Back to chapter

33.6:

Het Fossielenarchief

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
The Fossil Record

Languages

Share

De dinosaurus Triceratops was een planteneter en was ongeveer 2,5m hoog. Wetenschappers hebben zijn vorm, grootte en gedrag afgeleid uit fossielen, gepreserveerde overblijfselen of afdrukken, zoals voetafdrukken, botten en tanden. De meeste organismen verstenen niet na de dood. Reducenten, zoals bacteriën en fungi, en aaseters, zoals vliegen en kevers, vernietigen weefsels meestal voordat verstening kan optreden. Zachte weefsels, zoals spieren, veren en vachten, verdwijnen vaak, terwijl harde weefsels—waaronder botten, tanden en schelpen—vaker overblijven. Fossielen, zoals een mammoet die in ijs bevroren is of een spin die bewaard is in barnsteen, bieden een uiterst zeldzame glimp van intacte, vroege levensvormen. Sedimentair gesteente levert de meeste fossielen, met name als fragmenten, niet zozeer complete organismen. Sedimentaire fossielen ontstaan als sediment, zoals zand of modder een organisme of zijn sporen begraaft. Druk en hitte maken de lagen tot steen, waardoor een fossiel ontstaat. Deze sedimentaire steenlagen of strata doen met de tijd fossielen op. Stratigrafie—de studie van strata die in tijd en ruimte worden afgezet—stelt wetenschappers in staat de relatieve leeftijd van fossielen te bepalen. Bijvoorbeeld: strata vormen zich horizontaal, zodat nieuwere lagen zich boven de oudere lagen vormen. Wetenschappers zien fossielen die in meer recentelijk afgezette lagen rusten dus als jonger dan fossielen die op grotere diepte voorkomen. Radiometrische datering stelt wetenschappers in staat de leeftijd van een fossiel te bepalen met gebruik van de bekende halfwaardetijd van radioactieve isotopen. Bijvoorbeeld: alle levende organismen lopen zowel koolstof-12 op als de radioactieve isotoop koolstof-14. Als een organisme sterft, blijft de hoeveelheid koolstof-12 constant, terwijl de hoeveelheid koolstof-14 afneemt. Wetenschappers kunnen de verhouding koolstof-14 tot koolstof-12 meten om zijn leeftijd in te schatten. De totale verzameling fossielen ofwel het fossiele archief is een document van de geschiedenis van het leven en levert bewijs van evolutie. Significante gebeurtenissen zoals de massa-extinctie van dinosauriërs, de daaropvolgende explosie van zoogdierlijke diversiteit en zelfs de menselijke evolutie vinden hun weerslag in het fossiele archief. Het fossiele archief is echter incompleet en heeft een bias omdat soorten met korte levens, kleinere aantallen of zachte lichamen slecht zijn gerepresenteerd. Fossielen zijn slechts een kleine fractie van alle soorten die ooit op aarde hebben geleefd.

33.6:

Het Fossielenarchief

Het fossielenarchief documenteert slechts een klein deel van alle organismen die ooit op aarde hebben gewoond. Fossilisatie is een zeldzaam proces en de meeste organismen worden nooit fossielen. Bovendien vertoont het fossielenarchief alleen fossielen die zijn ontdekt. Fossielen uit sedimentair gesteente van langlevende, overvloedige, harde organismen domineren het fossielenbestand. Deze fossielen bieden waardevolle informatie, zoals de fysieke vorm, het gedrag en de leeftijd van een organisme. Het bestuderen van het fossielenarchief helpt wetenschappers om fossielen in geologische (bijv. Paleozoïcum tijdperk; 250-570 miljoen jaar geleden) en evolutionaire (bijv. Eerste tetrapod-organisme) contexten te plaatsen.

De evolutie van walvissen is bijvoorbeeld een van de best bestudeerde voorbeelden van evolutionaire verandering in het fossielenarchief. Moderne walvissen stammen af van een terrestrische, tetrapoden die eerst op land woonden, maar uiteindelijk in water leefden. De voorpoten van voorouderlijke walvissen evolueerden later tot zwemvliezen om te helpen bij het zwemmen, terwijl hun achterpoten verdwenen. De fossielen onthullen de terrestrische (bijv. Indohyus ), semi-aquatische (bijv. Ambulocetus ) en aquatische (bijv. Dorudon ) voorouders gedurende het vroege Cenozoïcum – bijna 50 miljoen jaar geleden. Zowel moderne als uitgestorven organismen kunnen het begrip van wetenschappers van het leven op aarde verbeteren.

Het fossielenarchief toont niet alleen evolutionaire veranderingen in organismen zelf, maar legt ook veranderingen in biodiversiteit vast. Fossielen in het Paleozoïcum laten de geleidelijke opkomst van dieren (bijv. Mariene geleedpotigen zoals trilobieten), planten (bijv. Gilboa-bomen) en schimmels (bijv. Prototaxites) zien. Fossiel bewijs weerspiegelt ook het massaal uitsterven van soorten in de evolutionaire tijd. Wetenschappers erkennen vijf grote uitstervingsgebeurtenissen waarbij meer dan 75% van de vroege soorten verdween. Een massale uitsterving in het late Paleozoïcum heeft bijvoorbeeld de bovengenoemde organismen weggevaagd.

Het bestuderen van fossielen stelt wetenschappers in staat om verhalen over het leven op aarde te reconstrueren. Uitstervingsgebeurtenissen hebben bijvoorbeeld kunnen duiden op verschillende soorten met een gemeenschappelijke voorouder. Na de massale uitsterving van het late Paleozoïcum, ondersteunt fossiel bewijs dat het tijdperk van dinosauriërs begon en bijna 180 miljoen jaar aanhield (dwz Mesozoïcum; 65-250 miljoen jaar geleden). Een andere massale uitsterving vond plaats in het late Mesozoïcum, toen de zoogdieren ontstonden wat tot op de dag van vandaag aanhoudt (dwz het Cenozoïcum; 65 miljoen jaar geleden-heden). Het fossielenarchief ondersteunt dus de oorsprong van soorten en dient als een essentieel instrument om de evolutie te begrijpen.

Suggested Reading

Jablonski, David, and Neil H. Shubin. 2015. "The Future of the Fossil Record: Paleontology in the 21st Century." Proceedings of the National Academy of Sciences 112 (16): 4852–58. [Source].

Knoll, Andrew H., and Martin A. Nowak. 2017. "The Timetable of Evolution." Science Advances 3 (5): e1603076. [Source].