Nieuwe fossielen maken oude minder bizar

Sinds Stephen Jay Gould de PR voor het Cambrium verzorgt, is het tijdperk bijna net zo beroemd als dat van de dinosauriŽrs. Maar uit nieuwe fossielen blijkt dat de dieren uit de Cambrische Explosie minder bizar zijn dan gedacht. En een explosie was het misschien ook al niet.

MENNO SCHILTHUIZEN

(Oorspronkelijk verschenen in de Volkskrant.)

Een kwal met een gat in het midden heeft nooit bestaan. Toch was dat wat paleontoloog Charles Walcott gevonden dacht te hebben. Het was een van de zestigduizend fossielen die hij tussen 1909 en 1917 verzamelde in de Rocky Mountains in Canada. Andere vondsten waren vormloze platen, die hij interpreteerde als de resten van sponzen, en iets dat leek op het achterlijf van een garnaal.

Pas zeventig jaar later werd duidelijk wat Walcott werkelijk gevonden had. De geperforeerde kwal, de koploze garnaal en de spons bleken puzzelstukjes waaruit een Brits team van wetenschappers een voordien onbekend wezen samenstelde: Anomalocaris, een groot roofdier dat de zeeŽn van het Cambrium doorkruiste, zo'n half miljard jaar geleden.

De Burgess Shale--zo noemde Walcott zijn vindplaats--staat bekend als een van de belangrijkste Cambrische afzettingen.
Belangrijk, omdat de fossielen puntgaaf zijn. De laag is waarschijnlijk ontstaan toen modderbanken verschoven en in ťťn keer de fauna van een stukje zeebodem bedolven.

De zuurstofarme omgeving waarin de dieren werden opgesloten, voorkwam verrotting, waardoor de Burgess-fossielen na honderden miljoenen jaren nog al hun intieme delen tonen. Wormen fossiliseren normaal zelden, maar van Ottoia, een soort die in zandbodems leefde, zijn alle details bewaard gebleven. Bij andere diertjes is zelfs te zien wat hun laatste maaltijd was.

Ondanks het feit dat ze al meer dan tachtig jaar bekend zijn, zijn de Burgess-fossielen pas de laatste jaren prominent gaan figureren in de paleontologie. Walcott had namelijk de neiging zijn vondsten onder te brengen in hedendaagse diergroepen, ook wanneer die--zoals bij de kwal met het gat--duidelijk ontoereikend waren.

Hij publiceerde een reeks van artikelen waarin hij zijn vondsten braaf rangschikte in de bekende categorieŽn: kreeftachtigen, gelede wormen en zeekomkommers. Na Walcotts dood lag de collectie decennia lang onaangeroerd in de laden van de Smithsonian Institution in Washington.

Niemand kon weten dat achter de conventionele benamingen een wonderlijke wereld schuilging. Tot, in de jaren zeventig, drie paleontologen van de universiteit van Cambridge een onthullende herbestudering begonnen.

De Britse onderzoekers vielen van de ene verbazing in de andere. Want in plaats van de garnalen, kwallen en sponzen die Walcott had herkend, bleek een groot deel van de organismen onclassificeerbaar. Gebruikmakend van nieuwe prepareertechnieken. ontdekten ze unieke vormen en organen in het Burgessmateriaal.

Opabinia bijvoorbeeld, door Walcott bestempeld als een kreeftje, bleek bij nadere bestudering vijf ogen te bezitten. Verder had het dier een soort stofzuigersnuit. Kenmerken die nergens anders in het dierenrijk terug te vinden zijn. Ook Anomalocaris met zijn cirkelvormige mond (Walcotts kwal) was nergens te plaatsen.

Maar de kroon spande een klein diertje waarvan Walcott dacht dat het een worm was. De Britten reconstrueerden het slangachtige beestje met zijn aardappelvormige kop, schuifelend op zeven paar stijve stelten en met een reeks schoorsteentjes op zijn rug. Het kreeg de toepasselijke naam Hallucigenia.

Wereldfaarn kreeg het Cambridge-onderzoek pas in 1989, toen de Amerikaanse publicist-paleontoloog Stephen Jay Gould er zijn boek Wonderful Life (Wonderlijk leven) aan wijdde. Volgens Gould zat het zo: het vroege Cambrium kende een explosieve uitwaaiering van levensvormen. Afzettingen van direct ervoor (het Precambrium) zijn namelijk vrijwel leeg, terwijl die van slechts tien miljoen jaar later vol zitten met fossielen van allerlei beesten. Weekdieren, wormen, trilobieten, alle bekende diergroepen moesten dus zijn ontstaan in die relatief korte periode.

De Burgess-fauna toont aan dat er bovendien nog talloze oddballs rondhingen, zoals de genoemde Opabinia, Anomalocaris en Hallucigenia, dieren die in de huidige wereld geen nakomelingen hebben. Blijkbaar, aldus Gould, onstond er door een bijzonder soort evolutie een ruim assortiment bouwtekeningen. waarvan in de rest van de aardgeschiedenis maar een handjevol werd gebruikt.

Prof. dr Derek Briggs, een van de leden van de Cambridge-groep e
n nu hoogleraar aan de universiteit van Bristol, heeft zo zijn twijfels over Goulds visie. 'Ik denk dat Gould de zaken heeft overdreven. Hij heeft zich, net als de rest van de wetenschappelijke gemeenschap, laten meeslepen door de bijna buitenaardse indruk die veel Burgess-dieren in eerste instantie maakten. Maar stel je eens voor dat je van een andere planeet komt en voor het eerst een olifant ziet. Of een kangoeroe; zo'n beest verzin je ook niet.'

Briggs, die vorige week sprak op de jubileumdag van de Koninklijke Nederlandse Botanische Vereniging, heeft een paar jaar geleden geprobeerd de Cambrische vormenrijkdom daadwerkelijk te meten. Hij nam 25 geleedpotigen van de Burgess Shale en daarnaast vertegenwoordigers van de 21 recente groepen van geleedpotigen (onder meer kreeften, duizendpoten en insekten).

Van allemaal noteerde hij 134 kenmerken en vervolgens deed hij een statistische analyse om de vormverschillen meetbaar te maken. Uit de resultaten, die werden gepubliceerd in Science, bleek dat de Cambrische vormenrijkdom niet groter was dan die van vandaag. Briggs: 'Het was Goulds idee om wat hij 'vormruimte' noemde, te kwantificeren. Maar of hij erg blij is met het resultaat, weet ik niet.'

Een van de grote verdiensten van Goulds boek, zegt Briggs, is de enorme vlucht die ons soort paleontologie genomen heeft. Overal ter wereld wordt nu gezocht naar andere 'Burgess Shales', en met succes. In China. AustraliŽ en op Groenland doen onderzoeksteams soortgelijke ontdekkingen. Vooral de Chinese vindplaats bij Chengjiang levert opwindende vondsten. Daar is laatst een complete Anomalocaris van twee meter lang gevonden! Wij kenden ze maar tot zeventig centimeter, en meestal in stukjes.'

Gould beschouwde Anomalocaris als een van de vreemdste oddballs van de Burgess Shale. Is dat beeld ook aan het veranderen? Briggs: 'Eigenlijk wel. Alles wijst erop dat dit dier een primitieve geleedpotige was. Een grote en gekke, dat wel, maar niettemin een geleedpotige. En dat geldt voor meer van de Burgess-dieren waar we in eerste instantie geen raad mee wisten.

'We hebben vorig jaar een nieuw boek uitgebracht over de Burgess Shate-fossielen, en daarin is het aantal "problematische gevallen" verreweg in de minderheid. Voor een deel is dat te danken aan het onderzoek in China en Groenland, dat een hoop extra gegevens heeft opgeleverd.'

De nieuwe vindplaatsen hebben ook het raadsel van Hallucigenia helpen oplossen. 'Bij Chengjiang is een hele reeks Hallucigenia-achtige beestjes opgedoken. De stelten van de Burgess-soort waren bij sommige van de Chinese typen vervangen door korte staafjes of plaatjes. Gewoon rugbescherming dus.

'De schoorsteentjes waren eigenlijk twee rijen pootjes en de aardappelkop bleek bij nader inzien niets meer dan een uitvloeiing aan de anus van het beest. We hadden hem dus zowel ondersteboven als achterstevoren gereconstrueerd. In de juiste oriŽntatie onderscheidt niets hem nog van de fluweelwormen, een groep die nu nog leeft in het tropisch regenwoud.'

Briggs, van huis uit geoloog, houdt zich de laatste jaren ook veel bezig met wat hij noemt 'zelf fossielen maken'. In zijn laboratorium liggen garnalen in bakjes zeewater langzaam te vergaan. 'Ik voorzie voor de komende jaren een groeiende belangstelling voor fossielen waarin weke delen bewaard zijn gebleven ŗ la Burgess. Zulk materiaal vertelt ons veel meer over de dieren en hun evolutie dan de standaard schelp-, schaal- en botfossielen. En om te begrijpen hoe zulke fossielen gevormd worden, moet je het proces in het lab nabootsen.

'Door dit soort werk krijgen we een veel beter beeld van het soort omstandigheden dat nodig is voor fossilisatie van zacht weefsel. Op die manier kunnen we voorspellen waar we moeten gaan zoeken.' En dat, zo denkt Briggs, is van belang bij het begrijpen van de Cambrische explosie. 'Iedereen zegt wel dat al deze dieren er in het Precambrium nog niet waren, maar eerlijk gezegd heeft niemand nog echt goed gezocht. Misschien moet de Burgess Shale van het Precambrium nog gevonden worden.