Darwins zorgen waren onterecht: ondanks lacunes blijkt reconstructie van de evolutionaire geschiedenis mogelijk

Met fossielen kunnen we de evolutionaire geschiedenis reconstrueren, maar niet alle dieren en planten eindigen als fossiel. Bovendien verdwijnen veel fossielen vóór we ze kunnen vinden, door erosie van de stenen waar de fossielen in zitten. Met als resultaat: een onvolledig fossielenbestand vol lacunes. Een team van sedimentologen en stratigrafen uit Nederland en het Verenigd Koninkrijk onderzocht hoe deze onvolledigheid de reconstructie van evolutionaire geschiedenis beïnvloedt. Tot hun verassing ontdekten ze dat de onvolledigheid zelf eigenlijk niet zo’n groot probleem is. “Het is alsof je een halve film mist. Als je de tweede helft mist, kun je het verhaal niet begrijpen, maar als je elk tweede beeldje mist, kun je nog steeds zonder problemen het verhaal volgen.”

“De regelmaat van de lacunes, niet de onvolledigheid zelf, is wat de reconstructie van de evolutionaire geschiedenis bepaalt,” aldus hoofdonderzoeker Niklas Hohmann van de Utrechtse faculteit Geowetenschappen. “Als er veel gegevens ontbreken, maar de lacunes treden regelmatig op, dan kunnen we nog steeds zonder al te grote problemen een reconstructie maken van de evolutionaire geschiedenis, maar als de lacunes te lang en onregelmatig worden, vertekent dat in hevige mate de resultaten.”

Darwin

Sinds Charles Darwin zijn evolutietheorie publiceerde, zag men de onvolledigheid van het geologisch archief als problematisch voor het reconstrueren van de evolutionaire geschiedenis op basis van fossielen. Darwin vreesde dat de geleidelijke verandering, voorspeld door zijn theorie, vanwege alle lacunes niet terug te vinden zou zijn in het fossielenbestand. “Onze resultaten laten zien dat deze zorgen onterecht zijn. We kunnen goed zien waar de lacunes optreden, hoe lang ze zijn en wat ze veroorzaakt. Met deze geologische kennis lukt het de evolutie van honderden miljoenen jaren geleden te reconstrueren met een ongekende nauwkeurigheid,” zegt Niklas Hohmann.

Als Darwin ons artikel had kunnen lezen, zou hij zeker opgelucht zijn

Simulaties

Met computersimulaties van geologische processen op andere tijdschalen dan overgeleverd in het geologisch archief kunnen we de effecten van de onvolledigheid onderzoeken. Daarvoor combineerden Hohmann en zijn team simulaties van verschillende evolutiemechanismen met afzettingen van kalkstenen, bijvoorbeeld rifsystemen. Zo konden ze bepalen hoe goed een evolutiemechanisme uit fossiele tijdreeksen kan worden gereconstrueerd. Verder testten Hohmann en zijn team hoe deze resultaten variëren als deze van andere locaties binnen een rifsysteem komen. Hierin hielden ze rekening met verschillen in opbouw van het rifsysteem door fluctuaties van de zeespiegel. “Als Darwin ons artikel had kunnen lezen, zou hij zeker opgelucht zijn: zijn theorie blijkt bestand te zijn tegen de onvolkomenheden van het geologisch archief. De gegevens over fossielen uit het verre verleden – hoe onvolledig ook – ondersteunen ons begrip van de wijze en het tempo van de evolutie.”

Artikel

Hohmann, Niklas; Koelewijn, Joël R.; Burgess, Peter; Jarochowska, Emilia, ‘Identification of the mode of evolution in incomplete carbonate successions’, BMC Ecology and Evolution 24, 113 (2024), https://doi.org/10.1186/s12862-024-02287-2