NGV-Geonieuws 53

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


15 September 2003, jaargang 5 nr. 18

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

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 370 Spinnen vingen prooi al in Krijt met web
  • 371 Fossiele Ginkgo is een missing link
  • 372 Loofbomen kwamen in laatste 250 miljoen jaar veelvuldig voor aan de polen
  • 373 Biodiversiteit voor diverse geologische tijdperken niet even goed gekend
  • 374 Landschap gereconstrueerd uit gefossiliseerde uitwerpselen van uitgestorven hyena

    << Vorige uitgave: 52 | Volgende uitgave: 54 >>

370 Spinnen vingen prooi al in Krijt met web
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Niet alle spinnen vangen hun prooi via een web met kleverige draden. De spinnen die dat wel doen, behoren tot de superfamilie van de Araneoidea. Het kleverige web is tegelijk hun meest karakteristieke gezamenlijke kenmerk. Dat levert natuurlijk wel problemen op bij de determinatie van fossiele exemplaren; want daarvan is uiteraard niet na te gaan wat voor soort web ze maakten; áls ze al een web maakten. Fossiele spinnenwebben zijn bovendien zeer zeldzaam: het oudst bekende exemplaar stamt uit het Midden-Devoon (410 miljoen jaar geleden), maar was geen web met kleverige draden, en kan daarom niet zijn gemaakt door een soort die tot de Araneoidea behoorde.


(a) DE SPINNENDRAAD IN AMBER (maatbalkje 0,5 mm) (b en c) MET DETAILS VAN DE KLEVERIGE DRUPPELS (maatbalkje 0,1 mm)

Aan de andere kant zijn wel fossiele spinnen bekend die op basis van hun morfologische kenmerken tot deze superfamilie worden gerekend, maar van deze soorten is zelden het restant van een web gevonden. Dat geldt bijv. voor diverse gevonden fossiele spinnen uit het Vroeg-Krijt en voor een enkel exemplaar uit het Vroeg/Midden-Jura (190 miljoen jaar geleden). Het tot nu toe oudst bekende 'kleefweb' dateert uit het Eoceen (40 miljoen jaar geleden), en werd aangetroffen in een stuk barnsteen uit het Baltische gebied.

Nu is opnieuw een draad gevonden van een kleverig spinnenweb. Ook dit exemplaar werd aangetroffen in barnsteen, ditmaal uit Libanon, uit een barnsteenrijke laag nabij de plaats Jezzine, die ook barnsteen heeft opgeleverd waarin insecten gevangen zitten (dat zijn de oudste insecten die ooit in barnsteen zijn aangetroffen). De laag waarin deze barnsteen gevonden wordt, stamt uit het Hauterivien (127-132 miljoen jaar geleden, dus Vroeg-Krijt) en is dus zo’n 90 miljoen jaar ouder dan het tot nu toe oudst bekende 'kleefweb'.

Op microscopische opnamen is duidelijk de draad van een spinnenweb te zien; deze vertoont een treffende gelijkenis met de draden die door de huidige Araneoidea worden gesponnen. De draad is ongeveer 3 micron dik (0,003 mm) en er zitten 38 druppels op met afmetingen van 7-29 micron. Ook de plaats van de druppels (22 per mm), hun afwisseling van grotere en kleinere druppels, hun langwerpige vorm, en hun overwegend semi-transparante karakter komen overeen met die van de kleverige druppels waarmee de huidige Araneoidea hun prooi in het web vangen. Een enkele druppel van de kleverige vloeistof (het kleverige karakter blijkt uit de vastgehechte deeltjes) is groter (tot 85 micron), waarschijnlijk doordat water uit de hars is opgenomen. Ook dat is kenmerkend: de 'kleefdruppels' van Araneoidea nemen gemakkelijk water op (vandaar de prachtige bedauwde spinnenwebben die we soms zien).

Omdat er maar een enkele draad in de barnsteen is aangetroffen, is het karakter van het web niet te achterhalen. Daarom durft de onderzoeker niet met zekerheid te zegen tot welke familie van de Araneoidea de maker van het fossiele web behoorde. Hij wijst er bovendien op dat het ook om de vertegenwoordiger kan gaan van een groep van de Aranoidea die inmiddels is uitgestorven. Maar in ieder geval staat nu wel vast dat deze superfamilie van 'kleefwebspinners' reeds in het Vroeg-krijt bestond.

Referenties:
  • Zschokke, S., 2003. Spider-web silk from the Early Cretaceous. Nature 424, p. 636-637.

Afbeelding welwillend ter beschikking gesteld door Samuel Zschokke, Department of Integrative Biology, University of Basel (Zwitserland).

371 Fossiele Ginkgo is een missing link
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

De Ginkgo is een bijzondere plant. De enige huidige soort, Ginkgo biloba, heeft niet alleen een bladvorm die hem van alle andere huidige planten onderscheidt, maar is ook een 'kunstmatig' overblijfsel: hij was overal uitgestorven, behalve in de tuinen van de keizers van China. Daar was deze boom, die nu weer op veel plaatsen ter wereld te vinden is, waarschijnlijk geplant vanwege zijn medicinale eigenschappen.

Ginkgo kan echter ook om andere redenen als een levend fossiel worden beschouwd. Het is namelijk een geslacht dat reeds lang op aarde voorkomt (het oudst bekende fossiel, Ginkgo yimaensis, dateert uit het Vroeg-Jura, 170 miljoen jaar geleden), maar waarvan de fossiele overlevering een hiaat vertoonde van meer dan 100 miljoen jaar. Het eerstvolgende fossiele exemplaar (van de soort Ginkgo adiantoides) dateert namelijk van 56 miljoen jaar geleden.

Nu is een exemplaar gevonden dat in ieder geval een tussenstap vertegenwoordigt; een tussenstap die bovendien dateert uit een periode die essentieel was voor de evolutie van de reproductieve organen van de naaktzadigen, waartoe Ginkgo behoort. De nieuwe soort, die nog geen officiële naam heeft gekregen, kan daarom met recht worden beschouwd als een 'missing link'.

Het exemplaar werd gevonden op de zuidelijke helling van de berg Yinwoshan bij het plaatsje Toudaohezi (China). Deze plaats ligt in de provincie Liaoning, waar in de laatste jaren veel bijzondere fossielen zijn gevonden, in het bijzonder gevederde dinosauriërs. Het exemplaar van Ginkgo> werd aangetroffen in de Xixian-Formatie, die meer dan 121 miljoen jaar oud is en dateert uit het Vroeg-Krijt. Interessant is dat de reproductieve organen van dit Krijt-fossiel (die door de onderzoekers in detail worden beschreven) meer lijken op die van de huidige soort dan op die van het exemplaar uit de Jura. Dit wijst erop dat de morfologie van deze plant in 100 miljoen jaar weinig is veranderd.

De bladeren van de nieuwe soort uit het Vroeg-Krijt zijn klein, tongvormig tot min of meer cirkelvormig, maar dan dieper ingesneden (veel dieper dan Ginkgo biloba, van welke soort jonge blaadjes echter vaak ook diep ingesneden zijn). De insnijding is echter minder diep dan bij het exemplaar dat bekend is uit het Jura. Een en ander houdt in dat het Krijtexemplaar in veel opzichten intermediair is tussen de exemplaren uit het Jura en die uit het Tertiair, wat wijst op een duidelijke richting in de evolutionaire ontwikkeling.

Referenties:
  • Zhou, Z. & Zheng, S., 2003. The missing link in Ginkgo evolution. Nature 423, p. 821-822.

