Home

Fossielen: uitsterven of ontwikkelen

Fossielen staan aan de basis van de evolutietheorie. Door fossielen te bestuderen krijg je een beeld van het leven van organismen die nu zijn uitgestorven. Dat geeft een spannende voorstelling van hoe Nederland er 50.000 jaar geleden uitzag, met mammoeten en hyenas. Fossielen die op eilanden worden gevonden zijn vaak verrassend. Op geÔsoleerde eilanden verloopt evolutie namelijk anders dan op het vaste land. Grote dieren worden er klein, en kleine dieren worden groot. Maar of dat ook voor mensen geldt? Daar is niet iedereen het over eens.

Klik op het plusje voor een grotere foto

Dr. John de Vos aan boord van een visserschip met een opgevist fossiel van een mastodont (een uitgestorven olifantachtige).

Van fossielen naar evolutie
Paleontoloog† John de Vos doet onderzoek gebaseerd op de grote fossielencollectie van het natuurhistorisch museum Naturalis in Leiden. Hij wil te weten komen hoe de dierenwereld in EuraziŽ zich in de afgelopen miljoenen jaren heeft ontwikkeld, hoe de evolutie van dieren verloopt als ze op eilanden terecht komen en hoe de evolutie van de mens is gegaan. Uitsterven is een van de belangrijkste onderwerpen van de biologie, vindt Dr. John de Vos. In het kort vertelt hij hoe het vinden van fossielen heeft geleid tot het besef dat soorten kunnen uitsterven.

Aanvankelijk dacht men dat onze lieve heer alles geschapen had, en dat alles gebleven was zoals het was. In 1796 komt George Cuvier tot de ontdekking dat het misschien anders is. Hij had een schedel van een olifantachtige uit SiberiŽ, een schedel van een Afrikaanse olifant en een schedel van een Indische olifant. Hij vergelijkt de drie schedels en ziet dat die van SiberiŽ anders is dan die Afrikaanse en die Indische. Om dat te verklaren stelt Cuvier drie hypotheses op over de olifantachtige uit SiberiŽ: 1). Het dier loopt nog ergens rond, 2). het is een overgangsvorm, 3). het is uitgestorven. Dat de olifantachtige nog rondloopt gelooft hij niet. Zon groot dier zie je niet over het hoofd en was dus allang bekend geweest. Een overgangsvorm kan het niet zijn, want onze lieve heer heeft alles geschapen en daar kan niets aan veranderen. Dan komt Cuvier met het concept van uitsterven.

Het probleem is natuurlijk, als er soorten uitsterven blijft er steeds minder leven over. Waar komt dan het nieuwe leven vandaan? Daar ging men serieus over nadenken.

Cuvier zelf geloofde in catastrofes: patsboem, alles gaat in ťťn keer dood. Daarna moest ergens uit de omgeving weer nieuw leven komen. De geoloog Charles Lyell daarentegen,† meende dat de aarde niet door plotselinge catastrofes veranderde. De aarde verandert juist geleidelijk, onder invloed van natuurkrachten die nu nog steeds aan het werk zijn.

In een essay (On the Principle of Population), beschreef de Britse econoom Thomas Malthus in 1798 hoe bij mensen de bevolkingsgroei sneller gaat dan de toename van voedsel, waardoor een strijd om te overleven ontstaat. Darwin ziet in dat hetzelfde geldt voor de natuur: daar is ook steeds een strijd om overleven gaande. Dit inzicht, gecombineerd met de door Lyell beschreven geleidelijke veranderingen in de omgeving, leidt bij Darwin tot het idee van natuurlijke selectie. De veranderende omgeving heeft een selecterende invloed op het overleven van organismen. Individuen die het beste aan de omstandigheden zijn aangepast worden uitgeselecteerd en kunnen voortbestaan, minder goed aangepasten gaan dood. Zo is de evolutietheorie dus voortgekomen uit de ontdekking dat soorten kunnen uitsterven. En dat is gebaseerd op fossielen.

Van fossielen naar reconstructie
Bij zijn eigen onderzoek gebruikt De Vos informatie uit fossielen en hun vindplaats om de uitgestorven dieren en hun omgeving te reconstrueren. De dieren als het ware weer tot leven te wekken.

Klik op het plusje voor een grotere foto

Reconstructie van het mammoetsteppelandschap uit de Laatste IJstijd. Tekening: Erik-Jan Bosch, Naturalis.

Zo kan gereconstrueerd worden hoe het vroeger in Nederland was. De Vos ziet helemaal voor zich: 50.000 jaar geleden was het hier hartstikke koud. Je ziet een kudde bizons en een kudde wolharige mammoeten. Hyenas die op kadavers liggen te knagen. Paarden, een reuzenhert dat een hyena probeert te ontwijken. Een stelletje leeuwen

De fossielen vertellen ook veel over de leefomgeving van de dieren. We hebben heel veel bizonmateriaal, heel veel paarden, wolharige mammoeten, wolharige neushoornsdan weet je onmiddelijk dat het geen bos is geweest. legt De Vos uit. Op vroegere reconstructies zie je dat die wolharige mammoeten en al die arme beesten zon beetje tot de knieŽn in de sneeuw lopen. Maar er was helemaal geen sneeuw, want dan beschimmelen hun tenenBovendien moeten die beesten per dag zon 200 kg gras eten. Als daar een laag sneeuw op ligt dan krijgen ze nooit genoeg te eten. Dus er was een grote koude vlakte met gras.

Een reconstructie begint met het bestuderen van fossielen. Je wilt weten wat het is, van welk dier het is, wat er nog meer van dat dier is gevonden, wat er in de omgeving van het dier is gevonden, hoe oud het is en hoe het verschilt met huidige dieren. De Vos: Je begint met ťťn bot en je eindigt met een hoop problemen. Met in je achterhoofd het reconstrueren van het beest en de omgeving.

Reuzenegel
Het kan lastig zijn om te bepalen van welk dier een bepaald bot is. Soms is het een hele speurtocht. Zoals bij de schedel die gevonden is op Gargano in ItaliŽ (ook bekend als de spoor van de laars). In het begin heb je geen idee van welk dier de schedel is. Het is de grootte van een hond, dus ga je het eerst met de schedel van een hond vergelijken. Daar lijkt het niet op. Dus ga je gewoon alle diersoorten af, net zo lang tot je iets tegenkomt waarvan je zegt ja, dat is het! Dan blijkt dat de schedel het meeste lijkt op die van een egeltje. De tandjes zijn gelijkvormig en staan op dezelfde manier in de kaak. Maar de schedel is wel erg groot voor een egel. Het dier moet veel groter zijn geweest dan het egeltje wat in je tuin loopt. Het moet een reuzenegel zijn geweest. Dan vraag je je af, wat is er aan de hand?

Klik op het plusje voor een grotere foto

Fossiel skelet van de reuzenegel in Naturalis.

De vindplaats van de schedel, Gargano, zit nu vast aan ItaliŽ maar was vroeger een eiland. Op eilanden kan evolutie anders verlopen dan op het vaste land. Wat je vaak ziet, is dat kleine dieren groot worden, en grote dieren klein. Hoe kan zoiets gebeuren?

Het idee is dat alleen dieren die goed kunnen zwemmen, drijven of vliegen op een geÔsoleerd eiland kunnen komen. Degenen die goed kunnen zwemmen of drijven zijn bijvoorbeeld herten, nijlpaarden en olifanten. Omdat er geen grote roofdieren op het eiland komen, hebben de dieren op het eiland geen vijanden meer.

Op het vaste land is de grootte van een olifant zijn verdediging: hij is zo groot, dat niemand hem durft aan te vallen. Maar daar hangt een prijskaartje aan. De oppervlakte van een olifant is klein ten opzichte van de inhoud, waardoor hij zijn warmte moeilijk kwijt kan. Komt een olifant op een eiland, dan heeft zijn grootte geen voordeel meer. Er zijn geen vijanden, dus hij wordt toch niet aangevallen. In de loop van de evolutie wordt de olifant dan kleiner, waarbij de verhouding tussen oppervlakte en inhoud wat gunstiger wordt.

Kleine muizen, zoals de spitsmuis, kunnen snel wegschieten en zich goed verstoppen. Maar omdat ze zo klein zijn moeten ze de hele dag eten om warm te blijven. Kleine dieren hebben per gram lichaamsgewicht meer energie nodig dan grote dieren. Als de spitsmuis op een eiland komt en geen vijanden meer heeft, dan kan hij een nieuwe balans zoeken. De natuur gaat heel zuinig om met energie, dus dan zal de muis groter worden. Bij de egel gebeurt hetzelfde.

Dat is een mogelijk mechanisme waardoor grote dieren klein worden, en kleine dieren groot. Maar er kunnen ook nog allerlei individuele aanpassingen aan de eilandomstandigheden ontstaan.

Een uniek voorbeeld van een individuele aanpassing zie je bij geiten die gevonden zijn op Mallorca. Bij die geiten zijn de ogen naar voren gegaan, waardoor ze stereoscopisch kunnen kijken (ze kunnen diepte zien). Moderne geiten op het vaste land hebben de ogen meer aan de zijkant van de kop: die moeten goed om zich heen kunnen kijken. Maar op zon eiland heeft de geit geen vijanden. Dan is het misschien makkelijker dat hij diepte kan zien en kan inschatten ik spring van deze rots naar die rots. Behalve naar voren gerichtte ogen heeft het geitje ook een doorgroeiende snijtand, net als konijnen. Het was dus een geit-achtige die stereoscopisch kan kijken en een onderkaak heeft als een konijn. Zulke geitjes zijn alleen gevonden op Mallorca. Nergens anders.

Op eilanden zijn dus bijzondere dieren geweest: rare geiten, grote egels, kleine olifantjes. En...kleine mensen?

Dwergolifant, dwergnijlpaarddwergmens?
Op het eiland Flores zijn botten en een schedeltje gevonden van een mensachtige die als volwassene ongeveer ťťn meter lang moet zijn geweest. Hij wordt Homo floresiensis genoemd.

Waarom was dit mensje zo klein? Over het antwoord zijn wetenschappers het niet met elkaar eens. Daar maken we dan lekker ruzie over aldus De Vos. Sommige wetenschappers denken dat de Homo floresiensis een modern mens is met microcefalie (letterlijk 'klein hoofd'). Een gewoon mens die door een afwijking een klein hoofd heeft. Maar volgens De Vos is het een eilandvorm. Een mensensoort die in de loop van de evolutie klein is geworden door het leven op een geÔsoleerd eiland, net zoals olifanten en nijlpaarden klein kunnen worden op een eiland. De Vos legt uit waarom hij dat denkt: vergeleken met een gewoon mens, heeft Homo Floresiensis een terugwijkend voorhoofd en zware wenkbrauwbogen. Wat dat betreft is hij gelijk aan onze voorganger, Homo erectus. Maar hij is klein. Hij heeft pedomorfe aanpassingen, kinderlijke kenmerken. Korte beentjes, grote ogen. Dat soort kenmerken vind je ook bij dwergolifantjes, die zijn ook wat kinderlijk. Op een eiland worden grote beesten klein. Dit is hetzelfde, de mensen zijn klein geworden.

Schedel van Homo floresiensis (Foto: Peter Brown).

Rechtoplopen van mens Poten strekken van paard
Voor De Vos is er dus geen verschil tussen evolutie van dieren en evolutie van mensen. Zo vergelijkt hij ook het rechtop gaan lopen van de mens met de evolutie van het paard. Als dieren vanuit het bos naar de vlakte gaan, dan strekken ze hun poten vertelt De Vos: Dat is biomechanica, dat kost minder energie. Paarden liepen eerst op drie tenen in het bos. Toen ze naar de vlakte gingen hadden ze nog steeds drie tenen, maar die zijtenen, die hingen er een beetje bij. Daarna kwamen de moderne eentenige paarden. Dat is het proces van het strekken van de poten. Als we ervan uitgaan dat de mens afkomstig is van een mensaap, een knuckle-walker, dan zit de voortbeweging in de achterkant. Dus als je dan het bos uitgaat naar de vlakte, en je gaat wat strekken, dan strek je je achterpoten en dan komen je handjes vrij

Andere theorieŽn zijn bijvoorbeeld dat de mens rechtop is gaan lopen om zijn werktuigen te kunnen gebruiken, of om beter uit te kunnen kijken. Dat zijn antropocentrische ideeŽn. De Vos: Niemand maakt zich druk om het paard. Och, het heeft zijn poten gestrekt. Bij het rechtop gaan lopen van de mens is daar oorlog over.

Fossielen geven nog altijd stof tot nadenken
Het vinden van fossielen heeft dus uiteindelijk geleid tot het ontstaan van de evolutietheorie. Maar ook nu nog worden fossielen grondig bestudeerd. Ze geven informatie over dieren en hun omgeving en scheppen zo fascinerende beelden met soms fabelachtige dieren. En soms geven ze, vooral wanneer het menselijke resten betreft, aanleiding tot spannende discussies.

Auteur: Elisa Carolus, Wageningen Universiteit