NGV-Geonieuws 177

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


Maart 2011, jaargang 13 nr. 3

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

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 1151 Onverwachte vondst van organische resten van Paleozoïsch exoskelet
  • 1152 Vroegste slangen liepen op land
  • 1153 Dino’s leefden mogelijk nog lang in Tertiair
  • 1154 Lucy liep als een modern mens
  • 1155 Aangeboorde aardwarmte was te heet ...
  • 1156 Oudste zeewier gefossiliseerd in zwarte schalies
  • 1157 De donder-opwekkende dijen van Brontomerus
  • 1158 Gefossiliseerd in ‘de daad’
  • 1159 Cactusachtige ‘missing link’ tussen wormen en arthropoden
  • 1160 ‘Draadjes’ bewijzen nog geen ‘draadjesvlees’

    << Vorige uitgave: 176 | Volgende uitgave: 178 >>

1151 Onverwachte vondst van organische resten van Paleozoïsch exoskelet
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

Organisch materiaal blijft, volgens de huidige opvattingen niet of nauwelijks bewaard wanneer organismen afsterven en fossiliseren. Dat geldt zeker voor complexe organische verbindingen zoals chitine-eiwitcomplexen. De oudste tot nu toe gevonden complexen van dit materiaal dateerden van ongeveer 25 miljoen jaar geleden; gedeeltelijk omgezette restanten zijn bekend van 60 miljoen jaar oude fossielen. Nu blijkt echter dat deze complexen in grote hoeveelheden onveranderd voorkomen in de exoskeletten (uitwendige skeletten, pantsers, cuticula’s) van geleedpotige dieren (arthropoden) uit het Paleozoïcum. Deze vondst kan mogelijk meer inzicht geven in de evolutionaire ontwikkeling van dit soort complexe organische verbindingen.


Röntgenopname van een zeer dun plakje
van het pantser van een recente arthropode.
Schaalstreepje is 5 micron.

Bij arthropoden is het uitwendige skelet opgebouwd uit een aantal lagen. De buitenste lagen hiervan bestaan uit draden van chitine die ingebed liggen in een grondmassa die bestaat uit eiwitten. Zowel chitine als eiwitten worden na het afsterven van een organisme gemakkelijk aangetast door microben, en daarom werd - eigenlijk zonder daar nader onderzoek naar te doen - vrij algemeen aangenomen dat dergelijke stoffen niet meer in fossielen zouden kunnen worden aangetroffen, en zeker niet in fossielen uit hert Paleozoïcum. Die zienswijze leek ook te worden gestaafd door de hierboven aangehaalde vondsten, waaruit blijkt dat deze complexen in het algemeen niet of nauwelijks bewaard blijven.


Zeeschorpioenen (Europterida)
leverden de exoskeletten waarin
de eiwit-chitine complexen werden gevonden.


De degenkrab (Limulus) is
mogelijk een nazaat van de zeeschorpioenen.


Onderzoek van een 417 miljoen jaar oud fossiel van een uitgestorven groep arthropoden (de eurypteriden of zeeschorpioenen) die mogelijk verwant is aan de degenkrab (Limulus) - een dier dat als een levend fossiel wordt beschouwd - toont aan dat deze complexe verbindingen wel degelijk zeer lang bewaard kunnen blijven. Daarvoor was wel zeer geavanceerde apparatuur nodig waarmee het absorptiespectrum van koolstof, stikstof en zuurstof in de fossielen bij laag-energetische röntgenstraling kon worden bepaald. Een en ander gebeurde met een resolutie van zo’n 25 nanometer (een nanometer is een miljardste meter = een miljoenste millimeter). Het resultaat wees uit dat de meerderheid van de genoemde drie elementen deel uitmaakt van een eiwit-chitine complex; dat moet nog vrijwel geheel intact zijn geweest.

De onderzoekers vermoeden dat de complexen een kritische rol spelen bij het bewaard blijven van fossiel organisch materiaal doordat ze een wasachtig beschermend laagje vormen.

Referenties:
  • Cody, G.D., Gupta, N.S., Briggs, D.E.G., Kilcoyne, A.L.D., Summons, R.E., Kenig, F., Plotnick, R.E. & Scott, A.C., 2011. Molecular signature of chitin-protein complex in Paleozoic arthropods. Geology 39, p. 255-258.

Foto röntgenopname: Carnegie Institution, Washington D.C. (Verenigde Staten van Amerika).

1152 Vroegste slangen liepen op land
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

Dankzij een nieuwe techniek waarmee röntgenopnames van het inwendige van een voorwerp kunnen worden gemaakt (met behulp van een zogenaamd synchotron), is meer duidelijk geworden over de vraag wat de herkomst is van slangen. Deze merkwaardige reptielen hebben immers geen poten meer, maar er zijn in tot nu toe drie fossiele exemplaren gevonden waaruit blijkt dat de vroegste slangen nog over kleine botten beschikten die als restanten van poten gezien moeten worden. Bekend is dat de slangen geëvolueerd zijn uit hagedissen die over poten beschikten, maar die geleidelijk begonnen te verliezen, mogelijk door een aangepaste leefwijze. Of die hagedissen op het land leefden of in zee, was tot nu toe echter een open vraag.

Een van de fossiele exemplaren van een slang met botten die wijzen op poten is Eupodophis descouensui. Dit fossiel werd tien jaar geleden gevonden in Libanon, in gesteenten van 95 miljoen jaar oud (Cenomaan, oudste Laat-Krijt). Het exemplaar is ongeveer een halve meter lang en toont een bot uit een achterpoot die ongeveer 2 cm lang moet zijn geweest; het is gehecht aan het bekken. Het dier vormt dus een evolutionaire schakel tussen de hagedissen met poten en de slangen zonder poten.


Het onderzochte fossiel van Eupodophis.
Schaalstreep 1 cm (foto A. Houssaye).


3-D model van de ‘verborgen’ poot.
Schaalstreep 0,5 mm (foto A. Houssaye).


Het fossiel toont dat het dier geen voorpoten meer had, maar het laat wel een achterpoot zien. Deze poot is zichtbaar aan de buitenkant van een steenmassa die zich niet goed leent om het fossiel er onbeschadigd uit te prepareren. Gezien de staat van fossilisatie leek het waarschijnlijk dat het blok steen ook de andere achterpoot zou herbergen. Die werd wetenschappelijk van groot belang geacht omdat de poot die aan het gesteente oppervlak zichtbaar is zodanig incompleet is dat die geen uitsluitsel kon geven over de terrestrische of mariene afstamming. Dankzij de opnames met behulp van de synchotron is nu een 3-dimensionaal beeld van de tweede poot verkregen.

Dit beeld toont zeer fijne details, waaruit deskundigen opmaken dat het verlies van volledig ontwikkelde poten te wijten is aan hetzij een lage groeisnelheid, hetzij een kortere groeitijd dan voor het lichaam als geheel. Uit het beeld kan verder worden opgemaakt dat de poten van de slang veel meer lijken op die van terrestrische hagedissen dan op die van mariene soorten. Daaruit kan worden afgeleid dat de voorouders van Eupodophis descouensui op het land hebben geleefd, en dat hun poten steeds korter moeten zijn geworden. Zo ontwikkelden zich geleidelijk slangachtige dieren; ook de eerste slangen moeten overigens nog korte pootjes hebben gehad.

Referenties:
  • Houssaye, A., Xu, F., Helfen, L., De Buffrénil, V., Baumbach, T. & Tafforeau, P., 2011. Three-dimensional pelvis and limb anatomy of the Cenomanian hind-limbed snake Eupodophis descouensi (Squamata, Ophidia) revealed by synchotron-radiation computed laminography. Journal of Vertebrate Paleontology 31, p. 1-16.

Foto’s: European Synchotron Radiation Facility.

1153 Dino’s leefden mogelijk nog lang in Tertiair
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

De algemeen aangehangen opvatting dat de niet-vliegende dinosauriërs allemaal uitstierven als gevolg van de inslag van een meteoriet op de grens van Krijt en Tertiair, is al eerder door sommige ‘recalcitrante’ onderzoekers ter discussie gesteld (zie Geonieuws 241). Deze sceptici hebben nu een nieuw argument in handen gekregen door de datering van een bot uit het dijbeen van een dino die al jaren geleden in de Ojo Alamo Sandstone in de Amerikaanse staat Nieuw Mexico is gevonden. De datering van dit bot van Alamosaurus sanjuanensis geeft een ouderdom aan van 64,8 miljoen jaar, zo’n 700.000 jaar na de inslag op de K/T-grens.


Het dino-dijbeen dat gedateerd
is al Paleoceen.

De datering stuit overigens bij de aanhangers van een plotselinge uitsterving op de nodige scepsis, omdat het gaat om een nieuw ontwikkelde dateringstechniek. Deze werd ontwikkeld om dateringen te verkrijgen die niet op andere manieren mogelijk zijn; de nieuwe techniek is inderdaad nog niet ‘bewezen’ want er zijn nog geen dateringen mee gedaan van voorwerpen die al op andere manieren zijn gedateerd. Het blijft vooralsnog dus de vraag of de nieuwe dateringstechniek echt werkt, en - zo ja - of hij voldoende nauwkeurig is.

Bij de nieuwe techniek worden kleine stukjes van het te onderzoeken fossiel (in dit geval dus een fragmentje van het dino-dijbeen) met een laserstraal verdampt. In die damp worden de hoeveelheden uranium en lood bepaald, en zo kan - op basis van de verhouding tussen deze twee elementen, en door vergelijking met de vervalreeks van uranium naar lood - de ouderdom worden bepaald. Er zitten echter wel wat haken en ogen aan deze dateringsmethode. Die bepaalt namelijk wanneer het uranium in het organische materiaal terechtkwam; normaliter is dat minder dan 1000 jaar na begraving, maar dat kan (voor een deel) ook na het afsterven van het dier gebeurd zijn, bijvoorbeeld via aanvoer van uranium-ionen door grondwater. Een dergelijke latere verandering kan zelfs diverse malen hebben plaatsgevonden, zelfs miljoenen jaren nadat het bot begraven raakte. De onderzoekers menen echter dergelijke latere ‘vervuiling’ te hebben vermeden bij de datering, doordat ze geen materiaal uit de buurt van scheurtjes hebben gebruikt.

