De reden waarom onze planeet de verschrikkelijke hagedissen uit lang vervlogen tijden is kwijtgeraakt, lijkt misschien vanzelfsprekend. Ongeveer 66 miljoen jaar geleden kwam een asteroïde gillend uit de hemel en sloeg in op wat nu het schiereiland Yucatán in Mexico is. De daaropvolgende verwoesting was ongekend, met tsunami’s, een oververhitte atmosfeer, verduisterde luchten, een verschrikkelijke koudegolf, en andere apocalyptische ecologische gebeurtenissen die naar schatting vijfenzeventig procent van het bekende leven op Aarde wegvaagden.
Paleontologen kennen deze catastrofe als de K/Pg uitsterving omdat deze de overgang markeert van het Krijt naar de Paleogene periode van de geschiedenis van de Aarde. Maar ook al is hij voortdurend bestudeerd, de details van deze gebeurtenis blijven deskundigen voor een raadsel stellen. De zaak werd niet gesloten met de herkenning van de inslagkrater in de jaren 1990, en hoe de uitsterving precies verliep – wat de levenden van de doden onderscheidde – blijft paleontologen inspireren om te graven in het cataclysme van het Krijt.
Om het volledige verhaal beter te begrijpen, trekken onderzoekers zich terug van het moment van inslag om de bredere patronen van het leven in die tijd te onderzoeken. Dinosaurussen leefden niet in een stabiel en weelderig Mesozoïsch utopia, noch waren zij de enige organismen in die tijd – verre van dat. De wereld veranderde om hen heen, zoals dat altijd al het geval was geweest. Toen het Krijt zijn einde naderde, daalde 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 niet nadat de catastrofale meteoriet het gesteente door elkaar heeft gehusseld, maar paleontologen doorzoeken de brokstukken om beter te begrijpen wat er is gebeurd.
“Om een idee te krijgen van wat er is gebeurd in het kielzog van de asteroïde-inslag, hebben we solide basisgegevens nodig over de mate van uitsterven op de achtergrond 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 kunnen maken tussen de catastrofale gebeurtenissen bij Chicxulub als de primaire oorzaak van het uitsterven of slechts als de genadeslag die een einde maakte aan een ecosysteem waarvan de veerkracht geleidelijk was weggesleten.”
Hoewel de K/Pg-uitsterving een wereldwijde crisis was, is grotendeels onbekend hoe deze zich op verschillende plaatsen op de planeet heeft afgespeeld. De hoeveelheid informatie op een bepaalde plaats hangt af van hoe goed de relevante gesteentelagen bewaard zijn gebleven en hoe toegankelijk ze zijn voor wetenschappers. Enkele van de beste blootstellingen bevinden zich toevallig in het westen van Noord-Amerika, waar een ononderbroken reeks sedimentaire lagen het einde van het Krijt tot het begin van het Paleogeen vastlegt. Deze gesteenten bieden voor en na opnamen van het uitsterven, en het zijn deze opnamen die de paleontologe Emily Bamforth van het Royal Saskatchewan Museum in staat hebben gesteld te onderzoeken wat er gebeurde in de 300.000 jaar die voorafgingen aan het explosieve einde van het Krijt.
Kijkend naar het geologisch archief van zuidwest Saskatchewan, zegt Bamforth, waren lokale omstandigheden zoals de frequentie van bosbranden en de kenmerken van een bepaalde habitat net zo belangrijk als wat er op een wereldwijde schaal gebeurde bij het bepalen van patronen van oude biodiversiteit. “Ik denk dat dit een belangrijke boodschap is om in gedachten te houden als we denken aan de oorzaken van het uitsterven,” zegt Bamforth. “Elk ecosysteem kan zijn eigen kleinere biodiversiteitsfactoren hebben gehad die voor het uitsterven in werking waren en die de grote, wereldwijde factoren ondersteunden. Wat goed was voor schildpadden, amfibieën, planten, dinosauriërs en andere organismen op de ene plek, was misschien niet gunstig op een andere plek, wat onderstreept dat we wereldwijde verschuivingen niet kunnen begrijpen zonder de basis van lokale diversiteit. “Ecosystemen zijn ingewikkelde dingen, en ik denk dat dat de moeite waard is om in gedachten te houden bij het overwegen van de oorzaak en duur van de massa-extinctie,” zegt Bamforth.
Wat Saskatchewan betreft, was de ecologische gemeenschap in de tijd voorafgaand aan de uitsterving als een groot spel Jenga. “De toren blijft overeind, maar factoren zoals klimaatverandering trekken er langzaam blokken uit, verzwakken het systeem en maken het kwetsbaar,” zegt Bamforth. De voortdurend verschuivende ecologische stabiliteit maakte grote verstoringen, zoals een asteroïde die insloeg op de verkeerde plaats, op het verkeerde moment, bijzonder rampzalig.
Dit beeld van verschuivende ecosystemen draait de focus van de K/Pg-ramp om. Terwijl de reden waarom niet-aviaanse dinosaurussen en andere organismen uitstierven altijd onze aandacht trekt, is het voor wetenschappers moeilijker geweest om te bepalen waarom de overlevenden in staat waren om door te gaan naar het volgende hoofdstuk van de geschiedenis van het leven.
Soorten die de inslag overleefden waren meestal klein, semi-aquatisch of maakten holen, en in staat om zich te voeden met een verscheidenheid aan voedsel, maar er zijn enkele belangrijke tegenstrijdigheden. Er waren enkele kleine niet-aviaanse dinosauriërs die deze voordelen hadden en toch uitstierven, en veel reptielen, vogels en zoogdieren stierven uit ondanks het feit dat zij tot bredere groepen behoorden die bleven voortbestaan. Het dassengrote zoogdier Didelphodon haalde het bijvoorbeeld niet, evenmin als de oude vogel Avisaurus, onder andere.
“Dit is iets wat ik moeilijk kan verklaren,” zegt Barrett. Over het algemeen zouden kleinere dinosaurussen en andere dieren betere overlevingskansen moeten hebben dan hun grotere verwanten, maar dat was niet altijd het geval. Rex
Pat Holroyd van het University of California Museum of Paleontology vergelijkt deze onderzoeken met wat er gebeurt na vliegtuigongelukken. “Ze gaan naar binnen, verzamelen alle gegevens en proberen uit te zoeken waarom de mensen in de staart van het vliegtuig het hebben overleefd en de mensen in de andere delen van het vliegtuig niet. Holroyd zegt. En hoewel dergelijke rampen op zichzelf staande gebeurtenissen met unieke oorzaken kunnen zijn, is het nog steeds mogelijk om meerdere incidenten samen te bekijken om patronen te identificeren en informatie te verschaffen over wat we misschien als een op zichzelf staande gebeurtenis beschouwen.
Voor zover het de K/Pg-extinctie betreft, zijn de patronen nog aan het ontstaan. Holroyd schat dat veel van het relevante onderzoek over welke soorten de inslag overleefden pas in de laatste tien jaar is gepubliceerd of geüpload naar de Paleobiology Database. Deze nieuwe informatie stelde Holroyd en collega’s in staat om patronen van verloop te bestuderen – hoe lang bleven soorten bestaan op het land en in de bijbehorende zoetwaterhabitats – lang voor en na de inslag van de asteroïde. 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 van de patronen waren bekend. Vissen, schildpadden, amfibieën en krokodilachtigen deden het over het algemeen beter dan strikt terrestrische organismen. “Mensen observeren dit patroon al sinds minstens de jaren 50, en waarschijnlijk al eerder,” zegt Holroyd. Maar de veerkracht van watergebonden soorten was nooit eerder in detail gekwantificeerd, en de nieuwe analyse onthult dat de oplossing voor de uitstervingspatroonpuzzel misschien al die tijd al voor ons lag.
De verrassing, vond Holroyd, was dat het verschil tussen de overlevenden en de uitgestorvenen van de K/Pg-gebeurtenis een patroon nabootste dat tientallen miljoenen jaren voor en na de asteroïde-inslag heeft standgehouden. Soorten die op het land leven, met name grote soorten, hebben de neiging niet zo lang te blijven bestaan als soorten die in zoetwatermilieus leven. Soorten die op het land leven, met name grote soorten, hebben de neiging niet zo lang te blijven voortbestaan als soorten die in zoetwatermilieus leven. Soorten die op het land leven, sterven vaak sneller uit dan soorten die in watermilieus leven, zelfs zonder dat een enorme catastrofe hen uitsterft. Soorten die in en rond zoetwaterhabitats leefden, blijken langer te hebben standgehouden, zelfs als er geen crisis was, en toen het uitsterven aan het eind van het Krijt in volle hevigheid toesloeg, hadden deze organismen een voordeel ten opzichte van hun zuiver terrestrische buren.
Maar zelfs in hun relatief veilige aquatische milieus was niet alles rozengeur en maneschijn voor waterbewonende dieren. Holroyd merkt bijvoorbeeld op dat schildpadden uit het Krijt wereldwijd vijftig procent van hun diversiteit verloren, hoewel slechts ongeveer twintig procent in het meer gelokaliseerde gebied van westelijk Noord-Amerika, wat nog eens onderstreept hoe belangrijk het is om lokale versus globale patronen te begrijpen. Zelfs lijnen die als “overlevers” kunnen worden beschouwd, hebben nog verliezen geleden en zijn wellicht niet teruggekeerd tot hun vroegere glorie. Buidelzoogdieren, bijvoorbeeld, overleefden de massa-extinctie als groep, maar hun diversiteit en overvloed namen drastisch af.
Hoe de lokale ecosystemen door deze veranderingen werden beïnvloed, is de volgende stap om te begrijpen hoe de uitsterving de wereld heeft beïnvloed. Holroyd noemt als voorbeeld de bekende Triceratops met de drie hoorns. Deze dinosaurus was alomtegenwoordig in een groot deel van westelijk Noord-Amerika aan het eind van het Krijt en was duidelijk een belangrijk onderdeel van het ecosysteem. Deze dieren waren de bizons van hun tijd, en gezien de manier waarop grote herbivoren hun habitat veranderen door begrazing en migratie, had het uitsterven van Triceratops ongetwijfeld grote gevolgen voor ecosystemen die zich herstelden in het kielzog van de Krijtcatastrofe. Planten die afhankelijk waren van Triceratops voor de verspreiding van zaden zouden daar bijvoorbeeld onder hebben geleden, terwijl andere planten die door de dinosauriërs werden vertrapt, misschien vrijer zouden zijn gegroeid. Hoe deze ecologische stukken in elkaar passen, en wat ze betekenen voor het herstel van het leven na de uitsterving, moet nog volledig in beeld komen.
“Het westelijke binnenland van Noord-Amerika geeft ons ons enige gedetailleerde venster op wat er gebeurde met het leven op het land tijdens de K/Pg uitsterving, maar het is volstrekt onduidelijk of dit typisch was,” zegt Barrett. “We weten niet veel over hoe de intensiteit van de uitsterving varieerde over de hele wereld,” vooral op locaties die geografisch ver verwijderd waren van de inslag van de asteroïde. “Het lijkt onwaarschijnlijk dat een uniform model verantwoordelijk zou zijn voor het uitsterven van organismen die zo van elkaar verschillen als de Edmontosaurus op het land en de ammonieten met spiraalvormige schalen in de zeeën, naast vele andere soorten die in het Krijt verloren zijn gegaan. Onderzoek in Europa, Zuid-Amerika, Azië en Australië begint nu de basis te vormen van een veelgevraagd wereldwijd beeld van de beroemdste uitsterving in de geschiedenis.
“Het is als één gigantische legpuzzel waarvan we meer stukjes beginnen te leggen,” zegt Bamforth. Het uiteindelijke beeld van dit kritieke moment in de geschiedenis van de aarde zal pas in de loop van de tijd duidelijk worden.