372 Loofbomen kwamen in laatste 250 miljoen jaar veelvuldig voor aan de polen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

De poolstreken waren in het verleden meestal warmer dan nu (we leven immers naar alle waarschijnlijkheid nu in een interglaciaal), mede omdat het atmosferisch gehalte aan CO2 hoger was dan het huidige. Het is dan ook geen wonder dat er in het geologisch verleden, juist in die warmere tijden met een hoog CO2-gehalte, veel meer planten in de polaire gebieden groeiden dan thans. Wel merkwaardig is dat ook loofbomen gedurende een groot deel van de afgelopen 250 miljoen jaar in polaire gebieden voorkwamen. Aan het eind van de zomer verliezen ze immers hun blad en gedurende de lange poolwinters kunnen ze dus niet hun mogelijkheid tot fotosynthese benutten. Bovendien verliezen ze met hun bladeren een hoeveelheid koolstof die ze uit de atmosferische CO2 hebben gehaald, evenals stoffen die ze aan de grond hebben onttrokken. Deze verliezen lijken, zeker in polaire gebieden, alleen maar nadelen te hebben; ze moeten dus op een andere wijze worden gecompenseerd.


EEN RECENT BOS MET SEQUOIA’S, VERGELIJKBAAR MET DE KRIJT-BOSSEN BIJ DE ZUIDPOOL

Onderzoekers van de Universiteit van Sheffield (Engeland) hebben geprobeerd het bladverlies te verklaren aan de hand van een experiment. Dat driejarig experiment moest in een kas plaatsvinden, want er zijn momenteel geen gebieden op aarde waar lange poolnachten voorkomen en toch de temperatuur hoog genoeg is voor de groei van de betrokken typen planten. Gedurende het experiment werden drie poolwinters (van absolute duisternis) van elk zes weken nagebootst, bij temperaturen van maximaal 5 °C vorst.

Het bos dat gedurende het Krijt op de zuidpool groeide, bestond uit soorten loof- en naaldbomen die inmiddels zijn uitgestorven, maar de onderzoekers hebben in hun plaats gekozen voor bomen waarvan de eigenschappen vergelijkbaar zouden zijn. Dat waren drie soorten die hun bladeren ’s winters verliezen (Metasequioa glyptostroboides, Taxodium distichum en Ginkgo biloba) en twee soorten die groen blijven (Sequioa sempervirens en Nothophagus cunninghamii). Alle bomen overleefden de drie 'Krijt' poolwinters.

Het onderzoek toonde aan dat het koolstofverlies van de groenblijvende bomen in de winter (als gevolg van interne verbranding) zeer gering was (1-2% van de koolstof die ze in de zomer opnamen). Bij de bladverliezende bomen was het verlies aan koolstof door interne verbranding geringer maar via het bladverlies ging 14-25% verloren. Dat betekent dat bladverlies dus ongunstig uitwerkt.

Op welke wijze de polaire loofbomen in het Krijt voor dit verlies werden gecompenseerd, hebben de onderzoekers (nog?) niet kunnen vaststellen. Ze vermoeden dat verschillen in waterhuishouding tussen loof- en naaldbomen een rol speelden, maar opperen dat ook lokale verschillen in bodemgesteldheid voldoende compensatie kunnen hebben geboden. Duidelijk is wel geworden dat de oude opvatting (dat loofbomen in poolgebieden in het geologisch verleden overgingen tot bladverlies in de winter om te voorkomen dat via die bladeren veel vocht door verdamping verloren zou gaan, terwijl er geen voordeel via fotosynthese tegenover stond) onjuist is.

Referenties:
  • Royer, D.L., Osborne, C.P. & Beerling, D.J., 2003. Carbon loss by deciduous trees in a CO2-rich ancient polar environment. Nature 424, p. 60-62.

Afbeelding (van onbekende fotograaf) welwillend ter beschikking gesteld door David J.Beerling, Department of Animal and Plant Sciences, University of Sheffield (Groot Brittannië).

373 Biodiversiteit voor diverse geologische tijdperken niet even goed gekend
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Algemeen wordt aangenomen dat de biodiversiteit (het aantal verschillende soorten planten en dieren) op aarde afneemt. Harde bewijzen zijn daar overigens niet voor. Een afname is bovendien alleen vast te stellen als bekend is hoe het in het verleden met de biodiversiteit gesteld was. Daarover zijn zelfs uit de laatste eeuwen slechts weinig gegevens bekend. Nog minder weten we over de biodiversiteit in het geologische verleden: de gevonden fossielen representeren naar alle waarschijnlijkheid slechts een fractie van de soorten die ooit op aarde voorkwamen.

Toch nemen we aan dat de biodiversiteit op aarde sterk heeft gefluctueerd. Zo spreken we van massauitstervingen (bijv. op de grens Krijt/Tertiair) en over een plotselinge opbloei van het leven (bijv. aan het begin van het Trias). Dergelijke aannames zijn gebaseerd op het feit dat uit het ene geologische tijdsinterval veel meer verschillende soorten bekend zijn dan uit het andere. De vraag die men daarbij kan stellen is echter of de gevonden verschillen in de hoeveelheden soorten uit de diverse geologische tijdsintervallen wel overeenkomen met de werkelijkheid. Uiteraard is van oude gesteenten minder overgebleven dan van jongere. Dat wordt weerspiegeld in het aantal gevonden soorten. Daarom is de biodiversiteit (zoals wij die kennen) in grote lijnen steeds geringer naarmate we verder teruggaan in de tijd; uiteraard met de tijdelijke fluctuaties zoals die zijn veroorzaakt door massauitstervingen, etc. Er zijn overigens gegronde redenen om aan te nemen dat de biodiversiteit ook werkelijk is toegenomen, en dat dat bovendien steeds sneller is gegaan.

Er speelt echter nog een heel andere factor die onze kennis over vroegere biodiversiteit beïnvloedt: dat is de mate waarin gesteenten uit bepaalde geologische tijdsintervallen zijn onderzocht en bemonsterd op fossielen. Recent onderzoek door wetenschappers in Nieuw-Zeeland wijst erop dat deze factor van aanzienlijk belang is. Ze gingen alle in databanken opgeslagen gegevens na over fossiele mariene mollusken uit Nieuw-Zeeland uit de laatste 60 miljoen jaar, en over hun vindplaatsen. Bij hun onderzoek bleek dat lang niet alle gesteenten even goed waren onderzocht; voor een belangrijk deel bleek dat samen te hangen met de hoeveelheid gesteente uit een bepaald geologisch tijdsinterval dat aan het aardoppervlak ontsloten is, maar in andere gevallen was er niet zo’n simpele oorzaak aan te wijzen voor het kennelijke verschil in bemonstering.

De onderzoekers hebben proberen na te gaan wat deze andere factoren zijn. Daarbij kwamen ze tot de conclusie dat het aantal verschillende milieus waarin de gesteenten uit een bepaalde tijd zijn gevormd, van groot belang is. Op zichzelf een logische conclusie: in wadden, lagunes, achter strandwallen, en voor rotskusten leven nu eenmaal verschillende soorten. Dat zijn er dus altijd meer dan wanneer je alleen kijkt naar de soorten die bijv. leven voor een zandige strandkust leven.

De Nieuw-Zeelandse mariene fauna van de laatste 60 miljoen jaar blijkt te worden gedomineerd door soorten die op het continentale plat leefden. Soorten uit dieper water komen veel minder vaak voor. Er is geen goede reden om te veronderstellen dat elders in de wereld (en voor andere geologische tijdsintervallen) geen soortgelijke 'voorkeurmilieus' voorkwamen. Het beeld dat we hebben van biodiversiteit in het geologische verleden is daarom voor een deel medebepaald door toen overheersende milieus en door 'toevallige' processen zoals een langdurige zeespiegelrijzing. Er zal dus meer gestructureerd onderzoek moeten worden gedaan naar de minder frequent voorkomende milieus in afzettingen uit een bepaalde tijd als we werkelijk willen weten hoe de biodiversiteit op dat moment was.

Referenties:
  • Crampton, J.S., Beu, A.G., Cooper, R.A., Jones, C.M., Marshall, B. & Maxwell, Ph.A., 2003. Estimating the rock volume bias in paleodiversity studies. Science 301, p. 358-360.
  • Smith, A.B., 2003. Making the best of a patchy fossil record. Science 301, p. 321-322.

374 Landschap gereconstrueerd uit gefossiliseerde uitwerpselen van uitgestorven hyena
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

De reconstructie van vroegere landschappen is op verschillende wijzen mogelijk. Voor Pleistocene landschappen wordt vaak gebruik gemaakt van pollen en sporen, die bewaard gebleven zijn in kleirijke sedimenten zoals de opvullingen van meertjes. Veranderingen in de vegetatie worden dan herkend aan veranderingen in de polleninhoud naarmate diepere (= oudere) of juist hogere (= jongere) laagjes van zo’n meerafzetting worden geanalyseerd. Er zijn echter ook ook tal van landschappen waarin de kans op fossilisatie van pollen en sporen gering is, bijv. doordat in bossen of grasrijke vlaktes geen sedimenten worden afgezet. In andere landschapstypen wordt vooral zand afgezet; de daarin opgenomen pollen en sporen gaan door oxidatie (door zuurstof uit de lucht die in de poriën tussen de zandkorrels doordringt) meestal spoedig verloren.


COPROLIETEN VAN DE HOLENHYENA CUTA CROCUTA SPELAEA

Soms kunnen in zo’n geval toch voldoende pollen worden gevonden om de vegetatie te reconstrueren. Een van de mogelijkheden daartoe is om de pollen te isoleren uit coprolieten (fossiele uitwerpselen). In een recent Spaans onderzoek is dat gedaan met de coprolieten van hyena’s. (Niet van belang voor dit onderzoek, maar toch aardig om te vermelden, is dat het hierbij gaat om een inmiddels uitgestorven hyenasoort: de holenhyena, Cuta crocuta spelaeae wat groter was dan de huidige gevlekte hyena). Hyenacoprolieten zijn voor reconstructie van een vroegere vegetatie zeer geschikt, omdat deze dieren grote afstanden afleggen. De pollen in hun uitwerpselen geven daarom een beeld van de regionale vegetatie, en niet die van de (mogelijk afwijkende) vegetatie op een enkel punt. In de Gabasa Grot (aan de voet van de Pyreneeën) werden twaalf hyenacoprolieten aangetroffen, waarvan er acht goedbewaarde pollen bleken te bevatten. Daarnaast werden de pollen uit talrijke hyenacoprolieten onderzocht die werden gevonden bij een archeologische vindplaats (uit het Mousterien) in de nabijheid.

De Gabasa Grot werd langdurig bewoond door hominiden; er zijn acht archeologische lagen te onderscheiden, die elk een langdurige (maar soms onderbroken) vestigingsfase vertegenwoordigen. De oudste laag kon niet worden gedateerd, maar de op een na oudste is minimaal 50.700 jaar oud. De bovenkant van de jongste laag dateert van ruim 39.900 jaar geleden. De onderzochte coprolieten komen uit alle lagen en geven daarom een goed beeld van de regionale vegetatie tussen ca. 50.000 en 40.000 jaar geleden.

Die vegetatie blijkt aanvankelijk karakteristiek te zijn geweest voor een droog en koud tot koel klimaat. Steppen (met veel grasachtige soorten) overheersten, en werden plaatselijk onderbroken door kleine bossen die voornamelijk uit naaldbomen en wat jeneverbessen bestonden. Opvallend is dat er ook zogeheten refugia bestonden: plaatsen waar planten uit een meer gematigd klimaat konden overleven, zoals de berk. Dit was waarschijnlijk mogelijk door lokale geografische omstandigheden in het dal van de Ebro. Pas op het einde van de genoemde periode werd het klimaat warmer. Dat blijkt uit het relatief grote aantal pollen van de eik (tot 10%), naast die van de den (60%).

Referenties:
  • González-Sampériz, P., Montes, L. & Utrilla, P., 2003. Pollen in hyena coprolites from Gabasa Cave (northern Spain). Review of Palaeobotany and Palynology 126, p. 7-15.

Afbeelding welwillend ter beschikking gesteld door Penélope González-Sampériz, Instituto Pirenaico de Ecologia, Saragoza (Spanje).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl