NGV-Geonieuws 31 artikel 262

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


15 Oktober 2002, jaargang 4 nr. 19 artikel 262

Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon
Geologisch Instituut, Adam Mickiewicz Universiteit, Poznan (Polen)

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 31! Op de huidige pagina is alleen artikel 262 te lezen.

<< Vorig artikel: 261 | Volgend artikel: 263 >>

262 IJzertekort deed evolutie een miljard jaar stilstaan
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Biologie & Evolutie !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

Tussen ťťn- en twee miljard jaar geleden stond de evolutie van het leven op aarde, dat zich al meer dan een miljard jaar eerder had ontwikkeld, en dat het door voortgaande evolutie inmiddels had gebracht tot een variatie aan primitieve vormen waarin de cyanobacteriŽn overheersten, vrijwel stil. De oorzaak van die langdurige pauze in de evolutionaire ontwikkeling heeft tot tal van - steeds fel bediscussieerde - hypotheses geleid, maar de geochemicus Ariel Anbar (University of Rochester) en de paleontoloog Andrew Knoll (Harvard University) hebben hiervoor een intrigerende verklaring opgesteld.

Doordat omstreeks 2,2 miljard jaar geleden de atmosfeer steeds zuurstofrijker werd, veranderde het verweringsproces op het land. Daardoor werden volgens de onderzoekers, die zich daarbij baseren op de verhouding van de zwavel-isotopen in de sedimenten die destijds op de oceaanbodem werden gevormd, veel grotere hoeveelheden zwavel via rivieren naar de oceanen afgevoerd dan in de voorafgaande tijd het geval was geweest. Door de toegenomen zuurstofconcentratie in de atmosfeer werd tegelijk de oceaan zuurstofrijker. Dat beperkte zich echter tot de bovenste waterlagen; de diepere waterlichamen, waarin de aangevoerde zwavel als sulfiden (inclusief zwavelwaterstof) werd opgenomen, bleven echter zuurstofarm. De ook in dat diepere water terechtkomende sulfiden verbonden zich met het tot dan toe in ruime mate in het zeewater aanwezige ijzer tot onoplosbare verbindingen, waardoor er weinig ijzer als voedingsstof in het water achterbleef. Hetzelfde gold voor andere metalen zoals molybdeen, koper, zink, vanadium en cadmium.

Door de verwijdering uit het zeewater van deze metalen zouden de organismen een gebrek aan deze voor hen essentiŽle voedingsstoffen hebben gekregen: om de noodzakelijke stikstof uit de atmosfeer te kunnen opnemen in een voor hen bruikbare vorm moesten ze namelijk enzymen kunnen vormen die berusten op een ijzer- en een molybdeenatoom. De primitieve cyanobacteriŽn (in feite symbioses van 1-10 micrometer kleine, eencellige organismen) zien nog wel kans om bij lage ijzerconcentraties in het water te overleven. Voor meercellige algen vormde het tekort aan bruikbare stikstof echter zoín grote evolutionaire handicap dat er gedurende lange tijd geen of nauwelijks hogere organismen ontstonden. Daarin zou pas weer verandering optreden toen sterke erosie na een periode van gebergtevorming meer metalen naar zee deed afvoeren, die daar - dankzij een inmiddels veel zuurstofrijkere atmosfeer en daardoor inmiddels ook zuurstofrijker geworden dieptewater in de oceanen- in geoxideerde, oplosbare vorm beschikbaar kwamen. Toen konden zich plotseling talrijke nieuwe soorten van grote, meercellige planten (algen) ontwikkelen.

De plotselinge beschikbaarheid van voedingsstoffen maakte zo een einde aan een evolutionair gezien weinig opwindende periode van maar liefst een miljard jaar.

Referenties:
  • Anbar, A.D., Knoll, A.H. 2002. Proterozoic ocean chemistry and evolution: a bioinorganic bridge? Science 297. p. 1137-1142.
  • Kerr, R.A., 2002. Could poor nutrition have held life back? Science 297, p. 1104-1105.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Evolutie stond lang stil door gebrek aan voedingsstoffen' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (24 augustus 2002).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl