Levende fossielen!

Levende fossielen zijn organismen die nog leven en waarvan de vorm niet tot nauwelijks veranderd is in de loop van miljoenen jaren. Dit heeft bijvoorbeeld te maken met de lage snelheid van evolutie van deze organismen. Dit artikel laat een zevental spectaculaire voorbeelden van deze levende fossielen voorbijkomen en sluit af met een hoofdstuk over waarom levende fossielen überhaupt bestaan.

door

Misschien heb je iemand zijn/haar docent wel eens een levend fossiel horen noemen. Of iemand die zich ouderwets kleedt. Of misschien iemand die al heel lang bij een bedrijf rondloopt. Maar waar komt die uitdrukking eigenlijk vandaan? Eigenlijk is het precies wat het letterlijk betekent: een organisme dat al een lange periode (ten minste miljoenen jaren) niet tot nauwelijks veranderd is. Er zijn dus levende exemplaren van dit soort maar ook fossiele. Daar waar andere geslachten/soorten zijn uitgestorven, hebben deze zich niet uit het veld laten slaan. Hun genen worden tot op vandaag de dag nog doorgegeven van generatie op generatie. Wat heeft dit te maken met evolutie? Wat zijn voorbeelden en wat is er zo speciaal aan levende fossielen?

Small

Snelheid van evolutie

Charles Darwin staat bekend als de grondlegger van de evolutietheorie. Hij stelde dat natuurlijke selectie op individuen plaatsvond. De best aangepaste individuen overleefden het langst en/of gaven meer van hun genen door aan het nageslacht. De soort kan daarom in zijn geheel beetje bij beetje veranderen onder druk van een bepaalde factor in de omgeving zoals bijvoorbeeld droogte. Bij voldoende veranderingen in de soort kan een nieuwe soort ontstaan. Darwin had dat heel goed door, maar had problemen om die geleidelijke veranderingen in fossielen terug te vinden. Hij gaf de incompleetheid van de aardlagen (deels terecht) de schuld daarvan. Hij zag echter ook dat andere groepen fossielen eigenlijk nauwelijks verschilden van nu nog levende soorten. Dit geeft aan dat de snelheid van evolutie verschilt.

In het midden van de 20e eeuw onderzocht de Amerikaan George Gaylord Simpson dit eens goed en kwam tot de conclusie dat er drie verschillende snelheden van evolutie waren: een kleine groep die snel evolueerde, een gigantische groep met een gemiddelde snelheid én een kleine groep die zeer langzaam evolueerde. In deze groep vinden we de levende fossielen.

Daarmee was het laatste woord echter niet gezegd. In 1972 kwamen de Amerikanen Niles Eldredge en Stephen Jay Gould met een nieuwe theorie: die van het punctuated equilibrium of, vrij vertaald, het onderbroken evenwicht. Deze theorie stelt dat organismen voor een lange periode nauwelijks veranderen, maar plots heel snel kunnen evolueren tot een nieuwe soort in een kleine, afgescheiden populatie. Na deze snelle soortvorming blijft de soort weer voor lange tijd onveranderd. Overgangsvormen zijn in dit geval dus zeer moeilijk te vinden, ook omdat slecht een zeer klein deel van het leven op aarde versteend raakt. Deze theorie heeft een belangrijke implicatie voor levende fossielen. Ze behoren namelijk tot groepen organismen die niet zo vaak meedoen aan een geologisch gezien supersnel evolutieproces. Daarom zijn er van deze organismen vaak ook maar een paar of één soort op aarde te vinden. Omdat ze dus nauwelijks aan evolutie doen, blijven ze nagenoeg onveranderd.

Large

Hieronder worden de meest spectaculaire en bekende levende fossielen behandeld. Er zijn er echter veel meer die schijnbaar onveranderd zijn gebleven. Desalniettemin is het een grote minderheid van de nu levende soorten op aarde en werpt het de evolutietheorie niet omver.

Een zevental levende fossielen

Metasequoia

De loofboom Metasequoia kwam in het laatste glaciaal, dat 20.000 op haar koudst was, algemeen voor in Oost-Azië. In landen als Japan, Korea en China zijn fossielen van deze boom gevonden. Dit geslacht was ongeveer 100 miljoen jaar geleden al aanwezig in Canada, Alaska en Rusland. Van de Metasequoia (watercipres) werd eerst gedacht dat ze was uitgestorven. In de jaren veertig van de vorige eeuw werd de soort Metasequoia glyptostroboides echter aangetroffen in een afgesloten Chinese vallei. Sindsdien is de boom weer springlevend na aanplanten in andere delen van de wereld.

Large

Ginkgo

We blijven in het plantenrijk met de Ginkgo. Tegenwoordig kennen we de Ginkgo biloba, maar ook in het verleden vinden we resten van Ginkgo terug. Planten die erg lijken op de Ginkgo gaan terug tot in de Perm periode, zo’n 270 miljoen jaar geleden. In de Vroege Jura (190 miljoen jaar geleden) ontstonden de eerste soorten Ginkgo. Vanaf het Oligoceen (34 miljoen jaar geleden) werd het kouder op aarde en kreeg de boom het moeilijker en moeilijker. Rond 7 miljoen jaar geleden verdween de boom uit Noord-Amerika en rond 2,5 miljoen jaar geleden waren ze ook niet meer te vinden in Europa. Lange tijd werd aangenomen dat Ginkgo was uitgestorven, maar de boom bleek nog gewoon in China te groeien. Het geheim van deze boom zit hem waarschijnlijk in de weerbaarheid tegen bijvoorbeeld vuur, kou, insectenplagen, schimmels, vervuilde lucht (daarom doet de boom het in de stad zo goed) en zelfs tegen de atoombom die op Hiroshima werd geworpen in 1945. Gingko, de superman onder de bomen!

Large

Coelacant

Zonder twijfel één van de spectaculairste ontdekkingen van een levend fossiel werd gedaan op 22 december 1938. Een Zuid-Afrikaanse visser genaamd Hendrik Goosen haalde een vreemde vis op de kade. Hij wist niet wat het was. Via Marjorie Courtenay-Latimer, werkzaam bij een Zuid-Afrikaans museum, kwam de vis uiteindelijk terecht bij de Zuid-Afrikaanse professor James Smith, die zijn ogen niet kon geloven en letterlijk stond te trillen op zijn benen. Hij identificeerde de vis als een coelacant, waarvan gedacht werd dat ze sinds het einde van het Krijt, ongeveer 70 miljoen jaar geleden, waren uitgestorven. De coelacanten waren één van de eerste groepen vissen in de oceanen van het Midden Devoon, zo rond 390 miljoen jaar geleden. Later werden levende exemplaren van de coelacant Latimeria ook in de kustwateren van andere Afrikaanse landen en in Indonesië (2007) aangetroffen. De coelacanten behoren tot de orde van de Coelacanthiformes.

Large

Degenkrab

Tegenwoordig is de degenkrab te vinden aan de oostkust van de Verenigde Staten een ook in Indonesië. Deze ‘krab’, overigens geen directe familie van de krabben, blijkt nauwelijks te zijn veranderd sinds haar ontstaan honderden miljoenen jaren geleden. In 2008 werd de vondst gepresenteerd van de oudste degenkrab tot nu toe: 455 miljoen jaar oud van het Ordovicium van Canada. In 2009 werd er overigens ook een fossiele degenkrab vanaf Nederlandse bodem van ongeveer 240 miljoen jaar oud beschreven. Gevonden in de Winterswijkse Steengroeve door Henk Oosterink. Waarom de degenkrab zo lang heeft weten te overleven? Waarschijnlijk omdat het schild een erg goede bescherming is tegen rovers, waarvan er overigens niet zoveel zijn. Deze meestal in de modder levende ‘tank’ legt ook nog eens een hoop eitjes die het nageslacht zullen vormen.

Large

Oudste levende fossiel: de stromatolieten

De oudste levende fossielen zijn zonder twijfel stromatolieten. Dit zijn eigenlijk niets anders dan opeengestapelde matten van (fotosyntherende) blauw-groene algen, de cyanobacteriën. Ze geven een kleverig stofje af waardoor sediment zoals bijvoorbeeld klei blijft plakken en ze produceren ook calciumcarbonaat. Hierdoor bereikt minder zonlicht de cyanobacteriën en vormt zich een nieuwe algenmat bovenop de eerste. Dat gebeurt al sinds ongeveer 3,5 miljard jaar geleden. Nu zijn stromatolieten echter zeldzaam en leven vooral in moeilijk bewoonbare omgevingen, bijvoorbeeld met een hoog zoutgehalte. Hun vijanden, grazende organismen, kunnen hier maar moeilijk overleven.

Large

De armpotige Lingula

Ook een heel oud levend fossiel is de armpotige (of brachiopode) van het geslacht Lingula. Vandaag de dag leven ze nog op allerlei plaatsen ter wereld. Dit beestje houdt zich met een enorme voet vast in de bodem, terwijl de ‘armen’ in de schelp water uit de waterkolom naar binnen halen en filteren op eetbare deeltjes. Sinds het begin van het Cambrium, zo’n 540 miljoen jaar geleden, is deze brachiopode nauwelijks veranderd. Het succes van Lingula ligt hem in twee dingen: ten eerste was het één van de eerste organismen die het graven in de oceaanbodem ontwikkelde en ten tweede kan Lingula, in tegenstelling tot veel rovers en andere brachiopoden, goed tegen brak water.

Large

Okapia

De Okapia is de directe voorouder van de hedendaagse giraffen. Hiervoor hoeven we niet terug in de tijd of te graven/hakken naar fossielen, maar gewoon naar de dierentuin of naar Afrika waar deze Okapia nog in het wild leeft. In 1890 noemde Henry Stanley dit beest een in de jungle levende ezel. Later werd het beest omgedoopt tot Okapia johnstoni, zeer verwant aan de fossiele Samotherium, die in het Mioceen leefde zo’n 10 miljoen jaar geleden. De reden waarom deze voorouder van de giraffen zo lang verscholen bleef lijkt duidelijk. De Okapia leeft nu in de zeer vochtige hitte van de jungle, daar waar weinig mensen voor hun plezier naar toe gaan.

Large

Naast de genoemde organismen bestaat er nog een grote lijst aan levende fossielen. Denk bijvoorbeeld aan nautilussen, krokodillen, microscopisch kleine waterberen, kakkerlakken, sommige zee-egels, de slak Neopilina, de longvis, de tuatara, schildpadden, de kiwi, de pinguïn, het vogelbekdier, het aardvarken, de paardenstaart, de boomeekhoorn Sciurus, tapirs, steuren en beensnoeken.

Waarom?

Waarom overleven de genoemde groepen de tanden des tijds? Zijn deze soorten sterker of beter aangepast aan hun omgeving? Charles Darwin dacht dat levende fossielen in omgevingen leefden waar ze weinig concurrentie aantroffen. Weer andere levende fossielen leven in omgevingen die niet tot nauwelijks leefbaar zijn voor hun vijanden, de zogenaamde predatoren. De stromatolieten zijn een goed voorbeeld.

Eén van de beroemdste paleontologen ooit, George Gaylord Simpson, dacht er anders over: levende fossielen waren generalisten, wat betekent dat ze heel goed in staat waren om in veel verschillende omgevingen te leven. Bij een veranderd klimaat hadden deze soorten dus veel minder moeite te overleven.

Een andere verklaring zoekt het in de biologische interactie tussen de levende fossielen en de predatoren. Omdat levende fossielen een lage soortenrijkdom hebben, krijgen de predatoren het moeilijk en sterven gemakkelijker uit. De levende fossielen, met hun lage snelheid van evolutie, zingen het een stuk langer uit. Ook een goede verdediging tegen predatoren of andere gevaar kan voor lange overleving van de soort zorgen (zie de degenkrab en Ginkgo).

Tenslotte kan het zo zijn dat het organisme zelf niet in staat is om te evolueren tot veel verschillende vormen. Dit is bijvoorbeeld voorgesteld voor nautilussen die hun uitwendige schaal waarschijnlijk nagenoeg niet veranderden omdat dit ten koste zou gaan van hun zwemcapaciteiten.

Het is niet onmogelijk om nog meer levende fossielen te vinden. In 2006 werd bijvoorbeeld nog een garnaalachtige gevonden bij Nieuw-Caledonië waarvan gedacht werd dat die al 60 miljoen jaar geleden was uitgestorven. Wie vindt de volgende?


Een reconstructie van een levend fossiel, de waterbeer.

Referenties:

Eldredge & Stanley (editors), 1984. Living fossils. Springer Verlag, New York, Berlin, Heidelberg, Tokyo. 291 p.
Hauschke et al., 2009. Erster Nachweis eines Limuliden (Xiphosura, Limulacea) im Muschelkalk von Winterswijk (Niederlande). Der Aufschluss 60: 13-23.
Kostopoulis & Sarac, 2005. Giraffidae (Mammalia, Artiodactyla) from the late Miocene of Akkasdagi, Turkey. Geodiversitas 27(4): 735-745.
Rudkin et al., 2008. The oldest horseshoe crab: a new xiphosurid from Late Ordovician Konservat-Lagerstatten deposits, Manitoba, Canada. Palaeontology 51(1): 1-9.
Silverberg, R., 1966. Forgotten by time: a book of living fossils. T.Y. Crowell Company, New York. 215 p.
Ward, P.D., 1991. On Methuselah’s Trail. Living fossils and the great extinctions. W.H. Freeman and Company, New York. 212 p.
Yoshida, K., 2002. Long survival of ‘living fossils’ with low taxonomic diversities in an evolving food web. Paleobiology 28: 464-473.

Zie ook: