NGV-Geonieuws 184

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


Oktober 2011, jaargang 13 nr. 10

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

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 1221 Veren van dino’s en vroege vogels in barnsteen
  • 1222 De koning van Minorca
  • 1223 Schimmels tastten bomen aan bij Perm/Trias massa-uitsterving
  • 1224 Parareptielen leden niet extra onder de Perm/Trias massa-uitsterving
  • 1225 Onverwachte relaties tussen mollusken
  • 1226 Veren, klauwen en een zere poot
  • 1227 LUCA was al complex
  • 1228 Enkele bijzondere fossiele insecten
  • 1229 Aardbevingen laten steenblokken tegen elkaar schuren
  • 1230 Monsterachtig grote aardverschuiving op Tenerife

    << Vorige uitgave: 183 | Volgende uitgave: 185 >>

1221 Veren van dino’s en vroege vogels in barnsteen
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 blijkt steeds meer een schatkamer te zijn voor paleontologen (zie o.a. Geonieuws 860, 1108 en 1198). Nu is er in Canada barnsteen gevonden van 80 miljoen jaar oud waarin de restanten van veren zijn aangetroffen. In feite gaat om nog onvolledig ontwikkelde veren, zodat wellicht beter van protoveren kan worden gesproken. Hun ontwikkeling is echter wel reeds zo ver voortgeschreden dat, op basis van de morfologie van die veren, zelfs is vast te stellen dat het deels gaat om veren van gevederde dino’s, deels om veren van vogels; in het laatste geval is de gelijkenis met veren van bepaalde watervogels zo groot dat een dergelijke leefwijze ook voor de 80 miljoen jaar oude vogels wordt aangenomen.


Een van de in barnsteen gevonden veren.
De gelijkenis met een recente veer is
treffend. Ook een mijt is in de barnsteen
ingesloten.


Ter vergelijking de veer van een recente
watervogel.


Volgens onderzoeksleider Ryan McKellar, een promovendus aan de Universiteit van Alberta, gaat het waarschijnlijk om veren die bij de dino’s en vogels waren uitgevallen, waarna ze door de wind werden opgewaaid en bij toeval terecht kwamen op hars, waaraan ze vastkleefden. Doorgaande harsvorming leidde er vervolgens toe dat de veren - samen met andere fossielen zoals mijten en producten van dieren zoals een spinneweb - in de hars werden ingesloten. Toen de bomen aan het eind van hun leven omvielen (en grotendeels verteerden) werd de hars in het bodemsediment opgenomen, waar het op den duur verhardde tot barnsteen.


De schacht van een veer, met
enkele filamenten; linksboven
restanten van een spinneweb.


Filamenten van een veer waarvan
de morfologie wijst op een gevederde dino.


In totaal zijn 11 fragmenten van veren aangetroffen; allemaal in de buurt van Grassy Lake in het zuiden van Alberta. Deze vindplaats ligt in wat destijds een kustgebied was, met een warm klimaa.De bomen waarvan de hars afkomstig is waren waarschijnlijk te vergelijken met de sequoia’s die nu in het noordwesten van de Verenigde Staten in het kustgebied langs de Stille Oceaan groeien. Het gaat bij deze vondst om de grootste vondst tot nu toe van veren die in barnsteen bewaard zijn gebleven. De veren zijn buitengewoon goed gepreserveerd (zoals overigens vaak het geval is met fossielen die in hars zijn ingebed); zo goed dat hun morfologie niet alleen uitsluitsel geeft over de waarschijnlijke aard van hun dragers, maar dat zelfs het pigment (en dus de kleuren) van de veren is vast te stellen. Die kleuren varieerden van bruin tot zwart.

Van de dino’s en vogels waarvan de veren afkomstig zijn, zijn ter plaatse geen andere restanten aangetroffen.


Onder de resten van een plant is
een ietwat ‘verfrommelde’ veer zichtbaar.

Referenties:
  • McKellar, R.C., Chatterton, B.D.E., Wolfe, A.P. & Currie, Ph.J., 2011. A diverse assemblage of Late Cretaceous dinosaur and bird feathers from Canadian amber. Science 333, p. 1619-1622.

Foto’s : University of Alberta, Edmonton (Canada).

1222 De koning van Minorca
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

De geïsoleerde positie van eilanden leidt vaak tot een aparte fauna. Sinds Darwin weten we ook waarom. Minder duidelijk is nog waarom op veel eilanden de soorten van een bepaald geslacht vaak minder groot zijn dan hun neefjes op het vasteland. Een logische verklaring is mogelijk het feit dat gebrek aan natuurlijke vijanden het niet nodig maakt om veel energie te stoppen in grootte om zo weerbaarder te zijn tegen over deze vijanden. Overigens lijkt het erop dat kleine soorten vaak nog kleiner worden op een eiland, terwijl grotere soorten juist groter worden.


Nuralagus in zijn natuurlijke
leefomgeving.


Reconstructie (door Roman Euchatel)
van Nuralagus rex.


Dat laatste lijkt het geval te zijn met het konijn dat zo’n 3-5 miljoen jaar geleden leefde op het eiland Minorca, net als het toeristisch beter bekende eiland Majorca, een van de Balearen eilanden in de Middellandse Zee voor de kust van Spanje. Van dit uitgestorven konijn zijn diverse botten gevonden, waaruit blijkt dat het dier zo’n 12 kg moet hebben gewogen. Daarmee was het ongeveer zesmaal zo zwaar als het huidige konijn op het vasteland van Europa, Oryctolagus cuniculus. Overigens moet daarbij worden aangetekend dat destijds de konijnen op het vasteland van Europa (Alilepus) nog zo’n anderhalf maal kleiner waren dan de huidige konijnen. Het reuzenkonijn van Minorca heeft dan ook heel toepasselijk de naam Nuralagus rex (Koning van de konijnen op Minorca) ontvangen.

De koning had echter ook zijn beperkingen: het gevonden geraamte wijst erop dat hij niet meer in staat was om grote sprongen te maken, maar dat hij een beetje onhandig moet hebben rondgelopen, zo’n beetje als een bever die uit het water is gekomen. Zowel zijn ogen als zijn oren moeten tamelijk klein zijn geweest. Hij had echter voorpoten die goed ontwikkeld waren om te graven. Zijn voedsel bestond dus waarschijnlijk uit knollen.

Nuralagus rex had weinig of geen vijanden. Andere vertebraten op het eiland waren destijds een vleermuis (Rhinolophus cf. grivensis), een grote relmuis (Muscardinus cyclopeus), en - soms in het water, soms op het land - een reusachtige schildpad (Cherirogaster gymnesica).


Het konijn van het vasteland van Europa:
Oryctolagus cuniculus.


De achterpoot van Nuralagus rex,
vergeleken met de achterpoot van
Oryctolagus cuniculus.


Referenties:
  • Quintana, J., Köhler, M. & Moyà-Solà, S., 2011. Nuralagus rex, gen. et spec. nov., an endemic insular giant rabbit from the Neogene of Minorca (Balearic Islands, Spain). Journal of Vertebrate Paleontology 31, p. 231-240.

Illustraties: Society of Vertebrate Paleontology

1223 Schimmels tastten bomen aan bij Perm/Trias massa-uitsterving
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

De grootste massa-uitsterving die bekend is uit de geologische geschiedenis is die plaatsvond op de grens tussen Perm en Trias (P/T-grens), 251 miljoen jaar geleden; de continenten vormden destijds het supercontinent Pangea. Veel mogelijke oorzaken zijn inmiddels genoemd (zie o.a. Geonieuws 943, 1013 en 1144), maar waarschijnlijk speelde extreem grootschalig vulkanisme in Siberië de belangrijkste rol. Daarmee is echter grootschalige afsterven van de flora niet gemakkelijk te verklaren. Een mogelijke oorzaak daarvoor is nu naar voren gekomen.

Onderzoekers (onder wie Henk Visscher van de Universiteit van Utrecht) troffen namelijk in monsters uit het einde van het Perm draadachtige microfossielen aan die sterke overeenkomsten vertonen met de schimmeldraden van een recent geslacht van schimmels, Rhizoctonia. Dit geslacht omvat soorten, zoals Rhizoctonia solani, die planten ‘aanvallen’ en doen afsterven. Ze tasten de wortels, steel of stam en bladeren aan bij een zeer gevarieerde groep planten, en op basis van de essentiële rol die ze nu spelen bij het verdwijnen van bosgebieden, mag worden verondersteld dat ze op z’n minst het afsterven van bomen aan het einde van het Perm aanzienlijk hebben versneld.


Een aggregaat van Reduviasporonites stoschianus
uit gesteenten van het bovenste Perm
(foto Laboratorium voor Paleobotanie en Palynologie,
Universiteit van Utrecht).


Schimmeldraden van de recente schimmel Rhizoctonia solani
(links) lijken sterk op die van de ruim 250 miljoen jaar
oude Reduviasporonites (rechts)
(foto Lane Tredway, The American Phytopathological Society).


Indien dat inderdaad het geval was, moet dat een enorme invloed hebben gehad, want coniferen bedekten destijds het hele semi-aride gebied van Pangea rond de evenaar. Ze verdwenen (en werden in het Trias uiteindelijk vervangen door vooral mossen en varens) om pas na zo’n 4-5 miljoen jaar weer op enige schaal terug te komen.

Niet iedereen is het hiermee eens. Sommige onderzoekers menen dat de draden afkomstig zijn van algen, maar de onderzoekers voeren daar goede argumenten tegen aan. De draden waren overigens al langer bekend en ook door andere onderzoekers aan schimmels toegeschreven, maar die dachten dat het om schimmels ging die profiteerden van afgestorven bomen; de huidige onderzoekers menen daarentegen dat ze juist het afsterven van de bomen veroorzaakten. Overigens zijn ze wel van mening dat de bossen het al langer hard te verduren hadden vanwege de sterke verontreiniging van de atmosfeer als gevolg van de grootschalige vulkanische activiteit. Die zou de ozonlaag hebben kunnen aangetast.

De onderzoekers menen dat hun bevindingen van belang zijn omdat de huidige verandering van het klimaat, vooral op plaatsen waar dat leidt tot hogere temperaturen en meer droogte, zou kunnen leiden tot een verhoogde activiteit van ziekteverwekkende bacteriën in de bodem, waardoor bomen kunnen worden aangetast.

Referenties:
  • Visscher, H., Sephton, M.A. & L00y, C.V., 2011. Fungal virulence at the time of the end-Permian biosphere crisis? Geology 39, p. 883-886.

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

1224 Parareptielen leden niet extra onder de Perm/Trias massa-uitsterving
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

Het is niet meer dan logisch dat de grootste massa-uitsterving die bekend is uit de geologische geschiedenis, 251 miljoen jaar geleden, onderzoekers blijft aantrekken. Stukje voor stukje wordt zo de puzzel in elkaar gepast, zowel wat betreft de oorzaken (zie o.a. Geonieuws 1223) als de gevolgen (zie o.a. Geonieuws 1134). Duidelijk is inmiddels dat zo’n 95% van de mariene organismen uitstierf, en zo’n 70% van het leven op de continenten. Maar lang niet alle groepen werden in gelijke mate getroffen. Zo blijkt nu dat van de zogeheten parareptielen niet meer soorten verdwenen dan op andere momenten in de 90 miljoen jaar dat ze bestonden.

Parareptielen vormden een merkwaardige groep van qua uiterlijk sterk uiteenlopende, vaak bizarre, op het land levende vertebraten. Sommige soorten waren klein, slank en vlug zoals hagedissen, terwijl andere het formaat van een neushoorn hadden. Veel soorten hadden knobbelige ‘versieringen’ en bot-achtige uitsteeksels op hun schedel.


Skelet van de Scutosaurus,
een van de vele soorten parareptielen
(tekening Mike Benton).

Hun evolutie ging met vallen en opstaan. Keer op keer verdwenen ze grotendeels, maar alleen om daarna in nog gevarieerder vorm terug te komen. Dat was ook het geval bij de massa-uitsterving op de P/T-grens. Ze kwamen, zoals zo vaak eerder in de 40 miljoen jaar daarvoor, weer terug om pas 50 miljoen jaar later uit te sterven. Waarom het zo vaak mis leek te gaan met deze merkwaardige groep is vooralsnog onduidelijk. Evenmin is het onduidelijk waarom hun terugslag op de P/T-grens niet groter was dan anders, terwijl zoveel dieren van het toneel verdwenen. Dat gebrek aan inzicht hangt waarschijnlijk samen met de weinige kennis die er is over deze groep van vertebraten. Dat lijkt op het eerste gezicht merkwaardig, want niet alleen vertoonden de diverse soorten sterke morfologische verschillen, maar ook zijn er veel restanten van deze diergroep bekend. Wat dat betreft lijkt er weinig verschil met de dinosauriërs, die ook zo’n grote verscheidenheid aan soorten kennen, en waarvan ook veel vondsten bekend zijn. Van de biologie van dino’s is inmiddels juist heeft veel bekend. Dat moet waarschijnlijk worden toegeschreven aan de veel grotere interesse van het brede publiek en de media voor dino’s, waarvan vooral de grote soorten sterk de aandacht trekken. Dat heeft geleid tot aanzienlijke fondsen voor dino-onderzoek. De parareptielen lijken daar een beetje het slachtoffer van geworden. Maar gezien het bizarre uiterlijk dat veel van deze dieren gehad moeten hebben, zou het goed kunnen dat ze, wanneer de dino-hype wat is geluwd, het stokje van hen overnemen.


Reconstructie van de parareptielen
Inostrancevia en Scutosaurus.

Referenties:
  • Ruta, M., Cisneros, J.C., Librecht, T., Tsuji, L.A. & Müller, J., 2011. Amniotes through major biological crises: faunal turnover among parareptiles and the end-Permian mass-extinction. Palaeontology 54, p. 1117-1137.

Illustratie: University of Bristol, Bristol (Groot-Brittannië).

1225 Onverwachte relaties tussen mollusken
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 !

Mollusken vormen een uitgebreide groep in het water levende dieren, die voor het merendeel een schelp hebben. Vanaf het Cambrium komen ze in grote hoeveelheden voor (er bestaat discussie of sommige organismen uit de oudere Ediacara-fauna, zoals Kimberella, ook al tot de mollusken zouden kunnen behoren) en daarom zijn ze voor de biostratigrafie van groot belang. Er zijn meer dan 100.000 recente soorten bekend (waarmee de mollusken na de arthropoden - waartoe de insecten behoren - het grootste phylum vormen), waarvan gastropoden ruim 70% uitmaken en de bivalven zo’n 25%.


Kimberella quadrata, een
Precambrisch fossiel waarvan sommigen
menen dat hij tot de mollusken gerekend
moet worden.


Arctica islandica, een tot de
tweekleppigen (bivalven) behorende mollusk,
bestaat waarschijnlijk al meer dan 500
miljoen jaar (foto Christiane Todt).


De mollusken omvatten diverse klassen, waarvan de vertegenwoordigers op het eerste gezicht vaak weinig gemeen hebben. Algemeen bekende klassen, die ook van groot belang zijn voor de biostratigrafie, zijn - naast de gastropoden - de bivalven (tweekleppigen, vroeger gewoonlijk lamellibranchiaten genoemd), de cephalopoden (inktvissen, met de bekende ammonieten en belemnieten) en - in veel mindere mate - de scaphopoden (tandschelpen of stoottanden). Biostratigraphisch van geen belang zijn de klassen van de aplacophoren, de monoplacophoren, de polyplacophoren en de rostroconchiën. We laten die hier dus maar even rusten.


Limacina clavigera is een
kleurrijke gastropode uit Scandinavië
(foto Christiane Todt).


Loligo vulgaris (gewone pijlinktivis),
een van de bekendste recente cephalopoden
(foto Hans Hillewaert).


De onderlinge relaties tussen al deze klassen was in de afgelopen 200 jaar onderwerp van veel discussies. Tot nu toe werd aangenomen dat de gastropoden en de cephalopoden de meest verwante klassen waren. Die aanname was vooral gebaseerd op het feit dat de soorten van deze twee klassen de best ontwikkelde hersenen hebben. Er bestonden voor deze hypothese echter geen ‘harde’ bewijzen. Het onderwerp krijgt niettemin al lang veel interesse, niet alleen omdat bivalven, gastropoden en inktvissen van groot economisch belang zijn, maar ook omdat ze een grote rol spelen in de voedselkringloop en daarmee in de ecologie; het verdwijnen van bepaalde soorten kan daarom regionaal desastreus uitpakken. Daarnaast bestaat er veel belangstelling voor de mollusken vanuit de neurologie, omdat veel soorten kunnen worden gebruikt als model voor de bestudering van zenuwcellen en van de hersenen. De mariene gastropode Aplysia californica wordt zelfs gebruikt voor onderzoek naar het vermogen om dingen te leren en voor geheugenonderzoek.


Antalis vulgaris, een recente
scaphopode (foto Hans Hillewaert).


De schelploze, mariene Wirenia argentea,
behorend tot de klasse der Aplacophora, heeft
weinig kans te fossiliseren (foto Christiane Todt).


De verwantschappen tussen de diverse groepen en de daartoe behorende soorten is nu op ‘moderne’ wijze onderzocht. Daartoe werden bij 49 soorten de posities van 84.000 aminozuren op 308 genen bepaald. Uit dat onderzoek bleek dat niet gastropoden en cephalopoden het nauwst met elkaar verwant zijn, maar gastropoden en bivalven.


De enige overgebleven nautiloïde,
Nautilus, is de enige recente
cephalopode met een uitwendige schelp
(foto J. Baecker).


De ammonieten, zoals dit geopaliseerde
exemplaar, vormen een groep van uitgestorven
cephalopoden.



Theodoxus fluviatilis is een
gastropode die in rivieren voorkomt,
onder andere in de Rijn (foto Christof Kühne).


Aplysia californica, een mariene gastropode,
wordt gebruikt voor onderzoek naar geheugenwerking
en leercapaciteit (foto Robbert Todd).


Referenties:
  • Kocot, K.M., Cannon, J.T., Todt, Ch., Citarella, M.R., Kohn, A.B., Meyer, A., Santos, S.R., Schander, Ch., Moroz, L.L., Lieb, B. & Halanych, K.M., 2011. Phylogenomics reveals deep molluscan relationships. Nature 477, p. 452-456.

Foto’s van Theodoxus, Wirenia en de recente gastropoden: Johannes Gutenberg Universität, Mainz (Duitsland).

1226 Veren, klauwen en een zere poot
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 !

Hoewel er wereldwijd enorme aantallen sauriërs worden gevonden, blijven sommige vondsten onderwerp van discussies. Dat geldt onder meer voor de kleine (soms maar 100 gram wegende), gevederde,vogelachtige troodontide therapoden in Noord-Amerika. Het gaat om dieren die verwant zijn met de bekende Velociraptor; ze zijn vooral bekend omdat ze aan hun poten een grote, gebogen klauw hadden. De functie van die klauwen van de Noord-Amerikaanse ‘raptors’ is nooit erg duidelijk geworden omdat deze fossielen vrij zeldzaam zijn en meestal onvolledig (sommige onderzoekers menen dat ze er prooidieren mee opgroeven, zie Geonieuws 1050).

Troodontide therapoden vormen de groep waaruit de vogels zijn voortgekomen. Ze worden beschouwd als de sauriërs met de best ontwikkelde hersenen. Ze hadden al veel met vogels gemeen, o.a. in de vorm van de nesten waarin ze hun eieren legden (zie Geonieuws 997). Vertegenwoordigers zijn vrijwel uitsluitend bekend uit Azië; in Noord-Amerika waren tot dusver slechts twee exemplaren gevonden, en daarvan was zelfs niet eens volstrekt duidelijk dat ze tot deze groep behoorden. In het Grand Staircase-Escalante National Monument in het zuiden van de staat Utah werd in 2008 een nieuw exemplaar ontdekt in de Kaiparowits-Formatie, waarvan de ouderdom Laat-Krijt is. Dit exemplaar is nu beschreven. Het gaat om een nieuwe soort, Talos sampsoni. De gevonden resten zijn zeer onvolledig, maar het is zeker dat het om een troodontide therapode gaat; zelfs bleek het mogelijk om, mede op basis van wat bekend is van verwante soorten, het lichaamsgewicht te schatten : 38 kg.


Enkele wervels van Talos sampsoni.


Doorsnede door het kuitbeen bovenaan (links)
en in het midden (rechts).


Het bijzondere aan het gevonden exemplaar is de linkerachterpoot: de teen met de grote klauw is gedeformeerd: hij moet gebroken zijn geweest of een roofdier moet er (bij leven) zijn tanden in hebben gezet. Omdat dergelijke gebreken soms informatie opleveren over het gebruik van een ledemaat, hebben de onderzoekers alle gevonden botten met hoge-resolutie tomografie gescand. Daaruit kwam onder meer naar voren dat de verwonding een infectie tot gevolg had. Een dino met een zere poot, dus.

Het gebroken bot blijkt enkele malen op iets verschillende wijze te zijn geheeld. Daaruit concluderen de onderzoekers dat het weken tot maanden geduurd moet hebben voordat het bot weer tot een stevig geheel was vergroeid.


Reconstructie van het skelet op basis
van de gevonden (roodgekleurde) botten.

Referenties:
  • Zanno, L.E., Varricchio, D.J., O’Connor, P.M., Titus, A.L. & Knell, M.J., 2011. A new troodontid therapod, Talos sampsoni gen. et sp. nov., from the Upper Cretaceous western Interior Basin of North America. PloS ONE 6 (9): e24487, doi:10.1371/journal.pone.0024487.

Foto’s: Public Library of Science.

1227 LUCA was al complex
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

Klik hier voor alle artikelen over Biologie & Evolutie !

Alle levende wezens stammen, als je maar ver genoeg terug gaat in de tijd, af van een gezamenlijke voorouder. Die wordt gewoonlijk de ‘Last Universal Common Ancestor’ (LUCA) genoemd (zie Geonieuws 600). LUCA moet uiteraard iets heel primitiefs zijn geweest; tenslotte begonnen verschillende vormen van primitief leven zich al heel vroeg in de aardgeschiedenis van elkaar af te scheiden. Gewoonlijk werd aangenomen dat LUCA eigenlijk niet veel meer was dan een soort aggregaat van ‘organische’ moleculen, zonder veel structuur. Er zijn nu echter aanwijzingen gevonden dat LUCA veel complexer was, en zelfs al een cel vormde. Binnen deze cel bevond zich een zogeheten organel dat voorkomt in alle drie hoofdgroepen van organismen: de eencellige bacteriën, de eencellige Archaea en de groep waartoe alle andere eencellige en meercellige organismen, inclusief planten en dieren, behoren.


De (schematische) stamboom van het leven.


Halobacteria sp., een zoutminnende
vertegenwoordiger van de Archaea.


LUCA moet nog eencellig zijn geweest omdat meercellige organismen een ‘fabriekje’ buiten de cel nodig hebben, en dit ‘fabriekje’ ontstond pas bij de eukarioten, meercellige organismen (inclusief planten en dieren) die binnen hun cellen bepaalde structuren bevatten; deze eukarioten ontwikkelden zich pas relatief laat. Mogelijk heeft de eencellige LUCA er min of meer uitgezien als de huidige Archaea, denkt Manfredo Seufferfeld, de onderzoeksleider. Archaea zijn organismen die enige gelijkenis vertonen met bacteriën maar genetisch daarvan duidelijk verschillen.

De nieuwe ideeën over LUCA vloeien voort uit onderzoek naar een aspect van de cellen van micro-organismen dat tot nu toe nauwelijks aandacht kreeg: een gebiedje in die cellen met een hoge concentratie van polyfosfaat. Deze gebiedjes spelen een rol bij de energie-opwekking. Uit genetische analyse bleek dat deze gebiedjes de oudste organellen vormen die in alle organismen voorkomen; dat was een verrassende uitkomst, want tot nu werd - bij gebrek aan betere informatie - aangenomen dat bacteriën en Archaea niet een dergelijk organel bezitten. LUCA moet dus hebben bestaan voordat de bacteriën, Archaea en andere organismen zich van elkaar afsplitsten.

De onderzoekers vermoeden dat LUCA dit organel al vroeg in de evolutie ontwikkelde, omdat dit kon dienen als opslagplaats voor energie. Ze vormden als het ware de voorlopers van mitochondriën, de organismen die nu in hogere organismen als ‘energiefabriekjes’ binnen de cel functioneren, en die zich konden ontwikkelen nadat de aarde een zuurstofrijke atmosfeer kreeg.

Het lijkt erop dat LUCA ongeveer 3,8 miljard jaar geleden ontstond. Levensvormen die zich mogelijk voor die tijd hadden ontwikkeld, lijken - als ze al hebben bestaan - de competitie met LUCA en diens nazaten te hebben verloren. Omdat levensvormen zoals wij die kennen zijn gebaseerd op DNA, dat op zich weer is gebaseerd op RNA, en omdat RNA niet bestand is tegen hoge temperaturen (zie Geonieuws 1220), moet LUCA geleefd hebben in een milieu waarvan de temperatuur niet hoger werd dan ca. 50 graden. Dat betekent dat LUCA, in tegenstelling tot wat vaak wordt aangenomen, niet kan zijn ontstaan als een thermofiel organisme, bijv. in het hete water van onderzeese vulkanen (vgl. Geonieuws 1052). Bij welke temperatuur LUCA leefde, is (nog?) niet te zeggen, maar de omstandigheden hebben LUCA waarschijnlijk in staat gesteld om efficiënt eiwitten aan te maken. Dat maakte het mogelijk om zichzelf sneller (via RNA) te repliceren, en omdat er bij die replicatie wel eens iets ‘mis ging’, konden zich vanuit LUCA diverse verschillende groepen organismen afscheiden.


Escherichia coli, de bekende coli-bacterie.


Onderzoekers (v.l.n.r.) Whitfield, Anollés
en Seufferheld.


Referenties:
  • Seufferheld, M.J., Kim, K.M., Whitfield, J., Valerio, A. & Caetano-Anollés, G., 2011. Evolution of vacuolar proton pyrophosphatase domains and volutin granules: clues into the early evolutionary origin of the acidocalcisomes. Biology Direct 6, doi:10.1186/1745-6150-6-50.

Foto’s: Halobacteria: NASA; Escherichia: National Institute of Health; onderzoekers: Brian Stauffer.

1228 Enkele bijzondere fossiele insecten
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 !

Hoewel er inmiddels zeer veel fossiele insecten bekend zijn (zie o.a. Geonieuws 1106, 1150 en 1211), vormen ze toch een relatief onbekende groep, zeker in verhouding tot de ontelbare soorten insecten die recent leven (er zijn bijna een miljoen soorten beschreven en waarschijnlijk zijn enkele miljoenen soorten nog niet eens beschreven!). Het relatief geringe aantal bekende fossiele insecten hangt waarschijnlijk samen met hun geringe kans op fossilisatie. Wel zijn er de afgelopen jaren veel beschrijvingen gekomen van in barnsteen opgesloten insecten, met name in barnsteen uit Myanmar, het vroegere Birma (zie o.a. Geonieuws 1130 en 1198). In ieder geval zijn nieuwe fossiele vondsten bijna altijd van betekenis, omdat ze ons inzicht in de evolutie van deze groep vergroten.

Onlangs publiceerde het tijdschrift Zookeys een special issue met de titel ‘Advances in the systematics of fossil and modern insects: honoring Alexandr Rasnitsyn’. Ook de in dit nummer beschreven fossiele insecten zijn interessant, en ik wil er hier twee uitlichten.


Holotype van Palerasnitsynus ohlhoffi;
schaal 1 mm (mannelijk exemplaar).


Vrouwelijke vertegenwoordiger van Palerasnitsynus ohlhoffi.


Een van de artikelen gaat over, jawel, insecten uit de 100 miljoen jaar oude (laat Albien, Vroeg Krijt) barnsteen van Myanmar. In dit geval is het aardige dat er niet alleen een beschrijving wordt gegeven van een nieuw geslacht (en dus ook een nieuwe soort) van de - ook nog recent voorkomende - familie van de Psychomyiidae, en dat het tegelijk gaat om de oudst bekende vertegenwoordiger van deze familie, maar dat het ook gaat om zowel een mannelijk als een vrouwelijk exemplaar van deze soort, die Palerasnitsynus ohlhoffi is gedoopt. Het komt slechts zelden voor dat van fossiele insecten zowel een mannelijk als een vrouwelijk exemplaar bekend is. De recente Psychomiidae zijn in Nederland onder meer bekend van de kokerjuffers.


Het holotype van Undulopsychopsis alexi;
schaal 1 mm (foto Dong Ren).

Het tweede artikel betreft een fossiel dat behoort tot de familie van de Psychopsidae (netvleugeligen). Hij komt uit de Mesozoïsche Yixian-Formatie in de Chinese provincie Liaoning (ook bekend van de vele gevederde dino’s en vroege vogels). De Psychopsidae vormen nu een zeer kleine familie die alleen voorkomt in zuidelijk Afrika, Zuid-Oost Azië en Australië, maar in het Mesozoïcum hadden ze een veel wijdere verspreiding. De vertegenwoordigers van deze familie zijn herkenbaar aan hun brede vleugels met een dicht netwerk van aders. Hun vleugels vertonen vaak een spectaculaire tekening en zijn harig. Het nu gevonden fossiele exemplaar, die de nieuwe soort Undulopsychopsis alexi vertegenwoordigt, heeft vleugels met een golvende rand, wat van geen andere vertegenwoordigers van deze familie bekend is. Hoewel hij door de onderzoekers tot de Psychopsidae wordt gerekend, heeft hij ook kenmerken van de uit het Mesozoïcum bekende, nu uitgestorven, familie van de Osmylopsychopidae. Zo draagt ook deze vondst bij aan een beter inzicht in de onderlinge verwantschappen - en daarmee in de evolutie - van deze insecten.


Reconstructie van de vleugels van
Undolopsychopsis.


Details van de vleugels van Undolopsychosis.


Referenties:
  • Peng, Y., Makarkin, V., Wang, X. & Ren, D., 2011. A new fossil silky lacewing genus (Neuroptera, Psychopsidae) from the Early Creaceous Yixian Formation of China. Zookeys 130, 217-228.
  • Wichard, W., Ross, E. & Ross, A., 2011. Palerasnitsynus gen. n. (Trichoptera: Psychomyiidae) from Burmese amber. Zookeys 130, 2323-330.

Alle illustraties (uit de aangehaalde artikelen): Pensoft Publishers.

1229 Aardbevingen laten steenblokken tegen elkaar schuren
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

Klik hier voor alle artikelen over Geomorfologie !

De Atamaca woestijn in Chili is vooral bekend bij het grote publiek vanwege de gigantische lijnen die, vanuit de lucht bekeken, dieren voorstellen en geometrische patronen vormen. Er blijken echter nog meer interessante verschijnselen voor te komen. Een daarvan werd bij toeval ontdekt door een geoloog die er passeerde en even de bus verliet. Hij merkte op dat er veel grote steenblokken in de vlakte lagen, soms van enkele kubieke meters groot. Die steenblokken waren uiteraard bekend, maar het was tot nu toe een raadsel hoe ze in de vlakte terecht waren gekomen. Ze moesten afkomstig zijn van de berghellingen die de vlakte omgeven, maar het is er zo droog dat regen geen rol van betekenis kan hebben gespeeld bij hun vervoer.


Een vlakte bezaaid met grotere en kleine stenen.


De blokken vertonen duidelijk afgesleten vlakken.


Maar de onderzoeker, John Quade, die zijn bevindingen presenteerde tijdens het congres van de Geological Society of America dat eerder deze maand in Minneaplolis werd gehouden, merkte iets bijzonders aan de stenen op. De grootste vlakke stukken zagen er geschuurd uit, alsof ze tegen en langs andere grote stenen bewogen hadden. Deze schuurwerking moet meerdere malen in het verleden hebben plaatsgevonden, want in de woestijn vormt zich op de stenen zogeheten woestijnlak, en die woestijnlak bleek soms ‘vers’ te zijn, soms ouder, en soms heel oud.

Quade dacht dat aardbevingen mogelijk een rol speelden, want aardbevingen treden ter plaatse vaak op. Misschien dat de stenen dan tegen elkaar rolden. Maar hoe zoiets te bewijzen? Dat leek onmogelijk. Maar het raadsel liet Quade niet los, en hij keerde naar het gebied terug om nader onderzoek te doen. En juist toen hij boven op een van de grootste stenen was geklommen, trad een aardbeving op. Die had een magnitude van 5.3, en het landschap kwam in beweging; het geluid van stenen die tegen elkaar botsten was duidelijk waarneembaar. “Het was een enorm lawaai” merkte Quade erover op, “als van duizenden hamerslagen”. Het duurde ongeveer een minuut, en Quade probeerde - met succes - al die tijd om zijn evenwicht te bewaren bovenop de steen die op en neer en heen en weer bewoog.

Daarmee lijkt zijn hypothese over de oorsprong van de afgeschuurde plekken op de stenen bevestigd. Omdat er gemiddeld elke vier maanden een aardbeving ter plaatse optreedt, en omdat de woestijnlak aangeeft dat de meeste stenen er al zo’n 1-2 miljoen jaar liggen, hebben ze gemiddeld 50.000-100.000 uur van aardbevingen meegemaakt, meer dan genoeg om vaak elkaar te raken en - uiteraard op hun breedste punten - afgeschuurd te raken.


Stenen ‘onderweg’ van de rotshelling
naar het diepste deel van de vlakte.


Veel blokken liggen zeer dicht bij elkaar.


Volgens Quade lost het frequente optreden van aardbevingen gelijk de vraag op hoe het komt dat de vlakte, tot vaak ver van de rotswanden, bezaaid ligt met stenen die zeker niet door het - immers bijna nooit aanwezige - regenwater kunnen zijn vervoerd. Ze zijn, waarschijnlijk tijdens aardbevingen, van de wand losgeraakt en naar beneden gerold. Beneden aangekomen rolden ze bij iedere volgende aardbeving wat verder naar het diepste punt van de vlakte, vanwaar ze niet meer konden ‘ontsnappen’. Zo liggen ze daar nu, met steeds meer exemplaren en steeds dichter bij elkaar, te wachten op een volgende aardbeving waarbij ze weer tegen elkaar aan schuren.

Referenties:
  • Quade, J., Reiners, P.W., Placzek, Ch., Matmon, A., Murray, K. & Pepper, M., 2011. Seismicity and the strange rubbing boulders of the Atacama Desert, northern Chile. Geological Society of America Abstracts with Programs 43 (5), 385.

Foto’s (John Quade): Geological Society of America.

1230 Monsterachtig grote aardverschuiving op Tenerife
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

Enkele jaren geleden ging het gerucht dat er een wereldwijde ramp dreigde doordat een deel van de vulkaan de Teide op Tenerife voor een deel in de Atlantische Oceaan zou afglijden. Daarbij zou een tsunami ontstaan met zulke hoge golven dat zelfs New York erdoor zou worden weggespoeld. Het bleek een verhaaltje-aap, maar dat betekent uiteraard niet dat dergelijke rampen niet kunnen voorkomen.

En juist op Tenerife blijkt, in het geologisch niet eens zo verre verleden, een dergelijk proces inderdaad te hebben plaatsgevonden. Er trad namelijk 730.000 jaar geleden (de datering berust op analyse van radioactieve mineralen) een enorme afglijding op aan de zuidoostelijke kant van het eiland na een ongewoon sterke uitbarsting van de vulkaan. Restanten van deze aardverschuiving zijn nu aangetroffen in enkele van de diepe kloven en dalen die in het woestijnachtige deel van Tenerife voorkomen. Het materiaal dat deel uitmaakte van die verschuiving volgde, minstens voor een deel, deze dalen en lieten daar materiaal achter. Een blok met een diameter van ongeveer 15 m geeft aan met wat voor enorme kracht de verschuiving plaatsvond.


Satellietopname van Tenerife, met de
vulkaan Teide in het centrale deel.

Het meegevoerde materiaal bevat ook snel gestolde lava, die moet zijn meegenomen nadat het bij de vulkaanuitbarsting stroomde over het pakket dat daarna begon af te glijden. Deze lavabrokken wijzen erop dat de afschuiving direct samenhing met de vulkanische uitbarsting. De onderzoekers zijn van mening dat zich plaatselijk een steeds grotere hoeveelheid magma ophoopte in de kraterpijp, waardoor de druk steeds verder opliep, totdat aan de zuidoost kant de wand van de vulkaan werd weggedrukt en het materiaal kon ontsnappen. Dat materiaal volgde de dalen op de vulkaanhelling, verloor snelheid waar de helling minder werd, en liet daar materiaal achter. Het grootste deel van de afglijding is echter waarschijnlijk in zee verdwenen. Dat is met de meeste grote afglijdingen langs vulkanen op eilanden het geval, en daarom is de vondst van restanten op het land een bijzonder buitenkansje om dergelijke pakketten te bestuderen.

Het materiaal blijkt de dalen deels te hebben overstroomd, met als gevolg dat het gebied na de afglijding een chaotisch beeld moet hebben vertoond, met ruggen van afgegleden materiaal waarachter zich op den duur meren vormden. De verandering van het relief op het eiland moet de loop van later uitvloeiend lava voor honderdduizenden jaren hebben beïnvloed.


Een enorm blok van ca. 15 m
in doorsnede maakt deel uit van
het afgegleden pakket.

Referenties:
  • Dávila-Harris, P., Branney, M.J. & Storey, M., 2011. Large eruption-triggered ocean-island landslide at Tenerife: onshore record and long-term effects on hazardous pyroclastic dispersal. Geology 39, p. 951-954.

Foto’s: satellietopname: NASA; ontsluiting: Paklo Dávila-Harris.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl