De reden dat onze planeet de verschrikkelijke hagedissen uit lang vervlogen tijden heeft verloren, lijkt misschien vanzelfsprekend. Ongeveer 66 miljoen jaar geleden schreeuwde een asteroïde uit de lucht en sloeg in wat nu het schiereiland Yucatán van Mexico is. De verwoesting die volgde was ongekend, met tsunami's, een oververhitte atmosfeer, verduisterde luchten, een vreselijke verkoudheid en andere apocalyptische ecologische gebeurtenissen die naar schatting vijfenzeventig procent van het bekende leven op aarde opruimen.
Paleontologen kennen deze catastrofe als het uitsterven van K / Pg omdat het de overgang markeert van het Krijt naar de Paleogene periode van de geschiedenis van de aarde. Maar hoewel het voortdurend is bestudeerd, zijn de details van dit evenement nog steeds een puzzel voor experts. De zaak werd niet afgesloten met de erkenning van de inslagkrater in de jaren negentig, en precies hoe het uitsterven verliep - wat de levenden van de doden onderscheidde - blijft paleontologen inspireren om zich in de ramp van het Krijt te verdiepen.
Om het hele verhaal beter te begrijpen, trekken onderzoekers zich terug vanaf het moment van impact om de bredere levenspatronen op dat moment te onderzoeken. Dinosaurussen leefden niet in een stabiele en weelderige Mesozoïsche utopie, noch waren ze destijds de enige organismen - verre van dat. De wereld veranderde om hen heen zoals altijd. Toen het Krijt naderde, zakte de zeespiegel, het klimaat neigde naar een koelere wereld en een deel van het prehistorische India, de Deccan Traps, bruiste van intense vulkanische activiteit. Het is geen eenvoudige taak om uit te zoeken hoe deze veranderingen het leven op aarde hebben beïnvloed, vooral nadat de rampzalige meteoriet dingen in het rockverslag heeft vermengd, maar paleontologen doorzoeken het wrak om beter te begrijpen wat er is gebeurd.
"Om een idee te krijgen van wat er is gebeurd na de asteroïde-impact, hebben we solide basisgegevens nodig over hoe snel de achtergrond van uitsterven was voordat de K / Pg plaatsvond", zegt paleontoloog Paul Barrett van het Natural History Museum. Een moment van catastrofe kan alleen zinvol zijn binnen de bredere context van het leven ervoor en erna. "Dit zou het verschil maken tussen de rampzalige gebeurtenissen op Chicxulub, hetzij de primaire oorzaak van het uitsterven, hetzij slechts de coup de grace die een ecosysteem beëindigde waarvan de veerkracht geleidelijk was weggesleten."
De weergave van een kunstenaar van een asteroïde die de aarde beïnvloedt. (NASA / Don Davis) Hoewel het uitsterven van K / Pg een wereldwijde crisis was, is het grotendeels onbekend hoe het zich op verschillende plaatsen op de planeet afspeelde. De hoeveelheid informatie op een bepaalde locatie hangt af van hoe goed de relevante rotslagen zijn bewaard en hoe toegankelijk ze zijn voor wetenschappers. Enkele van de beste belichtingen bevinden zich in het westen van Noord-Amerika, waar een continue opeenvolging van sedimentaire lagen het einde van het Krijt vastlegt tot aan het begin van het Paleogeen. Deze rotsen bieden voor en na opnamen van het uitsterven, en het zijn deze blootstellingen die het Royal Saskatchewan Museum paleontoloog Emily Bamforth in staat hebben gesteld om te onderzoeken wat er gebeurde in de 300.000 jaar voorafgaand aan de explosieve afsluiting van het Krijt.
Kijkend naar het geologische record van Zuidwest-Saskatchewan, zegt Bamforth, waren lokale omstandigheden zoals de frequentie van bosbranden en de kenmerken van een bepaalde habitat even belangrijk als wat er op wereldschaal gebeurde bij het bepalen van patronen van oude biodiversiteit. "Ik denk dat dit een belangrijke boodschap is om in gedachten te houden bij het denken aan oorzaken van het uitsterven, " zegt Bamforth. "Elk ander ecosysteem had zijn eigen kleinschalige biodiversiteitsdrivers kunnen hebben die vóór het uitsterven in werking waren, die de grote, wereldwijde factoren ondersteunen." Wat goed was voor schildpadden, amfibieën, planten, dinosaurussen en andere organismen op één plek, heeft misschien niet nuttig geweest in een ander, onderstrepend dat we wereldwijde verschuivingen niet kunnen begrijpen zonder de basis van lokale diversiteit. "Ecosystemen zijn ingewikkelde dingen, en ik denk dat het de moeite waard is om in gedachten te houden bij het overwegen van de oorzaak en de duur van het massaal uitsterven, " zegt Bamforth.
Wat Saskatchewan betreft, de ecologische gemeenschap in de aanloop naar het uitsterven was als een groot spel van Jenga. "De toren blijft staan, maar factoren zoals klimaatverandering trekken langzaam blokken eruit, verzwakken het systeem en maken het kwetsbaar, " zegt Bamforth. De constant veranderende ecologische stabiliteit maakte grote verstoringen - zoals een asteroïde die op de verkeerde plaats, op het verkeerde moment toesloeg - bijzonder rampzalig.
Dit beeld van veranderende ecosystemen keert de focus van de K / Pg-ramp om. Hoewel de reden waarom niet-aviaire dinosaurussen en andere organismen afstierven altijd onze aandacht trekt, is het moeilijker voor wetenschappers om te bepalen waarom de overlevenden in staat waren door te gaan naar het volgende hoofdstuk van de geschiedenis van het leven.
Soorten die de impact hebben overleefd waren meestal klein, semi-aquatisch of gemaakt holen, en konden in leven op een verscheidenheid aan voedsel, maar er zijn enkele belangrijke tegenstrijdigheden. Er waren enkele kleine niet-aviaire dinosaurussen die deze voordelen hadden en toch uitstierven, en veel reptielen, vogels en zoogdieren stierven uit ondanks dat ze behoorden tot bredere groepen die bleven bestaan. Het dasgrote zoogdier Didelphodon heeft het bijvoorbeeld niet gehaald, en de oude vogel Avisaurus ook niet .
"Dit is iets dat ik moeilijk uit te leggen heb", zegt Barrett. Over het algemeen hadden kleinere dinosauriërs en andere dieren betere overlevingskansen moeten hebben dan hun grotere familieleden, maar dit was niet altijd het geval.
Tyrannosaurus rex leefde ongeveer 66 tot 68 miljoen jaar geleden in het westen van de Verenigde Staten, tot het K / Pg-uitstervingsevenement. (Smithsonian National Museum of Natural History) Pat Holroyd van het University of California Museum of Paleontology vergelijkt deze onderzoeken met wat er gebeurt na vliegtuigongelukken. "Ze gaan naar binnen en ze verzamelen alle gegevens en ze proberen te achterhalen: 'Nou, oké, waarom hebben de mensen in het staartgedeelte het overleefd en de mensen in de andere delen van het vliegtuig hebben het niet gehaald?'" Zegt Holroyd. En hoewel dergelijke rampen afzonderlijke gebeurtenissen met unieke oorzaken kunnen zijn, is het nog steeds mogelijk om naar meerdere incidenten gezamenlijk te kijken om patronen te identificeren en te informeren wat we misschien als een enkele gebeurtenis beschouwen.
Wat het uitsterven van K / Pg betreft, zijn de patronen nog steeds in opkomst. Holroyd schat dat veel van het relevante onderzoek naar welke soorten de impact hebben overleefd pas het afgelopen decennium is gepubliceerd of geüpload naar de Paleobiology-database. Deze nieuwe informatie stelde Holroyd en collega's in staat om omzetpatronen te bestuderen - hoe lang soorten op het land en in bijbehorende zoetwaterhabitats leefden - lang voor en na de asteroïde impact. De bevindingen van het team werden eerder dit najaar gepresenteerd op de jaarlijkse bijeenkomst van de Society of Vertebrate Paleontology in Albuquerque, New Mexico.
Sommige patronen waren bekend. Vissen, schildpadden, amfibieën en crocodyliërs deden het over het algemeen beter dan strikt terrestrische organismen. "Mensen observeren dit patroon sinds minstens de jaren 50, en waarschijnlijk daarvoor, " zegt Holroyd. Maar de veerkracht van watergebonden soorten was nog nooit in detail gekwantificeerd, en de nieuwe analyse onthult dat de oplossing voor de puzzel van het uitstervingspatroon misschien al de hele tijd voor ons lag.
De verrassing, ontdekte Holroyd, was dat het verschil tussen de overlevenden en het uitgestorven van de K / Pg-gebeurtenis een patroon nabootst dat tientallen miljoenen jaren voor en na de asteroïde-impact heeft gehandhaafd. Soorten die op het land leven, met name grote soorten, hebben de neiging niet zo lang te blijven bestaan als diersoorten die in zoetwateromgevingen leven. Terrestrische soorten sterven vaak sneller uit dan diersoorten in aquatische omgevingen, zelfs zonder een enorme catastrofe om ze uit beeld te halen. Soorten die leefden in en rond zoetwaterhabitats lijken langer te hebben bestaan, zelfs wanneer er geen crisis was, en toen het uitsterven aan het einde van het Krijt volledig toesloeg, hadden deze organismen een voordeel ten opzichte van hun puur terrestrische buren.
Maar zelfs in hun relatief veilige aquatische omgevingen, was alles niet peachy voor water faring dieren. Holroyd merkt op dat Krijtschildpadden bijvoorbeeld wereldwijd vijftig procent van hun diversiteit verloren, hoewel slechts ongeveer twintig procent in het meer gelokaliseerde gebied van West-Noord-Amerika, wat het belang van het begrijpen van lokale versus wereldwijde patronen nog eens onderstreept. Zelfs geslachten die kunnen worden beschouwd als 'overlevenden' hebben nog steeds verliezen geleden en zijn misschien niet teruggekeerd naar hun oude glorie. Buideldierzoogdieren bijvoorbeeld overleefden het massale uitsterven als groep maar hadden hun diversiteit en overvloed drastisch teruggebracht.
Een gearceerd reliëfbeeld van het Yucatan-schiereiland in Mexico met de aanduiding van de Chicxulub-impactkrater. (NASA / JPL) Hoe lokale ecosystemen werden beïnvloed door deze veranderingen is de volgende stap om te begrijpen hoe het uitsterven de wereld heeft beïnvloed. Holroyd verwijst als voorbeeld naar het bekende "driehoornige gezicht" Triceratops . Deze dinosaurus was alomtegenwoordig in een groot deel van West-Noord-Amerika aan het einde van het Krijt en was duidelijk een belangrijk onderdeel van zijn ecosysteem. Deze dieren waren de bizons van hun tijd en gezien het feit dat grote herbivoren hun leefomgeving veranderen door begrazing en migratie, had het uitsterven van Triceratops ongetwijfeld grote gevolgen voor het herstel van ecosystemen in de nasleep van de catastrofe in het Krijt. Planten die mogelijk op Triceratops hadden vertrouwd om zaden te verspreiden, zouden bijvoorbeeld geleden hebben, terwijl andere planten die door de dinosauriërs werden vertrapt, misschien vrijer waren gegroeid. Hoe deze ecologische stukken passen, en wat ze betekenen voor het herstel van het leven na het uitsterven, moet nog volledig in beeld komen.
"Het westelijke binnenland van Noord-Amerika geeft ons ons enige gedetailleerde overzicht van wat er met het leven op het land gebeurde tijdens het uitsterven van K / Pg, maar het is volstrekt onduidelijk of dit typisch was", zegt Barrett. "We weten niet veel over hoe de intensiteit van het uitsterven over de hele wereld varieerde, " vooral op locaties die geografisch ver verwijderd waren van de asteroïde aanval. "Het lijkt onwaarschijnlijk dat een one-size-fits-all-model verantwoordelijk zou zijn" voor het kappen van organismen die net zo verschillend van elkaar zijn als Edmontosaurus op het land en spoelvormige ammonieten in de zeeën, tussen zoveel andere soorten verloren aan het Krijt. Onderzoek in Europa, Zuid-Amerika, Azië en Australië begint net de basis te vormen voor een veelgevraagd wereldwijd beeld van het meest beroemde uitstervingsevenement in de geschiedenis.
"Het is als een gigantische puzzel waar we meer stukken van zijn gaan maken", zegt Bamforth. Het resulterende beeld van dit kritieke moment in de geschiedenis van de aarde zal pas op tijd worden onthuld.
