NGV-Geonieuws 183

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


September 2011, jaargang 13 nr. 9

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

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 1211 Vreemde insecten geven inzicht in ontwikkeling van vleugels
  • 1212 Maan lijkt 100-200 miljoen jaar jonger dan eerder aangenomen
  • 1213 ‘Moeder’ uit China
  • 1214 ‘Snelle’ recycling van de aardkorst
  • 1215 Plesiosauriërs waren levendbarend
  • 1216 Röntgenanalyse onthult pigmentpatronen van fossiele veren
  • 1217 Devonische vis was gevaarlijke rover
  • 1218 Grote aardverschuiving in Pakistan
  • 1219 Wolharige neushoorn daalde af uit gebergte
  • 1220 Weer een theorie over het ontstaan van leven op aarde

    << Vorige uitgave: 182 | Volgende uitgave: 184 >>

1211 Vreemde insecten geven inzicht in ontwikkeling van vleugels
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 !

In het Onder-Krijt van Zuid-Amerika zijn fossiele insecten ontdekt die inzicht geven in de ontwikkeling van vleugels bij deze diergroep. Het gaat om exemplaren die gerekend worden tot een nieuwe orde (de Coxoplectoptera), en die dus ook tot een nieuw geslacht en een nieuwe soort moeten worden gerekend. Het gaat om minimaal één nieuwe soort (Mickoleita longimanus), maar diverse exemplaren, die ook tot het geslacht Mickoleita lijken te behoren, konden niet tot op soortniveau worden gedetermineerd. Eén van de bijzondere aspecten van de vondst is dat er zowel volwassen exemplaren als larven zijn aangetroffen.


Een volwassen exemplaar van
Mickoleita longimanus.


Detail van de kop van een van de
gevonden Coxoplectoptera.


Het gaat om bizarre insecten, die lijken te zijn samengesteld uit onderdelen zoals die van andere typen insecten bekend zijn. Zo vertonen ze vleugels met een patroon van aderen dat lijkt op dat van ééndagsvliegen, de borst van libelles (waarmee ook de vorm van hun vleugels overeenkomt), en de poten van een bidsprinkhaan. Op basis van hun kenmerken lijken ze het meest verwant aan eendagsvliegen (zie ook Geonieuws 1198), maar ze vertonen een andere anatomie; die wijkt af van de anatomie van alle bekende typen insecten, dus ook van die van de ééndagsvliegen. De larven lijken op kleine garnalen en moeten vrij willoos in het water hebben rondgedobberd.

De leefwijze van deze insecten, die op grond van de reconstructie van hun leefmilieu kon worden geïnterpreteerd, was anders dan ‘normaal’. Ze leefden duidelijk in een fluviatiel milieu, maar het moeten rovers zijn geweest die hun prooi vanuit een hinderlaag opwachtten, waarschijnlijk deels met hun achterlijf verstopt in een holte die ze in de rivierbedding uitgroeven.

Uit evolutionair oogpunt zijn de ontdekte fossielen van groot belang, omdat ze aanwijzingen geven hoe de vleugels van deze (en andere?) insecten zich hebben ontwikkeld. Het lijkt erop dat die ontstonden door een uitgroei van beplating van de borstkas. De genen die ook verantwoordelijk waren voor de ontwikkeling van de poten, zouden dan mogelijk ook aan de verdere ontwikkeling van de vleugels kunnen hebben bijgedragen.


De garnaalachtige larve van Mickoleita sp.

Referenties:
  • Staniczek, A.H., Bechly, G. & Godunko, R.J., 2011. Coxoplectoptera, a new fossil order of Palaeoptera (Arthropoda: Insecta), with comments on the phylogeny of the stem group of mayflies (Ephemeroptera). Insect Systematics & Evolution 42, p. 101 138.

Foto’s uit het aangehaalde artikel.

1212 Maan lijkt 100-200 miljoen jaar jonger dan eerder aangenomen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

Klik hier voor alle artikelen over Astronomie ! Klik hier voor alle artikelen over Dateringen !

Tijdens de diverse maanvluchten zijn veel gesteentemonsters verzameld. Het onderzoek daarnaar is nog steeds in volle gang. Zo is een anorthosiet die met de vlucht van de Apollo-16 al zo’n 39 jaar geleden (!) werd teruggebracht eindelijk onderzocht wat betreft zijn ouderdom. En dat leverde een verrassend resultaat op: het vaste gesteente op de maan is niet ontstaan door de geleidelijke afkoeling van een ‘magma-oceaan’ die de hele maan na zijn ontstaan bedekte, of (wat waarschijnlijker is) de maan is minder oud dan tot nu toe werd aangenomen.

Volgens de huidige opvattingen is de maan ontstaan doordat een grote massa van de nog zeer jonge aarde de ruimte in werd geslingerd nadat er een botsing had plaatsgevonden met een groot planeet-achtig ruimtelichaam(zie Geonieuws 471 en 869). De energie die bij die botsing vrijkwam in de vorm van warmte was zo groot dat het materiaal dat de ruimte in werd geslingerd vloeibaar was, en dat een diepe, vloeibare oceaan van gesmolten gesteente de zo gevormde maan omringde. Toen de koude van het wereldruim de maan genoeg had afgekoeld, begon de magma-oceaan langzamerhand te stollen, waarbij de lichtste mineralen die daarbij ontstonden boven kwamen drijven, en zo de oudste delen van de maankorst gingen vormen.


Monster 60025 (14 cm) van de Apollo-16:
de onderzochte anorthosiet uit de vroegste
geschiedenis van de maan, die jonger blijkt
dan eerder aangenomen.


Monster 61015 (15 cm) van de Apollo-16:
opgesmolten gesteente, gevormd bij de
inslag die het Nectaris-Bekken vormde.


Het anorthosiet monster 60025 dat met de Apollo-16 werd teruggebracht, is nu met nieuwe technieken ‘schoongepoetst’ om aardse verontreinigingen te verwijderen. Het monster vertegenwoordigt het oudste korstmateriaal van de maan, en het blijkt nu - na datering met ook al weer een nieuwe techniek, gebaseerd op onder meer de verhouding tussen lood- en neodymium-isotopen - 4,36 miljard jaar oud te zijn. Dat is zo’n 200 miljoen jaar jonger dan tot nu toe voor het ontstaan van de maan was aangenomen, en zo’n 100 miljoen jaar minder dan eerder voor dergelijk korstmateriaal werd verwacht. Dat suggereert dat de maan 100-200 miljoen jaar jonger is dan tot nu toe werd aangenomen. De nu gevonden ouderdom is vrijwel gelijk aan die van de oudste gesteenten die van de aarde bekend zijn.

De ouderdom van het maanmonster is nu met verschillende technieken vastgesteld. Alle technieken gaven dezelfde ouderdom aan. Het gaat daarbij om het moment dat het gesteente uitkristalliseerde in de magma-oceaan. In theorie zou de anorthosiet ook op een andere wijze kunnen zijn gevormd, maar dat zou dan betekenen dat er al in de vroege geschiedenis van de maan geen magma-oceaan (meer) bestond; dat lijkt onwaarschijnlijk.


Monster 67015 (13 cm) van de Apollo-16:
een breccie van de rand van de North Ray krater.

Referenties:
  • Borg, L.E., Connelly, J.N., Boyet, M. & Carlson, R.W., 2011. Chronological evidence that the Moon is either young or did not have a global magma ocean. Nature 476, doi:10.1038/nature10328.

Foto’s: Lunar and Planetary Institute, Houston, TX (Verenigde Staten van Amerika).

1213 ‘Moeder’ uit China
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 !

Niet bij alle zoogdieren is er bij de geboorte sprake van een placenta. De buideldieren (Marsupalia) zoals de kangoeroe hebben die niet. Zoogdieren met een placenta (Placentalia) zijn momenteel veel talrijker, maar in het geologische verleden was dat mogelijk anders. Er zijn bijvoorbeeld, uit de tijd dat de Placentalia zich nog niet duidelijk van de Marsupalia hadden afgescheiden, fossiele zoogdieren bekend die kenmerken van zowel Marsupalia als Placentalia vertonen. De fossiele soorten die meer met de Placentalia verwant zijn dan met de Marsupalia, worden (omdat in de wetenschap classificatie nu eenmaal noodzakelijk is) samen met de Placentalia ingedeeld in de Eutheria.

Onlangs is een fossiel gevonden dat de oudst tot nu toe bekende soort behorend tot de Eutheria vertegenwoordigt, en dat daarom (voorlopig?) als de ‘moeder’ van de Placentalia (inclusief de mens) kan worden beschouwd. Het dier leefde rond de grens Midden- en Laat-Jura (160 miljoen jaar geleden) in China. De onderzoekers hebben het daarom toepasselijk Juramaia sinensis (Jurassische moeder uit China) genoemd. Deze vertegenwoordiger van de Eutheria vult een lacune op in onze kennis, want hij is 35 miljoen jaar ouder dan enige eerder bekende vertegenwoordiger van deze groep.


Het fossiel van Juramaia sinensis
(photo Zhe-Xi Luo).


Het gereconstrueerde skelet van Juramaia
(tekening Mark Klinger).


Het verhaal wordt een beetje eentonig: het fossiel werd gevonden in de Chinese provincie Liaoning. Het gaat om een incomplete schedel, een deel van het skelet en de indrukken van zachte weefsels (waarschijnlijk zijn vacht). Het gebit is volledig bewaard gebleven, en de botten uit de voorpoten geven aan dat het dier meer met de Placentalia dan met de Marsupalia verwant is. Alle restanten zijn platgedrukt aangetroffen in een stuk uit een schaliepakket van de Tiaojishan Formatie.

Met deze vondst wordt niet alleen meer duidelijk over het ontstaan van de Placentalia, maar ook over de evolutie van de zoogdieren in zijn geheel. Met deze vondst is meer duidelijkheid ontstaat over het moment waarop de Placentalia zich van de Marsupalia afscheidden. Dat tijdstip kan tegenwoordig ook met de ‘moleculaire klok’ worden vastgesteld (die is gebaseerd op de mate van (on)gelijkheid van DNA in recente vertegenwoordigers), maar die ‘moleculaire klok’ moet uiteraard - net als een recente klok - wel op een aantal tijdstippen worden gecontroleerd om na te gaan of hij wel met de juiste snelheid loopt. En daar wrong de schoen al een tijdje: volgens de ‘moleculaire klok’ moest de afscheiding ongeveer 160 miljoen jaar geleden hebben plaatsgevonden, maar de tot nu toe gevonden fossielen wezen op een 35 miljoen jaar later tijdstip. Met de vondst van Juramaia blijkt de klok dus precies gelijk te lopen (tenzij er in de toekomst nog oudere vertegenwoordigers van de Eutheria zullen worden gevonden ...).

De gevonden restanten van Juramaia maken het mogelijk om zijn leefwijze te reconstrueren. Zijn voorpoten stelden hem in staat om te klimmen, wat uitzonderlijk was (de meeste zoogdieren uit het Jura leefden uitsluitend op de grond). Dit leverde hem mogelijk een tot dan toe vrijwel onbetreden jachtterrein op.


Juramaia in varens op jacht naar insecten
(tekening Mark Klinger).

Referenties:
  • Luo, Z.-X., Yuan, C.-X., Meng, Q.-J. & Ji, Q., 2011. A Jurassic eutherian mammal and divergence of marsupials and placentals. Nature 476, p. 442 445.

Illustraties: Carnegie Museum of Natural History, Pittsburgh, PA (Verenigde Staten van Amerika).

1214 ‘Snelle’ recycling van de aardkorst
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 !

Mensen mogen pas hooguit enkele tientallen jaren gestructureerd aan recycling doen, de aarde zelf doet dat al vanaf haar begin. Het duidelijkst waar te nemen is dat uiteraard aan de aardkorst. Die wordt voortdurend vernieuwd, enerzijds doordat er aardkorst door subductie tot diep in de aardmantel verdwijnt, anderzijds doordat mantelmateriaal via vulkanisme aan (of nabij) het aardoppervlak komt. Deze recycling blijkt veel sneller te gaan dan gedacht: gesteenten blijken deze cyclus in minder dan 500 miljoen jaar te doorlopen, ongeveer een kwart van de tijd die eerder werd aangenomen. Dat blijkt uit onderzoek van vulkanisch materiaal.


De Mauna Loa, die de helft van Hawaii omvat.

Vrijwel alle eilanden in de oceanen bestaan uit vulkanen. De grootste vulkaan op aarde is de Mauna Loa die zo’n 4 km boven zee uitsteekt; de zee is ter plaatste zo’n 5 km diep, maar de zware vulkaan is door zijn eigen gewicht ook nog eens zo’n 8 km in de zeebodem weggezakt. Alles bij elkaar is de Mauna Loa van top tot teen dus zo’n 17 km hoog! Het materiaal waaruit de Mauna Loa is opgebouwd, komt uit het onderste deel van de aardmantel. Dat materiaal stijgt als een zogeheten mantelpluim op vanaf een diepte van ca. 3000 km. Door de afnemende druk bij het opstijgen wordt het opstijgende magma nabij het aardoppervlak vloeibaar en stroomt bij een uitbarsting naar buiten om daar - door afkoeling - weer in vast, vulkanisch gesteente te veranderen.

Dit vulkanisch gesteente blijkt een hele reis gemaakt te hebben: het bestaat namelijk uit materiaal dat in het geologische verleden van de aarde deel uitmaakte van de oceanische aardkorst. Die aardkorst verdween door subductie in de mantel, waar het relatief koude, dus zware, korstmateriaal tot onder in de aardmantel wegzonk. Om dus later weer via een mantelpluim en een uitbarsting van de Mauna Loa in de aardkorst terug te keren: een ultieme vorm van recycling!


Een van de onderzochte olivijnkristallen
(< 1 mm) van de Mauna Loa.

Een en ander kon worden vastgesteld door de analyse van kleine glasinsluitsels in olivijnkristallen in de lava van de Mauna Loa. De microscopisch kleine insluitsels bevatten sporenelementen die afkomstig zijn uit het zeewater dat de oceanische aardkorst zo’n kleine 500 miljoen jaar geleden bedekte. Dat zeewater werd in zeer kleine hoeveelheden door de bazaltische zeebodem opgenomen en heeft dus ook de hele tocht omlaag en weer omhoog meegemaakt. Een van de sporenelementen in dat zeewater is strontium, een element waarvan sommige isotopen radioactief zijn, en dus vervallen met de tijd. De verhouding tussen de verschillende strontium isotopen is een algemeen gebruikte methode om de absolute ouderdom van een gesteente te bepalen. Het blijkt nu dat de genoemde insluitsels minder dan 500 miljoen jaar oud zijn en dat het materiaal waarin de insluitsels zitten ingebed dus jonger moet zijn.

Een andere verrassende bevinding was dat de insluitsels in olivijn uit hetzelfde gesteentemonster sterk uiteenlopende verhoudingen tussen de strontium-isotopen vertonen. Daaruit moet worden geconcludeerd dat de mantel chemisch veel minder homogeen is dan werd aangenomen.

Referenties:
  • Sobolev, A.V., Hofmann, A.W., Jochum, K.P., Kuzmin, D.V. & Stoll, B., 2011. A young source for the Hawaiian plume. Nature 476, p. 434 437.

Foto olivijnkristal: Alexander Sobolev, Max-Planck-Institut für Chemie, München (Duitsland); foto Mauna Loa: J.D. Griggs, United States Geological Survey.

1215 Plesiosauriërs waren levendbarend
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

Plesiosauriërs, de vleesetende mariene reptielen die door wetenschappers voor uitgestorven worden gehouden maar waarvan het omstreden ‘monster van Loch Ness’ volgens sommigen een vertegenwoordiger zou zijn, hadden een aantal uitzonderlijke karakteristieken. Zo komen recente mariene reptielen op land om eieren te leggen, maar er zijn nooit sporen van plesiosauriërs op het land gevonden (en evenmin zijn er eieren van deze dieren bekend), hoewel er in de afgelopen twee eeuwen zeer veel fossiele plesiosauriërs zijn gevonden. De anatomie van plesiosauriërs lijkt bovendien volledig ongeschikt voor een verblijf - ook van korte duur - op het land.


Het fossiel van de zwangere
Polycotylus latippinus.


Het geraamte van het embryo (kleine botjes, onderaan).


Dat raadsel lijkt opgelost met de vondst van het fossiel van een 87 miljoen jaar oude (Laat-Krijt) plesiosauriër. Het dier, dat zo’n 4,7 m lang was, bevat namelijk het complete beenderstelsel van een jong dat ongeveer anderhalve meter lang was. Omdat plesiosauriërs roofdieren waren, ligt het voor de hand om te veronderstellen dat het dier het jong van een andere plesiosauriër had verorberd. Gezien het formaat kan dat echter niet het geval zijn geweest; het jong was immers veel te groot om in zijn geheel te worden doorgeslikt, en als het stukje voor stukje zou zijn opgegeten, zouden de botten niet allemaal in precies de goede positie liggen. Ze liggen bovendien niet op de plaats waar de maag van de volwassen plesiosauriër verwacht zou worden.

De conclusie van de onderzoekers is dan ook dat het om een embryo gaat dat zich nog in het lichaam van de moeder bevindt. Dat zou betekenen dat de plesiosauriërs levendbarend waren. Hoewel het gaat om een volledig nieuwe ontdekking, moet tegelijk worden vastgesteld dat het niet wereldschokkend is: van ichthyosauriërs was al langer bekend dat ze levendbarend waren.

Een verschil met de ichthyosauriërs, en dat is wel verrassend, is echter dat het bij de plesiosauriër om een enkel, groot embryo gaat, terwijl ichthyosauriërs een groot aantal kleine nakomelingen baarden. In dit opzicht lijken de plesiosauriërs dus meer verwant met mariene zoogdieren zoals walvissen en dolfijnen. Dat doet gelijk de vraag rijzen of de jonge plesiosauriërs, net als jonge walvissen en dolfijnen, geruime tijd bij hun moeder bleven, en dat er dus sprake was van een sociale structuur. Bij de mariene zoogdieren gaat het bovendien vaak om grote groepen die een soort familie vormen, en ook dat zou bij plesiosauriërs het geval kunnen zijn geweest.

Al met al maakt dit de plesiosauriërs nog uitzonderlijker dan ze al waren. Andere bijzonderheden zijn bijvoorbeeld de twee paar vinnen die ze, als enige groep vertebraten, gebruikten voor de voortbeweging. Hun torpedovorm, die hen, samen met hun bijzondere vinnen, in staat moet hebben gesteld om met grote snelheid in zee te jagen, is ook uitzonderlijk binnen de reptielen.

Plesiosauriërs hadden bijna allemaal een zeer lange nek. De nek van het dier met het embryo (Polycotylus latippinus gedoopt) was echter relatief kort. Dat komt echter vaker voor bij plesiosauriërs aan het einde van hun evolutie (ze stierven, net als de dinosauriërs, uit op de K/T-grens).


Zo vond de geboorte van plesiosauriërs
waarschijnlijk plaats (illustratie S. Abramowicz).


Mede-onderzoeker Luis Chiappe.


Referenties:
  • O’Keefe, F.R. & Chiappe, L.M., 2011. Viviparity and K selected life history in a Mesozoic marine plesiosaur (Reptilia, Sauropterygia). Science 333, p. 870 873.

Foto’s: Natural History Museum, Los Angeles, CA (Verenigde Staten van Amerika).

1216 Röntgenanalyse onthult pigmentpatronen van fossiele veren
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

Klik hier voor alle artikelen over Biologie & Evolutie !

Iedereen heeft als kind wel eens een fraai gekleurde veer opgeraapt. In feite is zo’n veer een fossiel: een als zodanig herkenbaar restant van een organisme. Slechts weinig mensen zullen zo’n veer echter als een interessant fossiel beschouwen. Dat ligt anders zodra het gaat om afdrukken van veren in gesteenten van vaak vele miljoenen jaren oud. Die geven immers informatie over de aard van vroegere vogels (alleen vogels en sommige van hun directe voorouders - de gevederde dino’s - hebben veren), maar het kleurpatroon van dergelijke fossiele veren is zelden te reconstrueren (zie echter ook Geonieuws 945 en 1096).

Nu is een nieuwe techniek ontwikkeld om de aanwezigheid van pigmenten te reconstrueren. Die methode betreft een uiterst gevoelige vorm van röntgenanalyse, waarbij röntgenstraling met een intensiteit die honderdmaal zo sterk is als die van de zon wordt opgewekt met een synchotron. Met die röntgenstraling wordt het te onderzoeken materiaal ‘beschoten’. Zo is het mogelijk om de plaats van bepaalde sporenelementen in gefossiliseerd materiaal vast te leggen. Combinaties van bepaalde sporenelementen, zoals calcium en koper, wijzen op bepaalde moleculen die als pigment dienst doen. Zo kan de pigmentverdeling in fossiel materiaal (veren blijken daarvoor heel geschikt, maar ook ander materiaal kan bruikbaar blijken) worden vastgesteld.

Er bestaat een duidelijk verband tussen sporenelementen, pigmenten en organisch materiaal. Wanneer mensen in de zon liggen, vormt zich bijvoorbeeld het pigment melanine, dat de huid bruin kleurt. Er bestaan diverse vormen van melanine (vooral koper blijkt hierbij een belangrijk sporenelement), en sommige daarvan zijn aanwezig in de donkere delen van veren. Om die melanine te kunnen identificeren, moet bij de röntgenanalyse uiteraard onderscheid kunnen worden gemaakt tussen de koper in dat pigment en ander aanwezig koper. Dat is alleen mogelijk met de intense röntgenstraling die met een synchotron wordt opgewekt.


Röntgenopname van Confuciornis sanctus.
De lichtgekleurde vlakken bevatten veel calcium,
wat op een bepaald pigment wijst.


Reconstructie van de pigmentpatronen in
Confuciornis sanctus (tekening Richard Hartley).


Het pigmentpatroon geeft nog geen inzicht in de precieze kleurstelling. Daarvoor zou het type pigment moeten kunnen worden vastgesteld, maar dat is nog niet mogelijk (er wordt wel aan gewerkt!). Het pigmentpatroon van fossiele veren blijkt overigens lang niet altijd spectaculair. Mogelijk hangt dat samen met een ontwikkeling waarbij vogels pas in de loop der evolutie de grote kleurenrijkdom verkregen die ze nu hebben. Een van de oudste vogels, Confuciornis sanctus, die nog een duidelijke overgangsvorm tussen dino’s en vogels vertegenwoordigt en die zo’n 120 miljoen jaar geleden leefde, geeft tenminste een weinig opwindend - maar wel duidelijk - pigmentpatroon te zien.

Dat zulk oud fossiel materiaal nog zijn oude pigmenten kan verraden, komt doordat metaalverbindingen - zoals de kopercomplexen in veel pigmenten - honderden miljoenen jaren onaangetast kunnen blijven; ze vormen namelijk geen voedsel voor de micro-organismen die de organische verbindingen doen verrotten.


Onderzoeksleider Roy Wogelius.

Referenties:
  • Wogelius, R.A., Manning, P.L., Barden, H.E., Edwards, N.P., Webb, S.M., Sellers, W.I., Taylor, K.G., Larson, P.L., Dodson, P., You, H., Da qing, L. & Bergmann, U., 2011. Trace metals as biomarkers for eumelanin pigment in the fossil record. Science 333, DOI:10.1126/science.1205748

Foto’s: Phil Manning, University of Manchester, Manchester (Groot-Brittannië).

1217 Devonische vis was gevaarlijke rover
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

In het Devoon was het land nog maar zeer schaars door planten begroeid, en voor het eerst begonnen bepaalde dieren (zoals Tiktalik) kleine uitstapjes op het land te maken. Het leven in zee en in continentale wateren zoals rivieren en meren was echter al ver ontwikkeld, en schrikwekkende jagers zaten daar hun prooi achterna, of wachtten verscholen af totdat er een prooi langs kwam zwemmen. In Oost-Europa was dat bijv. de roofvis Laccognathus.


De brede schedel van Laccognathus embryi
(foto Ted Daeschler, ANSP; tekening K. Monoyios).


Reconstructie van Laccognathus
in zijn veronderstelde leefomgeving.


Dat Oost-Europa en het noorden van Amerika gedurende het Devoon met elkaar waren verbonden blijkt uit de vondst van een nieuwe soort van dit geslacht, Laccognathus embryi. Het fossiel werd namelijk gevonden op Ellesmere Island (ten noorden van het vasteland van Canada) in gesteenten van 375 miljoen jaar oud. Het gaat om een geslacht dat bij de kwastvinnige vissen (Sarcopterygii) wordt ingedeeld. Zijn meest nauwe recente verwanten zijn de longvissen. Laccognathus embryi, die in subtropische rivieren of meren rondzwom, was zo’n 1,75 m lang, had een brede kop met sterke kaken en lange, scherpe tanden. Waarschijnlijk wachtte hij, rustend op de bodem, een mogelijk prooi af om die vervolgens met een enkele beet te doden. Ook voor mensen zou het waarschijnlijk een gevaarlijk dier zijn geweest!

De merkwaardige soortnaam, embryi, zou verwarring kunnen scheppen omdat die de gedachte aan een embryo wekt. Niets is echter minder waar: de gevonden fossiele schedel is flink uit de kluiten gewassen. De soortnaam is gegeven ter ere van Dr. Ashton Embry, een Canadees geoloog die ter plaatse veel werk heeft gedaan.


Onderzoekers Jason Downs en Ted Daeschler
(foto Frederick Mullison, ANSP).

Referenties:
  • Downs, J.P., Daeschler, E.B., Jenkins Jr., F.A. & Shubin, N.H., 2011. A new species of Laccognathus (Sarcopterygii, Porolepiformes) from the Devonian of Ellesmere Island, Nunavut, Canada. Journal of Vertebrate Paleontology 31, p. 981-996.

Illustraties: Academy of Natural Sciences (ANSP), Philadelphia, PA (Verenigde Staten van Amerika).

1218 Grote aardverschuiving in Pakistan
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

Klik hier voor alle artikelen over Geomorfologie ! Klik hier voor alle artikelen over Sedimentologie !

Een grote aardverschuiving vond vorig jaar plaats in het Pakistaanse Hunza-dal. Daarbij werd een dorp volledig verwoest, en de Hunza-rivier werd erdoor afgedamd. In het dal veranderde een meer daardoor in een natuurlijk stuwmeer waarvan het water lange tijd bleef stijgen. Dat leidde ertoe dat ook niet direct getroffen inwoners van het dal in de loop van dit jaar hun huis moesten ontvluchten omdat het onder water kwam te staan. Bovendien kwam een brug die het gebied met de buitenwereld verbond onder water te staan, waardoor contact met de buitenwereld werd verbroken.


Overzicht van het meer in het Hunza dal;
de aardverschuiving bereikte het meer linksboven.


Detail van de aardverschuiving; voor
locatie: zie de overzichtsfoto.


Om het gebied weer bereikbaar te maken werd door ingenieurs, met medewerking van het leger, een doorgang in de natuurlijke stuwdam gemaakt, waardoor het waterpeil in het meer kon zakken. De aardverschuiving was echter dermate massaal dat de tot stand gebrachte doorgang niet tot het oorspronkelijke rivierniveau reikte. Als gevolg daarvan staat het water nog steeds aanzienlijk hoger dan vroeger, wat ook betekent dat een deel van de oever nog steeds onder water staat. Dat blijkt duidelijk uit opnames die op 3 augustus met de Advanced Land Image satelliet van de NASA zijn gemaakt.

De stroming in de kunstmatig aangebrachte doorgang heeft uiteraard een eroderend effect. De doorgang is daardoor nu breder dan nadat hij net was klaargekomen, en waarschijnlijk is hij ook al dieper geworden. Nog steeds niet diep genoeg echter om het meer weer tot zijn oorspronkelijke proporties terug te brengen. Wel wordt verwacht dat dat binnen enkele jaren het geval zal zijn, want het evenwichtsprofiel van de Hunza-rivier is door de dam uiteraard verdwenen, en dus zal insnijding doorgaan totdat een nieuw evenwicht is bereikt. Dat gaat relatief gemakkelijk omdat de dam die door de aardverschuiving is ontstaan, bestaat uit los materiaal (zij het met zeer grote stukken steen daarin). Maar ook de uit hard gesteente bestaande drempel aan het uiteinde van de Middellandse Zee (bij Gibraltar) werd immers, toen eenmaal water uit de Atlantische Oceaan over die drempel de Middellandse Zee instroomde (zie o.a. Geonieuws 301), zeer snel geërodeerd.


De witte lijn in het meer geeft
de vroegere kust aan voor de aardverschuiving.

Referenties:
  • NASA Earthov

Foto’s: website NASA Earthobservatory: http://earthobservatory.nasa.gov/NaturalHazards/view.php?id=51983.

1219 Wolharige neushoorn daalde af uit gebergte
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

Aan het einde van de laatste ijstijd verdwenen veel grote zoogdieren. Bekende soorten zijn de mammoet, de reuzenluiaard en de sabeltandtijger. Ook de wolharige neushoorn behoort tot deze uitgestorven megafauna. Over de oorzaken van het uitsterven - zowel wat betreft de oorzaak als het tijdstip - bestaat nog steeds veel discussie (zie onder meer Geonieuws 174, 355, 507, 704 en 774).Veel minder is echter bekend over de herkomst van deze megafauna.

De oudste tot nu toe bekende wolharige neushoorn dateert namelijk slechts van 2,6 miljoen jaar geleden, ongeveer de grens van Plioceen en Pleistoceen. Nu zijn in Tibet echter de resten gevonden van een exemplaar dat 3,7 miljoen jaar geleden leefde. De vondst werd gedaan in het Zanda-Bekken, aan de voet van de Himalaya’s. Het is een van de meest ontoegankelijke gebieden ter wereld, maar het staat onder paleontologen wel bekend als een fossielenparadijs.


Reconstructie (door Julie Naylor)
van de Tibetaanse wolharige neushoorn.

De onderzoekers vonden inderdaad een schat aan fossielen van dieren die tot de megafauna worden gerekend, onder meer van paarden, olifanten en herten. Het meest bijzonder waren echter de complete schedel en de onderkaak van een nieuwe soort van de wolharige neushoorn; die is inmiddels Coelodonta thibetana gedoopt. Het dier was waarschijnlijk zo’n 1,80 m hoog en 3,5-4 m lang. Het bezat twee grote hoorns: een daarvan groeide vanaf het puntje van zijn neus en was ongeveer een meter lang, en een kleinere hoorn groeide tussen zijn ogen. In tegenstelling tot recente neushoorns bezat hij een vacht van lang, dik haar. De gevonden fragmenten geven aan dat dit dier de meest primitieve soort is die tot nu toe bekend is; dat klopt dus met zijn relatief hoge ouderdom.

Onderzoekster Yang Wang heeft de tanden en botten van het dier geochemisch geanalyseerd. Daaruit valt op te maken dat het dier voornamelijk gras at dat op grote hoogte groeide. Hieruit kon ook geconcludeerd worden dat Coelodonta thibetana zich goed had aangepast aan een koud klimaat. Die aanpassing maakte het deze soort mogelijk om, toen de ijstijd aanbrak en de temperatuur daalde, toch een leefgebied te vinden met min of meer dezelfde temperatuur door af te dalen naar lager gelegen gebieden. Of een dergelijke ontwikkeling ook bij andere vertegenwoordigers van de megafauna plaatsvond, is vooralsnog niet bekend.


Mede-onderzoekster Yang Wang.

Referenties:
  • Deng, T., Wang, X., Fortelius, M., Li, Q., Wang, Y., Tseng, Z.J., Takeuchi, G.T., Saylor, J.E., Säilä, L.K. & Xie, G., 2011. Out of Tibet: Pliocene wooly rhino suggests high-plateau origin of ice age megaherbivores. Science 333, p. 1285-1288.

Foto’s: Florida State University, Tallahassee, FL (Verenigde Staten van Amerika)

1220 Weer een theorie over het ontstaan van leven op aarde
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

Klik hier voor alle artikelen over Biologie & Evolutie !

Theorieën over het ontstaan van het leven op aarde vallen ruwweg in twee groepen onder te verdelen. Eén groep betreft theorieën die ervan uitgaan dat op een of andere wijze (chemische) bouwstenen van het leven van een ander hemellichaam op aarde terecht zijn gekomen, of dat chemische verbindingen die van elders op aarde terecht kwamen hier de juiste omstandigheden vonden om verbindingen te vormen waaruit het leven zich kon ontwikkelen. Het nadeel van deze theorieën is dat ze de vraag over het ontstaan van leven niet fundamenteel beantwoorden: ze roepen immers direct de vraag op hoe die verbindingen dan elders in het wereldruim tot stand kwamen.

De tweede groep theorieën is daarom interessanter: ze gaan ervan uit dat op aarde omstandigheden hebben bestaan waardoor natuurlijke processen konden leiden tot verbindingen die zichzelf konden reproduceren, en waaruit zich op den duur primitieve organismen ontwikkelden (die later weer verder konden evolueren). Bij alle theorieën van deze tweede groep gaat het vooral om de vraag hoe zich DNA (desoxiribonucleïnezuur: de drager van het genetisch materiaal) kon ontwikkelen en, daaraan gelieerd, de vraag hoe dat zat met RNA (ribonucleïnezuur). Deze ingewikkelde moleculen bestaan zelf weer uit bouwstenen (die zelf weer zijn opgebouwd uit kleinere bouwstenen zoals aminozuren) waarvan inmiddels goed bekend is dat die zich door natuurlijke processen kunnen ontwikkelen (zie o.a. Geonieuws 1163).


Een met het blote oog zichtbaar kristal
van een molecuul dat als een van
de voorlopers van RNA wordt beschouwd.

Recente experimenten geven nu aan dat een betrekkelijk eenvoudige combinatie van in de dode natuur voorkomende suikers en aminozuren door natuurlijke, niet-biologische processen kunnen worden omgezet tot wat als voorlopers van RNA kunnen worden beschouwd. Het is in dit verband interessant dat complexe biologische moleculen zoals RNA en eiwitten in zowel een natuurlijke als een onnatuurlijke vorm kunnen bestaan. Deze twee vormen, die enantiomeren worden genoemd, zijn elkaars spiegelbeeld (zo bieden deze verbindingen de mogelijkheid om na te gaan of bepaalde ‘organische’ verbindingen ook werkelijk in de natuur zijn gevormd).

Door nauwkeurig de chemische processen te bestuderen die plaatsvinden bij de vorming van dergelijke ‘organische’ verbindingen, konden de onderzoekers bewerkstelligen dat zich natuurlijke enantiomeren vormden die als voorlopers van RNA kunnen worden beschouwd. Dat deden ze door op de juiste tijd de juiste aminozuren van de juiste samenstelling te gebruiken. Deze aminozuren beïnvloedden de chemische reacties, waardoor enantiomeren ontstonden in de vorm van kristallen die zo groot waren dat ze met het blote oog te zien zijn. De kristallen zijn stabiel, en kunnen dus lang genoeg bestaan om de tijd te overbruggen tot het moment gunstig is om RNA te vormen.

Referenties:
  • Hein, J.E., Tse, E. & Blackmond, G.E., 2011. A route to enantiopure RNA precursors from nearly racemic starting materials. Nature Chemistry 3, p. 704-706.

Foto: University of California, Merced, CA (Verenigde Staten van Amerika).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl