NGV-Geonieuws 133

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 Februari 2007, jaargang 9 nr. 2

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

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 771 Aardwetenschappen scoorden uitstekend in 2006
  • 772 Meestervermommer uit ver verleden
  • 773 Plotselinge toename van atmosferische zuurstof maakte complex leven mogelijk
  • 774 Megafauna in AustraliŽ ging niet ten onder door klimaatverandering
  • 775 Laatste interglaciaal begon en eindigde snel
  • 776 Precambrische 'embryo's' zijn wellicht zeer grote zwavelbacteriŽn
  • 777 Het raadsel van Larne
  • 778 DNA-onderzoek vereist zorgvuldiger opgraven en bewaren van fossielen
  • 779 Chinese Tangdynastie ging ten onder aan zelfde droogte als Mayacultuur
  • 780 Nieuw tijdschrift voor 'toegepaste' paleontologie ontmoet veel kritiek

    << Vorige uitgave: 132 | Volgende uitgave: 134 >>

771 Aardwetenschappen scoorden uitstekend in 2006
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over (Paleo)Klimaat ! Klik hier voor alle artikelen over Paleontologie, Fossielen & Uitstervingen !

Eind december publiceerde het toonaangevende wetenschappelijke tijdschrift Science - een uitgave van de American Association for the Advancement of Science (AAAS) - een uitgebreid artikel over de wetenschappelijke doorbraken die in 2006 hebben plaatsgevonden; onder 'wetenschap' rekent Science hierbij alle bŤtawetenschappen, alsmede de medische wetenschappen. Uit de gepubliceerde lijst van de tien door Science meest belangrijk geachte doorbraken blijkt dat de aardwetenschappen vorig jaar bijzonder goed hebben gescoord.

De hoofdprijs was niet voor de aardwetenschappen weggelegd; die ging naar de wiskunde. In die wetenschap werd namelijk erkend dat de Russische wiskundige Perelman vier jaar eerder een probleem had opgelost (verband houdend met de eigenschappen van lichamen in multidimensionale ruimten) dat wiskundigen al een eeuw in de ban heeft gehouden. De erkenning dat dit theoretisch hoogst ingewikkelde probleem is opgelost op een wijze die ook nog nieuwe technieken mogelijk maakt, heeft dus lang op zich laten wachten. Dat komt doordat de door Perelman gevonden oplossing aanvankelijk niet door iedereen als waterdicht werd erkend; daarop volgde een langdurig dispuut. Niet alleen bij aardwetenschappers blijkt dus zo af en toe grote onenigheid te bestaan over de juiste interpretatie van gegevens.

De gouden medaille mag dan wel bij de wiskunde terecht zijn gekomen, maar zowel de zilveren als de bronzen medaille werden door de aardwetenschappen gewonnen. En dan was er nog een vierde plaats ook. Wat betreft wetenschappelijke doorbraken in 2006 nemen de aardwetenschappen dan ook een koppositie in.


Voorbereidingen voor de isolatie van DNA uit een mammoetbot.

Op de tweede plaats in het lijstje van Science kwam de doorbraak op het gebied van het terugvinden, isoleren en analyseren van fossiel DNA. Science besteedt in dit kader vooral aandacht aan het geanalyseerde DNA van Neanderthalers, waaruit blijkt dat die en onze voorouders zich ongeveer 450.000 jaar van elkaar afsplitsten, maar dat er mogelijk ook sprake is geweest van genetische uitwisseling tussen beide groepen. Overigens refereert Science ook aan de DNA-analyse van een 27.000 jaar oude mammoet. De monsters die het mammoet-DNA bevatten, bevatten trouwens ook DNA van bacteriŽn, schimmels, virussen, microorganismen uit de bodem, en planten. Daardoor zal een nog beter beeld kunnen worden verkregen van het leefmilieu van de mammoet.


De ijskap van Groenland

Op de derde plaats staat het steeds verder groeiende inzicht in het gedrag van de twee grote ijskappen (Antarctica en Groenland). Deze blijken beide gedurende de laatste 5-10 jaar netto in volume af te zijn genomen; dat kon in 2006 eindelijk met redelijke zekerheid worden vastgesteld na langdurige waarnemingen vanuit satellieten. Daarbij memoreert Science dat de diverse metingen niet met elkaar overeenkomen wat betreft de snelheid waarmee ijs verloren gaat, maar bij Groenland gaat het zeker om 100 miljard ton per jaar; voor Antarctica is dat moeilijker te bepalen. Overigens blijkt het bij het afsmelten niet zozeer te gaan om sneller afsmelting door hogere temperaturen, alswel om snellere stroming, waardoor het ijs sneller het (relatief warme) zeewater bereikt.


Holotype van Tiktaalik rosae

Net naast de prijzen, op een toch nog altijd indrukwekkende vierde plaats, komen de diverse vondsten van fossielen (in het bijzonder van Tiktaalik rosae) die de overgang van vissen naar op het land levende tetrapoden vertegenwoordigen. Dit gebeurde zoín 370-360 miljoen jaar geleden. Het bijzondere van Tiktaalik was dat de voorvinnen - die al enigszins op voorpoten leken - een pols- en een ellebooggewricht hadden, waardoor een flexibele manier van voortbewegen mogelijk werd.

