Delen:
10 misvattingen over het oude leven
De Jurassic Park films zijn geweldig, deels omdat ze op feit zijn gebaseerd - of toch? Zeker, ze proberen dinosaurussen en andere oude levensvormen zo accuraat mogelijk weer te geven. Maar wetenschappers staan voor uitdagingen bij pogingen om het oude leven te reconstrueren. Nieuwe ontdekkingen gebeuren vaak, verduidelijken wat we weten over de eerste levensvormen op aarde of dwingen ons soms om de boeken te herschrijven.
10 Leven en aarde zijn samen geëvolueerd
De meesten van ons denken dat de aarde gevormd is, en dan is het leven ontwikkeld in de zeeën. Dat is in principe waar, maar niemand weet zeker hoe het leven zich voor het eerst ontwikkelde. Eenmaal aangekomen, begon het leven onmiddellijk het oppervlak van de planeet te beïnvloeden. Zonder planten om rots in sediment te breken, zou er bijvoorbeeld niet zoveel materiaal zijn voor platentektoniek om in continenten te veranderen. Zonder planten zou de aarde zijn geëindigd als een waterwereld.
Geloof het of niet, een steeds complexer leven kan zelfs het patroon van wereldwijde ijstijden veranderen, waardoor ze minder streng worden met "feedback van regelgevers". Dit intermitterende wereldwijde bevriezen-ontdooien patroon gaat miljarden jaren terug naar een tijd dat de aarde niet over de juiste complex web van leven dat vandaag bestaat. Destijds strekten gletsjers zich helemaal uit van de polen tot de evenaar, waardoor de hele planeet werd verstoord.
Sindsdien, toen steeds meer het leven over het oppervlak zwierf en de zeeën vulde, heeft de aarde van de ijstijd enorme gletsjers gevormd aan beide polen en een paar rillende vingers over verschillende breedtegraden naar beneden gezonden, zonder de evenaar te bereiken.
9 Er gebeurde iets mysterieus op aarde 542 miljoen jaar geleden
Experts noemen de plotselinge opleving van de diversiteit en rijkdom van het aardse fossielenbestand dat zo'n 542 miljoen jaar geleden begon met de "Cambrische explosie". Het verbaasde Charles Darwin. Waarom zijn alle voorouders van moderne dieren 's nachts geologisch gezien verschijnen?
Een deskundige verklaring is dat er leven was vóór de Cambrische periode, maar het had geen harde delen. Onderzoekers analyseerden zachte Precambrische fossielen in Australië, waarvan sommige niet gerelateerd zijn aan enige vorm van het moderne leven van vandaag, evenals jongere Cambrian zachte fossielen uit Canada. Ze ontdekten dat er meer dan 50 miljoen jaar voorafgaand aan de Cambrische 'explosie' een gevorderd meercellig leven was. Ze weten niet precies waar de harde delen vandaan kwamen, maar misschien veroorzaakte een genetische mutatie een cascade-effect dat leidde tot de plotselinge ontwikkeling van schelpen en skeletten.
Niet iedereen is het eens met deze theorie. Wetenschappers moeten nog precies uitvinden wat er 542 miljoen jaar geleden met het leven op aarde is gebeurd.
8 De eerste landplanten hebben waarschijnlijk een massale uitsterving veroorzaakt
Het was goed om een vis te zijn aan de top van de voedselketen tijdens de Devoon periode, 150 miljoen jaar na het Cambrium. Afgezien van een paar avontuurlijke planten en dieren die voor de allereerste keer land verkenden, leefde alles in de zee. Meer dan tientallen miljoenen jaren gingen de dingen ook omhoog kijken op het land, waar zich hoge bossen varens, mossen en schimmels ontwikkelden.
Toen begonnen zeedieren te sterven. Ten minste 70 procent van alle ongewervelde dieren in de zee is uiteindelijk verdwenen. Dit uit het Devoon stammende uitsterven was een van de tien grootste massa-uitstervingen in de geschiedenis van de aarde.
Veel experts zijn van mening dat landplanten de boosdoeners waren. Ze zeggen dat de eerste bossen bodem vormden die stenen in mineralen deed uiteenvallen die uiteindelijk in de oceaan spoelden, waardoor algenbloei ontstond. Deze algen verbruiken alle zuurstof, verstikkende zeedieren. Erger nog, de algen werden vervolgens omgezet in waterstofsulfide door andere organismen. Dit veranderde zeewater in zuur. De planten ontsnapten ook niet. Ze hebben genoeg CO verwijderd2 vanuit de lucht om een ijstijd te veroorzaken die ook veel van hen heeft vernietigd.
Sommige soorten overleefden echter zelfs die helse omstandigheden in de zee en op het land.
7 Het oude leven was zeer aanpasbaar
Er is nooit een totale uitsterving, zelfs niet als een enorme asteroïde de planeet beïnvloedt. Bijvoorbeeld, terug in de jeugd van de Aarde, zuurstof gemaakt door die nieuwerwetse cyanobacteriën was giftig voor de meeste vroege levensvormen. Hoewel veel zuurstofhaters stierven, pasten anderen zich aan door complexer te worden. Extinctie gebeurt steeds weer, maar Ian Malcolm in Jurassic Park had gelijk toen hij zei dat het leven altijd een manier vindt om door te gaan.
Volgens het fossielenbestand komen overleving en uitroeiing neer op demografische gegevens. Als een groep veel soorten verspreid over de hele wereld heeft, bestaat de kans dat minstens een of twee een uitstervingsgebeurtenis doorstaan. Andere invloeden zijn omgevingsomstandigheden en genetische factoren die een soort kwetsbaar of aanpasbaar maken.
Hoefijzerkrabben hebben echt de juiste dingen: ze hebben vier grote massa-uitstervingen en talloze kleinere overleefd. Geen wonder dat ze worden overspoeld met de schuld van de overlevende!
6 De zoektocht naar Marsfossielen herdefinieert de betekenis van fossielen op aarde
Wat is een fossiel eigenlijk? Het betekende altijd iets dat uit de grond was gegraven, maar dat kan misleidend zijn als we het oude leven proberen te begrijpen.
Fossielen kunnen ook moeilijk te identificeren zijn. Soms is het moeilijk om te zeggen of een blubber op een Precambrische rots een bacteriënfossiel of gewoon een rots is. Wat is leven en hoe kunnen we zijn fossielen identificeren? Vreemd genoeg liggen de antwoorden waarschijnlijk in de ruimteverkenning.
Op dit moment is er een verkeersopstopping rond en op de planeet Mars omdat, afgezien van de aarde, Mars het meest gastvrije planetaire klimaat voor het leven biedt. Het had eens zeeën en rivieren.
Als er leven was in die oude wateren, heeft het misschien wat fossielen achtergelaten. Dit roept een voor de hand liggende vraag op.Als we ons 542 miljoen jaar geleden van het leven op aarde hebben verbaasd, hoe zullen we de overblijfselen van Mars dan vier miljard jaar geleden herkennen?
Astrobiologen werken aan antwoorden op die vraag. Paleontologen helpen ook. Het herdefiniëren van fossielen om aan te sluiten bij de omstandigheden op het oude Mars helpt wetenschappers ook te achterhalen wat wel en niet originele fossielen hier op aarde zijn.
5 Fossielen zijn versteend
De meeste fossielen die je hebt gezien, zijn waarschijnlijk in water gevormd. Water is goed voor het maken van fossielen. Land ... niet zo veel. In het ondiepe water in de buurt van het strand bijvoorbeeld, zullen veel afzetting van sedimenten uit rivieren en beekjes snel venusschelpen en andere zeedieren begraven, waardoor ze worden beschermd.
Een tropisch regenwoud kan net zo divers en welvarend zijn als een ondiepe zeebodem, maar het zal niet veel fossielen vormen. Planten en dieren die daar sterven, vervallen snel door vochtigheid. Roofdieren voeren ook snel karkassen overal op het land af, terwijl alles wat er nog achterblijft in wind en regen erodeert.
Stagnant water in laaggelegen plaatsen zoals moerassen en lagunes werkt ook, omdat het niet veel zuurstof bevat en er weinig organismen kunnen bederven. Naast locatie is er ook een fossiele voorkeur voor lichamen die harde delen hebben, evenals voor leden van dier- en plantengroepen die groot, langlevend en verspreid zijn over een breed geografisch gebied. Tijd is ook belangrijk. Geologische processen zoals bergen bouwen en plaat-subductie hebben de neiging het fossielenbestand te wissen, dus extreem oude fossielen zijn zeldzaam.
4 A Fossil lijkt zelden op het originele levende wezen
Fysieke processen na het overlijden van een plant of dier zijn complex en rommelig. Een volledig wetenschappelijk veld, tafonomie, is opgezet om ze te bestuderen. Dit helpt veel, maar het is geen perfect beeld van het oorspronkelijke levende wezen. Sommige hele fossielen, zoals insecten en vleesetende planten gevangen in barnsteen, bestaan maar zijn allemaal vrij jong. Meestal wordt slechts een klein deel van een organisme bewaard. Zoals we hebben gezien, verloopt fossilisatie meestal alleen naar de harde delen van een plant of dier, dus experts moeten dieren van slechts een paar tanden reconstrueren en, als ze geluk hebben, misschien ook wat botten.
Paleoartists gebruiken fossiele gegevens om oude levende wezens te reconstrueren, maar ze vullen de gaten in met details van de moderne nazaten van dat dier of plant. Vaak bevestigen nieuwe ontdekkingen de reconstructies. Soms, in het bijzonder in het geval van gevederde dinosaurussen, zijn vroege reconstructies onnauwkeurig.
Laat dit niet verpesten Jurassic World voor jou echter. De experts doen hun best, maar zoals bioloog dr. John Hutchinson zei The Guardian, "Als je voor puur entertainment gaat, kun je net zo goed de wetenschap uit het raam gooien en het goedmaken."
3 Fossielen zijn niet verstijfd
Wetenschappers zijn pietluttig over woorden. Een paleontoloog die 200 miljoen jaar oud hout omschrijft dat in steen is veranderd, zou het eerder "gepermineraliseerd" of "vervangen" kunnen noemen in plaats van versteend.
Permineralisatie gebeurt omdat hout lege ruimtes bevat. Stel dat een boom in een meer valt dat veel opgeloste mineralen bevat van een nabijgelegen vulkaan die minerale mineralen in het water heeft gestrooid. Die mineralen, vooral silicaten, komen in het hout en vullen poriën en andere lege ruimtes, zodat de houtachtige delen in steen worden ingepakt en bewaard.
Hout kan ook worden vervangen. Dit is een veel uitgebreider proces. Stel dat onze boom het meer mist wanneer het valt en in plaats daarvan in de grond wordt begraven. Grondwater sijpelt door en in de geologische tijd vervangen mineralen de hele boom, inclusief de houtachtige delen, molecuul voor molecuul. Alle "versteend" hout is cool, maar paleontologen krijgen meer informatie van hout dat een moleculaire vervanging heeft ondergaan dan van hout met perma nen.
2 verschillende soorten zijn geëvolueerd dezelfde functie keer op keer
Zoals we al hebben besproken, was de sabeltandige "tijger" niet het enige oude beest dat lang in de tanden zat. Saberteeth is een voorbeeld van convergente evolutie, waarbij niet-verwante soorten onafhankelijk hetzelfde nuttige kenmerk ontwikkelen. Saberteeth is nuttig voor alle soorten roofdieren die op dieren moeten jagen die groter zijn dan zij.
Er zijn veel andere voorbeelden van convergente evolutie. Moderne giraffen, bijvoorbeeld, zijn niet gerelateerd aan dinosaurussen, maar ze hebben dezelfde lange halzen die brachiosaurus en andere donderhagedissen speelden. Een lang uitgestorven zoogdier, Castorocauda, leek en leek veel op een moderne bever, hoewel de twee soorten niet verwant zijn.
Een van de raarste gevallen van convergente evolutie omvat ons. Koala's hebben vingerafdrukken die er precies zo uitzien als die van ons, hoewel het buideldieren zijn (ze hebben buidels) en we zijn placenta's (onze ongeboren jongen worden via een placenta gevoerd). Je kunt niet veel meer los van elkaar krijgen dan dat! Wetenschappers denken dat koala's kleine slierten op hun vingers hebben kunnen ontwikkelen om bomen beter te laten klimmen, net zoals wij en onze naaste verwanten in het verleden deden.
1 Oude dieren bestaan en bloeien vandaag
Af en toe verschijnt er een vreemd uitziend dier of plant waarvan iedereen dacht dat het uitgestorven was, levend en wel. We beschouwen dit als relicten, onbewust dat er nog genoeg oude organismen rond zijn die nog steeds onveranderd op aarde wonen.
Zoals we hierboven zagen, hebben hoefijzerkrabben veel massa-uitstervingen overleefd. Ze zijn niet de enige. Die cyanobacteriën die ooit een groot deel van het leven op aarde hebben gedood door miljarden jaren geleden zuurstof te maken, zijn er nog steeds. Insecten zijn een andere, zeer succesvolle vorm van het oude leven. De stafyldidekevers van tegenwoordig gaan bijvoorbeeld terug naar het Trias (meer dan 200 miljoen jaar geleden).Tegenwoordig is deze keverfamilie mogelijk de grootste familie van levende organismen in de wereld. Hun voorouders kunnen bekend zijn met Trias waterwantsen, net zoals degenen die over de vijveroppervlakken van vandaag glibberen.
Het meest verbazingwekkende van alles is dat sommige soorten zwavelproducerende anaerobe bacteriën, die tot de eerste levende organismen op aarde behoorden, vandaag de hele tijd bij ons zijn. Dat komt omdat ze enkele van de vele microben zijn die in ons spijsverteringskanaal leven. Gelukkig voor ons is de atmosfeer van de Aarde echt verbeterd door de aionen ... nou ja, meestal, hoe dan ook.