Meer dan 150 jaar geleden deed geoloog Sir William Dawson een verbazingwekkende ontdekking in de Joggins Cliffs, langs de kust van Nova Scotia's Bay of Fundy. Binnen de gelithificeerde overblijfselen van een gigantische boomachtige varen bevonden zich de botten van een klein dier van 310 miljoen jaar oud.
Dit dier was anders dan alle andere tot nu toe gezien. Het was in staat om zich te wagen waar nog geen gewerveld dier (zonder been) eerder had gewaagd, diep in de lycopsidebossen, weg van de waterkant. Dit was allemaal te danken aan een evolutionaire innovatie: het vruchtwater.
Hoewel dieren zich eerder in de Devoonperiode op het land hadden gewaagd, hoeven dieren met een vruchtwater, zoals moderne reptielen, vogels en ja zelfs zoogdieren, niet terug te keren naar het water om zich voort te planten, zoals moderne amfibieën dat nog steeds doen. Het vruchtwater is een op zichzelf staande vijver, waar het embryo en al zijn voedsel en afval worden opgeslagen, omringd door een beschermende, uitdrogingsbestendige schaal.
In deze illustratie uit 'Air-Breathers of the Coal Period' van John William Dawson, wordt Hylonomus Lyelli afgebeeld als springend op zoek naar een insect. (Dawson Brothers) Dit nieuwe soort dier, dat Dawson Hylonomus lyelli zou noemen, blijft het vroegste vruchtwater in het fossielenbestand. Sindsdien zijn vele andere dieren, sommige vreemde en andere vertrouwde, toegevoegd aan de lijst met ontdekkingen bij Joggins Cliffs in de Bay of Fundy. Deze omvatten microsauriërs, temnospondylen en Dendrerpeton acadianum .
In 2008 werden de Joggins Fossil Cliffs uitgeroepen tot UNESCO-werelderfgoed. En de kliffen zijn niet langer gestopt met het delen van hun geheimen - elke kolossale getijdencyclus erodeert en onthult meer van het oude ecosysteem dat ooit bloeide op zijn voormalige equatoriale locatie.
Ancient Fern Records
De eerste ontdekking van de paleontologische betekenis van Joggins vond plaats in 1842, toen de Britse geoloog Sir Charles Lyell naar Nova Scotia reisde. Tien jaar later bestudeerden Lyell en lokale geoloog Sir William Dawson samen de lagen van de 310 miljoen jaar oude kliffen. Binnen de kliffen stonden de lichamen van gigantische bomen, bevroren in de tijd. Deze bomen zijn echter anders dan die in bossen van tegenwoordig. Het waren eerder oude, gigantische varens die 20 tot 30 meter boven de bosbodem zouden torenen.
Deze varens maken Joggins in het bijzonder cruciaal voor ons begrip van vroege tetrapod-evolutie. Dat komt omdat toen ze stierven, hun zachte binnenkernen weg rotten en hun stevige buitenschors en een holle binnenkant achterlieten. Het is binnen deze uitgeholde stronken dat dierlijke overblijfselen meer dan 300 miljoen jaar lang werden gevangen en beschermd, en waar we ze vandaag vinden.
Nieuwe ontdekkingen
Aanzienlijke fossiele vondsten bij Joggins zijn schaars. Maar het is het ongeëvenaarde potentieel van de volgende grote ontdekking waardoor ik jaar na jaar terugkom op de site. En misschien hebben we nu de beste kans op die volgende grote ontdekking.
Na een 15 jaar durende samenwerking tussen het Nova Scotia Museum, de Saint Mary's University, de Nova Scotiaanse geoloog John Calder, het Joggins Fossil Institute en de inheemse Joggins Brian Hebert, een nieuwe verzameling gigantische fossiele bomen - die de grootste verzameling vertegenwoordigen die is verzameld sinds de site werd ontdekt - is klaar voor nieuwe ogen.
Boomachtige varens holden uit toen ze stierven, en oude dieren kropen naar binnen waar ze honderden miljoenen jaren werden bewaard. (Hillary Maddin, auteur voorzien) In de komende jaren zal een zorgvuldige handmatige voorbereiding kleine nieuwe botten onthullen, een voor een. Wat het nieuw ontdekte materiaal zo bijzonder maakt, is dat het werd verzameld uit lagen lager in de sectie Joggins dan elk eerder materiaal. De fossielen binnen zullen nieuwe vroegste registraties worden van dieren die we herkennen als leden van groepen dieren die vandaag de dag nog leven - amfibieën, reptielen en zoogdieren - en vele die nu zijn uitgestorven. We zullen voor het eerst zien hoe deze pioniers eruit zagen, en hoeveel verschillende soorten aanwezig waren in deze vroege fase van tetrapod-evolutie.
Tetrapod-evolutie
Deze dieren zullen ons veel nieuwe dingen leren over een van de belangrijkste fasen in tetrapod-evolutie: de oprichting van de eerste terrestrische gemeenschappen van gewervelde dieren. We zullen hun anatomie analyseren en, door vergelijking met levende dieren, leren wat deze dieren mogelijk hebben gedaan toen ze nog leefden.
We kunnen bijvoorbeeld de conditie van hun tanden onderzoeken om te leren wat ze hebben gegeten. Met de explosie van terrestrische planten in die tijd, kunnen we zien hoe lang het duurde voordat dieren herbivoor werden, en hoe hun strategieën vergelijkbaar of alternatief, volledig anders konden zijn dan die van hedendaagse herbivoren.
We kunnen ook hun botten onderzoeken om te weten te komen wat voor soort activiteiten ze deden in deze nieuwe omgevingen. We zien op iets jongere Carboonachtige plaatsen dat dieren al ecologisch diversifiëren. We zien de eerste gravende dieren en enkele mogelijk boomdieren (dieren die het grootste deel van hun leven in bomen leven).
Hebben de dieren bij Joggins deze dingen al gedaan? Als dat zo is, zouden we leren dat het relatief weinig tijd kostte voor dieren om de vele aspecten van hun nieuwe omgeving te exploiteren. Als dat niet zo is, lijkt het erop dat het enige tijd heeft geduurd voordat deze pioniers hun positie in het aardse rijk hadden gevonden.
Fossiliferous strand bij Joggins Fossil Cliffs, Nova Scotia, Canada. (Shutterstock) Samen zullen deze ontdekkingen en nieuwe analyses ons begrip van de Carboonperiode herzien. We zullen het niet langer beschouwen als een saai, stilstaand moeras vol met niet-gespecialiseerde wezens.
Er verschijnt nu een nieuw beeld, een van een dynamische omgeving die zich snel vulde met dieren met veel nieuwe aanpassingen en mogelijkheden.
Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation.
Hillary Maddin, gewervelde paleontoloog, universitair docent, Carleton University
