Op een dag, 66 miljoen jaar geleden, kwam aan bijna al het leven op aarde een plotseling en apocalyptisch einde toen het tijdperk van de dinosauriërs op gewelddadige wijze werd beëindigd met de inslag van een asteroïde. Vogels zijn de enige dieren van de stamboom van de dinosauriërs die deze ramp hebben overleefd, en de ecologische niches die door het verdwijnen van de dinosauriërs overbleven, werden optimaal benut door de vroege zoogdieren, de voorlopers van de primaten en de mens.
Maar stel dat de dinosauriërs nooit door zo’n ramp zouden zijn getroffen? Zouden ze dan toch zijn uitgestorven, zij het heel geleidelijk en niet in een spectaculair eindakkoord?
Wel, misschien toch niet. Want uit nieuw onderzoek blijkt dat de dinosauriërs aan de vooravond van de grote massa-extinctie aan het einde van het Krijtnog in volle bloei verkeerden. Met behulp van grootschalige simulaties die in de paleontologie nog niet eerder zijn gebruikt, wijzen de resultaten van het onderzoek op de zoveelste nieuwe wending in het debat over de vraag of de dinosauriërs al vóór de reusachtige inslag aan hun zwanenzang waren begonnen of dat ze inderdaad door die inslag plotseling van de aardbodem werden weggevaagd.
De innovatieve benadering van de studie, die vorige week werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications, kan wetenschappers bovendien een beter beeld geven van milieurampen in het verleden, en daarmee een gedetailleerder inzicht in de gevolgen van de huidige klimaatverandering.
“De bevindingen zijn erg belangrijk – het hele verhaal van argumenten voor en tegen de ondergang van de dinosauriërs – maar het is ook goed dat we nieuwe methoden hebben bedacht en toegepast. Het onderzoek heeft dus meerdere kanten,” zegt paleontoloog Alfio Alessandro Chiarenza, de promotieonderzoeker van het Imperial College London die het nieuwe onderzoek leidde.
Ondergang van de dinosauriërs
Wie de Disney-film Fantasiauit 1940 nog eens bekijkt, ziet een visie op het uitsterven van de dinosauriërs die paleontologen destijds voor mogelijk hielden. In de film gedijen de bekende dinosauriërsoorten in weelderig moerasland maar gaan uiteindelijk ten onder aan een hels klimaat. Die visie veranderde in de jaren tachtig van de vorige eeuw toen Walter en Luis Alvarez stelden dat de dinosauriërs niet in woestijnachtige omstandigheden aan hun einde waren gekomen. Op basis van een combinatie van geologische gegevens en vondsten van fossielen kwamen ze tot de slotsom dat het tijdperk van de dinosauriërs was geëindigd door de catastrofale inslag van een asteroïde.
Jaren later vonden wetenschappers het directe bewijs voor deze hypothese: de resten van een inslagkrater voor de kust van Mexico. Sindsdien zijn paleontologen het erover eens dat deze asteroïde de voornaamste boosdoener is als het gaat om de ondergang van de dinosauriërs. (Maar zelfs dat staat ter discussie: in twee recente studies wordt beweerd dat de dinosauriërs mede als gevolg van vulkaanuitbarstingen aan hun einde zijn gekomen).
Paleontologen debatteren nu over de vraag wat er zou zijn gebeurd als deze asteroïde de aarde zou hebben gemist. Het is moeilijk om in deze kwestie duidelijke gegevens boven water te krijgen, aangezien de tot nu toe gevonden fossielen zeer wijdverspreid en gefragmenteerd zijn. Alleen onder de juiste omstandigheden wordt het lichaam van een organisme begraven en blijft het lang genoeg geïsoleerd om in een fossiel te veranderen. Het vertellen van het verhaal van het leven op aarde aan de hand van fossielen lijkt dan ook veel op het reconstrueren van de verhaallijn van een groots epos waarvan alleen fragmenten bewaard zijn gebleven en waarvan de inkt nog maar nauwelijks leesbaar is.
Wanneer paleontologen naar het aantal prehistorische soorten kijken, moeten ze daarbij rekening houden met het feit dat het slechts om een selectie van vondsten gaat, een selectie die door natuurlijk toeval is gecreëerd. Tellingen van dinosauriërsoorten lijken erop te wijzen dat het aantal dinosauriërs in het westen van Noord-Amerika in de laatste zeventien miljoen jaar van het Krijt sterk afnam. En daaruit zou blijken dat de dinosauriërs al vóór de inslag van de asteroïde aan hun nadagen waren begonnen.
Maar het tijdperk dat veel dichterbij de massa-extinctie ligt en dat het Maastrichtien wordt genoemd, heeft niet genoeg fossielen opgeleverd om er gedetailleerde conclusies uit te kunnen trekken. In veel onderzoeken is geprobeerd om dit grote hiaat te compenseren. En daarbij komen wetenschappers tot de slotsom dat de diversiteit aan dinosauriërs in Noord-Amerika tot het laatste moment stabiel bleef of zelfs toenam. In dat scenario ging het dus prima met de dinosauriërs – totdat het was afgelopen.
Maar deze consensus werd in 2016 zwaar op de proef gesteld toen bioloog Manabu Sakamoto van de University of Reading een artikel publiceerde waarin hij stelde dat enkele tientallen miljoenen jaren vóór de massa-extinctie dinosauriërsoorten sneller begonnen uit te sterven dan dat er nieuwe soorten bijkwamen. In dat beeld, dat was gebaseerd op de wereldwijde stamboom van dinosauriërsoorten, vielen de hoogtijdagen van sommige dinosauriërgroepen dus ver vóór de catastrofale inslag van de reuzenasteroïde.
Het onderzoek van Sakamoto kan niet goed worden vergeleken met andere studies, omdat het is gebaseerd op langere perioden. Toch wist zijn werk opnieuw het debat over de ondergang van de dinosauriërs aan te wakkeren.
Grote botten, grote databases
Om een antwoord te vinden op de belangrijkste vragen in deze kwestie is het handig om te beschikken over grote hoeveelheden gegevens. Al tientallen jaren lang zijn paleontologen bezig met het samenstellen van enorme publiek toegankelijke databases van fossielenvondsten. En een nieuwe whizzkid-generatie van paleontologen kan de prehistorie nu als nooit tevoren digitaal bestuderen en analyseren, wat nieuwe inzichten op wereldwijde schaal oplevert.
“We zijn in het tijdperk van ‘Big Data’ aanbeland, nietwaar?” zegt Sakamoto. “Als je dit soort grootschalige studies wilt uitvoeren en dit soort brede beweringen wilt maken, heb je echt veel gegevens nodig om dat alles op te baseren, dus deze databases zijn van cruciaal belang.”
Wie denkt dat deze op databases gebaseerde paleontologie een spannende mix tussen Jurassic Parken The Matrixis, heeft het mis. Het gaat om monnikenwerk, waarbij databases met honderdduizenden soorten en vindplaatsen nauwgezet worden gecheckt en nogmaals gecheckt.
“We zijn jaren met dit gedoe bezig geweest – het dag in dag uit testen van mislukte modellen, mislukte versies, het opschonen van gegevens... En als ik nog één keer het woord ‘Maastrichtien’ verkeerd gespeld zie staan, wordt ik gek,” zegt paleontoloog Emma Dunne, een postdoctoraalstudente van de University of Birmingham die klimaatmodellen toepast op de studie naar de evolutionaire oorsprong van dinosauriërs. “Maar het is absoluut de moeite waard. Het is superspannend.”
Chiarenza’s reis was vergelijkbaar. Hij wilde gewoon onderzoek doen naar dinosauriërs, maar om antwoord te krijgen op zijn vragen moest hij zich nieuwe disciplines eigen maken – van het digitaal modelleren van aardsystemen tot de nieuwste methoden in de ecologie.
Voor het nieuwe onderzoek combineerde hij hoogwaardige modellen van het oerlandschap van de aarde met de nieuwste klimaatmodellen, het soort simulaties dat wetenschappers gebruiken om inzicht te krijgen in de invloed van de mens op het huidige klimaat. Vervolgens voerden hij en zijn collega’s die plekken in waar in dat oerlandschap dinosauriërsfossielen zijn gevonden, waarbij ze zich op drie hoofdgroepen concentreerden: tyrannosaurussen, Ceratopia (waaronder de Triceratops) en de ‘eendensnaveldinosauriërs’ (waaronder de hadrosauriërs).
