Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Botjes van vissen die vrijwel direct na de Chicxulub-meteorietinslag stierven, dragen bij aan het verklaren waarom sommige diergroepen niet van de aardbodem verdwenen.
Zo’n 66 miljoen jaar geleden veranderde de aarde van het ene op het andere moment in een rampgebied. Een buitenaards object sloeg een gat ter grootte van België in de bodem van een ondiepe tropische zee, op de plek waar nu het Mexicaanse schiereiland Yucatán ligt. Deze klap betekende het einde van het dinotijdperk – het Mesozoïcum – en het begin van een nieuw hoofdstuk in de geologische geschiedenis: het Cenozoïcum.
In de jaren die volgden stierf ruim 75 procent van alle diersoorten uit. Deze massa-extinctie is tot op de dag van vandaag een raadsel voor wetenschappers, omdat het een van de meest selectieve is: alle niet-vliegende dino’s, pterosauriërs, ammonieten en de meeste zeereptielen verdwenen, terwijl zoogdieren, vogels, krokodillen en schildpadden de meteorietinslag wel overleefden. De botstructuren van zes vissen die vlak na de inslag stierven, bieden belangrijke inzichten in dit merkwaardige uitstervingspatroon.
Lees ook:
Tanis-afzetting
De botresten zijn afkomstig van de fossiele vindplaats Tanis, in het zuidwesten van wat nu North Dakota (VS) is. In dit massagraf van land-, zee- en rivierdieren vonden 66 miljoen jaar geleden lepelsteuren, ammonieten en gewone steuren hun laatste rustplaats. De meteorietinslag – a.k.a. dinokiller – veroorzaakte namelijk een immense golf van modder en zout water die alles meesleurde wat hij op zijn weg tegenkwam.
Daardoor zijn de fossiele vissen in de Tanis-afzetting jarenlang perfect bewaard gebleven. Zelfs zachte weefsels zijn geconserveerd en paleontologen vinden in de kieuwbogen nog tektieten: glasachtige bolletjes van ongeveer een millimeter die met snelheden van ruim 700 kilometer per uur insloegen op het aardoppervlak.
Paleontologen van de Universiteit van Uppsala, de Vrije Universiteiten van Amsterdam en Brussel, en van de European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) gingen onder leiding van Melanie During aan de slag met de vissenbotten. Ze voerden drie analyses uit waarvan de resultaten allemaal in één richting wezen: het leven van de vissen stopte abrupt in de lente.
Jaarringen
De wetenschappers analyseerden ten eerste de fossiele resten met de deeltjesversneller van het ESRF die extreem heldere röntgenstralen produceert en konden zo onder meer de jaarringen (net als bomen die hebben) in de botten tellen.
“Omdat vissen koudbloedig zijn, wordt de snelheid waarmee hun botten groeien sterk beïnvloed door onder andere de temperatuur”, laat paleontoloog Dennis Voeten, een van de onderzoekers, weten. “Tijdens het groeiseizoen, dat in de lente en zomer valt, wordt bot relatief snel gevormd, terwijl in de herfst de groei afremt. In de winter stopt die volledig.” Daardoor kon het team duidelijk lente-zomer- en herfst-winterlijntjes onderscheiden in de botten: die resultaten suggereren dat de botgroei van de vissen in de lente was gestopt.
Dinokiller
Vervolgens voer de groep een koolstofisotopenanalyse uit die het jaarlijkse voedingspatroon van een lepelsteur onthulde. De aanwezigheid van roeikreeftjes, het favoriete maaltje van de vis, bereikte een hoogtepunt in de zomer. Deze tijdelijke toename van opgenomen roeikreeftjes verrijkte het skelet van de lepelsteur met de zwaardere 13C-isotoop. Voeten: “In zijn laatste jaar gingen de 13C-waarden al wel iets omhoog, ten teken dat de winter voorbij was, maar bereikten bij lange na niet de maximale waarden die we rond de overgang van lente naar zomer verwachtten.” “Dit bevestigt dat het voedingsseizoen nog niet tot een hoogtepunt was gekomen – de dood kwam in de lente,” zegt During in een persbericht.
Tot slot keek het team nog naar de verdeling, vormen en maten van de botcellen, waarvan bekend is dat ze ook met de seizoenen fluctueren. “Als de vis snel groeit, worden er veel grote botcellen ingesloten in botholtes, terwijl bij langzame groei veel minder en bovendien kleine botcellen worden ingesloten”, legt Voeten uit. “Opnieuw zagen we dat de hoeveelheid en afmetingen van de botcellen nog lang niet waren toegenomen tot de maximale waarden uit voorgaande jaren. Dit gaf een onafhankelijke bevestiging dat de groei van deze vis in de lente moet zijn gestopt.”
Noordelijke lente
Omdat de onderzochte vissen binnen een laag zitten waarin ook de inslagkraters van tektieten voorkomen, moet die laag vrijwel meteen na de inslaande dinokiller zelf zijn gevormd. De tektieten kunnen immers maar een beperkte tijd door de lucht vliegen. Op basis daarvan, samen met het groeisignaal in de vissen, concluderen de onderzoekers dat de meteorietinslag eveneens in de lente moet hebben plaatsgevonden. Let wel: het gaat om de lente op het noordelijk halfrond.
Het onderzoek helpt te begrijpen waarom de Krijt-Tertiair-extinctie zo selectief was: op het noordelijk halfrond was de lente en daarmee de voortplantingsperiode aangebroken, om vervolgens abrupt te worden stopgezet. Ondertussen was het herfst op het zuidelijk halfrond, waar veel organismen zich waarschijnlijk aan het voorbereiden waren op de winter. De wezens die hun winterslaap in grotten of holen hielden, hadden veel meer kans om de catastrofe te overleven.
“Ik denk dat hiermee de puzzelstukjes heel mooi op hun plek vallen.”
Anne Schulp
Bewijsvoering
“Ik vind het een prachtig onderzoek”, zegt paleontoloog Anne Schulp, die niet betrokken was bij de studie. “Wat het verhaal juist zo stevig maakt, is dat er verschillende technieken op de fossielen zijn losgelaten, en alle verschillende manieren om naar de groeilijntjes (in de botten, red.) te kijken leveren allemaal ‘voorjaar’ op. Juist wanneer meerdere onafhankelijke lines of evidence allemaal in dezelfde richting wijzen, wordt het verhaal pas echt robuust. En dat is wat we hier zien.”
“Dat de inslag in het voorjaar op het noordelijk halfrond (dus in het najaar op het zuidelijk halfrond) gebeurde, past heel mooi bij het patroon dat we zien in het uitsterven en overleven van soorten op het noordelijk en zuidelijk halfrond. Ik denk dat hiermee de puzzelstukjes heel mooi op hun plek vallen.”
Bronnen: Nature, persbericht 1, 2, KIJK 2/2020
Beeld: iStock/Getty Images