Mysteries van evolutie: oude dieren die niet uitstierven

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

De evolutie van het leven op aarde bevat veel mysteries. Een daarvan zijn evolutionaire sprongen, waarbij in een korte tijd volgens paleontologische normen nieuwe groepen levende wezens of nieuwe tekens verschenen die de "structuur" van een organisme radicaal veranderen. Een voorbeeld is de oorsprong van vogels uit dinosauriërs.

Maar er zijn voorbeelden van de tegenovergestelde eigenschap: de evolutie leek honderden miljoenen jaren te stoppen.

Het fenomeen 'levende fossielen' blijft een van de meest controversiële in de moderne biologische wetenschap, en er is een enorme hoeveelheid onderwerpen en materiaal voor discussie verzameld. We kennen een van de verhalen uit het schoolboek van school: tot het einde van de jaren '30 van de 20e eeuw werd de superorde van de kruisvinvissen in het Krijt als uitgestorven beschouwd.

In 1938 werd echter een verbazingwekkend wezen uit de Indische Oceaan getrokken, vanaf een diepte van 70 m, later coelacanth genoemd. Het bleek dat vissen, met in de vinnen gespierde lobben, de moderne tijd overleefden. Bijzonder grote belangstelling voor de vondst werd veroorzaakt door het feit dat de wetenschap vis met een kruisvin als een overgangsvorm van vis naar amfibieën beschouwde, en "gespierde" vinnen werden gezien als een opstap naar de poten, waarmee je op het land kunt bewegen.

Ook bleek dat de kruisvin, zoals later bleek, een nauwe gemeenschappelijke voorouder had met de vissen van de superorde longademhaling - dat wil zeggen, ze kunnen zowel zuurstof opgelost in water als atmosferische lucht inademen. Deze tak heeft afstammelingen achtergelaten in de moderne fauna in de vorm van hoorntandvissen - en ze kunnen ook worden beschouwd als een soort levende fossielen, omdat de andere talrijke vertegenwoordigers van de superorde alleen in de geologische kroniek voorkomen.

Zo worden levende wezens gewoonlijk levende fossielen genoemd, die ofwel morfologisch bijna niet verschillen van bekende oude dieren (planten, bacteriën), ofwel enkele archaïsche kenmerken hebben geërfd van verre voorouders.

Wat is er met de klok gebeurd?

Het bestaan van dergelijke "tweelingparen", die de bewoners van de oude aarde en onze tijdgenoten verenigen, is een van de moeilijke vragen van de evolutietheorie geworden. Evolutie is immers, volgens moderne concepten, gebaseerd op een soort biologische klok. Over lange tijdschalen zouden genomen een vergelijkbaar aantal mutaties moeten accumuleren. En als sommige wezens honderden miljoenen jaren praktisch onveranderd zijn gebleven, staat hun "klok" stil.

Het fenomeen 'levende fossielen' werd aangegrepen door creationisten die de door de wetenschap geïdentificeerde evolutionaire mechanismen ontkennen. Laat honderden miljoenen jaren hebben genetische mutaties en natuurlijke selectie een tak van dinosauriërs in adelaars en mezen veranderd, maar waarom lieten deze objectieve natuurwetten de gekruiste vinnen, zij het relatief, maar onveranderd?

Als reactie op dit soort redeneringen zijn veel biologen tegenwoordig geneigd om de term 'levende fossielen' (tussen haakjes, terug te gaan tot Darwin zelf) in het algemeen als onjuist te beschouwen. En omdat hij geen duidelijke definitie heeft, en omdat hij de essentie van het fenomeen onnauwkeurig weergeeft. Er is immers geen sprake van het stoppen van de evolutie. Meer recentelijk is een studie gepubliceerd, opgesteld door wetenschappers van de Universiteit van Michigan, over steuren die in de Amerikaanse Grote Meren leven.

Deze vis, die er nogal archaïsch uitziet, werd beschouwd als een van de kandidaten voor levende fossielen - steuren bestaan al ongeveer 100 miljoen jaar op onze planeet. Echter, zoals we hebben kunnen ontdekken, hebben de bewoners van de Grote Meren door de geschiedenis heen kolossale snelheden van evolutionaire veranderingen laten zien - met behoud van de belangrijkste morfologische kenmerken, veranderden ze voortdurend in grootte. De Grote Meren waren de thuisbasis van zowel dwerg- als gigantische vissen, evenals steuren van vele tussenliggende maten.

Het onderzeeërschip Nautilus - een bewoner van de diepten van de Stille en Indische Oceaan - is een van de meest spectaculaire vertegenwoordigers van "levende fossielen". Het behoort tot de Nautiloidea - een superorde van koppotigen, waarvan de fossielen bekend zijn sinds het Cambrium (500 miljoen jaar geleden). In tegenstelling tot andere koppotigen zoals octopussen of inktvissen, hebben de nautilus hun schelpen van verbazingwekkende schoonheid bewaard gedurende een half miljard jaar. Van de hele variëteit aan nautiloïden zijn er nog maar een paar soorten over.

De moderne wetenschap heeft dezelfde conclusies getrokken voor de klassieke voorbeelden van 'levende fossielen' - dezelfde coelacanth. Patrick Laurenti, een evolutionair bioloog bij de Franse National Science Foundation CNRS, was een van degenen die vaststelde dat er merkbare anatomische verschillen in grootte zijn, in de structuur van de schedel, wervelkolom en andere morfologische elementen tussen de coelacanthen - vertegenwoordigers van de Krijtvissen - en moderne coelacanthen. En het belangrijkste is dat de snelheid van verandering in het genoom vrij vergelijkbaar is met de veranderingen in het DNA van wezens die in de loop van de evolutie radicale metamorfosen hebben ondergaan.

Schilden - kleine zoetwaterschaaldieren van de onderorde Notostraca - verschenen ongeveer 265 miljoen jaar geleden voor het eerst op aarde en hebben sindsdien hun uiterlijk onveranderd behouden. De veronderstelling van gestopte evolutie werkte echter ook hier niet. Onderzoekers van de Universiteit van de Britse stad Hull hebben verschillende genen gesequenced uit het DNA van ongeveer 270 individuen van de levende schilden.

Als resultaat van dit werk bleek dat schilden tegenwoordig niet 11 vormen, zoals eerder werd gedacht, maar 38 afzonderlijke soorten, en deze soorten behoren tot twee verschillende takken, die werden verdeeld in de Jura-periode - ongeveer 184 miljoen jaar geleden. Tegelijkertijd kwamen actieve soortvorming en de bijbehorende veranderingen in het genoom regelmatig voor, zonder de basismorfologie aan te tasten.

Het groene continent is de plek op aarde geworden waar de meest ongewone groepen zoogdieren lange tijd geïsoleerd zijn geëvolueerd.

Rustige plek en fijnafstemming

Maar als evolutie regelmatig, zij het niet onmiddellijk merkbare, maar constante constructieve veranderingen introduceert, waarom ontstaat dan het fenomeen 'levende fossielen'? Laten we ons wenden tot de menselijke geschiedenis om dit mechanisme te illustreren. Grote migraties zoals de Grote Migratie van Naties, de vorming van staten en rijken, de verspreiding van wereldreligies - dit alles leidde tot de vermenging van etnische groepen en een constante verandering in de manier van leven van mensen van generatie op generatie.

Maar er zijn gevallen waarin, als gevolg van macroprocessen, een afzonderlijke stam op een afgelegen eiland terechtkwam, of in de diepten van de jungle, of in andere omstandigheden die leidden tot een geïsoleerd bestaan, maar niet veel bijdroegen aan de ontwikkeling van de beschaving. En terwijl ergens spoorwegen werden aangelegd, moderne steden werden gebouwd, vliegtuigen de lucht in vlogen, bleef de geïsoleerde stam leven zoals zijn voorouders leefden, misschien duizenden jaren geleden.

Ongeveer hetzelfde, alleen op verschillende tijdschalen, gebeurde in de geschiedenis van dieren in het wild. De voorouders van de meeste "levende fossielen" behoorden in het verre verleden tot veel uitgebreidere verwante groepen wezens. Deze talrijke verwanten zijn in het verleden onder de bijl van natuurlijke selectie gevallen, ofwel aangepast aan de veranderde omstandigheden, geleidelijk onherkenbaar transformerend, ofwel uitgestorven en in doodlopende takken veranderd.

En slechts een klein deel van de groep werd, door de wil van de omstandigheden, paleo-endemisch. Ze bevond zich in omstandigheden die ten eerste praktisch niet veranderden in de loop van miljoenen jaren, en daarom geen radicale aanpassing vereisten, en ten tweede isoleerden ze deze populatie van natuurlijke vijanden. In deze evolutionaire laboratoria ging de genetische klok met dezelfde snelheid voorbij, maar natuurlijke selectie had geen andere keuze dan de ooit gevestigde morfologie te verfijnen.

Bijbel en rock-'n-roll

Verscheidene andere paleontologische verschijnselen zijn nauw verwant aan het fenomeen "levende fossielen". Het "Lazarus-effect" is genoemd naar een bijbels personage dat door Christus is opgewekt. We hebben het over soorten die, eenmaal opgenomen in het fossielenarchief, dan voor een lange tijd lijken te verdwijnen en dan weer verschijnen ("opstaan").

Meestal is dit simpelweg te wijten aan het ontbreken van paleontologische gegevens: de vorming van een fossiel is immers niet zozeer de norm als wel een zeldzaam geval, en als voor een bepaald tijdperk de overblijfselen van een schepsel niet zijn gevonden, is dit niet zo betekenen dat het niet zo was. Misschien had hij gewoon "pech" om voetafdrukken achter te laten in de fossielen, of deze voetafdrukken zijn nog niet gevonden. Het Lazarus-effect omvat ook zeldzame gevallen waarin een dier dat als uitgestorven wordt beschouwd, plotseling onder de levenden verschijnt.

Het raadsel van de diepten

Latimeria wordt vanwege zijn extreem "prehistorische" uiterlijk lange tijd beschouwd als een klassiek voorbeeld van een "levend fossiel". In de loop van de tijd werden echter significante verschillen vastgesteld tussen deze bewoner van de Indische Oceaan en de oude celacanthen. Sommige metabolische kenmerken geven met name aan dat de fossiele verwanten van de coelacanth in zoetwaterlichamen leefden, waar mogelijk de spiervinnen hen hielpen te bewegen, afhankelijk van de bodem van het ondiepe water. Bovendien is de moderne coelacanth groter dan de oude vis met kruisvinnen.

Een klassiek voorbeeld van het Lazarus-taxon is de loopvogel op het Zuidereiland van Nieuw-Zeeland. De overblijfselen van de vogel werden ontdekt in het midden van de 19e eeuw, en hoewel de soort niet bijzonder oud is, werd de takah 100 jaar lang als volledig uitgestorven beschouwd. Maar de opstanding volgde nog. Ongeveer hetzelfde lot trof de Chak-bakkers, een wollige, varkensachtige inwoner van Zuid-Amerika. In 1930 werden zijn botten ontdekt en nog niet gefossiliseerd, wat wijst op een relatief recent uitsterven van de soort. En pas 45 jaar later bleek dat er geen verdwijning was - alleen het dier verborg zich goed voor nieuwsgierige blikken.

Het "Elvis-effect" getuigt ook van een soort wetenschappelijke waanvoorstelling. Zoals je weet, waren er na de vroegtijdige dood van de koning van de rock-'n-roll veel mensen die Elvis levend zagen in verschillende delen van Amerika en de wereld. Op dezelfde manier werden wezens met zeer vergelijkbare morfologische kenmerken, gescheiden door grote tijdsintervallen, soms aangezien voor dezelfde biologische soort die tijdperken had overleefd. Een typisch voorbeeld komt uit de wereld van ongewervelde zeedieren die bekend staat als brachiopoden of brachiopoden.

Een soort brachiopod genaamd Rhaetina gregaria is opgenomen in de late Trias fossielen. Het Trias, ongeveer 200 miljoen jaar geleden, werd gevolgd door een gebeurtenis die bekend staat als het Trias (of Trias-Jura) uitsterven, wat leidde tot het uitsterven van vele soorten ongewervelde dieren.

Fossielen die dateren uit de Jura-periode bevatten echter ook de overblijfselen van een wezen dat erg lijkt op Rhaetina gregaria. Desalniettemin toonde verder onderzoek aan dat de Jurassic brachiopod dezelfde "opgestane Elvis" is, dat wil zeggen een wezen dat geen afstammeling is van de Trias schouderkop, maar een vertegenwoordiger van een andere tak, die overeenkomsten verwierf als gevolg van convergente evolutie - een fenomeen dat vleugels gaf aan vogels en vleermuizen die geen nauwe verwantschap hebben.

De lijst van wezens die als het ware onveranderd hebben overleefd, hele geologische tijdperken is uitgebreid en omvat zoogdieren, vissen, vogels, weekdieren, maar ook planten en bacteriën. Maar, zoals de gegevens van de wetenschap aantonen, kan geen van deze wezens het bewijs zijn van 'het stoppen van de evolutie'. Het is alleen dat we haar pad niet altijd kennen.