Een ander heikel punt is de nauwkeurigheid van de datering. De onderzoekers zelf stellen die op 900.000 jaar. Dat betekent dat de K/T-grens nog binnen dit bereik ligt, en dat dus niet geheel kan worden uitgesloten dat het bot dus toch nog uit het Krijt stamt. Onderzoeksleider Jim Fassett, een gepensioneerde geoloog van de Geologische Dienst van de Verenigde Staten, meent echter dat er genoeg andere aanwijzingen zijn dat het gaat om een vondst in Paleocene sedimenten, zodat hij niet twijfelt: het bot stamt uit het Tertiair. Daarvoor verwijst hij onder meer naar de datering met behulp van pollen uit dezelfde zandsteen (zie Geonieuws 241); die datering kon echter bij latere monsters van pollen van dezelfde locatie niet worden bewezen.

Een weer heel andere vraag is of dino’s de inslag fysiek hebben kunnen overleven in een milieu waarin planten (en dus ook dieren) grotendeels ten onder gingen. Fassett wijst erop dat er ongetwijfeld vlak voor de inslag nog dino’s moeten zijn geweest die eieren legden. Ze begroeven die eieren, en mogelijk was het leefmilieu alweer voldoende hersteld toen die eieren uitkwamen. En waarom zouden dino’s niet hebben kunnen overleven op een beschermde plaats (een zogeheten refugium), bijvoorbeeld in Alaska, waarvan ook dino-vondsten bekend zijn?


Onderzoeker Larry Heaman met
een stukje van het dijbeen.

Referenties:
  • Fassett, J.E., Heaman, L.M. & Simonetti, A., 2011. Direct U-Pb dating of Cretaceous and Paleocene dinosaur bones, San Juan Basin, New Mexico. Geology 39, p. 159-162.

Foto fossiel: James Fassett (United States Geological Survey; foto Heaman: University of Alberta, Edmonton (Canada).

1154 Lucy liep als een modern mens
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

auteur: Inmiddels zijn er meer claims over de vondst van de oudste menselijke voorouder, maar ‘Lucy’, een vrouwelijk exemplaar van Australopithecus afarensis, wordt door velen nog als zodanig beschouwd, vooral omdat het bij haar gaat om een skelet dat voor een groot deel compleet is; van oudere menselijke voorouders zijn slechts fragmenten bekend. Het gaat daarbij om Australopithecus anamensis (waarvan resten van 4,2-4,0 miljoen jaar oud bekend zijn uit Kenya en Ethiopië) en Ardipithecus ramidus (waarvan 4,4 miljoen jaar oude resten gevonden zijn in Ethiopië; zie Geonieuws 1028).

Lucy leefde 3,0-2,8 miljoen jaar geleden in het oosten van Afrika, maar de soort Australopithecus afarensis is ouder. Veel vondsten zijn gedaan bij Hadar (Ethiopië), waar een bekende vindplaats (aangeduid met nummer 333) inmiddels zelfs de bijnaam van de ‘plek van de eerste familie’ heeft gekregen( het is met de vondst van bijna 400 fragmenten de rijkste vindplaats van resten van A. afarensis in oostelijk Afrika. Op deze locatie is nu een middenvoetsbeentje gevonden van 3,2 miljoen jaar oud. Dat kleine botje is bijzonder, want het maakt een eind aan een al lang lopende discussie.


De locatie bij Hadar waar het botje
werd gevonden (foto Donald Johanson).

Die discussie gaat over de vraag of Lucy (en haar soortgenoten) al rechtop liepen zoals de huidige mens dat doet, of dat ze meer liep zoals een chimpansee, die weliswaar rechtop kan lopen, maar toch ook vaak gebruikt maakt van de rugzijde van zijn handen om op de grond te steunen. Ondanks het feit dat er verschillende aanwijzigingen gevonden zijn voor een vroege rechtopgaande wijze van lopen (zie ook Geonieuws 556 en 1028) kon deze vraag niet afdoende beantwoord worden omdat de zo belangrijke middenvoetbeentjes tot nu toe niet fossiel gevonden waren. Voor de rechtopgaande gang van de huidige mens is het namelijk van belang dat de voet iets gewelfd is, zowel van voor naar achter als van links naar rechts. De gebogen vorm - die een gevolg is van de combinatie tussen iets gebogen middenvoetsbeentjes en de spieren van de ondervoet - heeft twee functies: hij geeft extra kracht bij de afzet, en hij dient als schokdemper wanneer de voet weer op de grond wordt gezet. Mensapen zoals de chimpansee missen een dergelijke permanente welving; hun voeten zijn meer buigzaam dan die van de mens, en ze hebben een zeer beweeglijke grote teen (zoals de duim bij de mens), die hun helpt bij het klimmen in bomen. Het gevonden middenvoetsbeentje (AL-333-160) maakt duidelijk dat de voet van dit individu van Australopithecus afarensis gewelfd was, en dat de kenmerken van mensapen afwezig zijn. De onderzoekers concluderen daaruit dat deze soort al 3,2 miljoen jaar geleden rechtop liep zoals de moderne mens dat doet, en dat Lucy, die enkele honderdduizenden jaren later leefde, dat dus zeker ook moet hebben gedaan.


Het middenvoetsbeentje van Australopithecus afarensis
(foto Elizabeth Hammon).


Positie van het middenvoetsbeentje
in een complete voet (
foto Carol Ward / Kimberley Congdon).


Referenties:
  • Ward, C.V., Kimbel, W.H. & Johanson, D.C., 2011. Comnplete fourth metatarsal and arches in the foot of Australopithecus afarensis. Science 331, p. 750-753.

Foto’s: Arizona State University. Tempe, AZ (Verenigde Staten van Amerika).

1155 Aangeboorde aardwarmte was te heet ...
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

Klik hier voor alle artikelen over het Inwendige van de Aarde ! Klik hier voor alle artikelen over Vulkanologie !

IJsland is een uit zee oprijzend deel van de Mid-Atlantische rug, en dus volledig vulkanisch. Het is interessant te beseffen dat een deel van IJsland naar het oosten beweegt, en een ander deel naar het westen, Dat is overigens voor de bewoners niet merkbaar. Wel merkbaar is de vulkanische activiteit in dit gebied waar twee lithosfeerschollen uit elkaar drijven. De recente aswolk die na een vulkanische uitbarsting het luchtverkeer in NW Europa lamlegde, ligt nog vers in het geheugen.

De IJslanders maken volop gebruik van de aardwarmte die in dit vulkanische gebied ruimschoots voorhanden is. Niet alleen gebouwen worden ermee verwarmd (95% wordt zo verwarmd), maar ook bijv. veel trottoirs in Reykjavik, waardoor die ook ‘s winters sneeuwvrij blijven. De elektriciteit wordt voor ongeveer een derde met aardwarmte opgewekt. De groeiende bevolking en de industrie (in feit is alleen de aluminiumindustrie een grootgebruiker) doet de vraag naar aardwarmte toenemen, en daarom worden regelmatig exploratieboringen gezet om goede nieuwe locaties voor de winning van aardwarmte te vinden. Dat leverde in een recent geval meer aardwarmte op dan de bedoeling was ...


De exploratieboring voordat
het magma werd aangeboord
(foto Bjarni Palssen).


De boortoren (foto Wilfred Elders).


Het ging om een boring die werd gezet nabij de Krafla, een vulkaan waarvan de Viti-krater nabij de boorlocatie werd gevormd bij een uitbarsting in 1787. De boring, die tot een diepte van 4,5 km zou gaan, leverde tot 2 km diepte geen bijzonderheden op, maar op 2,1 km diepte ging er iets helemaal mis: er stroomde magma het boorgat in. Dat gebeurde overigens door de visceuze aard van het magma zo langzaam dat er geen ‘spuiter’ van magma had kunnen ontstaan.

In de 100 m tussen 2 en 2,1 km diepte waren trouwens al diverse problemen opgetreden. De snelheid waarmee oververhit materiaal binnendrong nam plotseling snel toe. Ook de weerstand die de roterende boorkop ondervond nam sterk toe, en uiteindelijk liep de boor zelfs vast. Toen de boor meer dan 10 m was opgetrokken om de vastgelopen kop vrij te krijgen, en weer omlaag moest gaan om verder te boren bleef hij al na 1 m steken: magma had inmiddels de onderste 9 m van het boorgat opgevuld. Daarop werd de boring als exploratieboring beëindigd, en het boorgat werd ingericht voor de winning van aardwarmte.

Helemaal mislukt was het project echter niet: het bood een unieke gelegenheid aan de geologen ter plaatse om het magma te bestuderen (het gaat om rhyolietisch magma met 65-70% silicium) en om de mogelijkheden van dit extreem hete geothermische systeem te onderzoeken op de mogelijkheid van toepassing als energiebron. Zo’n toepassing zou van economisch zeer grote betekenis zijn voor het door de bankenaffaire geplaagde en in een economische crisis verkerende land, want de kosten van de opwekking van elektriciteit nemen sterk af met toenemende temperatuur van de beschikbare aardwarmte.


De Viti-krater van de Krafla,
met op de achtergrond de boorinstallatie
(foto G.Ó. Fridleifsson).

Referenties:
  • Elders, W.A., Fridleifsson, G.Ó., Zierenberg, R.A., Pope, E.C., Mortensen, A.K., Gudmundsson, A., Lowenstern, J.B., Marks, N.E., Owens, L., Bird, D.K., Reed, M., Olsen, N.J. & Schiffman, P., 2011. Origin of rhyolite that intruded a geothermal well while drilling at the Krafla volcano, Iceland. Geology 39, p. 231-234.

Foto’s: University of California - Riverside, CA (Verenigde Staten van Amerika).

1156 Oudste zeewier gefossiliseerd in zwarte schalies
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

Zwarte schalies vertegenwoordigen vrijwel altijd mariene afzettingen die zijn gevormd onder zeer zuurstofarme of zelfs zuurstofloze omstandigheden. Fossielen komen er dan ook weinig in voor, behalve als het gaat om de resten van organismen die onder zuurstofrijkere condities leefden, en die na hun afsterven naar diepere, zuurstofloze of -arme delen van de zee zijn vervoerd, hetzij door bodemstromen, hetzij via massatransport (bijv. troebelingsstromen). Eenmaal daar aangekomen, kunnen de organische restanten niet of nauwelijks verrotten vanwege het gebrek aan zuurstof, en daarom zijn dergelijke fossielen vaak goed bewaard gebleven. In de Chinese provincie Anhui zijn nu zo’n 3000 fossielen in een pakket zwarte schalie aangetroffen. De meeste fossielen lijken het best te omschrijven als zeewier. De vondst is in twee opzichten interessant.


Een van de fossielen, aan beide
zijden van een splijtvlak in het
gesteente (foto Zhe Chen).

In de eerste plaats gaat het om zeer oude fossielen: ze stammen uit het Ediacaran, het laatste deel van het Precambrium, toen er een nog steeds in veel opzichten raadselachtige fauna(?) de aarde bevolkte, die mogelijk bestond uit organismen die - tenminste voor een deel - noch tot het dierenrijk, noch tot het plantenrijk kunnen worden gerekend, en waarvan het nog steeds een punt van discussie is of huidige dieren en planten ervan afstammen of niet (zie ook Geonieuws 1007). Het in Anhui, nabij het stadje Lantian, gevonden fossiele zeewier lijkt overigens te bestaan uit ‘normale’ plantaardige organismen.

In de tweede plaats gaat het niet om ingespoeld materiaal, maar om organismen die ter plaatse moeten hebben geleefd. Dat blijkt uit het feit dat tal van de fossielen nog met wortels en al in hun ondergrond vastzitten. Dat mariene planten op een zeebodem hebben kunnen groeien onder (vrijwel) zuurstofloze omstandigheden, lijkt uitgesloten, zelfs voor het Ediacaran met zijn nog talrijke mysteries. Er zijn bovendien gefossiliseerde wormachtige dieren aangetroffen, waarvan vrijwel uitgesloten is dat ze massatransport zo ongeschonden zouden kunnen hebben overleefd; daaruit moet worden geconcludeerd dat ook zij ter plaatse hebben geleefd. Daarnaast vonden de onderzoekers organismen die zij rekenen tot 15 verschillende soorten; deze hebben complexe en raadselachtige structuren, en zouden wellicht vertegenwoordigers kunnen zijn van de Ediacara-fauna.

Een en ander betekent dat eukaryoten - de vroegste vertegenwoordigers van leven met complexe celstructuur - zich al ontwikkeld hadden toen de ijselijke omstandigheden van wat als ‘Snowball Earth’ (mogelijk beter: Slushball Earth; zie Geonieuws 1139) wordt aangeduid slechts enkele tientallen miljoenen jaren voorbij waren. Het voorkomen van in situ gefossiliseerde planten in zwarte schalies duidt erop dat de zuurstofloze omstandigheden niet continu waren: kennelijk waren er intervallen waarin genoeg zuurstof in het water aanwezig was om plantengroei mogelijk te maken. Die intervallen duurden zo kort dat ze niet in de karakteristieken van het gesteente zijn terug te vinden; anderzijds moeten ze lang genoeg geduurd hebben om de ‘kolonisatie’ van de zeebodem door planten mogelijk te maken.

Alles duidt dus op bijzondere omstandigheden. Dat blijkt ook uit het feit dat de soortenrijkdom aanzienlijk groter was dan tevoren, en dat de organismen complexer en groter waren dan hun voorgangers. Kennelijk kon het leven zich ook toen al snel aanpassen aan snel wisselende milieus, want de geochemie van de zwarte schalies duidt erop dat de omstandigheden op en in de zeebodem grotendeels giftig waren. Dat die overheersende situatie soms werden onderbroken door meer gunstige omstandigheden voor verschillende soorten planten en dieren, zou in principe geochemisch moeten kunnen worden aangetoond. Zwarte schalies hangen echter vaak samen met zeer langzame sedimentatie, waardoor eventuele sedimenten uit meer zuurstofrijke intervallen waarschijnlijk extreem dun zijn. De onderzoekers hopen daar in een vervolgstudie inzicht in te krijgen door monsters met een hoge resolutie te onderzoeken.


Mede-onderzoeker Shuhai Xiao.


Onderzoeksleider Xunlai Yuan.


Referenties:
  • Yuan, X., Chen, Z., Xiao, S. Zou, C. & Hua, H., 2011. An early Esiacaran assemblage of macroscopic and morphologically differentiated eukaryotes. Nature 470, p. 390-393.

Foto’s van het fossiel en van Xiao: Virginia Tech, Blacksburg, VI (Verenigde Staten van Amerika); foto Yuan: Geological Institute, Chinese Academy of Sciences, Beijing (China).

1157 De donder-opwekkende dijen van Brontomerus
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

Klik hier voor alle artikelen over (Dino)sauriers !

Sommige van de grootste dino’s hebben namen gekregen die refereren aan hun grote gewicht, waardoor ze bij het lopen de aarde deden beven. Minder groot, maar toch altijd nog groter dan de grootste olifanten, was Brontomerus mcintoshi, een nieuwe soort waarvan restanten zijn gevonden in de Amerikaanse staat Utah (van een volwassen exemplaar en een jong). De geslachtsnaam Brontomerus betekent ‘donderdijen’ en is gekozen omdat de gevonden skeletdelen erop wijzen dat het dier enorm gespierde poten moet hebben gehad, waardoor ook hij de aarde kon laten dreunen. De soortnaam is gekozen ter ere van John McIntosh, een natuurkundige die zijn leven lang een toegewijd amateur-paleontoloog was.


Moeder Brontomerus beschermt haar jong door
een aanvaller met een trap van haar gespierde voorpoot
weg te schoppen (illustratie Francisco Gascó).


Het heupbeen beschadigd bij het
bemonsteren (foto Mike Taylor).


Brontomerus leefde ongeveer 110 miljoen jaar geleden (Vroeg-Krijt) en was, net zoals de bekendere Diplodocus en Brachiosaurius, een sauropode, dat wil zeggen een plantenetende dino met een lange nek. Een reconstructie op basis van het gevonden materiaal geeft aan dat het volwassen exemplaar ongeveer 14 m lang moet zijn geweest, en een gewicht van 6 ton; het jong moet ongeveer 4,5 m lang zijn geweest en een gewicht hebben gehad van ongeveer 200 kg.


Het verzamelde materiaal van
Brontomerus (foto Mike Taylor).


De gevonden skeletdelen (in wit) ingepast in het complete en
in veel opzichten vergelijkbare skelet van Camarasaurus
(tekening Mike Taylor, gebruik makend van tekening van het
skelet van Camarasaurus door Scott Hartman).


Het heupbeen van het volwassen exemplaar, dat helaas beschadigd werd bij het isoleren uit het gesteente in een steengroeve, is bijzonder omdat het veel groter is dan dat van vergelijkbare dino’s. Ook is de vorm zodanig dat er zeer veel ruimte was voor de aanhechting van spieren. Op basis daarvan menen de onderzoekers dat de poten van het dier extreem gespierd moeten zijn geweest. Deze gespierde achterpoten kunnen nuttig zijn geweest bij het lopen door het ruige terrein dat destijds ter plaatse aanwezig was. Op basis van de vorm van het heupbeen menen de onderzoekers echter dat de spieren vooral gebruikt moeten zijn om een flinke trap met de achterpoten te kunnen uitdelen. Dat zou natuurlijk goed van pas zijn gekomen wanneer deze planteneter zichzelf of een jong moest verdedigen tegen een van de talrijke vleesetende dino’s die destijds in het huidige Utah rondzwierven, zoals Deinonychus en Utahraptor. Uiteraard kunnen de sterke poten ook van pas zijn gekomen als twee mannetjes om een vrouwtje vochten. Overigens bevat een van de schouderbladen ook een aantal bulten die waarschijnlijk hebben gediend voor spieraanhechting, wat suggereert dat ook de voorpoten zeer gespierd waren. Alles wijst erop dat het dier meer atletisch was dan de meeste andere sauropoden.


Onderzoekers Mike Taylor, Matt Wedel
en Rien Cifelli (v.l.n.r.) (foto Linda Coldwell).

Referenties:
  • Taylor, M.P., Wedell, M.J. & Cifelli, R.L., 2011. Brontomerus mcintoshi, a new sauropod dinosaur from the Lower Cretaceous Cedar Mountain Formation, Utah, USA. Acta Palaeontologica Polonica 56, p. 75-98.

Illustraties: University College London (Groot-Brittannië).

1158 Gefossiliseerd in ‘de daad’
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

Barnsteen is momenteel het onderwerp van veel studies (zie bijv. Geonieuws 1108), en steeds weer blijken er verrassende vondsten in te worden gedaan (zie bijv. Geonieuws 1032). Meestal gaat het om goed - vaak in drie dimensies - bewaard gebleven fossielen waarvan ‘gewone’ vondsten veel minder detail vertonen, soms gaat het ook om vondsten die een heel verhaal vertellen, zoals in het geval van de hagedis en de libelle (zie Geonieuws 1130). Een recente vondst, gedaan in barnsteen van zo’n 40 miljoen jaar oud (laatste Midden-Eoceen) en afkomstig uit het Oostzee-gebied, vertelt ook weer een verhaal.

Het gaat om twee mijten van een uitgestorven soort (Glaesacarus rhombeus), de in de hars gevangen werden tijdens de paring. Dat is op zichzelf natuurlijk al bijzonder, maar het meest opvallende is dat het vrouwtje de rol van het mannetje lijkt te hebben overgenomen. Dat is uitzonderlijk, en bij recente mijten komt het niet of nauwelijks voor dat het vrouwtje bij de paring het initiatief neemt. Wel is bekend dat bij mijten, net als bij veel andere dieren, het initiatief tot paring gedurende de evolutie veranderde: het lag nu eens bij het vrouwtje, dan weer (en meestal) bij het mannetje. Dat is uit evolutionair oogpunt ook goed te begrijpen: als vrouwtjes het initiatief tot de paring nemen, kunnen ze een superieur mannetje uitkiezen wat leidt tot de beste kansen voor het nageslacht, en bovendien vermijden ze zo dat ze frequent door mannetjes worden lastiggevallen en gedwongen worden te paren als ze daar niet klaar voor zijn. Dat de mannetjes het initiatief (willen) nemen, is evolutionair evenzeer begrijpelijk. Ze kunnen zo immers zoveel mogelijk nageslacht krijgen (wat de kansen op overleving van individuen van dat nageslacht vergroot), en door vrouwtjes te bevruchten verminderen ze de kans op nageslacht van concurrerende mannetjes.

Bij Glaesacarus rhombeus blijkt het mannetje niet te beschikken over gespecialiseerde organen waarmee hij zich goed aan een vrouwtje kan vastklampen die bij de huidige mijten wel aanwezig zijn. Het vrouwtje heeft daarentegen aan haar achterzijde een kussenvormig uitsteeksel dat het haar mogelijk maakt om het al dan niet succesvol aan haar vastklampen door een mannetje te regelen. De twee in barnsteen ‘gegoten’ exemplaren laten zien hoe dat werkt.


De parende mijten in zijaanzicht.


De mijten in bovenaanzicht.


Referenties:
  • Klimov, P.B. & Sidorchuk, E., 2011. An enigmatic lineage of mites from Baltic amber shows a unique, possibly female-controlled, dating. Biological Journal of the Linnean Society 102, p. 661-668.

Foto’s (Ekaterina Sidorchuk): Universiteit van Michigan, Ann Arbor, MI (Verenigde Staten van Amerika).

1159 Cactusachtige ‘missing link’ tussen wormen en arthropoden
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

Het fossiel van een merkwaardig diertje (ca. 6 cm groot), gevonden in het zuidwesten van China, lijkt de ‘missing link’ te vertegenwoordigen tussen wormen en arthropoden. Het diertje, dat Diania cactiformis is gedoopt (vanwege zijn gelijkenis met een wandelende cactus), is ingedeeld bij de Lobopodia. Dat is een uitgestorven groep waarvan de vertegenwoordigers het meest leken op wormen met pootjes. De huidige fluweelwormen (Onychophora) zijn mogelijk afstammelingen van de Lobopodia.


Het fossiel van Diania cactiformis.

Het gaat bij Diania nog niet om een arthropode (geleedpotige), maar het heeft er wel al veel kenmerken mee gemeen, vooral wat betreft de poten; Diania is het oudst bekende fossiel met gelede poten. Er was al eerder verondersteld dat de arthropoden (waartoe meer dan 80% van alle soorten op aarde nu behoren) afstammen van de Lobopodia, maar er was nooit eerder fossiel materiaal gevonden waaruit dit direct viel af te leiden.

Het fossiel werd gevonden in afzettingen van ongeveer 520-500 miljoen jaar oud (Cambrium). Het zou het best kunnen worden omschreven als een dunne worm met 10 paar lange poten, al lijkt het niet zeker dat de voorste ledematen ook echt als poten dienden (bij de crustaceeën zijn sommige van deze lichaamsdelen ontwikkeld tot antennae). Deze poten hebben twee bijzondere eigenschappen. In de eerste plaats lijkt het erop dat ze een hard oppervlak hadden, een soort exoskelet (uitwendig skelet, pantser) zoals we dat ook kennen van bijv. kreeften en insecten. In de tweede plaats waren de poten, ook al net zoals bij een kreeft, geleed om buiging mogelijk te maken. Als de poten inderdaad een exoskelet hebben dan zou dat betekenen dat de ontwikkeling van een exoskelet evolutionair bij de poten is begonnen en pas later rondom het lichaam.


Reconstructie van Diania;
‘kop’ met zuigmond zit links.

Diania lijkt aan de ‘kop’ een soort zuigstuk gehad te hebben. Daarmee werden mogelijk kleine organismen, al dan niet met de modder waarin ze zaten, opgeslurpt. Het fossiel vertoont daarvan overigens weinig detail. Gezien het belang van deze voorouder van de arthropoden voor de stamboom van het huidige leven, willen de onderzoekers het pakket aan een gedetailleerde verdere speurtocht naar Lobopodia onderwerpen, in de hoop meer te weten te komen over de ontwikkeling van het exoskelet, dat waarschijnlijk veel heeft bijgedragen aan de levenskansen van allerhande dieren, en zo ook aan het optreden van de Cambrische ‘explosie’, waarbij plotseling een enorme hoeveelheid nieuwe (van schalen of pantsers voorziene) diersoorten ontstond.

Referenties:
  • Liu, J., Steiner, M., Dunlop, J.A., Keupp, H., Shu, D., Ou, Q., Han, J., Zhang, Z. & Zhang, X., 2011. An armoured Cambrian lobopodian from China with arthropod-like appendages. Nature 470, p. 526-530.

Illustraties (J. Liu): Science News.

1160 ‘Draadjes’ bewijzen nog geen ‘draadjesvlees’
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

Hoe verder we teruggaan in de geologische geschiedenis van de aarde, hoe moeilijker het wordt om de (schaarse) gesteenten en hun inhoud te interpreteren. Het duidelijkste bewijs daarvoor leveren de veelal verhitte discussies over het ’ oudste’ leven, althans de sporen die dat leven zou hebben achtergelaten. Die sporen betreffen in de meeste gevallen koolstofhoudend materiaal, waarbij de vraag is of het gaat om organisch materiaal of niet.


Gesteente uit het Pilbara-craton.

Tot de oudste - en meest omstreden - sporen behoren structuren in de 3,5 miljard jaar oude Apex chert van het Pilbara-craton in westelijk Australië. Twintig jaar geleden werden de draadachtige structuren ‘herkend’ als organisch, wat destijds een enorme opwinding veroorzaakte. Het zou volgens die interpretatie gaan om resten van cyanobacteriën. De micro-organismen (cyanobacteriën zijn in feite symbioses van diverse typen microben) zouden hebben geleefd op de bodem van een ondiepe zee, maar vanaf hun ontdekking zijn er vraagtekens gesteld bij het organische karakter van deze structuren.


De ‘draadjes’ die voor organisch
werden versleten.


Uitvergroting van wat als een
cyanobacterie werd beschouwd.


De twijfel werd onder meer gevoed door de aard van de ‘zeebodem’: de Apex chert bestaat uit een enorm verstoord pakket waarin bazaltische, tin-, zink- en koperrijke lava voorkomt die doorsneden wordt door aders van kwarts en ijzeroxiden. Ook bestond er onenigheid over de aard van de koolstofrijke ‘draadjes’: volgens sommigen ging het om niet-organisch grafiet, terwijl het volgens anderen om kerogeen gaat, een stof die biologisch van aard is.

Er zijn nu nieuwe monsters van de Apex chert genomen die met technieken konden worden geanalyseerd die twintig jaar geleden nog niet bestonden. Daartoe werden de ‘draadjes’ doorgesneden zodat stukjes van 300 micron (0,3 mm) lang werden verkregen voor onderzoek onder de microscoop. Daarnaast werden echter ook plakjes van 30 micron gesneden, en die leverden een verrassend resultaat op: de ‘draadjes’ bleken helemaal geen draadjes, maar de opvulling van extreem kleine scheurtjes in de grondmassa. Nog verrassender was dat deze scheurtjes niet met een koolstofhoudende stof waren gevuld, maar met een licht, helder mineraal en een donker, plaatvormig mineraal. Met behulp van Raman-spectroscopie konden deze twee mineralen worden gedetermineerd. Het bleek te gaan om hematiet (donker) en kwarts (licht). Geen van beide mineralen vormt een aanwijzing voor een organische oorsprong!

Ook het ‘moedergesteente’ werd aan nadere analyse onderworpen. Het bleek helemaal niet te gaan om een gewone zeebodem, maar om gesteenten die waren afgezet rondom een onderzeese heetwaterbron. Hoewel recent onderzoek heeft aangetoond dat er leven voorkomt bij hete onderzeese bronnen, is ook duidelijk geworden dat op deze locaties vaak complexe (anorganische) chemische reacties plaatsvinden, en dat de resulterende structuren soms ten onrechte voor fossiel materiaal worden aangezien. Ook het milieu van vorming wijst dus niet direct op het voorkomen van leven.

De onderzoekers komen al met al tot de conclusie dat de ‘oudste fossielen’ geen fossielen zijn. Maar daarom niet al te hard getreurd: de grondmassa van het gesteente bevat wel degelijk koolstofhoudend materiaal (maar niet in de vorm van de ‘draadjes’!), die wellicht een organische oorsprong zouden kunnen hebben.

Hoe komt het nu dat de ’draadjes’ vroeger voor koolstofhoudend materiaal werden aangezien? De nieuwe onderzoekers vermoeden dat hun voorgangers, in hun ‘roes’ bij de (toen) naar het scheen geslaagde poging om resten van zeer oud leven te vinden, per ongeluk in plaats van de ‘draadjes’ het koolstofhoudende materiaal hebben geanalyseerd en tot de conclusie kwamen dat ze fossiele resten van leven (‘draadjesvlees’) vertegenwoordigen.

Referenties:
  • Marshall, C.P., Emry, J.R. & Olcott, M.A., 2011. Haematite pseudomicrofossils present in the 3.5-billion-year-old Apex Chert. Nature Geoscience, doi:10.1038/ngeo1084.

Foto Pilbara (Hiroshi Ohmoto & Yumiko Watanabe, Pennsylvania State University): Nature.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl