Naar de content

De allereerste uitstervingsgolf

Malcolm Hodgkiss

Zo’n twee miljard jaar geleden kwam er een einde aan het Great Oxidation Event, een periode waarin er voor het eerst flink wat zuurstof geproduceerd werd op aarde. Het abrupte einde van dit tijdperk markeert de hongerdood van een fors deel van het zuurstofproducerende leven, concludeert een team geologen nu uit de analyse van gesteenten uit Canada.

9 september 2019

Cyanobacteriën, ook bekend als blauwalg, behoren tot de eerste organismen die aan fotosynthese deden. Ze komen nog steeds veelvuldig voor in meren en vijvers.

Jacques Le Letty via Wikimedia Commons CC BY SA 4.0

Ongeveer 2,5 miljard jaar geleden, toen de aarde nog kaal was en het leven uit eencelligen bestond, gebeurde er plotseling iets dat nog nooit eerder was voorgekomen. Het zuurstofgehalte in de ondiepe delen van de oceaan en de atmosfeer, dat tot dat moment extreem laag was geweest, begon te stijgen. De gebeurtenis staat bekend als het Great Oxidation Event, en wordt toegeschreven aan de eerste micro-organismen die de fotosynthese onder de knie hadden. Zij haalden energie uit zonlicht, en zetten daarmee CO2 om in koolstof en zuurstof.

Zo’n driehonderd tot vierhonderd miljoen jaar later kwam het Great Oxidation Event ten einde, en begon een lange periode die bekend staat als de Boring Billion. Bijna twee miljard jaar gebeurde er voor zover bekend niks noemenswaardigs, de enige sporen uit die tijd komen van eenvoudige eencelligen. Dankzij hen bleef het zuurstofgehalte wel hoger dan in de periode voorafgaand aan het Grote Oxidatie Avontuur.

Hongerdood

Maar hoe eindigde de zuurstofrijke periode? Ging het zuurstofgehalte als een speer omhoog, om daarna weer in te storten? Of stopte de groei, om vervolgens op een constant niveau te blijven? Het eerste, schreef een internationaal team van aardwetenschappers eind augustus in het wetenschappelijke tijdschrift PNAS.

Er moet twee miljard jaar geleden een uitstervingsgolf hebben plaatsgevonden, concluderen de onderzoekers op grond van onderzoek aan gesteenten uit die tijd. De hoeveelheid zuurstofproducerende algen en eencelligen nam hierbij af met minstens 80 en wellicht zelfs 99 procent. De reden moet een gebrek aan voedingsstoffen geweest zijn, zoals bijvoorbeeld fosfor. Zo eindigde het Grote Oxidatiefestijn in een periode van honger en dood. Als deze conclusie klopt, is daarmee de vroegste uitstervingsgolf op aarde ontdekt die we kennen.

De Belcher Eilanden in Hudson Bay, Canada. Hier zijn de gesteentemonsters van 2,02 tot 1,87 miljard jaar oud verzameld, waaruit onderzoekers concludeerden dat het Great Oxidation Event door het op grote schaal sterven van micro-organismen geëindigd is.

 Malcolm Hodgkiss

De geologen baseren hun conclusies op onderzoek aan gesteenten uit de Hudson Baai in Canada. Deze rotsen bevatten zwavel en barium uit de tijd dat het Great Oxidation Event ten einde kwam. De vorm waarin zwavel en barium neerslaan is afhankelijk van de chemische samenstelling van de omgeving (bijvoorbeeld of deze zuurstofrijk is of zuurstofarm, en of er sprake was van biologische activiteit). Dit is te achterhalen uit de verhouding waarin de verschillende zwavel- of bariumisotopen voorkomen: dat zijn atomen van hetzelfde element, die alleen van elkaar verschillen wat betreft het aantal neutronen in de atoomkern.

Niet de grootste

“Uitsterving ontdekt groter dan die van de dinosauriërs!”, kopten veel media vorige week – refererend naar dit onderzoek.
Daar valt echter wel wat op af te dingen, zegt Jan Wijbrans, aardwetenschapper aan de Vrije Universiteit Amsterdam en kenner van de oudste geschiedenis van de aarde.

Tot nu toe zijn er vijf grote uitstervingsgolven op aarde bekend (the Big Five, noemt men ze wel), waar die van de dinosauriërs 66 miljoen jaar geleden er een van was. De hongerdood van de eencelligen van twee miljard jaar geleden overtreft ze allemaal, schrijven de onderzoekers inderdaad in hun artikel. “Dit is de grootste uitstervingsgolf in de geschiedenis van de aarde”, is de laatste zin van hun verhaal.

“De hoeveelheid zuurstof die vrijkwam tijdens het Great Oxidation Event was ongekend voor die periode”, zegt Wijbrans echter, “maar is miniem vergeleken bij de hoeveelheid zuurstof die we nu hebben.” Ook de hoeveelheid algen die de zuurstof produceerde was dus klein. “Bij de andere uitstervingsgolven was er veel meer leven op aarde”, zegt Wijbrans. “Er kan 2 miljard geleden best 80 tot 99 procent van de microben verdwenen zijn, maar dat is dan wel 80 tot 99 procent van heel weinig.”

Daarnaast geldt dat voor eerdere massa-extincties alleen bekend is hoeveel soorten dieren er verdwenen zijn, en niet hoeveel individuen. Dit omdat deze uitstervingsgolven zijn bestudeerd op grond van de aan- of afwezigheid van fossielen in bepaalde perioden. In het PNAS artikel hebben de onderzoekers het niet over het aantal soorten dat van de aardbodem verdween, maar over de totale hoeveelheid leven dat stierf. Dat maakt het vrijwel onmogelijk een zinnige vergelijking te maken.

Peter Crockford, aardwetenschapper bij het Weizmann Instituut in Rehovot in Israël en bij de Princeton University in de VS, en mede-auteur van het PNAS-verhaal, zegt dat zelf overigens ook in een blog. “De term ‘uitsterving’ is problematisch, omdat we waarschijnlijk nooit zullen weten om welke soorten het ging, als er al sprake was van soorten. Maar zoals het er nu uitziet was er wel een dramatische afname van de hoeveelheid leven op onze planeet”, aldus Crockford.

Bron:
  • M.S.W. Hodgskiss, P.W. Crockford, et al, A productivity collapse to end Earth’s Great Oxidation, PNAS (2019), doi:10.1073/pnas.1900325116
ReactiesReageer