteroïde, bleken de tot dan toe marginale zoogdieren over de eigenschappen te beschikken die hen in staat stelden door het oog van de naald te kruipen. Als we de klok opnieuw zouden laten lopen, te beginnen bij het Cambrium, zou de kans op dezelfde uitkomst volgens Gould dan ook verwaarloosbaar zijn. Ook het bestaan van de mens is dus geenszins een noodzakelijk eindresultaat.

Wonderful Life stamt uit 1989, en het onderzoek heeft intussen niet stilgestaan. Daardoor is onze visie op heel wat van de beschreven soorten intussen sterk veranderd. Hallucigenia bijvoorbeeld is intussen letterlijk op zijn kop gezet, Nectocaris bleek een primitief weekdier te zijn en Anomalocaris, die aanvankelijk als predator werd gezien, had misschien toch geen trilobieten op zijn menu staan. De wetenschappelijke inzichten zullen uiteraard blijven evolueren, en dat is maar goed ook. Niettemin blijft dit boek van Gould een uitstekende inleiding in de fascinerende wereld van de Burgess Shale, die ik ten zeerste kan aanbevelen.

Brian Switek – Written In Stone

Eigenlijk hebben we geen fossielen nodig om te weten dat het leven op aarde geëvolueerd is uit gemeenschappelijke voorouders. De wetenschappelijke bewijzen daarvoor zijn overweldigend en ondubbelzinnig. Maar zonder fossielen blijft de geschiedenis van het leven op aarde een gesloten boek. Fossielen geven ons een idee wat voor soorten er in het verleden bestaan hebben, welke uitgestorven zijn en welke zich verder tot andere, vandaag nog bestaande, soorten ontwikkeld hebben.

Brian Switek, een jonge Amerikaanse freelance auteur en blogger, schreef daarover het boek Written in Stone – Evolution, the Fossil Record, and Our Place in Nature. Het is zijn debuut, en verscheen in 2010. Switek vertelt hoe dankzij fossielen ons inzicht in het verloop van de evolutie van het leven op aarde geleidelijk veranderd is. Zo vernemen we onder meer hoe geleidelijk aan het inzicht gegroeid is over hoe vogels uit dinosauriërs ontstonden, hoe walvissen zich ontwikkeld hebben uit landzoogdieren en hoe de mens geëvolueerd is uit andere primaten. Al deze verhalen zorgen samen voor een boeiende inzage in de rijke geschiedenis van de paleontologie, haar belangrijkste vertegenwoordigers, de historische vondsten en de soms verhitte discussies die ze opwekten. Deze schat aan informatie weet Switek samen te ballen in een vlot leesbaar geheel van nog geen driehonderd bladzijden, voorwaar geen geringe prestatie!

Switek wijst er ook op hoe paleontologische vondsten langzaam maar zeker de verouderde opvatting ondergroeven dat evolutie een ééndimensionale, rechtlijnige vooruitgang van een oorspronkelijke vorm naar een andere, “verbeterde”, vorm zou zijn. De fossielen van onderling verwante soorten in opeenvolgende tijdlagen geven vaak blijk van sterk vertakkende evolutionaire patronen, waarbij uit vele vertakkingen weer nieuwe takken groeien en sommige weer uitsterven. De evolutie heeft dus geen “doel” maar is eerder de speelbal van toevallige omstandigheden. Wat als de asteroïde die 65 miljoen jaar geleden op aarde insloeg en het uitsterven van de dinosauriërs (behalve de vogels) veroorzaakte, de aarde gemist had? Dan was het verhaal heel anders gelopen en was er van de mens waarschijnlijk nooit sprake geweest. We zijn dus niet het einddoel maar een klein onderdeel van de lange geschiedenis van onze planeet, en door die geschiedenis te leren kennen, leren we ook onszelf beter kennen. Het lezen van “Written In Stone” is alvast een goede start om die geschiedenis te leren kennen.