Onderzoekers Cambridge ontdekken Amfibieën uit Devoon Carboon

Hoe kwamen onze verre voorouders vanuit de zee op het land terecht? Wanneer splitsten reptielen, vogels, en zoogdieren zich af van de amfibieën? Door het grote gebrek aan relevante fossielen zijn dit twee van de meest mysterieuze vraagstukken uit de evolutionaire biologie. Britse onderzoekers hebben nu vijf fossielen in Schotland gevonden die inzicht bieden.

Het is niet moeilijk om te begrijpen waarom de ontdekking in het Noord-Westen van Schotland zo belangrijk is. Zo’n 360 miljoen jaar geleden vond een van de grootste uitstervingsgolven plaats die de aarde ooit gekend heeft (groter dan die van de dinosauriërs later). De exacte redenen hiervoor zijn onbekend, maar vele primitieve zeedieren legden het loodje.

Tegelijkertijd waren de eerste vissen al op het land verschenen en tot amfibieën geëvolueerd. Amfibieën (die we nu vooral kennen als kikkers, padden en salamanders) vormen de evolutionaire link tussen vissen en alle andere gewervelde dieren zoals reptielen, vogels en zoogdieren, waaronder (uiteraard) de mens.

Hoewel het halve landdieren waren, vertoonden amfibieën 360 miljoen jaar geleden nog erg visachtige kenmerken (zoals vinnen) en waren ze voortdurend afhankelijk van wat het water hen te bieden had. 335 miljoen geleden was het aantal amfibiesoorten al veel groter en waren er heel wat dieren die met vijf vingers (of minder) op vier dunne pootjes het vochtige land koloniseerden.

Hoe deze vierpotige evolutie in 25 miljoen jaar precies tot stand kwam? Wetenschappers kunnen het niet goed zeggen, omdat ze uit die periode zeer weinig fossielen vonden. Het vraagstuk staat daarom bekend als Romer’s Gap (of de kloof van Alfred Romer), genoemd naar de Amerikaanse paleontoloog die het probleem voor het eerst aankaartte.

Snelle heropleving leven na uitstervingsgolf

De ontdekking in Noord-West Schotland geeft onderzoekers nu de kans om de gebrekkige evolutionaire stamboom uit die periode verder aan te vullen met vijf nieuwe soorten: De Perittodus (met twee slagtanden), de Diploradus (met een kaak met een dubbele rij tanden, foto boven), de Ossirarus (met aanwijzingen van primitieve vingers), de Koilops (met een korte ronde snuit) en de Aytonerpeton (bijgenaamd ‘de kruiper’). Hoe deze salamander-achtige wezens er precies uitzagen is niet helemaal duidelijk, maar volgens de onderzoekers zijn de soorten niet nauw aan elkaar gerelateerd.

‘Deze grote diversiteit maakt de vondst nog belangrijker,’ zegt paleontoloog Martin Rücklin van het natuurhistorisch museum en onderzoekinstituut Naturalis Biodiversity Center. ‘Het laat zien dat de heropleving van het aantal vierpotige dieren na de uitstervingsgolf veel sneller tot stand kwam dan eerst werd gedacht.’ Hoewel de onderzoekers nog een slag om de arm houden, wijzen de fossielen er ook op dat afsplitsing van amfibieën en de soorten die later reptielen, vogels en zoogdieren zouden omvormen eerder gebeurde. De Koilops en Aytonerpeton zouden tot de vroege amfibieën behoren, terwijl de andere drie al echte viervoeters zijn.

Onderzoekers Cambridge ontdekken amfibieën uit Devoon Carboon 2

Om een paar van de miljoenen jaren oude resten terug te vinden hadden de onderzoekers een deel van de Schotse rivier Willies' Water drooggelegd.

Mogelijk nog nieuwe vondsten

Rücklin werkte niet mee aan de studie, maar doet ook onderzoek naar dieren uit de betrokken periode (de laatste helft van het Devoon). Ook hij is bijzonder enthousiast over de nieuwe vondst. ‘Naast het feit dat de vijf fossielen de Romer Gap helpen opvullen, hebben de onderzoekers ook nog zeven andere skeletten gevonden die op dit moment nog niet analyseerbaar zijn. Maar nog belangrijker is dat de onderzoekers ook houtskool uit die tijd op zuurstofgehalte onderzocht hebben.’

Dat zuurstofgehalte bleek hoger dan gedacht. Eerder was een gebrek aan zuurstof in de lucht tijdens Romer’s Gap een mogelijke hypothese om het gebrek aan fossielen te verklaren. Niet veel dieren zouden hierdoor gestimuleerd zijn geweest om vanuit het water op het land te komen. De Britse onderzoekers laten nu dus zien dat hun geanalyseerde houtskool wel zuurstofrijk genoeg is.

‘Daarmee zou er misschien naar een andere verklaring gezocht moeten worden, zegt Rücklin. ‘En de onderzoekers sluiten niet uit dat we in het verleden eigenlijk gewoon niet goed genoeg zochten. Ook al is het vaak wat duurder en tijdrovender dan scans en analyses in het lab, ze pleiten daarom op het einde van hun artikel voor meer veldwerk. En daar sluit ik me daar graag bij aan.’