NGV-Geonieuws 146 artikel 908

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


25 Maart 2008, jaargang 10 nr. 3 artikel 908

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

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 146! Op de huidige pagina is alleen artikel 908 te lezen.

<< Vorig artikel: 907 | Volgend artikel: 909 >>

908 Ontwikkeling zeeleven volgde tweemaal op toename zuurstof in atmosfeer
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Oceanografie ! Klik hier voor alle artikelen over Paleontologie, Fossielen & Uitstervingen !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

Over de ontwikkeling van het (uitsluitend mariene) leven in zee gedurende het Precambrium is nog steeds relatief weinig bekend. Wel was bekend dat omstreeks 600 miljoen jaar geleden een plotselinge toename optrad van de (nog steeds microscopisch kleine) in zee levende organismen; en uiteraard is ook bekend dat zo'n 550 miljoen jaar geleden plotseling wereldwijd een fauna optrad (de Ediacara-fauna) die voor een belangrijk deel bestond uit organismen van centimeters tot soms wel decimeters groot (maar waarvan de aard nog steeds ter discussie staat: voorlopers van de huidige levensvormen of een 'mislukt evolutionair experiment'?).



Extreem goed bewaarde fossielen van
eukaryoten uit de Doushantuo Fm.
Het beeld is ca. 0,15 mm breed (SX)


De Yangtze-kloof in het gebied waar de monsters
werden verzameld (KMF)


Het blijkt nu dat deze twee duidelijke sprongen in de evolutie van het leven samenvallen met twee plotselinge toenames van het zuurstofgehalte in de oceanen en daarmee, op basis van de uitwisseling van gassen tussen zeewater en atmosfeer, van de vrije zuurstof in de atmosfeer. Dit kon worden vastgesteld na een uitgebreide bemonstering van de sedimentaire opeenvolging van de fameuze Doushuanto-Formatie in Zuid-China. Deze formatie ontleend zijn bekendheid vooral aan het voorkomen van uiterst goed bewaarde, veelal gefosfatiseerde bolvormige fossielen, die door sommigen worden beschouwd als de oudste embryo's die we kennen, maar waarvan anderen denken dat het om zeer grote bacteriŽn (of nog andere fossielen) gaat. De formatie is 635-551 miljoen jaar oud, en is ontsloten in het gebied nabij de kloof die door de Yangtze is ingesneden.

Een team van Amerikaanse en Chinese onderzoekers heeft deze gesteenten geochemisch geanalyseerd om de eventuele relatie tussen biologische evolutie en veranderend milieu na te gaan. Daarbij namen ze als uitgangspunt dat in een zuurstofrijke oceaan (die op een zuurstofrijke atmosfeer wijst) nauwelijks organisch resten in de sedimenten zullen worden opgenomen, omdat die verrotten; daarbij wordt de koolstof opgenomen in anorganische verbindingen, onder meer kalksteen. In een zuurstofarme oceaan (die als regel wijst op een zuurstofarme atmosfeer) zal juist wel veel organisch materiaal bewaard blijven. Omdat de verhouding tussen de diverse koolstofisotopen in organische en anorganische verbindingen verschilt, kan zo door isotopenanalyse worden vastgesteld of aangetroffen koolstof wijst op een zuurstofrijke of juist een zuurstofarme oceaan/atmosfeer.


Onderzoekleidster Kathleen McFadden bij een
ontsluiting in het gebied van de Yangtze-kloof (SX)


Ontsluiting in het onderste deel van de Doushantuo
Formatie (KMF)


Voor dit doel werden in de omgeving van de Drie-Kloven-Stuwdam secties opgenomen, beschreven. Ruwweg elke meter werd een gesteentemonster voor de isotopenanalyse genomen; in totaal waren dat er ca. 200. Deze monsters werden eerst fijngemalen, waarna de in mineralen (dus anorganische) aanwezige carbonaationen door reactie met een zuur als CO2 vrijkwamen; dit gas werd opgevangen en de verhouding tussen de koolstofisotopen werd geanalyseerd. Daarna werd het bij de oplossing van de kalksteen overgebleven residu verbrand, waarbij het uit de organische restanten ontstane CO2 eveneens werd opgevangen en geanalyseerd op de verhouding tussen de koolstofisotopen. Uit deze metingen bleek dat tweemaal het zuurstofgehalte in de oceaan plotseling duidelijk was toegenomen.

Daarnaast bekeken de onderzoekers ook de fossielinhoud van de genomen monsters. Zoín 635 miljoen jaar geleden waren dat nog uitsluitend de microscopisch kleine vormen, maar 551 miljoen jaar geleden waren dat al grote algen. Doordat de genomen monsters zowel gegevens opleverden over de fossielinhoud als over het (relatieve) gehalte van zuurstof in het zeewater, konden de onderzoekers deze twee factoren met elkaar vergelijken. Daarbij bleek dat 600 miljoen jaar geleden zowel een duidelijke (zij het kleine) toename van het zuurstofgehalte als een duidelijke toename in de hoeveelheid microorganismen optrad (niet in soortenrijkdom maar in aantal/volume). Omstreeks 550 miljoen jaar geleden vond er opnieuw een duidelijke (en grotere) toename van het zuurstofgehalte plaats, en toen ontstonden plotseling ook veel meer (en grotere) soorten algen. Dat was tegelijk met de opkomst van de Ediacara-fauna.

Referenties:
  • McFadden, K.A., Huang, J., Chu, X., Jiang, G., Kaufman, A.J., Zhou, C. & Yuan, X., 2008. Pulsed oxidation and biological evolution in the Ediacaran Doushuanto Formation. Proceedings of the Academy of Sciences of the United States 105, p. 3197-3202.

Fotoís welwillend ter beschikking gesteld door Kathleen McFadden (KMF) en Shuhai Xiao (SX), beiden Department of Geosciences, Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, VA (Verenigde Staten van Amerika).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl