Een belangrijke bevinding werd vorige week gemeld in hetzelfde nummer van Science als de nieuwe studies van Ardipithecus, en helaas overschaduwd door het nieuws van de 4-miljoen jaar oude mensachtigen. Deze bevinding kan zelfs nog belangrijker blijken te zijn, omdat deze geen betrekking heeft op de evolutie van een enkele soort, maar op het herstel van het leven in het algemeen op aarde na een van de grootste rampen ooit.
Ik verwijs naar een artikel van Julio Sepúlveda en anderen, getiteld "Snelle heropleving van mariene productiviteit na het Krijt-Paleogene massa-uitsterven".
Sepúlveda en collega's onderzochten zeesedimenten in Denemarken die dateren uit de periode na de massale uitsterving van KT. Die gebeurtenis bestond uit een impact op de aarde van een grote asteroïde 65 miljoen jaar geleden en het daaropvolgende uitsterven van vele soorten, waaronder alle dinosauriërs. Er wordt gedacht dat er een enorme daling was in de biologische activiteit in de oceanen na de gebeurtenis omdat de zon grotendeels werd geblokkeerd, waardoor de fotosynthese in algen in de oceaan werd verminderd. Zonder zon zouden de algen zijn afgestorven, en zonder algen, die aan de basis van de voedselketen in de oceaan liggen, zouden andere levensvormen in de oceaan afsterven of zeer zeldzaam worden. De meer algemeen aanvaarde reconstructies van wat er is gebeurd, geven aan dat deze afsterving in de oceaan inderdaad heeft plaatsgevonden en dat het tot drie miljoen jaar heeft geduurd voordat de ecosystemen van de open oceaan zich van deze impact herstelden. (Er is gedacht dat near-shore ecosystemen veel sneller herstellen.) De relatief levenloze open oceaan na impact wordt soms de "Stangelove-oceaan" genoemd in verwijzing naar het personage in de apocalyptische film "Dr. Strangelove."
Dat eerdere onderzoek was echter gebaseerd op het onderzoek van fossielen van mariene organismen, waaronder algen, die een gemakkelijk gefossiliseerd "skelet" van silica achterlaten, die inderdaad zeer lang na de inslag schaars zijn. Het is echter mogelijk dat bepaalde soorten organismen die geen fossielen achterlaten, zoals cynobacteriën, overvloedig aanwezig waren en onopgemerkt zouden blijven in het fossielenbestand.
Het papier van Sepúlveda en collega's gebruikten een ander soort bewijsmateriaal om te zoeken naar biologische activiteit in de open oceaan en vonden het in overvloed, mogelijk binnen een eeuw na de impact. Als dit waar blijkt te zijn, moet het donker worden van de lucht na de impact vrij kort zijn geweest en moet de waargenomen langdurige verstoring van de ecosystemen van de oceaan een andere verklaring hebben.
"De primaire productiviteit kwam snel terug, althans in de omgeving die we bestudeerden", aldus Roger Summons, een van de auteurs van de krant. "De atmosfeer moet snel zijn opgeklaard. Mensen zullen het herstel van de ecosystemen moeten heroverwegen. Het kan niet alleen het gebrek aan voedsel zijn."
De methode die dit onderzoeksteam gebruikte was om te zoeken naar isotopisch verschillende materialen in de oceaanafzettingen die ze onderzochten, evenals moleculen die alleen door levende wezens hadden kunnen worden gevormd.
De sedimenten waarin ze keken, bestaan uit een 37 centimeter dikke laag klei in Denemarken. Binnen deze klei, die werd afgezet in relatief ondiepe omgevingen nabij de kust, bevinden zich koolwaterstofmoleculen die worden geproduceerd door levende organismen die redelijk goed zijn bewaard vanaf 65 miljoen jaar geleden. Deze moleculen wijzen op het bestaan van uitgebreide open oceanische fotosynthese die niet mogelijk zou zijn geweest onder het "Strangelove ocean" -model.
De manier waarop de analyse werkt, kan op deze manier worden begrepen: de oceaan bevat veel opgeloste koolstof. Deze koolstof bestaat in de vorm van meer dan één isotoop. Een isotoop is een versie van een element dat slechts een heel klein beetje anders is in zijn nucleaire samenstelling, en de meeste elementen die lichter zijn dan Uranium hebben meerdere niet-radioactieve isotopen. Als er geen leven in de oceaan zou zijn, zou de koolstof een bepaald evenwicht bereiken met betrekking tot het aandeel van elke isotoop, dus sedimenten die koolstof bevatten zouden een voorspelbare verhouding van deze isotopen hebben. (Opmerking: dit heeft niets te maken met koolstofdatering. Zie deze blogpost voor meer informatie over de mogelijke verwarring over dat probleem.)
Levende vormen gebruiken koolstof, maar wanneer koolstof uit de omgeving wordt gehaald, worden bepaalde isotopen gemakkelijker in biologisch weefsel opgenomen dan andere. Welke isotopen worden gebruikt en op welke manier door biologische systemen, en de exacte reden hiervoor, is complex en gaat veel verder dan alleen een blogpost! Het volstaat te zeggen dat wanneer een geochemist naar een koolstofmonster kijkt, met behulp van zeer gevoelige instrumenten, ze kan zien of deze koolstof afkomstig is van een niet-biologisch systeem versus een biologisch systeem. Verder is het zelfs mogelijk om te vertellen welk soort biologisch systeem wordt weergegeven.
Het team van Sepúlveda kon zien dat de koolstof in deze post-impact sedimenten alleen in deze koolwaterstoffen (en andere verbindingen) in een functionerend open oceaan-ecosysteem had kunnen worden geassembleerd met veel algen die met een redelijk goede clip fotosynthetiseren. Omdat deze sedimenten direct na de inslag werden afgezet, is de oceaantheorie "Strangelove", met een enorme levenloze zee, zeer onwaarschijnlijk.