Het geeft uiteraard veel voldoening dat Geonieuws in 2006 ook veel aandacht heeft besteed aan de onderwerpen die door Science als belangrijke doorbraken worden beschouwd. Zo besteedden we aandacht aan de isolatie van DNA uit mammoetbotten in artikel 646; verwante artikelen betroffen DNA-onderzoek van Pleistocene dwergolifanten (699) en van een Miocene kikker (730). De eindeloos voortgaande discussie over de vroegere en huidige ontwikkeling van de ijskappen werd in tal van artikelen aan de orde gesteld. En aan Tiktaalik besteedden we aandacht in artikel 700; verwante artikelen betroffen Panderichthys (649) en Gogonasus (757) en de reuzenschorpioen Hibbertopterus (642). En dan leverde Geonieuws ook nog eens veel meer nieuws over interessante ontwikkelingen op het gebied van de aardwetenschappen dan Science in 2006 deed ...

Referenties:
  • The (Science) News Staff, 2006. Breakthrough of the year. Science 314, p. 1848-1855.

Foto Tiktaalik: Neil Shubin, Department of Organismal Biology and Anatyomy, University of Chicago, Chicago, IL (Verenigde Staten van Amerika); foto DNA-isolatie (© Hendrik Poinar): Jane Christmas, Office of Public Relations, McMaster University, Hamilton (Canada); foto Groenland: Carlo Brabante, Institute for the Dynamics of Environmental Processes-CNR, Universitŗ di Venezia, VenetiŽ (ItaliŽ).

772 Meestervermommer uit ver verleden
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Biologie & Evolutie ! Klik hier voor alle artikelen over Paleontologie, Fossielen & Uitstervingen !

In Eocene afzettingen is een prachtig bewaard gebleven meestervermommer gevonden. Het betreft een fossiel insect dat tot de wandelende bladeren (Phyliinae) moet worden gerekend. Deze groep behoort samen met de wandelende takken tot de orde van de Phasmatodea, waarvan recent zoín 3000 soorten bekend zijn, vooral uit de tropen en subtropen. Wandelende bladeren beschermen zich tegen hun vijanden door hun gelijkenis met bladeren. Niet voor niets heeft een van de bekendste recente geslachten dan ook de naam Phyllium (= blad). Het nu gevonden exemplaar van 47 miljoen jaar oud heeft met dit geslacht betrekkelijk grote gelijkenis, en is daarom Eophyllium (= vroeg blad) genoemd. Zijn soortnaam, messelensis, is gegeven naar de vindplaats, de groeve Messel in de nabijheid van de Duitse plaats Darmstadt.


Het fossiele exemplaar van Eophyllium messelensis
(foto Georg Oleschinski).


Phyllium celebicum, een recente verwant van het
fossiele wandelende blad (foto Georg Oleschinski)


Het fossiel dat nu beschreven is, en dat in 2005 werd gevonden, is zeer goed bewaarde gebleven. Het is, samen met soortgelijke fossielen die eerder in dezelfde groeve werden gevonden, veruit het oudste fossiel van een dier dat door zogeheten mimicry (de aanname in kleur en vorm van de natuurlijke omgeving) zijn overlevingskansen vergrootte. Dat was kennelijk een uitstekende tactiek, gezien het feit dat nazaten van tientallen miljoenen later deze tactiek nog steeds (en met succes) toepassen.

Tot de tactiek behoort uiteraard ook dat deze dieren zich niet door hun beweging onderscheiden van hun omgeving. Overdag blijven ze daarom bewegingsloos zitten; pas Ďs nachts worden ze actief. Wanneer ze overdag of ďs nachts worden gestoord, bewegen ze zich op een manier die op de beweging van een blad in de wind lijkt. Ook dat maakt (en maakte) het moeilijk voor hun belagers om hen als prooi te herkennen. De belagers van Eophyllium messelensis moeten, zoals uit de fossiele fauna daar blijkt, vooral hebben bestaan uit vogels, primitieve primaten en vleermuizen. Op zín minst een belangrijk deel van die jagers moet bij de jacht op zijn ogen hebben vertrouwd; anders had mimicry immers geen zin.


De omgeving van groeve Messel nabij Darmstadt

Bij de recente wandelende bladeren zien mannetjes en vrouwtjes er heel verschillend uit, waarbij de mimicry bij de vrouwtjes nog beter is ontwikkeld dan bij de mannetjes. Daaruit zou kunnen worden opgemaakt dat het nu beschreven exemplaar, ondanks zijn duidelijk verbrede lijf, een mannetje moet zijn. De onderzoekers sluiten overigens niet uit dat er in het verleden ook vrouwtjesexemplaren zijn gevonden, die door de vinders als fossiele bladeren zijn beschouwd.

De vondst heeft ook paleobiogeografische consequenties, want het verbreidingsgebied van de wandelende bladeren moet in het Eoceen veel groter zijn geweest dan nu. Van wandelende bladeren zijn recent 37 soorten bekend, die alle in zuidoost-AziŽ en de direct aangrenzende gebieden leven.

Referenties:
  • Wedmann, S., Bradler, S. & Rust, J., 2007. The first fossil leaf insect: 47 million years of specialized cryptic morphology and behavior. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 104, p. 565-569.

Fotoís welwillend ter beschikking gesteld door Sonja Wedmann, Institut fŁr Palšontologie, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universitšt, Bonn (Duitsland).

773 Plotselinge toename van atmosferische zuurstof maakte complex leven mogelijk
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Biologie & Evolutie ! Klik hier voor alle artikelen over Oceanografie !

Een atmosfeer met zuurstof is voor bijna alle levensvormen essentieel. Uit tal van onderzoeken blijkt dat de aardatmosfeer al 2,4-2,3 miljard jaar geleden omsloeg van vrijwel zuurstofloos naar zuurstofrijk. Toch bleef het leven daarna nog bijna 2 miljard jaar lang zeer primitief, tot het einde van het Cambrium. Dat heeft onder paleontologen, maar ook onder onderzoekers van evolutionaire ontwikkelingen, altijd verbazing gewekt. En op basis van dit lange uitblijven van complexe levensvormen, terwijl er toch voldoende zuurstof in de atmosfeer leek te bestaan, werd Darwins evolutieleer zelfs door tal van onderzoekers als onwaarschijnlijk afgewezen.


Rangeomorfen uit de Mistaken Point Formatie


Een groot en een klein exemplaar van de pizza-
vormige rangeomorf Ivesheadia (Drook Formatie)


Nieuw onderzoek wijst echter uit dat ook dit probleem, dat wel bekend staat als ĎDarwins dilemmaí, een oplossing kent. Die oplossing zou dan moeten worden gezocht in de beschikbare zuurstof in relatief diepe zeeŽn. Het blijkt dat de concentratie van zuurstof in de atmosfeer, die 2 miljard jaar lang kennelijk te laag was voor complexe levensvormen, omstreeks 580 miljoen jaar geleden plotseling omhoog schoot, tot omstreeks 15% van de huidige waarde. De zeeŽn namen daardoor ook meer zuurstof op dan daarvoor het geval was. Korte tijd later ontwikkelden zich - tot diepten van ongeveer een kilometer - levensvormen die gewoonlijk worden aangeduid als de Ediacara-fauna. Die term is overigens waarschijnlijk onjuist, want het gaat - volgens de huidige inzichten - om levensvormen die omstreeks de grens tussen Precambrium en Cambrium (in enkele gevallen in het Cambrium) uitstierven (en die dus een evolutionair doodlopende tak vertegenwoordigden). Volgens diverse onderzoekers gaat het om organismen die noch tot het plantenrijk, noch tot het dierenrijk kunnen worden gerekend (en die dan ook geen fauna kunnen vormen); zij spreken van Ďrangeomorfení.


Diverse rangeomorfen uit de Mistaken Point
Formatie, inclusief Charnia


Rode en grijze stenen uit mariene afzettingen
vertegenwoordigen respectievelijk zuurstofrijke
en zuurstofarme condities


De plotselinge toename van de zuurstofconcentratie in zee blijkt uit onderzoek van in zee afgezette gesteenten in Newfoundland waarin rangeomorfen voorkomen. Gesteenten die ouder zijn dan omstreeks 580 miljoen jaar, inclusief tillieten van de Gaskiers vergletsjering - een glaciale fase die omstreeks 580 miljoen jaar geleden optrad, maar die veel minder streng was dan de ĎSneeuwbal Aardeí. Vergletsjeringen van de voorafgaande Sturtian en het Marinoan glaciaties - bevatten vooral ijzer in gereduceerde vorm, wijzend op weinig of geen zuurstof in zee gedurende en voor de Gaskiers vergletsjering. Jongere gesteenten zijn echter (soms) roodgekleurd door geoxideerd ijzer, wat wijst op de aanwezigheid van een overmaat aan zuurstof. Tegelijk met de toename van zuurstof in zee kan er uit het smeltende ijs ook een enorme hoeveelheid (in de vorm van puin en fijne deeltjes) meegevoerde voedingsstoffen in zee terecht zijn gekomen. Daardoor zou zich kort na de Gaskiersijstijd al wereldwijd een gediversifieerde Ďfaunaí van rangeomorfen hebben kunnen ontwikkelen.

Referenties:
  • Canfield, D.E., Poulton, S.W. & Narbonne, G.M., 2007. Late-Neoproterozoic deep-ocean oxygenation and the rise of animal life. Science 315, p. 92-94.

Fotoís welwillend ter beschikking gesteld door Don Canfield, Nordisk Center for Jordens Udvikling, Odense (Denemarken).

774 Megafauna in AustraliŽ ging niet ten onder door klimaatverandering
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over (Paleo)Klimaat ! Klik hier voor alle artikelen over Paleontologie, Fossielen & Uitstervingen !

Het is nog slechts zoín 10.000 jaar geleden dat op tal van continenten een fauna van grote zoogdieren aanwezig was, met soorten die al vroeg in het Holoceen uitstierven. Een heet hangijzer daarbij is de vraag of het uitsterven werd veroorzaakt doordat de grote zoogdieren zich onvoldoende konden aanpassen aan het nieuwe leefmilieu dat door de stijgende temperatuur na de laatste ijstijd ontstond, of dat de mens daarvoor verantwoordelijk was. Voor Noord-Amerika zijn er voor beide hypotheses aanwijzingen (zie Geonieuws 355 en 704); in AustraliŽ leek daarentegen de mens een doorslaggevende rol te hebben gespeeld (zie ook Geonieuws 174). Dat laatste lijkt bevestigd te worden door nieuw onderzoek, waaruit blijkt dat de Australische grote zoogdieren ook al eerder (50.000-40.000 jaar geleden) weinig gevolgen ondervonden van het veranderende klimaat.


Gavin Prideaux legt de schedel bloot van de uitgestorven kangoeroesoort
Sthenurus andersoni in de Leaenaís Breath Grot (foto Clay Bryce).

De nieuwe gegevens zijn afkomstig van paleontologisch onderzoek aan de restanten van megafauna (van 1,8 miljoen tot 10.000 jaar geleden) in de Naracoorte Grotten in zuidoost-AustraliŽ. Uit dat onderzoek komt naar voren dat de megafauna niet wezenlijk veranderde gedurende klimaatswisselingen die in het laatste halfmiljoen jaar plaatsvonden, d.w.z. gedurende de drie laatste ijstijden en de laatste twee interglacialen. Daarbij moet overigens wel worden aangetekend dat de temperatuurverschillen tussen glacialen en interglacialen in AustraliŽ veel minder groot waren dan in bijv. Noord-Amerika (de verschillen tussen glacialen en interglacialen uitten zich in AustraliŽ vooral door verschillen in neerslag), en dat de Australische bevindingen dus niet per definitie hoeven op te gaan voor andere continenten.


De schedel van een andere uitgestorven
kangoeroe, Simosthenurus occidentalis,
van 270.000 jaar oud in the Cathedral Grot
(foto Gavin Prideaux).


De ontdekking in de Flightstar Grot van het
skelet van deze Ďbuidelleeuwí, Thylaceo
carnifex
, was aanleiding voor het onderzoek
(foto Clay Bryce).


De klimaatwisselingen van de laatste 500.000 jaar, met onder meer een zeer droog interval van 270.000-220.000 jaar geleden, blijken nauwelijks van invloed te zijn geweest op de megafauna. Daaruit moet worden afgeleid dat ze daartegen goed bestand waren. Het is daarom des te opvallender dat in de tweede helft van de laatste ijstijd een groot aantal van deze dieren binnen korte tijd uitstierf; zoín 90% van de megafauna was omstreeks 45.000 jaar geleden verdwenen, d.w.z. binnen zoín 5.000 jaar na de aankomst van de mens. Tot de uitgestorven soorten behoorden buideldieren ter grootte van een neushoorn, en een kangoeroe van 3 m hoog. In totaal werden in het grottencomplex van 62 soorten niet-vliegende zoogdieren gevonden. Deze dieren leefden overigens niet in de grotten zelf, maar moeten daarin gevallen zijn via karstgaten in de kalksteen, terwijl sommige restanten mogelijk prooi vertegenwoordigen van vogels (waarschijnlijk uilen) die de grot bewoonden.


De opgegraven schedel van Sthenurus andersoni
(foto Lindsay Hatcher)


Het huidige landschap van de Nullabor Vlakte
(foto Clay Bryce)


Uit het onderzoek blijkt dat het klimaat weliswaar van invloed was op de verhouding tussen de diverse diersoorten waarvan de restanten in de Naracoorte Grotten werden aangetroffen. (Zo blijkt dat de grootste dieren het vooral goed deden tijdens de nattere perioden), maar van uitsterven bij klimaatveranderingen was geen sprake, zelfs niet tijdens de droogste perioden. Om dat te kunnen vaststellen, werd gebruik gemaakt van twee soorten dateringen, nl. OSL (optically stimulated luminescence) en radiometrisch (U/Pb).

Referenties:
  • Prideaux, G.J., Long, J.A., Ayliffe, L.K., Hellstrom, J.C., Pillans, B., Boles, W.E., Hutchinson, M.N., Roberts, R.G., Cupper, M.L., Arnold, L.J., Devine, P.D. & Warburon, N.M., 2007. An arid-adapted middle Pleistocene vertebrate fauna from south-central Australia. Nature 445, p. 422-425.
  • Prideaux, G.J., Roberts, R.G., Megirian, D., Westaway, K.E., Hellstrom, J.C. & Olley, J.M., 2007. Mammalian responses to Pleistocene climate change in southeastern Australia. Geology 35, p. 33-36.

Fotoís welwillend ter beschikking gesteld door Gavin Prideaux, Department of Earth and Planetary Sciences, Western Australian Museum, Perth (AustraliŽ).

775 Laatste interglaciaal begon en eindigde snel
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over (Paleo)Klimaat ! Klik hier voor alle artikelen over Sedimentologie !

Het Eemien, het interglaciaal tussen de twee laatste ijstijden is lang niet zo goed bekend als het (waarschijnlijke) interglaciaal waarin we nu leven, het Holoceen. Dat komt omdat veel afzettingen uit het Eemien - en daarmee bijvoorbeeld ook de stuifmeelkorrels die iets over de klimaatontwikkeling zouden kunnen vertellen, door het ijs uit de laatste ijstijd zijn geŽrodeerd. Steeds vaker worden nu echter bijzondere locaties aangetroffen waarin afzettingen uit het Eemien bewaard zijn gebleven.


De ligging van het onderzoeksgebied.

Een van die locaties is een meer - het Laco Grande di Monticcho - in Zuid-ItaliŽ. Het meer ligt in een maar (een -met water gevulde - depressie die ontstaan is door de explosieve uitbarsting van een vulkaan) op de Monte Vulture (waar overigens ook nog enkele kleinere maren liggen). De afzettingen in dit maar blijken het hele Eemien te omvatten, waarmee voor het eerst een complete Eemienopeenvolging op een continent is gevonden.


Het Lago Grande di Monticchio met (klein) het
boorplatform


De vulkaan Monte Vulture waarop het onderzochte
maar ligt


De afzettingen in het meer bestaan vrijwel geheel uit fijngelamineerde silten en kleien. De laminae blijken, net als in het geval van warven, jaarlijkse cycli te vertegenwoordigen. Door het laagje na laagje 'afpellen' van deze sedimenten kan worden vastgesteld hoeveel tijd er nodig was om het pakket te vormen, en door de stuifmeelkorrels (afkomstig van de begroeiing in de directe omgeving van het meer) te analyseren, kan worden vastgesteld hoe het klimaat zich in de loop van het interglaciaal ontwikkelde.


Interpretatie van het sediment in het
Lago Grande di Monticchio


Ongeveer 20 cm lange
boorkern met warven uit het maar
(foto GeoForschungsZentrum Potsdam)


Het Eemien, waarvan de ouderdom op basis van tal van benaderende methoden werd geschat op omstreeks 120.000 jaar, is moeilijk precies te dateren. Het is te oud voor de 14C-methode, en te jong voor andere radiometrische methoden (waarvoor het vaak ook onvoldoende radioactieve isotopen bevat). De geschatte datering berust dan ook op analysemethodes die hun nut voor het (wel goed dateerbare) Holoceen hebben bewezen. Diezelfde methoden zijn ook toegepast op het sediment van het Lago Grande di Montecchi. Daarbij bleek dat de bovenste afzettingen, die sterk lijken op die van het Eemien, maar die wel goed met 14C te dateren zijn, inderdaad jaarlaagjes vertonen. Die Holocene opeenvolging vertoont bovendien fluctuaties in de verhouding van onder meer zuurstof- en koolstofisotopen. Die fluctuaties zijn te correleren met vergelijkbare fluctuaties in mariene afzettingen. Omdat de jaarlagen in het Eemienpakket ook dergelijke fluctuaties vertonen, en omdat die ook gecorreleerd kunnen worden met vergelijkbare mariene afzettingen, en omdat die mariene afzettingen uit het Eemien wel te dateren zijn, komt het erop neer dat de jaarlaagjes uit het Eemienpakket zowel goed te dateren zijn, als (via het stuifmeel) inzicht geven in de klimaatsveranderingen.


Pollen van de eik (Quercus), de berk (Betula)
en van twee niet-houtige planten

Het zou te ver gaan hier alle details te preciseren, maar de uiteindelijke uitkomst van dit onderzoek is dat de duur van het Eemien nu met een behoorlijk grote mate van nauwkeurigheid kan worden vastgesteld, en wel op 17.700 jaar (plus of min 200 jaar). Ook kon zo worden vastgesteld dat het Eemien 127.200 (plus of min 1600) jaar geleden moet zijn begonnen. De overgang van de koude Saalienijstijd naar het warme Eemien duurde niet meer dan ongeveer 100 jaar, en de overgang van het Eemien naar de koude Weichselienijstijd nam niet meer dan ongeveer 150 jaar in beslag. Klimaatwisselingen die veel sneller gaan dan de huidige temperatuurstijging zijn dus een natuurlijk verschijnsel (waarmee overigens uiteraard niet is bewezen dat de huidige temperatuurstijging niet ook een natuurlijke component heeft).

Referenties:
  • Brauer, A., Allen, J.R.M., Mingram, J., Dulski, P., Wulf, S. & Huntley, B., 2007. Evidence for last interglacial chronology and environmental change from Southern Europe. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 104, p. 450-455.

Figuren welwillend ter beschikking gesteld door Judy Allen, Environmental Research Centre, University of Durham, Durham (Verenigd Koningkrijk).

776 Precambrische 'embryo's' zijn wellicht zeer grote zwavelbacteriŽn
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Biologie & Evolutie ! Klik hier voor alle artikelen over Paleontologie, Fossielen & Uitstervingen !

In de afgelopen jaren zijn in diverse afzettingen fossiele embryo's gevonden van primitieve microorganismen. Aan dergelijke (gefosfatiseerde) embryo's uit het laatste deel van het Precambrium in China is aandacht besteed in Geonieuws 726. Wat betreft de aard van deze fosielen is nu de knuppel in het hoenderhok gegooid door het onderzoek van Jake Baily, een promovendus aan de Universiteit van Zuid-California.


Een recent exemplaar van Thiomargarita

Bailey beschouwt de fossielen als grote bacteriŽn die hun energie niet ontlenen aan de verbranding van zuurstof, maar aan omzetting van zwavel. Hij kwam tot deze conclusie op basis van onderzoek dat hij uitvoerde nadat hij kennis had genomen van twee aspecten van Thiomargarita, de grootst bekende bacterie.

Twee jaar geleden merkte Heide Schulz, die deze bacterie heeft ontdekt, dat hij helpt bij het vormen van fosforiet. Dat mineraal komt veel voor in de laat-Precambrische (NeoproterozoÔsche) Doushanto-Formatie in China, waarin de eerder genoemde gefosfatiseerde fossielen waren aangetroffen. De herkomst van het fosforiet (dat een betrekkelijk zeldzaam mineraal is) in die formatie was niet bekend. Bailey combineerde die gegevens, en vroeg zich af of er wellicht een met Thiomargarita vergelijkbare bacterie een rol kon hebben gespeeld bij de vorming van fosforiet in de Doushantuo-Formatie.


Onderzoeksleider Jake Bailey.

Ongeveer tegelijk met de ontdekking aan de Universiteit van Hannover dat Thiomargarita de neerslag van fosforiet bevordert, werd aan de Universiteit van Georgia ontdekt dat Thiomargarita zich vermenigvuldigt door een bepaalde vorm van celdeling; die wijze van vermenigvuldiging is zeldzaam bij bacteriŽn, maar kenmerkend voor dierlijke embryo's. Bailey was ervan op de hoogte dat de gefosfatiseerde fossielen uit de Doushantuo-Formatie hun interpretatie als dierlijk embryo voor een belangrijk deel te danken hadden aan de gevonden wijze van celdeling. Maar als die nu ook bij Thiomargarita voorkwam, en als die bacterie de neerslag van fosforiet bevordert, zou er dan geen Thiomargarita actief kunnen zijn geweest in de Doushantuo-Formatie?

Om die vraag te beantwoorden onderzocht Bailey met een aantal andere onderzoekers de fossielen nauwkeurig, en vergeleek de kenmerken daarvan met die van recente exemplaren van Thiomargarita. De overeenkomst was treffend, ze waren vrijwel identiek. De onderzoekers claimen nu dat de door hen onderzochte fossielen geen dierlijke embryo's zijn, maar (grote) zwavelbacteriŽn. Daarmee zouden de oudste dierlijke fossielen niet meer 600 miljoen jaar oud zijn, maar uit het Cambrium stammen (de Ediacara-fauna van het grensgebied tussen Precambrium en Cambrium wordt gewoonlijk ook niet tot het dierenrijk gerekend). Overigens sluiten de onderzoekers niet uit dat er ook dierlijke embryo's in de Doushantuo-Formatie kunnen voorkomen, omdat die (net als de in die gevonden minuscule eieren) weliswaar zeer moeilijk fossiliseren, maar juist door omzetting in fosforiet bewaard gebleven zouden kunnen zijn.

Referenties:
  • Bailey, J.V., Joye, S.B., Kalanetra, K.M., Flood, B.E. & Corsetti, F.A., 2007. Evidence of giant sulphur bacteria in Neoproterozoic phosphorites. Nature 445, p. 198-201.

Foto's welwillend ter beschikking gesteld door Jake Bailey, Department of Earth Sciences, University of Southern California, Los Angeles, CA (Verenigde Staten van Amerika).

777 Het raadsel van Larne
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Astronomie ! Klik hier voor alle artikelen over Sedimentologie ! Klik hier voor alle artikelen over Structurele geologie, (Plaat)tektoniek & Aardbevingen !

In een pakket uit het laatste deel van het Trias (Rhaetien) dat zich in het noorden van Groot-BrittanniŽ over een groot gebied uitstrekt, komt een laag voor (van soms wel een meter dik) die tal van vervormingen vertoont. Die vervormingen moeten zijn ontstaan toen het sediment nog niet was geconsolideerd. De laag is bekend van zeker veertig locaties; het best is hij ontsloten bij Larne, vlakbij Belfast. Opvallend is dat de verstoorde laag zich uitstrekt over tenminste acht sedimentaire bekkens, die gezamenlijk een oppervlakte bestrijken van ruim 250.000 km2, maar die oorspronkelijk uitgestrekter moeten zijn geweest. Het is daarmee veruit de meest uitgestrekte laag van zijn soort in Groot-BrittanniŽ.


Larne (nabij Belfast) is een van de best onderzochte plaatsen
met de gedeformeerde afzettingen uit het Rhaetien

Een dergelijke verstoorde laag, die ingeklemd ligt tussen lagen van vergelijkbare samenstelling die echter geen soortgelijke deformaties vertonen, wordt gewoonlijk als een seismiet beschouwd, d.w.z. als een laag die verstoord is door de trillingen (en de daaruit voortvloeiende processen, zoals veranderingen in de druk van het poriŽnwater) die zijn opgewekt door een aardbeving. In dit specifieke geval moet het echter, gezien de uitgestrektheid van de verstoorde lag, om een uitzonderlijk zware aardbeving zijn gegaan. De aard en intensiteit van de verstoringen wijzen erop dat het epicentrum van die aardbeving in of nabij de Ierse Zee moet hebben gelegen.


Gedeformeerde kalksteenlaag (licht) in de groeve Manor Farm
ten noorden van Bristol

Er zijn echter geen geologische aanwijzingen dat het betrokken gebied destijds tektonisch actief was. Evenmin was er vulkanisme aanwezig binnen een zodanige afstand dat de verstoringen aan vulkanische activiteit toegeschreven kunnen worden. De oorzaak van de verstoringen in de laag is dan ook een raadsel.


Detail van de opgebroken laag

Niet meer, echter, voor Michael Simms, die al geruime tijd bezig is met onderzoek naar de oorzaak van de verstoringen. Hij is tot de conclusie gekomen dat 'het raadsel van Larne' kan worden verklaard door de inslag van een hemellichaam met een diameter van ongeveer een kilometer. Weliswaar is er in het gebied nooit een inslagkrater aangetroffen, maar die zou immers sinds het Trias overdekt moet zijn door een gesteentepakket van enkele kilometers dik. Ieder spoor moet dus wel zijn uitgewist.


Basis van het gedeformeerde pakket langs
de Waterloo Baai


Door (waarschijnlijk) een tsunami
gedeformeerde sedimenten by Larne


Opvallend is dat er op de plaats waar de gedeformeerde laag het dikst is, een andere bijzondere laag op ligt. Die laag bestaat deels uit hoekige fragmenten, hij vertoont bepaalde vormen van ribbels, en fragmenten in de laag liggen niet plat maar staan vaak min of meer rechtop. Dat zijn karakteristieken die overeenkomen met lagen die zijn afgezet door recente tsunami's. Dat na inslag in zee van zo'n groot hemellichaam een grote tsunami optrad, is uiteraard waarschijnlijk. Deze laag past dan ook voortreffelijk in de hypothese van Simms. Bovendien zijn er ook - zij het niet direct overtuigende - aanwijzingen dat ook Frankrijk in dezelfde tijd door een tsunami werd getroffen.

Referenties:
  • Simms, M.J., 2007. Uniquely extensive soft-sediment deformation in the Rhaetian of the UK: evidence for earthquake or impact? Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 24, p. 407-423.

Foto's welwillend ter beschikking gesteld door Mike Simms, Department of Geology, Ulster Museum, Belfast (Verenigd Koninkrijk).

778 DNA-onderzoek vereist zorgvuldiger opgraven en bewaren van fossielen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Paleontologie, Fossielen & Uitstervingen !

Fossielen die in museumcollecties terecht komen worden vaak eerst zorgvuldig behandeld: afhankelijk van hun aard worden ze gewassen, geborsteld en/of van een laklaagje voorzien. Hoe goed bedoeld ook, deze handelwijze heeft inmiddels een schat aan onvervangbaar wetenschappelijk materiaal verloren doen gaan.


Restanten van de op DNA onderzochte 3200 jaar oude oeros (foto Museť Vert du Mans)

Dat geldt niet zozeer voor 'normale' fossielen zoals versteende schelpen, maar vooral om fragmenten (o.a. botten) waaraan of waarin DNA aanwezig kan zijn. Met moderne technieken kunnen zelfs kleine fragmenten namelijk veel informatie verschaffen. Bij de klassieke opgravings- en behandelingsmethoden verdwijnen de sporen van het DNA echter geheel of grotendeels. Dat bleek onder meer overtuigend toen onderzoekers de restanten van een 3200 jaar oude oeros onderzochten. Die botten waren deels al in 1947 opgegraven en in een museumcollectie opgenomen; de andere fragmenten waren in 2004 opgedolven en sindsdien bij -20 įC bewaard. Uit alle 'nieuwe' botten bleek met succes DNA te kunnen worden geÔsoleerd, terwijl dat bij de oude botten in geen enkel geval nog mogelijk bleek. Het bewijst volgens de onderzoekers dat er gedurende de 57 jaar in een museum meer DNA verloren is gegaan dan in de voorafgaande 3200 jaar.


Onderzoekster Virginia Bessa Correia plaatst steriel opgegraven
botten in een koelbox (foto Yolanda Fernandez-Jalvo, MNCM, Madrid)

De onderzoekers kwamen dan ook al snel tot de conclusie dat bij de opgraving en behandeling van botten (en vergelijkbare fossiele restanten) veel waardevolle informatie verdwijnt. Dat is te betreuren, want het DNA kan bijv. veel inzicht verschaffen in nog onopgeloste problemen, zoals de relatie tussen de Neanderthalers en de moderne mens. Daarbij moet worden bedacht dat 'fossiel DNA' steeds zeldzamer wordt, omdat het van nature wordt afgebroken.

Om na te gaan of er inderdaad door zorgvuldig handelen veel fossiel DNA zou kunnen worden gered, hebben Franse en Spaanse onderzoekers 247 fossiele restanten onderzocht. Die varieerden in ouderdom van 600 tot 50.000 jaar, en waren afkomstig van talrijke vindplaatsen in Europa en het Midden-Oosten. Ze vonden dat 46% van de pas opgegraven fossielen DNA opleverden, terwijl dat voor de 'oude' fossielen slechts 18% was. Dat betekent dat de behandelingsmethoden en de wijze van opslag in een museum uit het oogpunt van DNA-onderzoek verre van ideaal zijn. Daarbij spelen temperatuur, zuurgraad, zoutgehalte en vochtigheidsgraad zeker een rol. De onderzoekers pleiten er ook voor om dergelijke fossielen niet te wassen maar in koelruimtes te bewaren totdat er meer duidelijkheid bestaat over de omstandigheden die leiden tot afbraak of verdwijnen van fossiel DNA.


Onderzoekleidster Eva-Maria Geigl tijdens de opgraving

Als er DNA aanwezig is op fossiele restanten, is analyse daarvan overigens alleen zinvol als er geen verontreiniging van ander DNA op zit. Opgravingen zouden daarom volgens de onderzoekers dan ook veel zorgvuldiger moeten plaatsvinden, onder zo steriel mogelijke omstandigheden. Het oppakken van fossiele botten met de handen zou zeker moeten worden vermeden. Ook het wassen moet worden vermeden, omdat daarmee 'vreemd' DNA als verontreiniging op de botten kan komen.

Referenties:
  • Pruvost, M., Schwarz, R., Bessa Correia, V., Champlot, S., Braguir, S., Morel, N., Fernandez-Jalvo, Y., Grange, Th. & Geigl, E.-M., 2007. Freshly excavated fossil bones are best for amplification of ancient DNA. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States 104, p. 739-744.

Foto's welwillend ter beschikking gesteld door Eva-Maria Geigl, Institut Jacques Monod, Parijs (Frankrijk).

779 Chinese Tangdynastie ging ten onder aan zelfde droogte als Mayacultuur
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Archeologie ! Klik hier voor alle artikelen over (Paleo)Klimaat !

Tussen het jaar 900 en het jaar 1000 verdween de Mayacultuur in Mexico plotseling. Dat wordt toegeschreven aan de gevolgen van droogte (zie Geonieuws 340 en 677). Die droogte lijkt nu een wereldwijd verschijnsel te zijn geweest, want ook de hoogontwikkelde Tangdynastie in China blijkt vrijwel gelijktijdig ten onder te zijn gegaan aan droogte.


Het gebied van de Tangdynastie

Dat blijkt uit onderzoek van de sedimenten van het Huguang-Maar (een meer in een depressie die is ontstaan door een explosieve vulkaanuitbarsting) in zuidoost-AziŽ. Analyse van die afzettingen toont aan dat de zomermoessons ter plaatse gedurende de 8e en 9e eeuw relatief weinig regen brachten; dat is precies de periode waarin de voorheen zeer succesvolle Tangdynastie begon te verzwakken. In 907 kwam er, na enkele opstanden, een einde aan de dynastie. De Maya's in Mexico, die de oudste geschreven berichten uit Amerika overleverden, vervaardigden voor het laatst - voor zover bekend - een kalender voor het jaar 909.


Een in jade gesneden gedicht als voorbeeld van
de hoogontwikkelde cultuur van de Tangdynastie

Het in China uitgevoerde onderzoek keek onder meer naar titaniummineralen in de meerafzettingen. Die werden aangevoerd door de wintermoesson, en die wintermoesson werd in de loop van de Tangdynastie heviger. Uit ander onderzoek is bekend dat een toename in sterkte van de wintermoesson gepaard gaat met afnemende sterkte van de zomermoesson. Daarom viel er weliswaar tijdens de Tangdynastie niet steeds minder regen, maar werden de zomers wel droger. Dat leidde tot verminderde opbrengst van de landbouw.


Het Huguang-Maar, het meer waarvan
de sedimenten werden onderzocht

De veranderingen in het weerpatroon hielden waarschijnlijk verband met een verschuiving van de zogeheten Intertropische Convergentiezone, een band waarin de sterke tropische regens vallen. Die zone, waarvan de plaats mede afhangt van verschijnselen zoals El NiŮo, moet langzaam naar het zuiden verschoven zijn, waardoor de regenval gedurende de zomer in de tropen op het noordelijk halfrond wereldwijd verminderde.


De Mayacultuur verdween vrijwel tegelijk met de Tangdynastie

Waarschijnlijk was de toenemende droogte voor de Tangdynastie net de druppel die de emmer deed overlopen. In 751 leden ze een zware militaire nederlaag tegen Arabieren, en dat heeft waarschijnlijk langdurig bijgedragen aan hun afnemende kracht. Iets dergelijks geldt voor de Maya's: die hadden hun landbouwgronden uitgeput. Hun aantal was daardoor al van zo'n 15 miljoen omstreeks 750 teruggelopen tot zo'n 4 miljoen omstreeks 830. Klimaatveranderingen lijken dan ook voor de mens vooral rampzalig als ze al door andere omstandigheden zijn verzwakt.

Referenties:
  • Yancheva, G., Nowaczyk, N.R., Mingram, J., Dulski, P., Schettler, G., Negendank, W.F.J., Liu, J., Sigman, D.M., Peterson, L.C. & Haug, G.H., 2007. Influence of the intertropical convergence zone on the East Asian monsoon. Nature 45, p. 74-77.

780 Nieuw tijdschrift voor 'toegepaste' paleontologie ontmoet veel kritiek
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Paleontologie, Fossielen & Uitstervingen !

Veel fossielen worden door amateurgeologen gevonden en in hun privťverzameling opgenomen. Slechts zelden gaat het om bijzondere exemplaren van wetenschappelijk belang. Dat is maar goed ook, want slechts zelden gaat de kennis van amateurgeologen zo ver dat ze er een wetenschappelijke publicatie over kunnen schrijven (dat gebeurt overigens soms wel, maar dan vooral via verenigingen zoals in Nederland de NGV en de WTKG). En omdat slechts weinigen van het bestaan van dergelijke privťverzamelingen op de hoogte zijn, zullen ook weinig wetenschappers vragen of ze dergelijke collecties mogen bekijken voor wetenschappelijk onderzoek.


Het logo van de Association of Applied Paleontologists

Meer en meer worden bijzondere fossielen echter als handelswaar gezien; dat blijkt onder meer uit websites waarop fossielen worden aangeboden, en uit talrijke beurzen waarop fossielen worden verhandeld. Daar is in feite in het algemeen weinig mis mee. Het gaat echter vaak fout als er om puur commerciŽle redenen naar fossielen wordt gezocht. Dat leidt vaak tot ernstige misstanden (zoals het opblazen van beroemde vindplaatsen) om in korte tijd veel materiaal in handen te krijgen. Om die reden zijn steeds meer landen ertoe overgegaan om dergelijke vormen van 'fossieljagen' te verbieden. Vanwege de achtergelaten troep gaan bovendien steeds meer landeigenaren ertoe over om de op hun terrein liggende fossielhoudende gesteenten ook ontoegankelijk te maken voor goedwillende (amateur)geologen.

Een nog grotere misstand, die steeds grotere vormen aanneemt, is dat commercieel opgegraven fossielen (bijv. door professionele dinojagers) ondershands worden verkocht aan rijke verzamelaars (het gaat soms om miljoenen euroís!), die hun materiaal niet wensen open te stellen voor wetenschappelijk onderzoek. Dat wordt weliswaar steeds erger, maar ook vroeger speelde dat een rol. Paleontologen waren daarom in overgrote meerderheid niet bereid om wetenschappelijke publicaties te wijden aan exemplaren uit privťcollecties; vakgenoten werden immers vaak niet in de gelegenheid gesteld om de beschrijvingen te controleren, of - om door eigen onderzoek - met andere conclusies te komen. Dat betekende dat een belangrijk deel van het - vaak wetenschappelijk zeer interessante - privťmateriaal niet goed werd beschreven.

De goedwillende commerciŽle handelaren in fossielen, verenigd in de Association of Applied Paleontological Sciences (AAPS), betreuren dat, al was het alleen maar omdat de afwijzing door wetenschappelijk georiŽnteerde paleontologen van deze vondsten de waarde ervan zeker niet doet toenemen. Ze zijn daarom nu met een eigen tijdschrift gekomen, het Journal of Paleontological Sciences (JPS), waarin fossielen uit privťcollecties kunnen worden beschreven.

De start van het tijdschrift is niet hoopgevend: het ziet ernaar uit dat er weinig manuscripten worden aangeboden. Dat hangt ongetwijfeld mede samen met de negatieve commentaren die direct vanuit de paleontologische gemeenschap werden gegeven. Het tijdschrift zal in principe eenmaal per kwartaal elektronisch worden uitgegeven, bij voldoende succes ook met een jaarlijks gedrukt nummer. De artikelen worden aan de normale beoordelingsnormen onderworpen. Feit blijft echter dat er geen garantie bestaat dat onderzoekers de beschreven exemplaren nu of in de toekomst zelf kunnen bekijken. En veel wetenschappers zijn bang dat het tijdschrift ook als een soort promotie voor commerciŽle handelaren zal worden gebruikt, waardoor prijzen zullen stijgen en de verleiding om illegaal fossielen te verzamelen nog verder zal toenemen.

Referenties:
  • Hopkin, M., 2007. Palaeontology journal will Ďfuel black marketí. Nature 45, p. 234-235.
  • Stokstad, E., 2007. Fossil dealers launch research journal. Science 315, p. 313.

Afbeelding: Association of Applied Paleontologists.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl