Kustwateren 100 miljoen jaar eerder bewoond dan gedacht

Een aantal van de dieren die als eerste op aarde verscheen, zo’n 574 miljoen jaar geleden, behoort tot de Ediacarasoorten: een uitgestorven groep weekdierachtigen met vormen variërend van kwal- en wormachtig tot bladvormig. Gedurende ongeveer 40 miljoen jaar domineerden deze organismen de diepe oceanen, ver van de nog levenloze continenten en turbulente kustlijnen. De meest diverse gemeenschappen van de Ediacarasoorten zijn bewaard gebleven als fossielen in stenen van de Flinders Ranges, een gebergte in Zuid-Australië. Nieuw onderzoek, gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Journal of Sedimentary Research, laat zien dat enkele van deze gemeenschappen ook floreerden op plekken die opmerkelijk dicht bij de kustlijnen lagen. In tegenstelling tot  de diepere wateren waren deze kustwateren regelmatig onderhevig aan golven en getijstromingen. Dit suggereert dat deze vroege organismen al in staat waren om met zulke barre omstandigheden om te gaan. Deze bevindingen hebben grote gevolgen voor onze kennis van het vroege leven op aarde. “We moeten nu opnieuw zien te achterhalen hoe en waar de vroege voorouders van verschillende diergroepen oorspronkelijk zijn geëvolueerd.”

“De ontdekking van Ediacara-fossielen in gesteenten die te herkennen zijn als oude kustlijnen, door bijvoorbeeld ribbels, bewijst dat deze vroege dieren actief en overvloedig waren in zeer ondiepe wateren,” verduidelijkt hoofdauteur William McMahon, die dit onderzoek uitvoerde aan de Universiteit Utrecht. “Door verschillende rotslagen te bestuderen tijdens ons veldwerk in Zuid-Australië konden we terug in de tijd reizen naar een periode waarin deze regio werd gedomineerd door lang uitgestorven organismen zoals Dickinsonia en Spriggina. Zo kunnen we zoeken naar aanwijzingen om hun leefwereld te reconstrueren.”

Ribbels in de rotswanden

Het team zocht enkele weken naar ononderbroken opeenvolgingen van rotslagen met fossielen, voornamelijk in de centrale Flinders Ranges. De zoektocht omvatte vaak lange tochten of zware beklimmingen, voordat het ontcijferen van de omgeving waarin deze organismen leefden kon beginnen. Door zorgvuldige documentatie van verschillende zandstructuren van ondermeer ribbels, die in de rotswanden zijn bewaard, konden de wetenschappers een beeld krijgen van de veranderingen van de omgeving in de loop van de tijd, en hoe de organismen die erin leefden zich aanpasten aan en interactie hadden met die veranderingen.

Fossiele 'kwallen'

Ediacara-fossielen in de Flinders Range worden al sinds 1947 onderzocht, toen Reginald Sprigg zijn onderzoeksrapport over fossiele ‘kwallen’ publiceerde. Die ‘kwallen’ vond hij in de Ediacara Hills, een naam die later aan een geologisch tijdperk werd gegeven: het Ediacara-systeem. Onderzoek in de regio wierp veel licht op de vroege geschiedenis van meercellig leven. De nieuwe ontdekking dat de organismen voet aan de grond hebben gekregen in kustwateren opent nieuwe wegen voor onderzoek naar hun evolutie en uiteindelijke uitsterven.

Terug naar de tekentafel

Alex Liu, docent aan de Universiteit van Cambridge en co-auteur van de studie, vertelt: “Ediacara-macrofossielen bieden waardevolle informatie over de vroege geschiedenis van grote en complexe organismen op aarde. Onze ontdekking dat deze organismen in waterdieptes konden leven die ondiep genoeg waren om in te peddelen, betekent dat we opnieuw moeten zien te achterhalen hoe en waar de vroege voorouders van verschillende diergroepen oorspronkelijk zijn geëvolueerd en gediversifieerd.”

Gevolgen voor wetenschappelijke debat

Eén van de belangrijkste implicaties van de nieuwe bevinding is de relevantie ervan voor het debat rondom een massaal uitsterven van Ediacara. Enkele van de jongste Ediacara-fossielen ter wereld zijn gevonden zich in het zuiden van Namibië, waar de soortendiversiteit aanzienlijk lager is in vergelijking met die in Australië. De Namibische omgevingen waren ook onderhevig aan golven en getijden, en tot nu toe leek het waarschijnlijk dat de waargenomen daling in diversiteit simpelweg het gevolg was van het feit dat de meeste organismen dergelijke ruwe omstandigheden niet konden overleven.

Het nieuwe bewijs uit Australië vertelt een ander verhaal. Het lijkt waarschijnlijk dat veel oudere Ediacara-organismen in feite wél goed uitgerust waren om in turbulente omstandigheden te kunnen overleven. Dat suggereert dat de beperkte diversiteit die wordt waargenomen in de jongere Namibische rotsen een echte evolutionaire verandering weergeeft. Sommige onderzoekers hebben al voorgesteld dat dit mogelijk kan worden geïnterpreteerd als het signaal van de eerste massa-extinctie op aarde. De bekendste massa-extinctie is de voorlaatste, waarbij de dinosauriërs uitstierven. De laatste is nu gaande.

Het dierenleven zou pas in een latere periode, het Siluur, volledig het land opkruipen. De nieuwe ontdekking in Australië suggereert echter dat de kustwateren van de aarde al meer dan 100 miljoen jaar eerder de thuisbasis waren van een grote variatie aan organismen.

Publicatie

William J. McMahon, Alexander G. Liu, Benjamin H. Tindal en Maarten G. Kleinhans, ‘Ediacaran life close to land: coastal and shoreface habitats of the Ediacaran macrobiota, the central Flinders Ranges, South Australia’, Journal of Sedimentary Research, 2020, v. 90, 1–37, DOI: 10.2110/jsr.2020.029