NGV-Geonieuws 139

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift

• 831 Een reusachtige gevederde dinosauriër
• 832 Onderzeese glaciale landschappen in beeld gebracht
• 833 Recente toename van tropische cyclonen niet alarmerend
• 834 Overstromingen in Soedan
• 835 Parasieten van parasieten van een paddestoel uit het Vroeg-Krijt
• 836 Nieuw fossiel wijst op ontstaan van zoogdieren met placenta omstreeks K/T-grens
• 837 Renkoekoek had voorganger in Vroeg-Krijt
• 838 Opgeklopt water
• 839 Hoge temperatuur op Paleoceen/Eoceen-grens gevolg van extreem vulkanisme
• 840 DNA van mastodont in kaart gebracht

  << Vorige uitgave: 138 | Volgende uitgave: 140 >>

831 Een reusachtige gevederde dinosauriër Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Aan het feit dat de vogels evolutionair zijn voortgekomen uit dinosauriërs wordt al geruime tijd niet meer getwijfeld. De aanwijzingen, in de vorm van 'tussenvormen' zijn daarvoor veel te overtuigend. Op basis van die tussenvormen en de oudste vogels leek het er tot nu toe op dat er een verband bestond tussen de grootte van de dieren en hun fase in de evolutie: naarmate de dieren minder dino- en meer vogelkarakteristieken kregen, werden ze kleiner.


Gigantoraptor was vele malen groter dan een mens
(tekening Li Rongshan)

Dat blijkt nu op z'n minst een regel met uitzonderingen te zijn, want in het Laat-Krijt van China - in de ca. 85 miljoen jaar oude Iren Dabasu Formatie - zijn nu de resten gevonden van een dino die al zeer sterk op een vogel leek (hij moet volgens de onderzoekers veel op een wat erg uit de kluiten gewassen kalkoen of emu hebben geleken), maar die niettemin gigantisch groot was. Uit de (overigens niet complete) fossiele resten kan worden opgemaakt dat deze gevederde dino een rughoogte moet hebben gehad van zo'n 3,5 m. In totaal was hij zeker 8 m lang, en hij moet een gewicht hebben gehad van omstreeks 1400 kg. Dat betekent dat hij maar liefst zo'n 35 keer zwaarder was dan zijn zwaarste verwant. Hij was ook veel groter dan enig ander bekend gevederd dier, want zelfs de uitgestorven schrikvogel (zie Geonieuws 746) woog niet meer dan zo'n 500 kg.

Op basis van het gevonden materiaal wordt de gevederde reuzendino bij de familie van de Oviraptoridae (oviraptors) ingedeeld. Hij is door de onderzoekers Gigantoraptor erlianensis gedoopt (reuzenraptor uit het Erlian-bekken). Het dier had betrekkelijk lange voorpoten, maar hij liep op zijn achterpoten, die sterk op die van een vogel leken. Hij had geen tanden, maar waarschijnlijk wel een snavel. Veren (of afdrukken daarvan) zijn weliswaar niet aangetroffen, maar op grond van het gevonden materiaal, dat vergeleken is met dat van dino's waarvan wel veerafdrukken zijn aangetroffen, kan het niet anders dan dat Gigantoraptor ook een verenkleed moet hebben gehad.


Reconstructie van Gigantoraptor
(tekening Zhao Chuang en Xing Lida)

De fossiele resten werden in 2005 min of meer bij toeval gevonden. Een van de onderzoekers, Xing Xu, maakte met een Japanse filmploeg een documentaire over de eerdere vondst van een unieke sauropode. Voor de camera's raapte hij een bot op van de grond op de locatie (in de Gobi-woestijn) waar de sauropode was gevonden. Toen hij het bot schoonmaakte, besefte hij direct dat het niet om weer een sauropode ging. Vanwege het enorme formaat dacht hij in eerste instantie aan een Tyrannosaurus of daarmee vergelijkbare dino, maar hij was daar niet zeker van. De opnames werden gestopt, omdat Xu eerst zekerheid wilde over de nieuwe vondst. Met een daartoe bijeengebracht onderzoeksteam werd de locatie daarna opnieuw onderzocht, waarbij een ongewoon grote hoeveelheid botten van het dier werd aangetroffen, inclusief een bijna complete voorpoot, achterpoot en onderkaak, een deel van het bekken en diverse wervels.

De uitzonderlijke karakteristieken van Gigantoraptor roepen veel vragen op, ondermeer wat betreft zijn voedsel. Hij had namelijk de smalle kop en de lange nek van een herbivoor, maar de scherpe klauwen van een carnivoor. Maar er zijn nog meer raadsels op te lossen. Zo vertonen de wervels een groot gat, waarvan de betekenis onduidelijk is. En natuurlijk is het de vraag waarom de (naar alle waarschijnlijkheid) gevederde dino zo groot was. Daarbij moet worden opgemerkt dat uit analyse van de botten is gebleken dat het om een betrekkelijk jong individu ging (11 jaar). Dat wijst er niet alleen op dat hij veel sneller moet zijn gegroeid dan andere dino's, maar ook dat volwassen exemplaren nog veel aanzienlijk groter kunnen zijn geweest. Dat denken de onderzoekers tenminste.

Referenties:

• Xu, X., Tan, Q., Wang, J., Zhao, X. & Tan, L., 2007. A gigantic bird-like dinosaur from the Late Cretaceous of China. Nature 447, p. 844-847.

Figuren: Institute of Vertebrate Palaeontology and Palaeoanthroplogy, Academia Sinica, Beijing (Volksrepubliek China).

832 Onderzeese glaciale landschappen in beeld gebracht Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Beelden van de zeebodem zijn voor het eerst gebruikt om de vorming van onderzeese glaciale landschappen te reconstrueren. Deze nieuwe ontwikkeling zal het naar verwachting mogelijk maken om de ontwikkeling van de ijsbewegingen (vooral uit de laatste ijstijd, maar ook van eerdere Pleistocene ijstijden) beter in kaart te brengen, waardoor ook het inzicht in de wijze waarop (en de routes waarlangs) de ijskappen zich uitbreidden duidelijker zal worden. Dit kan op zijn beurt weer bijdragen aan een beter inzicht in de gevolgen van klimaatverandering, omdat de getoonde landschappen zowel informatie over zich uitbreidende als over zich terugtrekkende ijsmassa's verschaffen.


"Ploegvoren' van ijsbergen die in 300 m diep
water van het Noors continentaal plat dreven

Met behulp van 3-D seismiek is het oppervlak van een deel van het continentaal plat van Noorwegen als 3-D beeld zichtbaar gemaakt. Op de beelden zijn de sporen te zien die ijsbergen en snelstromende ijsmassa's in de bodem hebben ingeslepen. Een deel van die sporen moet al aan het begin van het Pleistoceen zijn gemaakt, ca. 2,5 miljoen jaar geleden.

De werkmethode die is gevolgd bij de interpretatie van de onderzeese glaciale landschappen wijkt uiteraard sterk af van het onderzoek van dergelijke landschappen op het land, waar vooral de aard van de sedimenten een belangrijke bron van informatie vormt. Bij de vormen die op de zeebodem zichtbaar zijn gemaakt, is de aard van die sedimenten niet of nauwelijks vast te stellen. Daar moet dus veel meer gewerkt worden met de vormen van de zeebodem. Om daaraan de juiste betekenis te kunnen toekennen, hebben de onderzoekers die vormen vergeleken met soortgelijke vormen die nu langs de randen van de ijskappen en ijsvelden rondom de Noordpool en Antarctica te vinden zijn.


Seismisch profiel over het Noorse continentaal plat, met onregelmatig reliëf
als gevolg van de activiteit van het ijs gedurende het Pleistoceen

De onderzoekers vonden voor de kust van Noorwegen op deze wijze drie belangrijke soorten aanwijzingen voor het bestaan van vroegere ijskappen. Het meest opvallend zijn de langgerekte ruggen van sediment met een gestroomlijnde vorm. Die zijn het gevolg van snelstromende ijsmassa's. Ze zijn in bepaalde opzichten te vergelijken met drumlins op het land (maar veel langgerekter) en geven de stroomrichting van de ijsmassa aan. Een tweede groep aanwijzingen bestaat uit de 'ploegvoren' die de diepste delen van grote ijsbergen in de modderige bodem hebben uitgeschuurd op plaatsen waar het water onvoldoende diep was om de ijsbergen in hun geheel te laten drijven. Net als een schip dat op een zandbank loopt, trokken deze ijsbergen, die door hun grote massa ook bij geringe snelheid een grote bewegingsenergie hadden, lange sporen. Omdat ijsbergen worden meegevoerd door zeestromen, geven deze 'ploegvoren' de richting van de toenmalige zeestromen aan. Een derde groep vormen de morenen die - als ruggen loodrecht op de bewegingsrichting van het ijs - zijn achtergelaten toen het ijs zich stap voor stap terugtrok. Dit 'stap voor stap' moet letterlijk worden genomen: tussen de fases van terugtrekking bestonden er fases van stilstand, waarin - net als op het land - materiaal van de smeltende ijsmassa zich opstapelde en zo morenes vormde.

Gletsjerkrassen in Libië uit de Laat-Ordovicische ijstijd

Onderzoeker Julian Dowdeswell

Al eerder werd verondersteld dat bepaalde onderzeese vormen het gevolg waren van glaciale gebeurtenissen, maar er bestonden tot nu toe geen voldoend gedetailleerde gegevens om dat met zekerheid te kunnen vaststellen. En het interpreteren van de diverse vormen was in feite meer giswerk dan een gedegen analyse. De moderne seismische apparatuur heeft het nu echter mogelijk gemaakt om ook van de zeebodem op honderden meters diepte een gedetailleerd 3-D beeld te krijgen.

Het onderzoeksteam voert momenteel een soortgelijk onderzoek uit in Noord-Afrika om zo het reliëf van de zeebodem uit het Ordovicium te analyseren. Gedurende het Ordovicium nam Noord-Afrika een polaire positie in, en prof. Van Straaten heeft vroeger al duidelijk gemaakt dat sommige sporen in de Ordovicische afzettingen in de Sahara toegeschreven moeten worden aan vastlopende ijsbergen.

Referenties:

• Dowdeswell, J.A., Ottesen, D., Rise, L. & Craig, J., 2007. Identification and preservation of landforms diagnostic of past ice-sheet activity on continental shelves from three-dimensional seismic evidence. Geology 35, p. 359-362.

Foto's uit de publicatie, welwillend ter beschikking gesteld door Tom Kirk, Office of Communication, University of Cambridge, Cambridge (Groot-Brittannië).

833 Recente toename van tropische cyclonen niet alarmerend Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Sinds 1995 is de frequentie van tropische cyclonen ('hurricanes') in de Atlantische Oceaan sterk toegenomen. Door degenen die menen dat we momenteel een door menselijke activiteiten veroorzaakte verandering van het klimaat meemaken, wordt dat regelmatig aangehaald om hun gelijk te onderstrepen. Deze met zware stormen gepaard gaande verschijnselen boven de Atlantische Oceaan komen inderdaad veel vaker voor dan bekend is uit eerdere structurele waarnemingen. Tussen 1995 en 2005 traden er namelijk gemiddeld per jaar 4,1 van dergelijke zware stormen (meteorologische klasse 3-5) op, terwijl het van 1971 tot 1994 slechts om 1,5 tropische cyclonen per jaar ging. Deze tropische cyclonen kunnen worden gekarakteriseerd als rotatie-symmetrisch opgebouwde stormverschijnselen (die tussen 5° N.B. en 10° N.B. ontstaan en die vooral boven oceanen actief zijn), en waarin op een hoogte van 10 m gedurende ten minste één minuut ononderbroken een windsnelheid van meer dan 50 m/s optreedt.


De tropische cycloon Katrina (28-8-2005) vertoont de karakteristieke
rotatie-symmetrische opbouw (foto NOAA).

Hoe groot de frequentie van deze zware stormen was voor 1971 is niet exact bekend, omdat er toen geen doorlopende metingen werden verricht. Er kan nu echter een goede schatting van worden gemaakt omdat onderzoekers methoden hebben gevonden om het optreden van dergelijke stormen geologisch te bepalen. Die methode berust op het gegeven dat het optreden van de zware stormen in het onderzochte deel van de Atlantische Oceaan samenhangt met enerzijds de temperatuur van het oppervlaktewater, anderzijds complexe windgegevens (het vectorverschil tussen de - over augustus / oktober gemiddelde - 200 en de 850 mbar klimatologische wind volgens een bepaald meetnet). Gegevens daaromtrent konden ze, voor de periode sinds 1730, reconstrueren uit koralen en een boorkern.


Overstroming in New Orleans nadat de stad getroffen werd door
de tropische cycloon Katrina (foto US Army Public Affairs).

Uit die gegevens blijkt dat de 'hoge' stormfrequentie sinds 1995 helemaal niet zo hoog is. Hij is eigenlijk heel gewoon, alleen veel hoger dan in de twee decennia daarvoor. Maar die twee decennia vertoonden, in vergelijking met het gemiddelde over de beschouwde 270 jaar juist een extreem lage stormfrequentie. Vanaf de zestiger jaren van de 18e eeuw nam de stormfrequentie in grote lijnen steeds verder af, totdat in de zeventiger en tachtiger jaren van de twintigste eeuw juist de genoemde abnormaal lage frequentie optrad die - omdat juist toen met structurele metingen werd begonnen - tot nu toe als normaal werden beschouwd. De frequentie die we sinds 1995 kennen past heel goed in het algemene beeld over de afgelopen 270 jaar.

Palmen buigen en breken af bij een tropische cycloon op de Bermuda's

De schade die tropische cyclonen aanrichten is vaak enorm (foto Holiday Travel Watch)

De onderzoekers stellen ook vast dat de temperatuur van het oppervlaktewater een minder belangrijke rol lijkt te spelen bij het bepalen van de stormfrequentie dan de windkarakteristieken.

Referenties:

• Nyberg, J., Malmgren, B.A., Winter, A., Jury, M.R., Kilbourne, K.H. & Quinn, T.M., 2007. Low Atlantic hurricane activity in the 1970s and 1980 compared to the past 270 years. Nature 447, p. 698-701.

834 Overstromingen in Soedan Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Soedan bestaat grotendeels uit woestijn, maar de hoofdstad, Khartoum, beschikt over voldoende water omdat bij die plaats de Blauwe Nijl en de Witte Nijl samenkomen. Die gunstige ligging kan in uitzonderlijke gevallen echter ook problemen opleveren, namelijk wanneer beide rivieren door hevige regenval in het achterland zoveel water meevoeren dat er overstromingen plaatsvinden.


Het woestijnachtige gebied rond Khartoum van 7 juli (onder) was op 9 juli veranderd in een overstroomd gebied op 9 juli (boven)

Dat gebeurde vorige maand, toen op 8 juli zware stortregens begonnen. Al een dag later was Khartoum omgeven door water, zoals duidelijk bleek uit satellietopnames die met MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) werden gemaakt. Op de false-colour beelden is het onder water (blauw) gelopen gebied duidelijk herkenbaar; drassige gebieden en water met daarin veel zwevende modderdeeltjes hebben een lichtere blauwe tint. De heldergroene kleuren geven vegetatie aan langs de rivieren en in een enkele - verder door zand omgeven - oase. De woestijn, met soms wat schaarse vegetatie, heeft een roze kleur.


Een zijrivier van de Witte Nijl (24 juni, onder) was op 21 juli (boven) ver buiten zijn oevers getreden

Khartoum is op dergelijke (schaarse) overstromingen niet of nauwelijks voorbereid. De overstromingen leidden in de eerste twee dagen al tot zo'n 20 dodelijke slachtoffers, en zo'n 15.000 huizen werden verwoest. Het ergst getroffen werd de wijk Umdowoban, aan de oostzijde van Khartoum.

Behalve in Khartoum zelf leidde de heftige regenval ook elders tot overstromingen. Die waren, hoewel in het regenseizoen (dat tot september duurt) niet ongewoon, ditmaal wel zeer ernstig. Dat blijkt onder meer uit opnames van een zijrivier van de Witte Nijl. De bedding van die rivier had op 24 juni nog wel wat plassen water, maar was verder drooggevallen. De foto van 21 juli toont dat de rivierbedding toen geheel met water was bedekt, en dat het water op tal van plaatsen zelfs voor overstromingen zorgde.

Referenties:

• Anonymus, 2007. Floods in Sudan. NASA Earth Observatory Natural Hazards,
  
• http://earthobservatory.nasa.gov/NaturalHazards/shownh.php3?img_id=14372 en http://earthobservatory.nasa.gov/NaturalHazards/shownh.php3?img_id=14401.

Foto's NASA, MODIS Rapid Response Team.

835 Parasieten van parasieten van een paddestoel uit het Vroeg-Krijt Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

De 'jacht' op bijzondere fossielen in barnsteen uit het Krijt heeft een uitzonderlijke vondst opgeleverd: een paddestoel (die met zijn 100 miljoen jaar de oudst bekende paddestoel is) met een parasiet die zich voedt met een andere parasiet. De vondst werd in Birma gedaan door George Poinar, een zoöloog van Oregon State University en voorzitter van het Barnsteeninstituut (Amber Institute), samen met een amateuronderzoeker, Ron Buckley.


De hoed van de in barnsteen ingebedde paddestoel Palaeoagaracites antiquus,
met daarop mycelium (dradenstelsel) van Mycetophagites atrebora

De paddestoel zelf is wetenschappelijk niet van bijzonder belang. Uit DNA-onderzoek was namelijk reeds lang bekend dat paddestoelen al veel langer dan 100 miljoen jaar moeten hebben bestaan. Het is overigens niet uitgesloten dat er DNA uit de nu gevonden paddestoel zal kunnen worden geïsoleerd. Met enig geluk zou dat helpen om de plaats van dit exemplaar binnen de paddestoelen te verduidelijken. Volgens deskundigen is de kans dat het exemplaar bruikbaar DNA zal opleveren echter vrijwel nihil.

Hyperparasitisme van Entropezites patricii in Mycetophagites atrebora

Lamellaire fragmenten van Palaeoagaracites antiquus

Veel interessanter is dat de vondst meer inzicht geeft in de ecologie van de toenmalige wereld. Dat komt vooral doordat de hoed van de paddestoel (die Palaeoagaracites antiquus is gedoopt) tal van schimmels (nauwe verwanten van paddestoelen!) bevat, die op de paddestoel parasiteren (parasitisme, in dit geval mycoparasitisme = parasitisme op een paddestoel). Die parasieten blijken echter zelf ook weer als voedselbron te hebben gediend voor andere parasieten (hyperparasitisme, in dit geval mycohyperparasitisme). Poinar kwam op het spoor van deze parasieten toen hij opmerkte dat er over de hoed van de paddestoel draadvormige slierten aanwezig waren. Bij nader onderzoek bleek het te gaan om mycelium, de draden die parasieten gebruiken om hun gastheer binnen te dringen en er hun voedsel uit te halen (dit mycelium van paddestoelen zit ondergronds; het plukken van paddestoelen is daarom lang niet zo'n bedreiging voor hun voortbestaan als men vaak meent).


Omdat de vondst van het mycelium door Poinar direct als iets bijzonders werd herkend, werden de schimmels aan een nader onderzoek onderworpen. Daarbij bleek dat veel van hen zelf ook weer het slachtoffer waren van parasieten.


Sporen van Mycetophagites atrebora

Het stukje barnsteen waarin deze fascinerende vondst werd gedaan is min of meer rechthoekig, maar zeer klein (3,25 mm lang, 1,25 mm breed, en 1 mm dik). Maar ook zo'n klein stukje kan dus veel nieuwe informatie opleveren. Niet alleen de paddestoel moet als een nieuw geslacht (en dus ook als een nieuwe soort) worden beschouwd, maar dat geldt ook voor de parasieten. De parasieten van de paddestoel zijn Mycetophagites atrebora genoemd, en de hyperparasieten Entropezites patricii.

Referenties:

• Poinar Jr., G.O. & Buckley, R., Evidence of mycoparasitism and hypermycoparasitism in Early Cretaceous amber. Mycological Research 111, p. 503-506.

Foto's welwillend ter beschikking gesteld door George Poinar, Department of Zoology, Oregon State University, Corvallis, OR (Verenigde Staten van Amerika).

836 Nieuw fossiel wijst op ontstaan van zoogdieren met placenta omstreeks K/T-grens Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

De zoogdieren bestonden, zoals tal van fossiele vondsten uitwijzen, al in het Mesozoïcum. Binnen de groep van de zoogdieren behoren de meeste soorten (5080 van de huidige 5416 bekende soorten) tot de Placentalia (zoogdieren waarvan het vrouwtje de foetus voedt via een placenta); daarnaast bestaan er nog buideldieren (Marsupialia) en enkele eierleggende zoogdieren (Monotremata). Over het ontstaan van de Placentalia bestaat onenigheid. Volgens paleobiochemici zou die groep al voor de K/T-grens zijn ontstaan, volgens DNA-onderzoek 129-78 miljoen jaar geleden. Opvallend genoeg zijn er echter nooit Mesozoïsche zoogdieren gevonden waarvan duidelijk was dat het Placentalia waren (maar zulke vondsten zijn er wel uit het begin van het Tertiair), dus veel paleontologen denken dat de groep omstreeks 65 miljoen jaar geleden moet zijn ontstaan.

De schedel van Maelestes gobiensis (onderaanzicht)

De schedel van Maelestes gobiensis (zijaanzicht)

De vondst in Mongolië van een goed bewaard zoogdier lijkt het pleit in het voordeel van de paleontologen te beslechten. Het opvallende is dat deze conclusie niet eens direct voortkomt uit de vondst zelf, maar een gevolg is van onderzoek dat is uitgevoerd naar aanleiding van de vondst. De onderzoekers wilden van het fossiel, dat werd gevonden in de 75-71 miljoen jaar oude Djadokhta-Formatie (en dat dus van even voor de K/T-grens stamt), namelijk zijn juiste plaats geven binnen de zoogdieren. Daarom deden ze een uitgebreid onderzoek naar de specifieke kenmerken van 69 taxa van de drie hoofdgroepen van uitgestorven en nog levende zoogdieren. Daarbij ging het om niet minder dan 409 anatomische karakteristieken. Bovendien onderzochten ze alle zoogdierrestanten van enige betekenis die bekend zijn uit het Krijt.

Vergelijking van de schedels van Maelestes gobiensis (links) en Parascalops breweri, een nu in Amerika voorkomende mol (rechts).

De tanden van Maelestes gobiensis

Uit hun onderzoek komt een heel ander beeld naar voren dan tot nu toe werd aangehouden. Het nieuw gevonden zoogdier zou behoren tot een tak die was afgesplitst van de omstreeks 125 miljoen jaar geleden ontstane Eutheria. Het zou nog niet tot de Placentalia hebben behoord, want die zouden pas kort na de K/T-grens zijn ontstaan. Volgens deze zienswijze, die op veel overtuigende gegevens is gestoeld maar die ongetwijfeld veel kritiek zal krijgen omdat eerdere stambomen behoorlijk worden veranderd, is het oudst bekende zoogdier dat tot de Placentalia gerekend mag worden een konijnachtig dier uit Azië van ongeveer 63 miljoen jaar oud.


De plaats van Maelestes binnen de zoogdieren; het gele gebied bestrijkt de Placentalia

Dat alles naar aanleiding van de vondst van een incomplete schedel, wat wervels, een paar incomplete ribben en nog wat botten. De schedel vertoont enige gelijkenis met die van een recente mol, Parascalops breweri, maar had meer ruimte voor zijn tanden. Het dier was klein (de schedel is ongeveer 2,5 cm lang), zoals overigens vrijwel alle vroege zoogdieren. De onderzoekers hebben het dier Maelestes gobiensis gedoopt.

Referenties:

• Cifelli, R.L. & Gordon, C.L., 2007. Re-crowning mammals. Nature 447, p. 918-920.
  
• Wible, J.R., Rougier, G.W., Novacek, M.J. & Asher, R.J., 2007. Cretaceous eutherians and Laurasian origin for placental mammals near the K/T boundary. Nature 44, p. 1003-1006.

Foto's: Carnegie Museum of Natural History, Pittsburgh, PA (Verenigde Staten van Amerika).

837 Renkoekoek had voorganger in Vroeg-Krijt Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

In zuidwest Amerika en het noorden van Mexico kent iedereen de renkoekoek, daar beter bekend als de 'roadrunner'(Geococcyx californianus). Deze vogel, die rennend snelheden kan bereiken van meer dan 20 km/uur, een halve kilo weegt en van kop tot staart ongeveer een halve meter groot is, heeft een bijzondere eigenschap: in tegenstelling tot de meeste vogels, die drie voorwaarts gerichte tenen en één achterwaarts gerichte teen hebben, heeft hij namelijk twee voorwaarts en twee achterwaarts gerichte tenen. De term daarvoor is zygodactyl.

De rennende vogel maakte afdrukken waaruit blijkt dat twee tenen voorwaarts en twee tenen achterwaarts waren gericht

De renkoekoek (Geococcyx californianus), in Amerika beter bekend als de roadrunner

Het hebben van vier tenen lijkt weinig voordeel te bieden aan vogels die rennen. De meeste van deze vogels hebben namelijk drie tenen. Het is vogelkenners dan ook een raadsel waarom zowel de renkoekoek als het fossiele exemplaar een dergelijk stel tenen had. De onderzoekers vermoeden dan ook dat de zygodactylie zich bij beide vogels niet heeft ontwikkeld om sneller te kunnen rennen, maar dat deze vogels dergelijke tenen hebben/hadden omdat ze in het begin van hun evolutie nog in bomen leefden, en pas later een leefwijze op de grond begonnen.


Steen met laagvlak waarop (binnen cirkels) de afdrukken
werden aangetroffen

De oudste bekende zygodactyle vogels dateerden tot nu toe van zo'n 60 miljoen jaar geleden (Vroeg-Krijt). In China is nu echter het spoor gevonden van een soortgelijke vogel die al 110 miljoen jaar geleden geleefd heeft (er lijkt overigens geen directe verwantschap te bestaan). Op basis van de afdrukken menen de onderzoekers dat die vogel de sporen maakte toen hij ongeveer 8 km/uur rende.


Locatie van de vondst

De sporen werden gevonden in de Chinese provincie Shandong. De vogel werd daarom door de onderzoekers Shandongornipes muxiai genoemd (voetvogel van Muxia - de dochter van onderzoeker Li - uit Shandong. De vondst geeft aan dat vogels uit het Krijt weliswaar niet identiek waren aan de vogels van nu, maar dat ze wel veel gemeen hadden. De sporen die Shandongornipes in het Krijt maakte, lijken - met ruime afstanden tot de opeenvolgende afdrukken als gevolg van de grote snelheid waarmee de vogel over de grond rende - zo sterk op die van de renkoekoek dat ze er zelfs gemakkelijk mee verward zouden kunnen worden. Het lijkt ook zeer waarschijnlijk dat ze er een vrijweel gelijke leefwijze op na hielden.

Referenties:

• Lockley, M.G., Li, R., Harris, J.D., Matsukawa, M. & Liu, M., 2007. Earliest zygodactyl bird feet: evidence from Early Cretaceous roadrunner-like tracks. Naturwissenschaften 94, p. 657-665.

Foto's welwillend ter beschikking gesteld door Jerry Harris, Dixie State College, St. George, UT (Verenigde Staten van Amerika).

838 Opgeklopt water Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Drinkwater wordt volgens veel deskundigen binnen honderd jaar een kostbaarder grondstof dan olie. In veel landen is er nu al een nijpend tekort aan water. Dat geldt bijvoorbeeld voor Soedan, waar veel van de onlusten bij Darfoer hieraan zijn toe te schrijven. Boston University maakte onlangs bekend dat aan dit watertekort op korte termijn een einde zou kunnen komen dankzij het initiatief "1000 bronnen voor Darfoer", dat de universiteit lanceerde na de 'ontdekking' van een enorm ondergronds meer.

De ligging van het ondergrondse meer

Het meer zoals dat in de ondergrond zou voorkomen volgens het Boston University Center for Remote Sensing

Het persbericht dat de universiteit hierover deed uitgaan repte van geofysisch onderzoek waarbij de kustlijnen van het ondergrondse meer met behulp van remote sensing vanuit een satelliet in kaart waren gebracht. Het meer, dat nu door woestijn wordt bedekt, beslaat ruim 30.000 km², en heeft daarmee ruwweg de oppervlakte van Nederland. Het zou nu deels zijn opgedroogd, maar gedurende natte perioden in het verleden ruim 2500 km³ water hebben bevat. Daarvan zou nu echter nog meer dan voldoende over zijn om, via een groot aantal grondwaterputten, aan de regionale behoefte aan drinkwater te voldoen. Daarmee zou de gezondheid van de mensen aanzienlijk worden verbeterd, en de economie zou een enorme impuls krijgen, wat zou kunnen helpen om de strijd daar te beëindigen.

Het plan om het meer te 'ontginnen' kreeg onmiddellijk bijval, en de Verenigde Naties zeiden toe om putten te laten slaan door de vredesmacht in Soedan. Na het slaan van enkele putten om de eerste nood te lenigen, wil Boston University verder veldwerk uitvoeren om de beste locaties voor de putten vast te stellen.

Water halen bij een pomp in Darfoer (foto Daniel Zetterlund).

Bron in de omgeving van Darfoer

Het met veel tamtam gebrachte verhaal blijkt echter een soort propagandastunt. Niet in de zin dat er geen grote ondergrondse watervoorraden in Darfoer zouden zijn, maar het gaat helemaal niet om een nieuwe ontdekking. Voor de radio heeft emeritushoogleraar hydrogeologie Ko de Vries (Vrije Universiteit Amsterdam) al snel gereageerd, er daarbij op wijzend dat het meer al in publicaties van meer dan 20 jaar geleden goed was beschreven, nadat het reeds in de 19e eeuw (!) was ontdekt. Ook internationaal heeft het opgeklopte verhaal veel kritiek ontvangen. Deskundigen menen dat het karteren van de kustlijnen van het meer een goed stuk wetenschappelijk werk vertegenwoordigt, maar dat daaruit geenszins de conclusie mag worden getrokken dat er nog aanzienlijke hoeveelheden water aanwezig zijn; het meer zou volgens sommigen zelfs al duizenden jaren geleden zijn opgedroogd.

Het gaat uiteraard overigens niet om een echt begraven meer, maar om een watervoerend pakket in de zogeheten Nubische zandsteen, die zich uitstrekt over Tsjaad, Lybië, Egypte en Soedan. Deze zandsteen is tot 3,5 km dik en vormt een lens die in het noorden van Darfoer nog slechts enkele honderden meters dik is. Juist bij Darfoer lijkt de kans op water in de Nubische Zandsteen geringer dan op veel andere plaatsen volgens de experts. En als het er al zou zijn, dan is het waarschijnlijk brak en niet geschikt voor consumptie. Het heeft er dus alle schijn van dat bij de bevolking van Darfoer ten onrechte hoop is gewekt, alleen vanwege een opgeklopte zaak die de aandacht moest vestigen of de Universiteit van Boston. Een jammerlijke verkrachting van wetenschappelijke integriteit en betrouwbaarheid.

Referenties:

• Anonymus, 2007. "1,000 wells for Darfur" initiative launched - Mapping of ancient mega-lake by Boston University scientists catalyst for global humanitarian outreach. News release Boston University 2007-07-11.

839 Hoge temperatuur op Paleoceen/Eoceen-grens gevolg van extreem vulkanisme Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Omstreeks 56 miljoen jaar geleden, op de grens tussen Paleoceen en Eoceen, maakte de aarde een zeer warme tijd door. Dit zogeheten Paleoceen-Eoceen Thermisch Maximum (PETM) duurde ongeveer 220.000 jaar. De temperatuur van het oppervlaktewater in de tropische oceanen was toen ongeveer 5 °C hoger dan daarvoor en daarna; in de oceanen rondom de Noordpool was dat zelfs zo'n 6 °C.


Temperatuur tijdens de overgang Paleoceen-Eoceen, met
het Paleoceen/Eoceen Thermisch Maximum (PETM)

Die sterke temperatuurstijging is aan diverse oorzaken toegeschreven, maar het ziet er nu definitief naar uit dat het gaat om een broeikaseffect ten gevolge van de uitstoot van grote hoeveelheden koolzuurgas (CO₂) en methaan (CH₄) door extreem sterk vulkanisme. Dat trad op langs de oostkust van Groenland en op de westelijke eilanden van Groot-Brittannië. Het is voor het eerst dat er zulke duidelijke aanwijzingen zijn voor een direct verband tussen vulkanisme en een wereldwijde temperatuurstijging. Al eerder hadden analyses van diepzeekernen het PETM aangetoond, en eveneens was bekend dat er toen vulkanisme optrad, maar bewijzen voor een oorzakelijk verband ontbraken tot nu toe.

Verband tussen CO2-concentratie en temperatuur tijdens het PETM

Bij het onderzoek van de lava's op Groenland werd een helicopter ingezet

Het PETM had grote gevolgen voor de aarde, en sommige deskundigen spreken zelfs van een noodsituatie. Niet alleen nam namelijk de temperatuur van het zeewater sterk toe, maar ook trad er een sterke verzuring van de oceaan op. Dat leidde tot het uitsterven van grote aantallen diepzeeorganismen.

Het blijkt dat tijdens het PETM Groenland losscheurde van noordelijk Europa. Het bewijs daarvoor vonden de onderzoekers in de aslagen die aan het einde van het hoogtepunt van het vulkanisme ontstonden. Op basis van nauwkeurige geochemische analyses en precieze dateringen konden ze vaststellen dat aslagen in Oost-Groenland dezelfde waren als aslagen in de bodemsedimenten van de Atlantische Oceaan. Volgens de onderzoekers begon het vulkanisme omstreeks 61 miljoen jaar geleden, waarna het zo'n 5 miljoen jaar duurde voordat de aardmantel zwak genoeg was geworden en voordat het continent ter plaatse dun genoeg was geworden om de scheuring mogelijk te maken. Onderzoeker Robert Duncan vergelijkt het gebeuren met het opentrekken van een deksel, waarna het magma - als hoogtepunt van de vulkanische Activiteit - omhoog spoot en de scheuring tot stand bracht. Het betekende de 'geboorte, van het noordelijk deel van de Atlantische Oceaan. In de 300.000 jaar die aan dit hoogtepunt vooraf gingen, was de verhouding tussen de koolstofisotopen in het zeewater sterk veranderd, werden de schaaltjes van organismen in het plankton gecorrodeerd door de toenemende zuurgraad, en stierven bodembewoners uit.

Blad uit het Eoceen

Reconstructie van een Paleoceen bos

De relatie tussen al deze ontwikkelingen bleek toen de onderzoekers konden vaststellen dat de aslaag die werd uitgestoten op het hoogtepunt van de vulkanische activiteit, zowel in Groenland als in de oceaanbodem was te traceren. Daarmee kon worden vastgesteld dat de ongeveer 10 miljoen kubieke kilometer magma die toen uitstroomde dat de processen gelijktijdig optraden. Het uitstromen van de gigantische hoeveelheid lava (nu te zien op Groenland, in westelijk Schotland en op de Far Oer eilanden), die nu plaatselijk een dikte bereikt van 6 km - te vergelijken met de Deccan Traps in India - moet via ontgassing een ontzagwekkende hoeveelheid koolzuurgas en methaan in de atmosfeer hebben gebracht. Genoeg om de temperatuur op aarde met 5-6 graden te laten stijgen.

Referenties:

• Kerr, R.A., 2007. Humongous eruptions linked to dramatic environmental changes. Science 316, p. 527.
  
• Storey, M., Duncan, R. & Swisher III, C.C., 2007. Paleocene-Eocene Thermal Maximum and the opening of the Northeast Atlantic. Science 316, p. 587-589.

Foto van de helicopter: Mike Storey, Department of Environment, Society and Spatial Change, Roskilde University Centre, Roskilde (Denemarken).

840 DNA van mastodont in kaart gebracht Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Het wordt, in tegenstelling tot wat lang door biochemici is gedacht, steeds duidelijker dat DNA de tand des tijds lang kan doorstaan. Daarvoor moet het echter wel goed zijn 'opgeborgen', zodat het niet aangetast kan worden. Inmiddels is duidelijk geworden dat het DNA van prehistorische mensen vaak (grotendeels) onbeschadigd kan worden teruggevonden in hun kiezen. Nu blijkt dat ook voor andere dieren te gaan. Onlangs is het DNA in kaart gebracht dat in het mitochondrium (een structuur binnen een cel die onder meer een rol speelt bij de energieverzorging, en die zijn eigen - kleine - stelsel van genen heeft) van een kies van een mastodont is aangetroffen. De ouderdom van de kies is slechts bij benadering bekend (50.000-130.000 jaar), maar met die ouderdom is het mitochondrium-DNA ervan het oudste dat tot nu toe geheel bekend geworden is. De onderzochte kies van de mastodont werd geïsoleerd gevonden in een rivierbedding in het noorden van Alaska.


Locatie van de mammoetkies waaruit het DNA is gehaald

Deze analyse is wetenschappelijk van belang omdat het nieuw licht kan werpen op de vraag hoe de stamboom van de huidige olifanten in elkaar zit. Tot nu toe zijn er sterk uiteenlopende opvattingen over de familierelaties van de Afrikaanse en de Aziatische olifant en de wolharige mammoet. Dat komt doordat de huidige olifanten geen directe verwanten hebben: de meest nabije familieleden zijn de dugong (Indische zeekoe) en de hyrax, een in Amerika en Azië voorkomend klein zoogdier dat op een knaagdier lijkt.


De kiezen van diverse olifantachtigen

Nu blijkt dat de Aziatische olifant nauwer verwant is aan de mammoet dan aan de Afrikaanse olifant. Ook kon uit de analyse worden opgemaakt dat de Afrikaanse olifant zich omstreeks 7,6 miljoen jaar geleden afsplitste van zijn Aziatische familielid en van de mammoet. De afsplitsing vond plaats in Afrika, vrijwel gelijktijdig met de afsplitsing die bij de primaten plaatsvond tussen de voorlopers van de mens, de chimpansee en de gorilla’s. Dat ondersteunt de hypothese van aanpassing aan een veranderend klimaat: dat werd toen droger, de graslanden breidden zich uit en de uitgestrekte bosgebieden werden daardoor in kleinere bossen opgesplitst. De opsplitsing tussen de olifanten en de mammoeten enerzijds en de mastodont anderzijds moet al veel eerder hebben plaatsgevonden (ca. 25 miljoen jaar geleden).

Reconstructie van een mastodont (op de achtergrond een mammoet

Skelet van een mammoet

Er zijn weliswaar claims van onderzoekers die zeggen dat ze DNA hebben geanalyseerd van bacteriën van 100 miljoen jaar oud (zie Geonieuws 253), maar door anderen wordt nog steeds betwijfeld of dat oude DNA geen 'verontreiniging' afkomstig van moderne bacteriën is. Bij het DNA uit de mastodontkies is van verontreiniging echter zekert geen sprake.

Het oudste mitochondrium-DNA dat tot nu toe was geanalyseerd, behoorde toe aan een wolharige mammoet die 33.000 jaar geleden leefde. Verder is van uitgestorven dieren allen het mitochondrium-DNA volledig geanalyseerd van moa's, grote loopvogels uit Nieuw-Zeeland die waarschijnlijk pas omstreeks 500 jaar zijn uitgestorven.

Referenties:

• Rohland, N., Malaspinas, A.-S., Pollack, J.L., Slatkin, M., Matheus, P. & Hofreiter, M., 2007. Proboscidan mitogenomics: chronology and mode of elephant evolution using Mastodon as outgroup. PloS Biology 5 (8), e207 doi:10.1371/journal.pbio.0050207.

Copyright © NGV 1999-2010
webmaster@geologischevereniging.nl