In het Devoon, zo’n 416 – 359 miljoen jaar geleden, speelde het leven op aarde zich voornamelijk in de oceanen af. In de periode die volgde, het Carboon (359 – 299 miljoen jaar geleden), begon pas de grote opkomst van landdieren zoals reptielen. Uit beide periodes zijn veel fossielen gevonden, maar het fossielenbestand bevat vrijwel geen fossielen van landdieren uit de overgangsperiode van 360 – 345 miljoen jaar geleden. Dat is opmerkelijk want eerder gevonden fossielen tonen aan dat de eerste viervoeters voor deze periode het land al op kwamen. Die periode van 15 miljoen jaar heet ook wel ’Romer’s gap’; genoemd naar Alfred Sherwood Romer, de Amerikaanse paleontoloog die als eerste het hiaat in het fossielenbestand opmerkte.
Gat in de geschiedenis
Er werd altijd gedacht dat er tijdens Romer’s gap alleen leven in water te vinden was omdat er tijdens het Carboon simpelweg te weinig zuurstof in de lucht zat om leven op het land mogelijk te maken. Viervoeters die vanuit het water het land op wilden komen, waren gedwongen terug te keren omdat hun ademhalingssystemen zich in de zuurstofarme landomgeving niet goed konden ontwikkelen. Een andere verklaring is dat de dieren uitstierven tijdens de massa-extinctie die aan het einde van het Devoon plaatsvond.
Die hypotheses verwerpt het team van wetenschappers onder leiding van Timothy Smithson deze week in Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Zij denken dat wetenschappers tot nu toe gewoon niet goed genoeg gezocht hebben. En dat je met goed zoeken wat kan vinden bewijst het team. Een van de paleontologen in het team zocht maar liefst 23 jaar lang de Schotse rivieren af, en het resultaat mag er zijn. Tijdens een opgraving stuitten hij en de wetenschappers op een hele reeks schedels, wervels en poten van viervoeters uit de Romer’s gap periode. Deze botjes zijn zowel van land- als van waterdieren afkomstig.
Klein maar belangrijk
De fossielen werden op vier verschillende locaties gevonden. Bij Burnmouth vonden ze in de bovenste sedimentlaag veel fossiele vissen. Maar de laag eronder bevatte juist veel resten van opvallend kleine viervoeters, insecten en kreeftachtigen. De meest opvallende vondst is een kleine poot van slechts 1 cm in doorsnede met vijf tenen.
“Hiermee is de oudste vijftenige viervoeter ooit gevonden. Het fossiel toont aan dat de vijftenigen ongeveer 20 miljoen jaar eerder zijn ontstaan dan voorheen werd gedacht. Door de vijf tenen kon het dier zijn poten gaan gebruiken om te lopen. Vroegere amfibieachtigen hadden nog zeven of acht kootjes in hun flippers. Door het verlies van die extra kootjes, konden pols en enkel het gewicht beter dragen. Een vijftenige poot is ook beter wendbaar waardoor een dier deze makkelijk naar voren kan draaien”, schrijft Jennifer Clack in een e-mail aan Kennislink. Clack is hoogleraar Paleontologie aan het University Museum of Zoology in Cambridge, en één van de vier auteurs van het artikel in PNAS.
Een andere belangrijke vondst zijn de resten van verkoold hout die bij Burnmouth gevonden werden. “Deze laten zien dat er wel degelijk voldoende zuurstof in de lucht moet hebben gezeten, anders kunnen verse planten echt niet branden”, schrijft Clack in haar email.
Afgeschreven hypothese
Wat betreft de Britse paleontologen zijn met deze ontdekkingen de oude hypotheses over Romer’s gap afgeschreven. “Dat hadden we al veel eerder moeten doen”, schrijft Clack. “Maar”, schrijft ze ook, “ik denk dat hypotheses op den duur altijd opnieuw bekeken moeten worden. Dat houdt wetenschappers scherp. In dit geval was de afwezigheid van bewijs duidelijk niet het bewijs van afwezigheid van zuurstof.”
Maar dat gaat professor Peter Ward, hoogleraar Paleontologie aan de Universiteit van Washington en grondlegger van de zuurstofhypothese, veel te ver. In een reactie aan Kennislink zegt hij: “Wij hebben nooit gezegd dat er helemaal geen landdieren tijdens deze periode leefden, we hebben alleen gezegd dat de aantallen door veranderde milieuomstandigheden sterk afnamen.”
De auteurs van het PNAS-artikel onderbouwen met hun vondsten de hypothese van het ‘Liliput effect’. Deze hypothese stelt dat na de massa-extinctie aan het einde van het Devoon gewervelden een stuk kleiner waren door droogte of andere klimaatomstandigheden. Na 10 miljoen jaar werden de dieren langzamerhand weer wat groter.
Wil je meer over de ontdekte fossielen weten? In het National Museum of Schotland in Edinburgh zijn alle fossielen nu te bewonderen onder de naam Evolution’s Missing Chapter
“Meer kunnen we nu nog niet echt zeggen, maar we hebben net een subsidieaanvraag de deur uit gedaan voor een groot opgezet onderzoek. Hierin willen we de paleontologische ontdekkingen van aardwetenschappers uit diverse vakgebieden combineren om de oorzaken en gevolgen van de massa-extinctie aan het einde van het Devoon en het daaropvolgende herstel van landmilieus nog verder te onderzoeken”, besluit Clack haar email.
Maar dat duurt nog wel even. In de tussentijd kunnen ze mooi de discussie aangaan met collega-paleontologen die vast, net als professsor Ward, niet allemaal even blij zullen zijn met de stelling van Clack en collega’s dat er gewoon niet goed genoeg gezocht was.
Bron:
- T. Smithson, S. Wood, J. Marshall en J. Clack, ‘Earliest Carboniferous tetrapod and arthropod faunas from Schotland populate Romer’s Gap’, PNAS, 109(10), 5 maart 2012