De onderzoekers lieten ingewikkelde algoritmen op deze gegevens los om een bepaalde groep dinosauriërs te verbinden met een specifieke topografie of een specifiek klimaat. Aan de hand van deze habitatmodellen kon het team van Chiarenza de situatie in heel Noord-Amerika overzien en inschatten welke regio’s potentieel geschikt waren voor dinosauriërs. Uit hun model bleek dat het grootste deel van Noord-Amerika aan het einde van het Krijt nog altijd een uitstekende plek voor dinosauriërs was.
Daarnaast stelden de onderzoekers een model op van de meest waarschijnlijke locaties voor de vorming van dinosauriërsfossielen. Ze ontwierpen een simulatie van de stroom van sedimenten die vanuit de nog piepjonge Rocky Mountains de zeearm in vloeiden die destijds het westen van Noord-Amerika bedekte. Tegen het einde van het Krijt begon deze zeearm te slinken, en daarmee ook de hoeveelheid sediment die nodig was om fossielen te begraven en te conserveren.
Op basis van hun resultaten stellen Chiarenza en zijn collega’s dat de ogenschijnlijke ondergang van de dinosauriërs in het westen van Noord-Amerika niet het gevolg was van evolutionaire ontwikkelingen, maar van een gebrekkige vorming van fossielen als gevolg van de geologie van de regio.
Koffiedik kijken
Hoewel dit debat zeker niet ten einde is, sluit het werk van Chiarenza aan op andere studies waarin wordt gewezen op gebrek aan bewijs voor een langdurige periode van sterfte van dinosauriërs. In 2018 werd in een studie van postdoc-studente Klara Nordén aangevoerd dat het aantal planteneters onder de dinosauriërs van het late Krijt op basis van hun tanden ecologisch niet minder divers was dan in het tijdperk ervóór.
“Dat past heel goed bij hetgeen wij al weten van andere lijnen van bewijsvoering,” zegt zij.
En omdat de modellen van Chiarenza de reactie van dinosauriërs op het klimaat van die tijd nabootsen, zouden onderzoekers aan de hand van zijn werk kunnen uitzoeken waardoor de dinosauriërs precies aan hun einde zijn gekomen; ze zouden een simulatie van een asteroïde of een megavulkaan op het model kunnen loslaten en bekijken welke gevolgen dat voor de habitats van de dieren zou hebben. Momenteel werkt Chiarenza inderdaad aan het uitwerken van dit vraagstuk. Zo ook zouden wetenschappers hun modellen kunnen gebruiken om in andere prehistorische klimaatschommelingen onder te duiken en te bestuderen hoe landschappen en habitats daarop reageerden en zelfs welke gevolgen de huidige klimaatverandering zou hebben.
“Dit soort methoden kunnen zeer waardevol zijn bij het vaststellen van een baseline voor ons inzicht in de veranderingen die we op basis van de antropogenetische opwarming van de aarde kunnen verwachten,” zegt Paul Barrett, een paleontoloog van het Natural History Museum in Londen die niet bij de nieuwe studie was betrokken.
Volgens Steve Brusatte, paleontoloog aan de University of Edinburgh, lijkt de studie er duidelijk op te wijzen dat de asteroïde de belangrijkste oorzaak van het uitsterven van de dinosauriërs was. Maar hij zegt ook dat de studie laat zien wat er had kunnen gebeuren als deze plotselinge ramp niet zou hebben plaatsgevonden.
“Het meest ontroerende aspect van dit artikel is dat er meer dan genoeg habitats voor de dinosauriërs beschikbaar bleven, maar dat de dinosauriërs er simpelweg niet meer waren omdat ze door de asteroïde waren weggevaagd,” zegt hij. “Je wordt overvallen door een triest gevoel over al die dinosauriërsoorten die zich nog hadden kunnen ontwikkelen.”
Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com
