NGV-Geonieuws 173

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


November 2010, jaargang 12 nr. 8

Redactie: dr. W.M.L.(Willem) Schuurman

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 1100 Ondergang Neanderthalers mogelijk te wijten aan grootschalig vulkanisme
  • 1101 Dino’s wachtten hun tijd af
  • 1102 Eerste RNA kan veilig zijn geweest in ijs
  • 1103 Fossiele urine geeft indicatie voor vroeger klimaat
  • 1104 Dino’s hadden hun eigen leefmilieu
  • 1105 Cambrische “schrik der zee” blijkt “softie”
  • 1106 Gigantisme bij insecten bij hoog zuurstofgehalte van atmosfeer
  • 1107 Kleine reuzenstappen en een joggende dino
  • 1108 Eocene barnsteen uit India vormt paleontologische schatkamer

    << Vorige uitgave: 172 | Volgende uitgave: 174 >>

1100 Ondergang Neanderthalers mogelijk te wijten aan grootschalig vulkanisme
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

Ongeveer 40.000 jaar geleden stierven de Neanderthalers uit (Homo sapiens neanderthalensis), en werd hun voordien dominante positie in Europa en Azië overgenomen door de moderne mens (Homo sapiens sapiens). Dat gebeurde in korte tijd, en er zijn tal van hypotheses over opgesteld (zie Geonieuws 822), maar een goede, algemeen aanvaarde verklaring is daarvoor nooit gegeven. De Neanderthalers waren goed ontwikkeld en hadden waarschijnlijk al een soort taal. Ze konden steen en andere voorwerpen zoals de geweien van rendieren en herten vakkundig bewerken, en ze hadden oog voor kunstvoorwerpen, zoals onder meer uit de vondst van sieraden blijkt. Toen ze uitstierven was de moderne mens ook in Europa en Azië (en uiteraard Afrika) aanwezig, maar waarschijnlijk mengden beide soorten mensen zich niet of nauwelijks (zie Geonieuws 819). Ze leefden kennelijk vrijwel geheel gescheiden van elkaar: de moderne mens was vooral aanwezig in Afrika en het zuiden van Eurazië, terwijl de Neanderthalers vooral meer noordelijk woonden.


De technische vaardigheid van de
Neanderthalers blijkt uit deze naaldenkoker.

Er zijn nu aanwijzingen gevonden voor gebeurtenissen die mogelijk verband houden met het uitsterven van de Neanderthalers. De gebeurtenissen waarom het gaat betreffen grootschalige vulkanische activiteiten. In zowel Azië als Europa vonden omstreeks 40.000 jaar geleden vulkanische aktiviteiten op zo’n grote schaal plaats als nog niet eerder tijdens de geschiedenis van de Neanderthalers. Volgens de onderzoekers verwoestte dit vulkanisme de ecologie van de gebieden waarin vooral Neanderthalers woonden. Dat leidde binnen geologisch zeer korte tijd tot een zodanig gebrek aan voedsel dat ze ten onder gingen. De grootste uitbarstingen van 40.000 jaar geleden vonden plaats in Italië (de super-eruptie van ignimbriet in Campanië); in de Kaukasus waren de uitbarstingen geringer. De moderne mens, die vooral in Afrika en zuidwestelijk Europa woonde, werd - vanwege de afstand tussen zijn woongebieden en de centra van de vulkanische activiteit - relatief weinig getroffen, en profiteerde juist van het wegvallen van de Neanderthalers. Waarschijnlijk stelden bovendien zowel hun sociale structuur als hun meer geavanceerde jachttechniek hen beter in staat om de veranderende omstandigheden het hoofd te bieden.


De Mezmaiskaya-grot waarin
de opgraving werd verricht.


Het bovenste deel van de
opgraving in de grot.



Het verzamelen van monsters
gebeurde zeer precies, waarbij
een ruimtelijk netwerk van
lijnen zorgde voor precieze
locatiemogelijkheden bij bemonstering.


Een haard (stookplaats) uit
laag 1C.


Aanwijzingen voor vulkanisme en het uitsterven van de Neanderthalers zijn in de Kaukasus gevonden, in de Mezmaiskaya-grot, in het zuiden van Rusland. De grot is rijk aan botten en artefacten van Neanderthalers, en bij recente opgravingen in de grot zijn twee aslagen aangetroffen die dateren uit de tijd van het eerder genoemde grootschalige vulkanisme. De lagen waarin de as is ingebed, geven aanwijzingen voor een abrupte, waarschijnlijk catastrofale verandering van het klimaat: ze bevatten bijvoorbeeld veel minder stuifmeel dan de onder- en bovenliggende lagen, wat zou wijzen op een plotselinge temperatuurdaling en op een veel droger wordend klimaat. Uit het stuifmeel kan worden afgeleid dat de uitbarstingen een soort vulkanische winter veroorzaakten, doordat kleine asdeeltjes in de atmosfeer jarenlang zoveel zonlicht absorbeerden dat de temperatuur op aarde genoeg daalde om de ecosystemen zodanig te ontregelen dat bijvoorbeeld prooidieren er niet langer konden leven. De bovenste aslaag lijkt het eind van de Neanderthalers te markeren: eronder komen botten en werktuigen in overvloed voor, maar erboven niet meer. Dat is een sterke aanwijzing voor het verband tussen hun uitsterven en het vulkanisme, maar uiteraard nog geen bewijs; daarvoor zal een zelfde situatie op meer plaatsen moeten worden aangetoond.


De opgraving op het niveau
van het Midden-Paleolithicum.


De opgegraven grond wordt uitgezeefd
in een stroompje.



Het uitgewassen materiaal wordt
op archeologische vondsten onderzocht.


Vuistbijl uit het Mousterien.


Referenties:
  • Golovanova, L.V., Doronichev, V.B., Cleghorn, N.E., Koulova, M.A., Sapelko, T.V. & Shackley, M.S., 2010. Significance of ecological factors in the Middle to Upper Paleolithic transition. Current Anthropology 51, p. 655-691.

Foto’s welwillend ter beschikking gesteld door Liubov Golovanova, ANO Laboratory of Prehistory, St. Peterburg (Rusland).

1101 Dino’s wachtten hun tijd af
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

Klik hier voor alle artikelen over (Dino)sauriers ! Klik hier voor alle artikelen over Paleontologie, Fossielen & Uitstervingen !

Het Mesozoïcum is de era waarvan uit zee vooral de ammonieten bekend zijn, en van het land de dinosauriërs. Of ammonieten slim waren of niet, is moeilijk vast te stellen, maar van dino’s wordt vaak gedacht dat ze zo konden domineren omdat ze slimmer waren dan de andere dieren op de continenten, en bovendien sterker. Daardoor konden ze, na hun opkomst in Zuid-Amerika, zich naar alle hoeken van de wereld verspreiden door concurrerende dieren uit hun leefgebied te verjagen. Dat is althans de gangbare gedachte, maar die lijkt onjuist.

Het lijkt er eerder op dat dino’s het juiste moment afwachtten om een leefgebied te ‘bezetten’. Dat juiste moment kon bijvoorbeeld optreden na een catastrofe die hun concurrenten uit een gunstig gebied had verdreven, of die al hun concurrenten daar had doen omkomen. Dat valt op te maken uit de vondst in 1997, bij Gold Spring in de Amerikaanse staat Arizona, van de restanten van enkele exemplaren van een nog niet eerder bekende dino. Deze nieuwe soort is nu beschreven en Sarahsaurus aurifontanalis gedoopt. De naam is op zichzelf al een korte opmerking waard. De soortnaam betekent ‘van de gouden bron’, verwijzend naar de vindplaats Gold Spring. De geslachtsnaam verwijst naar Sarah Butler, een filantrope uit Austin die veel deed voor wetenschap en kunst. Ze was ondermeer voorzitter van een comité dat geld inzamelde voor de Dino Pit, een interactieve tentoonstelling in Austin waar kinderen worden gestimuleerd om hun eigen (replica’s van) dino’s op te graven. Na zo’n 20 jaar te hebben gesudderd, nam Sarah Butler het roer over, en onderzoeker Tim Rowe beloofde een dino naar haar te vernoemen als ze een miljoen dollar voor het project bijeen zou krijgen. Ze kreeg dat voor elkaar (en de Dino Pit is inmiddels door honderduizenden jongeren bezocht), en ze is daardoor - via de naam van de dino - onsterfelijk geworden (hieruit valt de volgende les te leren: steun geologisch onderzoek, en je kunt voor eeuwig doorleven!).


Reconstructie (door John Maisano)
van Sarahsaurus aurifontanalis.


Gereconstrueerd skelet van Sarahsaurus
(illustratie Nicola Wong Ken).


Sarahsaurus was ruim 4 m lang en moet ca. 120 kg hebben gewogen. Hoewel relatief klein, was hij nauw verwant aan de sauropoden, de grootste landdieren ooit. Hij leefde ongeveer 190 miljoen jaar geleden (Vroeg-Jura), 10 miljoen jaar na een van de vijf grote massa-uitstervingen, op de grens van Trias en Jura. Tijdens de T/J-catastrofe kwamen vrijwel alle mogelijke concurrenten van dino’s om. Toch verspreidden de dino’s zich na die catastrofe niet direct naar Noord-Amerika. Sarahsaurus en twee andere geslachten deden dat, elk in een eigen ‘golf’, zonder dat andere dino’s het gebied eerder in bezit hadden trachten te nemen. Ze deden dat kennelijk pas toen ze er zeker van waren niet op tegenstand te zullen stuiten. Hieruit blijkt dat dino’s eerder opportunisten waren dan veroveraars.

Merkwaardig aan Sarahsaurus is dat hij, net als de zeer grote sauropoden, lange, rechte achterpoten had. Daarvan werd tot nu toe verondersteld dat die samenhingen met gigantisme, maar dat blijkt dus niet het geval. Wellicht had Sarahsaurus zulke sterke poten om zich schrap te kunnen zetten als hij stevig geworteld gewas uit de grond trok om zich te voeden. Daarop wijzen mogelijk ook de zeer sterke voorpoten met grote klauwen


Onderzoeker Tim Rowe bij het blootleggen
van een bot van Sarahsaurus.


Uit deze CT scan van de linkervoorpoot
van Sarahsaurus konden de onderzoekers
opmaken dat deze poot waarschijnlijk sterker
en veelzijdiger was dan bij enige andere
sauropode dino(Figuur Matt Colbert en Tim Rowe).



Cladogram met de plaats van
Sarahsaurus tussen de
andere dinosauriërs (illustratie Tim Rowe).

Referenties:
  • Rowe, T.B., Suess, H.-D. & Reisz, R.R., 2010. Dispersal and diversity in the earliest North American sauropodomorph dinosaurs, with a description of a new taxon. Proceedings of the Royal Society B, doi:10.1098/rspb.2010.1867.

Illustraties: Jackson School of Sciences, University of Texas, Austin, TX (Verenigde Staten van Amerika).

1102 Eerste RNA kan veilig zijn geweest in ijs
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

Klik hier voor alle artikelen over Biologie & Evolutie !

De oorsprong van het leven op aarde is nog steeds onderwerp van verhitte discussies. De meest aangehangen hypotheses gaan ervan uit dat ‘organische’ moleculen die zichzelf konden repliceren ontstonden bij hete bronnen (zie Geonieuws 656) of op beschutte plaatsen bij vulkanen (zie Geonieuws 994). Alle theorieën worstelen echter met het feit dat deze moleculen snel aangetast worden door invloeden van buitenaf, waardoor ze uiteenvallen of niet meer functioneren. Daarom wordt nu op diverse plaatsen onderzoek gedaan naar omstandigheden die op de (zeer) vroege aarde aanwezig zijn geweest die voldoende bescherming zouden kunnen bieden om deze ‘organische moleculen’ te laten functioneren. Het idee is nu dat deze moleculen ‘gehuisvest’ moeten zijn geweest in een micromilieu dat uit compartimenten bestond waarin schadelijke invloeden niet of nauwelijks toegang hadden. Recent is vastgesteld dat mica een dergelijke omgeving kan hebben geboden (zie Geonieuws 1057). Nu lijkt het er echter op dat een voorheen eerder als vijandig dan als vriendelijk beschouwd milieu ook dergelijke compartimenten kan hebben geboden. Het gaat daarbij niet om hete plaatsen zoals bij vulkanen of hete bronnen, maar juist om een koude leefomgeving: in ijs.


De structuur van RNA.


In tegenstelling tot de zogeheten
‘dubbele helix’ van DNA (links) is
RNA (rechts) een enkelvoudige
‘wenteltrap’.


Er zijn weinig zichzelf vermenigvuldigende moleculen bekend. Het bekendst is DNA (de drager van erfelijke eigenschappen, met de vorm van een dubbele wenteltrap), dat beschouwd zou kunnen worden als RNA (dat een enkelvoudige wenteltrap vormt) met een complementaire - qua structuur vergelijkbare - wenteltrap. Waarschijnlijk was RNA het eerste gecompliceerde molecuul op aarde dat zich kon vermenigvuldigen. Nu worden DNA en RNA tegen schadelijke invloeden van buitenaf beschermd doordat ze zitten ‘opgesloten’ in lichaamscellen met een stevige wand.

Experimenten wijzen nu uit dat ook ijs een dergelijke bescherming kan bieden. Wanneer ijs uit water ontstaat, nemen de zich vormende ijskristallen vrijwel alleen watermoleculen op. Dat betekent dat het resterende water geleidelijk een hogere concentratie aan opgeloste stoffen gaat bevatten ( zoals zout en koolstofhoudende moleculen). De hogere concentratie verhoogt de kans op chemische reacties, waarbij uit de koolstofhoudende moleculen bijvoorbeeld RNA kan ontstaan. Dat is des te meer mogelijk omdat er zeer veel verschillende vormen van RNA bestaan. Eén daarvan is het R18 polymerase ribozym, een molecuul dat als eigenschap heeft dat het de vorming van zichzelf uit opgeloste stoffen versnelt. Dit bijzondere RNA molecuul blijkt ook bij -7 °C nog actief; bij -25 °C weliswaar niet meer, maar het experiment toonde duidelijk aan dat dit molecuul ook binnen ijs actief kan blijven. Dat gaat dan wel iets langzamer, maar het kan wel weken doorgaan. Zo bleek dit molecuul onder ‘ijselijke’ omstandigheden in staat om in acht dagen dezelfde chemische reacties te veroorzaken die het bij 17 °C in twee dagen tot stand brengt.

Voor het bouwen van dit soort gecompliceerde moleculen moeten de nodige bouwstenen aanwezig zijn. De concentratie van die bouwstenen neemt echter af naarmate er meer van gebruikt worden. Dat geldt bij de vorming van het R18 polymerase ribozym bijvoorbeeld voor magnesium. Toch blijkt het opbouwproces langdurig door te gaan, omdat dit molecuul, als het eenmaal tot vermenigvuldiging is overgegaan, kennelijk een soort geheugen heeft voor het vinden van de juiste bouwstenen om door te gaan.


Ribozymen zijn vaak gecompliceerde
organische moleculen die als enzym
functioneren.


Vereenvoudigde weergave van een
ribozym dat in staat is om RNA
in stukken te ‘knippen’.


Maar hoe blijft eenmaal gevormd RNA in het ijs beschut tegen schadelijke invloeden? Dat komt doordat tussen de ijskristallen holtes en kanaaltjes zitten die goede beschutting bieden. Dat bleek toen de onderzoekers een ijskolom lieten bevriezen met microdeeltjes die behulpzaam zijn bij de activiteit van het ribozym. Ze vonden dat de RNA enzymen een week nodig hadden om 70% van de microdeeltjes te bereiken; kennelijk was er sprake van compartimenten. Dat kan worden verklaard doordat de onderlinge verbindingen tussen de holtes en kanaaltjes minder goed worden als de ijskristallen groeien.

De onderzoekers benadrukken dat een en ander niet betekent dat het leven zoals we dat nu kennen even goed in ijs kan voortbestaan als bij hogere temperaturen. Ze stellen dat hun experimenten alleen aantonen dat ijs de compartimenten biedt die RNA-moleculen kunnen beschermen tegen schadelijke invloeden, en dat bepaalde RNA-moleculen zich onder die omstandigheden, zowel op Aarde als daarbuiten, kunnen vermenigvuldigen. Het kan volgens hen best zijn dat het eerste RNA op Aarde onder andere omstandigheden is ontstaan, maar dat het zich kon handhaven en vermenigvuldigen dankzij de compartimenten in ijs. Toen zich eenmaal leven met cellen had ontwikkeld, kon het RNA daarin veilig verblijven en was ijs daarvoor niet meer nodig.

Referenties:
  • Attwater, J., Wochner, A., Pinheiro, V.B., Coulson, A. & Holliger, Ph., 2010. Ice as a protocellular medium for RNA replication. Nature Communications 1, p. 1-8.

1103 Fossiele urine geeft indicatie voor vroeger klimaat
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

Klik hier voor alle artikelen over het Milieu ! Klik hier voor alle artikelen over (Paleo)Klimaat !

De huidige discussie over een eventueel veranderend klimaat leidt tot steeds meer onderzoek naar vroegere klimaatveranderingen. Om dergelijke veranderingen te kunnen vaststellen, moeten de klimaten in opeenvolgende periodes zo goed en kwaad als mogelijk worden gereconstrueerd. Daarvoor worden steeds meer methodes ontwikkeld. Die zijn geen van alle exact, maar hoe meer uiteenlopende indicaties er zijn, hoe groter de kans dat het werkelijke paleoklimaat redelijk kan worden gereconstrueerd. Nu is er een wel heel opvallende nieuwe methode ontwikkeld, mede dankzij subsidie van de European Research Council (ERC): analyse van de eigenschappen van fossiele urine.

De nieuwe methode kent slechts beperkte toepassingsmogelijkheden, namelijk voor een beperkt gebied (delen van Afrika) en een beperkte tijd (enkele tienduizenden jaren). Er wordt namelijk gebruik gemaakt van de gefossiliseerde urine van de Kaapse klipdas (Procavia capensis) die ook wel rotsklipdas wordt genoemd. Dit dier komt in grote delen van Afrika veelvuldig voor. Het is een merkwaardig dier, dat er uitziet als een grote marmot, maar zijn nauwste verwant is de olifant! De dieren gebruiken bepaalde plaatsen als gezamenlijk toilet, en dezelfde plaatsen worden soms duizenden jaren lang door opeenvolgende generaties gebruikt. De urine kristalliseert in de loop van de tijd uit en leidt, samen met de faeces, op den duur tot fijngelaagde afzettingen waarvan de opeenvolgende laagjes goed te dateren zijn, en waarvan de verschillen in eigenschappen mede afhangen van het klimaat ten tijde dat de desbetreffende dieren leefden.


Een zonnebadende rotsklipdas.


Brian Chase als bergbeklimmer op
jacht naar fossiele urine langs
de wand van de Cederberg (Zuid-Afrika).

Voor het eerst zijn nu diverse van dergelijke voorkomens nauwkeurig onderzocht. Dat was overigens geen eenvoudige zaak, want de toiletruimtes van de rotsklipdassen bevinden zich, zoals de naam van de dieren al suggereert, in vaak nauwelijks toegankelijke rotsgebieden. Onderzoeker Brian Chase van het Institut des Sciences de l’Évolution in Montpellier kon daarom zijn ervaring als geoefend bergbeklimmer hierbij goed gebruiken. Ook het bemonsteren van een eenmaal gevonden hoeveelheid bleek niet eenvoudig: het gaat om zeer taai materiaal, dat alleen met speciaal gereedschap goed te bemonsteren bleek.


Een vindplats van fossiele urine
in de Kougaberge (Zuid Afrika)


Brian Chase onderzoekt monsters
in de Klein Swartberge (Zuid-Afrika).


Het bemonsterde materiaal werd onderzocht op de aanwezige organische moleculen. Die omvatten onder meer verbindingen die bij de stofwisseling van de rotsklipdassen ontstaan, alsook plantaardige verbindingen die het spijsverteringskanaal onveranderd zijn gepasseerd. Beide typen organische verbindingen geven aanwijzingen over de aard van de planten die op het menu stonden, en daarom van het (klimaat-afhankelijke) leefmilieu. Op die manier konden de klimaatveranderingen gedurende de laatste 30.000 jaar worden gereconstrueerd, waarbij de nauwkeurigheid enkele tientallen tot enkele honderden jaren bedraagt. Het zo verkregen beeld toont een sterk dynamisch klimaat, zowel tijdens als na de laatste ijstijd.

Juist omdat gegevens over het vroegere klimaat in continentale gebieden uiterst schaars zijn, is de nieuwe methode zeer welkom.


Een goed gevuld klipdastoilet
onder een overhangende rotswand.


Een fraai gelaagd pakket van
uitgekristalliseerde urine met faeces.


Referenties:
  • Chase, B.M., Meadows, M.E., Carr, A.S. & Reimer, P.J., 2010. Evidence for progressive Holocene aridification in southern Africa recorded in Namibian hyrax middens: Implications for African Monsoon dynamics and the ‘‘African Humid Period’’. Quaternary Research 74, p. 36-45.Carr, A.S., Boom, A. & Chase, B.M.,2010. The potential of plant biomarker evidence derived from rock hyrax middens as an indicator of palaeoenvironmental change. Palaeogeography, , Palaeoclimatology, Palaeoecology 285, p. 321-330.

Foto’s welwillend ter beschikking gesteld door Brian Chase, Institut des Sciences de l’Évolution de Montpellier, Université Montpellier 2, Montpellier (Frankrijk).

1104 Dino’s hadden hun eigen leefmilieu
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

Klik hier voor alle artikelen over (Dino)sauriers ! Klik hier voor alle artikelen over Paleontologie, Fossielen & Uitstervingen !

In films van het type Jurassic Park komen vaak talrijke soorten sauriërs voor die, als ze al niet achter elkaar aanrennen, in ieder geval hetzelfde gebied bewonen. De werkelijkheid was anders, zoals een gedegen studie (van meer dan 300 fossielen) uitwijst waarin is nagegaan in wat voor type gesteenten restanten van allerlei grote dino soorten zijn aangetroffen, en in wat voor typen gesteenten ze pootafdrukken achterlieten. De studie gaat weliswaar alleen om grote dino’s uit het Laat Krijt die het huidige Noord-Amerika bewoonden, maar er lijkt geen reden om aan te nemen dat de situatie elders of gedurende andere tijdperken anders was.

Het patroon werd ontdekt na jarenlang veldwerk. Om na te gaan of dat patroon toeval was voor het onderzoeksgebied (westelijk Canada en de Amerikaanse staten Montana, Wyoming en de aangrenzende gebieden), werden ook fossielen uit museumcollecties bestudeerd. In sommige gevallen zaten aan de botten uit die collecties nog stukken van het gesteente waarin het bot was gevonden, zodat ook in die gevallen kon worden vastgesteld of het bot uit een modderig of een zandig gesteente afkomstig was.

Uit de gegevens blijkt dat sommige taxa zich het liefst op en bij zandbanken langs rivieren ophielden, terwijl andere meer drassige gebieden van de riviervlakte op grotere afstand van de rivier prefereerden. Langs de rivier woonden onder meer de hadrosauriërs, in het Nederlands ook wel ‘eendebeksnaveldinosauriërs’ genoemd (een vertaling van het Engelse duck-billed dinosaurs . Daarentegen leefden de ceratopsiden (met Triceratops als bekendste vertegenwoordiger) juist verder van de rivier. Beide groepen bestaan uit planteneters, en deze onderlinge verdeling van leefgebied moet hebben bijgedragen aan voldoende voedsel voor alle betrokkenen. Tot nu toe was weinig bekend van het menu van de herbivore dino’s, maar omdat de flora uit de twee genooemde leefgebieden redelijk goed bekend is, komt er nu ook meer duidelijkheid over welke planten door welke groep dino’s werden gegeten.


Hadrosauriërs leefden vooral
langs rivieren, ceratopsiden
vooral landinwaarts.


De meeste soorten hadden een
voorkeur wat betreft leefomgeving,
sommige hadden dat kennelijk niet.

De enige grote vleesetende dino uit het Laat Krijt was Tyrannosaurus rex. Deze soort, die vooral leefde van plantenetende dino’s, bekommerde zich niet om de aard van de vegetatie, de bodem of zijn prooi: hij zocht zijn weg kennelijk gewoon waar hij het gemakkelijkst een prooi kon vinden.


Diverse typen sauriërs hadden
duidelijk voorkeur voor een zandige
of een modderrijke leefomgeving.


Restanten van een schedel van
Triceratops, die - zoals
de meeste ceratopsiden - het liefst
landinwaarts leefde.


Referenties:
  • Lyson, T.R. & Longrich, N.R., 2010. Spatial niche positioning from the latest Cretaceous (Maastrichtian) of North America. Proceedings of the Royal Society B, doi:10.1098/rspb.2010.1444.

Foto’s welwillend ter beschikking gesteld door Suzanne Taylor Muzzin, Office of Public Affairs and Communication, Yale University, New Haven, CT (Verenigde Staten van Amerika).

1105 Cambrische “schrik der zee” blijkt “softie”
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

De veronderstelde eerste grote rover op aarde is, na een half miljard jaar, ontmaskerd: het dier lijkt lichamelijk niet eens in staat te zijn geweest om de aan hem toegeschreven schranspartijen werkelijk uit te voeren. Dat is één van de interessante nieuwe gegevens en opvattingen die naar voren kwamen op het jaarlijkse congres van de American Geological Society, dat eerder deze maand werd gehouden.

Het gaat om Anomalocaris, een op een reuzengarnaal gelijkend dier (behorend tot de anomalocarididen) dat een lengte van ongeveer een meter kon bereiken. Dit dier zou, volgens de eerder bestaande opvattingen, met zijn zeker voor het Cambrium ontzagwekkende grootte, de zeeën hebben afgeschuimd en grote aantallen trilobieten en andere mariene organismen hebben verorberd. Er zijn nu echter drie verschillende aanwijzingen gevonden die er op wijzen dat het dier geen nietsontziende slokop was, maar zich op een veel bescheidener wijze voedde.


Goed gepreserveerd van een juveniel
exemplaar van Anomalocaris, dat
de gelijkenis met een reuzengarnaal
duidelijk maakt.


Het eerste vrijwel complete fossiele
exemplaar van Anomalocaris, nu in
het Ontario Museum of Natural History.


De eerste aanwijzing komt van fossiele exemplaren waarvan ook de maaginhoud is gefossiliseerd, en van faeces van het dier. In geen van beiden zijn resten gevonden van de goed fossiliseerbare harde delen van prooidieren. Dat wijst erop dat Anomalocaris voedsel at dat geen harde delen bevatte, zoals het uitwendig skelet van trilobieten.

Een tweede aanwijzing betreft de tandplaten van het dier. Anomalocaris had 32 naar binnen gerichte gepunte tandplaten in zijn bek. Bij de analyse van 400 fossiele exemplaren bleek geen van die tandplaten tekenen van aantasting te vertonen. Als het om voedsel met harde skeletdelen zou gaan, zouden toch op zijn minst een aantal van de onderzochte tandplaten krassen of afgebroken schilfers moeten vertonen. Dergelijke verschijnselen werden echter niet aangetroffen, wat ook al weer op voedsel zonder harde bestanddelen wijst.

Tenslotte leek de bek van het dier ongeschikt voor het verorberen van relatief grote, harde brokken zoals trilobieten. Ook zijn bepaalde onderdelen van de bek niet als gemineraliseerd materiaal in fossielen teruggevonden, wat er op wijst dat het geen harde onderdelen waren, maar eerder buigzame elementen. Op basis van al deze gegevens werd met de zogeheten eindige-elementen-analyse een 3D model van de bek van Anomalocaris gemaakt. Dat leverde een aantal verrassende resultaten op. Volgens het gemaakte model is het dier niet eens in staat geweest om zijn bek volledig te sluiten. Dat betekent ondermeer dat het dier niet de kracht kon opbrengen om een trilobiet te kraken.

Dat Anomalocaris geen dieren met “huid en haar” (pantser/schaal) at, lijkt dus een onontkoombare conclusie. Wat hij wel at, en hoe hij dat deed, is voorlopig echter nog onduidelijk. Volgens onderzoeker Whitey Hagadorn slikte hij misschien wel prooi met harde delen in, maar spuugde hij, als de prooi min of meer verteerd was, de harde delen weer uit. Een andere mogelijkheid lijkt dat hij op de een of andere wijze toch in staat was om zijn prooi in kleine deeltjes te verdelen voor hij die inslikte. Het waarschijnlijkst lijkt echter dat hij alleen voedsel zonder harde delen verorberde. Een softie dus.


Model van de bek van Anomalocaris.


Model van een tandplaat van Anomalocaris.



Reconstructie van Anomalocaris.

Referenties:
  • Hagadorn, J.W., 2010. Putting Anomalocaris on a soft-food diet? Geological Society of America Abstracts with Programs 42 (5), p. 320.

Figuren van de modellen welwillend ter beschikking gesteld door Whitey Hagadorn, Department of Earth Sciences, Denver Museum of Nature & Science, Denver, CO (Verenigde Staten van Amerika).

Foto "reuzengarnaal": Mark A. Wilson, Department of Geology, College of Wooster, Wooster, OH, USA). Foto "Ontario" exemplaar: Keith Schengilli-Roberts. Reconstructie: Nobu Tamura (Wikipedia).

1106 Gigantisme bij insecten bij hoog zuurstofgehalte van atmosfeer
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

Op het congres van de Geological Society of America begin deze maand bleek opnieuw hoe geologische problemen kunnen worden opgelost door bestudering van het heden (the present is the key to the past). Een mooi voorbeeld is het ontstaan van uitzonderlijk grote soorten (gigantisme) in bepaalde diergroepen in het geologisch verleden. Dit gold ondermeer voor bepaalde groepen insecten die op het einde van het Paleozoïcum leefden. Voorbeelden zijn de Protodonata en de Paleodictyoptera (taxa die tot de libelles behoren) die spanwijdtes tot 70 cm konden bereiken. Echter in andere groepen insecten, zoals de Blattodea (kakkerlakken), komt in diezelfde periode geen gigantisme voor. Dat maakt een verklaring van het gigantisme niet eenvoudig. Een van de bestaande hypotheses is dat gigantisme gekoppeld is aan een hoog zuurstofgehalte in de atmosfeer. Bewijzen hiervoor zijn er echter niet.


Recente libelles bij een fossiele
vleugel van Meganeuropsis tonen
het verschil tussen gigantisme en
‘normale’ afmetingen van libelles
(foto Mark Sloan).


Meganeuropsis, een geslacht
behorend tot de Protodonata, is met
een spanwijdte van ruim 70 cm het
grootst bekende insect. Het gewicht
van dit insect was waarschijnlijk rond
de 500gr (foto GhedoGhedo).

Een onderzoeksteam heeft de relatie tussen zuurstof gehalte en het ontstaan van gigantisme op een simpele maar elegante manier onderzocht: exemplaren uit diverse groepen insecten (kakkerlakken, libelles, sprinkhanen, meelwormen, kevers, etc.) liet men opgroeien in ruimtes met uiteenlopende zuurstofgehaltes. De resultaten bevestigen de rol die het zuurstofgehalte speelt, althans bij bepaalde groepen. Zo werden 75 libelles grootgebracht bij en atmosferisch zuurstofgehalte van 12% (het laagste uit de afgelopen 560 miljoen jaar), 75 bij 21% (het huidige niveau) en 75 bij 31% (het hoogste niveau uit de afgelopen 560 miljoen jaar). Daarbij bleken libelles bij het hoge zuurstofgehalte niet alleen sneller volwassen te worden, maar de volwassen exemplaren waren ook groter dan normaal; bij het laagste zuurstofgehalte was dat juist omgekeerd.

Dat gold echter niet voor bijv. kakkerlakken; die ontwikkelden zich bij een hoog zuurstofgehalte juist tweemaal zo langzaam als “normaal”, terwijl het zuurstofgehalte nauwelijks invloed had op hun lichaamsgrootte. Voor de meeste groepen insecten werd echter een patroon gevonden zoals bij de libelles, zij het minder uitgesproken: weliswaar werden tien van de twaalf onderzochte insectensoorten minder groot dan normaal wanneer ze bij een laag zuurstofgehalte werden grootgebracht, maar bij een verhoogd zuurstofgehalte werden lang niet alle groepen groter.

De oorzaak van deze verschillen is ook duidelijk geworden: die ligt aan de ademhaling. Bij insecten vindt die niet plaats via longen, maar via tracheeën, buisjes waardoor de zuurstofhoudende buitenlucht direct door het hele lichaam wordt verspreid. De reactie van het stelsel van tracheeën van kakkerlakken op het zuurstofgehalte werd nagegaan met behulp van een röntgen-synchotron. Daarbij bleek dat bij toename van het zuurstofgehalte de tracheeën kleiner werden. De lichaamsgrootte nam echter niet toe. Als gevolg daarvan konden de kakkerlakken meer energie investeren in andere vitale processen dan ademhaling, bijv. het vergaren van voedsel en reproductie.

Volgens de onderzoekers kunnen de bevindingen mogelijk worden gebruikt om, aan de hand van het tracheeënstesel van goed gepreserveerde fossielen (bijv. kakkerlakken in barnsteen) een idee te krijgen van het atmosferisch zuurstofgehalte in het verleden.


Tot de Paleodictyoptera behoort o.a.
dit exemplaar van Dunbaria fasciipennis
uit de permische Elmo Beds in Kansas.


Fossiele kakkerlak in barnsteen uit
het Tertiair van het Oostzeegebied.


Referenties:
  • Vandenbrooks, J.M., 2010. Atmospheric oxygen and the evolution of insect gigantism. Geological Society of America Abstracts with Programs 42 (5), p. 192.

1107 Kleine reuzenstappen en een joggende dino
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

Klik hier voor alle artikelen over (Dino)sauriers ! Klik hier voor alle artikelen over Paleontologie, Fossielen & Uitstervingen !

In 1877 ontdekte Arthur Lakes het eerste exemplaar van een Apatosaurus, hetzelfde geslacht waarvan latere exemplaren de naam Brontosaurus kregen; pas enkele jaren geleden werd duidelijk dat Brontosaurus een synoniem is van Apatosaurus en dus als geslachtsnaam niet geldig is. De enorme grootte van deze planteneters (waarvan sommige soorten een gewicht bereikten van 30 ton, evenveel als acht volwassen olifanten) heeft er overigens wel toe geleid dat de groep sauropoden waartoe Apatosaurus behoort bij het grote publiek bekend staat als brontosaurussen.

Lakes vond nog veel meer botten van dino’s. Die zaten in een pakket met zandsteen en schalie (binnen de Morrison-Formatie); wat hij echter niet opmerkte was dat dit pakket aan de top een niveau bevat met veel sporen van dino’s. Op het congres van de Geological Society of America dat eerder deze maand werd gehouden, werden enkele bijzondere dino sporen getoond die zijn gevonden in de heuvels aan de voet van de Rocky Mountains, nabij Denver. Ze maken, net als de vondsten van Lake, deel uit van de Morrison-Formatie en dateren van 148 miljoen jaar geleden (Laat-Jura). De Rocky Mountains waren toen nog niet gevormd, en het gebied vormde een uitgestrekte savanne bewoont door talrijke dino’s.

Al enkele jaren geleden werden hier restanten van zowel volwassen als onvolwassen individuen van de ‘brontosauriër’ Stegosaurus ontdekt. Er waren zoveel restanten van zeer jonge exemplaren dat sommige onderzoekers menen dat er sprake was van een soort crèche. In dezelfde omgeving zijn daarna ook sporen van zowel volwassen en jonge ‘brontosauriërs’ gevonden. Botten en sporen wijzen inderdaad in de richting van de jongste exemplaren ( baby’s) van deze groep die ooit zijn gevonden.


De totale pootafdruk van de baby-dino
is kleiner dan een hand.


Door het geringe gewicht van de
baby-dino zijn zijn pootafdrukken
ondiep en niet scherp afgebakend.


De ‘baby sporen’ bestaan uit afdrukken die kleiner zijn dan een mensenhand en die op zeer kleine afstand van elkaar staan. Ze zijn vaak ook zo ondiep dat ze alleen goed te zien zijn bij licht dat er langs scheert. Uit deze gegevens kan worden opgemaakt dat de baby-dino’s niet groter kunnen zijn geweest dan een kleine hond. Het moet dus inderdaad om de sporen van een heel jong (baby) exemplaar gaan, want een volwassen Stegosaurus wordt zo’n 9 m lang en 4 m hoog (de kam op zijn rug meegerekend). Bijna alle gevonden baby sporen vertonen onregelmatige patronen. Duidelijk is echter ook dat een van de baby dino’s parallel aan een volwassen exemplaar liep, wat het beeld van een zorgzame situatie zoals in een crèche nog vergroot.


Een deel van het spoor met de
afdrukken van de baby-dino.

Een ander opvallend spoor werd gemaakt door een rennende ‘brontosauriër’. Dergelijke sporen zijn verder niet bekend. De afstand tussen de opeenvolgende afdrukken is tweemaal zo groot als bij gewoon lopende exemplaren, wat volgens de onderzoekers betekent dat het dier er maar een matig gangetje in had. Meer dus een jogger dan een dier dat op de vlucht was voor een vijand. Het meest opvallende aan dit spoor is dat er alleen afdrukken van achterpoten te zien zijn. Het kan natuurlijk zijn dat toevallig de afdrukken van de achterpoten steeds die van de (kleinere) voorpoten bedekken, maar waarschijnlijker lijkt toch dat het dier op zijn achterpoten rende. Van de staart is geen spoor te zien. Dat wijst erop dat de dieren hun staart niet achter zich aan lieten slepen, maar dat ze hem opgetild hielden.

Referenties:
  • Mossbrucker, M.T., 2010. From the tomb of the first Stegosaurus: a preliminary report on a Stegosaur-rich track assemblage from Lakes quarry 5, Morrison Formation of Morrison, Colorado. Geological Society of America Abstracts with Programs 42 (5), p. 355.

Foto’s (8 Morrison Museum of Natural History - Matthew Mossbrucker): Geological Society of America.

1108 Eocene barnsteen uit India vormt paleontologische schatkamer
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

Barnsteen (verharde hars) is een belangrijke bron van paleontologische informatie, vooral omdat veel kleine dieren zoals insecten, maar ook bijv. stuifmeel aan de hars blijven kleven, vervolgens door nieuwe hars worden bedekt en van de buitenlucht afgesloten, en zo zeer goed - vaak in drie dimensies - bewaard blijven. Juist omdat op het land de fossilisatie mogelijkheden meestal zeer beperkt zijn, dragen vondsten in hars vaak bij tot een beter inzicht in de continentale flora en fauna uit het geologische verleden. Soms moeten zelfs al lang bestaande en algemeen aanvaarde ideeën overboord worden gezet wanneer ergens een nieuwe hoeveelheid barnsteen wordt onderzocht.


Fossiele mier.


Fossiele spin.

Dat geldt zeker voor de paleontologische vondsten in barnsteen die onlangs zijn gedaan. Het gaat om barnsteen van 50-52 miljoen jaar oud (Vroeg Eoceen) afkomstig uit een nieuw blootgelegd voorkomen in westelijk India bij Cambay (Khambat). Algemeen dacht men dat India tijdens het Vroeg Eoceen een eiland continent was, maar de in de barnsteen gevonden geleedpotigen geven aan dat de dieren een nauwe evolutionaire relatie hebben met de geleedpotigen van andere continenten; dit zou betekenen dat er al in het Vroeg Eoceen een uitwisseling tussen de fauna van India en de omringende continenten is geweest.

De arthropoden die in de barnsteen zijn gevonden (vrijwel allemaal insecten) omvatten ruim 100 soorten, behorend tot 55 families en 14 ordes. Sommige soorten zijn verwant aan zogenaamde ‘sociale insecten’, zoals honingbijen, termieten en mieren; die groepen lijken dus al gedurende of net voor het Vroeg Eoceen over de wereld verspreid te zijn. Diverse insecten hebben nauwe verwanten op andere continenten. Het gaat daarbij echter niet om de continenten waarmee India nog relatief kort geleden verbonden was (Afrika, Madagascar) in het supercontinent Gondwanaland, maar om Noord-Europa, Azië, Australië en Noord- en Zuid-Amerika.


Fossiele stofluis (orde Psocoptera;
niet verwant aan 'gewone' luizen of
aan bladluizen!).


Fossiele mug (Palaeognoriste sp.)


Het klimaat kan een grote rol hebben gespeeld bij de ontwikkeling van de fauna die in de barnsteen is aangetroffen. Het Vroeg Eoceen was zeer warm: zelfs de poolgebieden hadden een tropisch klimaat. Als gevolg daarvan waren er nauwelijks klimaatgordels die de migratie van soorten bemoeilijkten.

Het tropische klimaat komt ook tot uiting in de flora. In de barnsteen komen plantenresten voor die wijzen op een tropisch regenwoud. Het is de vroegste vondst van een dergelijke flora in Azië (restanten van een Tertiaire flora die wijzen op een tropisch regenwoud zijn verder gevonden in barnsteen uit Colombia; die flora is nog 10 miljoen jaar ouder). Flora die karakteristiek is voor een tropisch regenwoud zoals we dat ook nu nog kennen, ontwikkelde zich pas in het Tertiair, toen bloemdragende planten de tot dan toe overheersende coniferen begonnen te verdringen. De in de barnsteen van Cambay aangetroffen flora is geochemisch onderzocht, waarbij bleek dat de hars afkomstig moet zijn geweest van bomen die behoorden tot de Dipterocarpaceae, een familie van hardhout bomen die momenteel zo’n 80% uitmaken van de bomen die nu in Zuidoost-Azië het hoogste niveau van de boomkronen vormen; in de barnsteen zijn ook stukjes hout van deze bomenfamilie gevonden, waarmee de ouderdom van deze familie in één klap is verdubbeld.

Referenties:
  • Rust, J., Singh, H., Rana, R.S., McCann, T., Singh, L., Anderson, K., Sarkar, N., Nascimbene, P.C., Stebner, F., Thomas, J.C., Kraemer, M.S., Williams, C.J., Engel, M.S., Sahni, A. & Grimaldi, D., 2010. Biogeographic and evolutionay implications of a diverse paleobiota in amber from the early Eocene of India. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States 107, p. 18360-18365.

Foto's: David Grimaldi, American Museum of Natural History, New York, NY (Verenigde Staten van Amerika).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl