Een grote puzzel in de geschiedenis van het leven van gewervelde dieren – waarom de afstammingslijnen van vissen schijnbaar abrupt verschijnen in het fossielenbestand, lang na hun oorsprong – is in verband gebracht met de Laat-Ordovicium massa-extinctie (LOME), een catastrofale gebeurtenis van ongeveer 445 tot 443 miljoen jaar geleden. Nieuwe analyse laat zien dat dit uitsterven niet alleen een periode van verlies was, maar een fundamentele herstructurering van vroege mariene ecosystemen die de weg vrijmaakte voor de opkomst van vissen met en zonder kaken.
Het mysterie van de ontbrekende fossielen
Decennia lang hebben paleontologen een merkwaardige leemte opgemerkt: de afstammingslijnen van gewervelde dieren lijken relatief plotseling te verschijnen in het midden van het Paleozoïcum, ondanks dat hun oorsprong teruggaat tot het Cambrium. De gebruikelijke verklaringen betreffen onvolledige fossielengegevens of ‘spooklijnen’ (soorten die wel bestonden maar geen spoor achterlieten). Onderzoek onder leiding van Wahei Hagiwara en Lauren Sallan van het Okinawa Institute of Science and Technology suggereert echter een dramatischer oorzaak: LOME reset effectief het speelveld voor de evolutie van gewervelde dieren.
Hoe het uitsterven het leven in zee opnieuw vormgaf
Het laat-Ordovicium-uitsterven was een gebeurtenis in twee fasen, gekenmerkt door snelle klimaatverschuivingen, fluctuerende oceaanchemie, ijsvorming en veranderingen in de zeespiegel. Deze omstandigheden hebben het zeeleven gedecimeerd, inclusief wijdverbreide verliezen onder gewervelde dieren met vroege kaken (gnathostomes) en primitieve kaakloze vissen zoals conodonten. Deze verwoesting veroorzaakte een langdurige periode van lage biodiversiteit, bekend als Talimaa’s Gap, die miljoenen jaren duurde.
De belangrijkste bevinding is dat de overlevende soorten zich niet eenvoudigweg gelijkmatig over de hele wereld hebben hersteld. In plaats daarvan diversifieerden ze zich in geïsoleerde ‘refugia’ – gebieden waar de omstandigheden het mogelijk maakten te blijven bestaan. Deze plaatselijke evolutie leidde tot unieke afstammingslijnen die uiteindelijk de oceanen opnieuw zouden bevolken.
De opkomst van kaken in isolatie
Het vroegste definitieve bewijs van gewervelde gewervelde dieren met kaken verschijnt in Zuid-China, een van deze belangrijkste refugia. Deze vroege haaien en hun verwanten bleven miljoenen jaren geografisch beperkt en evolueerden geïsoleerd voordat ze zich naar andere ecosystemen verspreidden. Dit patroon weerspiegelt het herstel na andere massale uitstervingen, zoals de eind-Devoon-gebeurtenis, waarbij het tientallen jaren nodig heeft om de biodiversiteit te herstellen.
De studie bevestigt dat de periode na het uitsterven niet om snelle expansie ging, maar om geleidelijke diversificatie in geïsoleerde gebieden. Dit verklaart waarom het moderne zeeleven zijn oorsprong vindt in deze overlevenden en niet in vroegere, inmiddels uitgestorven groepen zoals conodonten.
“Door locatie, morfologie, ecologie en biodiversiteit te integreren, kunnen we eindelijk zien hoe vroege ecosystemen van gewervelde dieren zichzelf herbouwden na grote verstoringen van het milieu”, zegt professor Sallan.
De onderzoekers hebben een nieuwe, uitgebreide database van paleozoïsche fossielen van gewervelde dieren samengesteld om deze oude ecosystemen te reconstrueren, waarmee ze de dramatische toename van de gnathostome-diversiteit na LOME kwantificeren. Het bewijs suggereert dat het uitsterven niet alleen een tegenslag was voor vroege vissen – het was een katalysator voor de evolutionaire innovaties die hen zouden definiëren.
Concluderend: de massale uitsterving in het Laat-Ordovicium heeft niet alleen het leven weggevaagd; het hervormde zijn traject, creëerde de voorwaarden voor de opkomst van gewervelde dieren met kaken en beïnvloedde uiteindelijk het verloop van de evolutie van vissen. Dit onderzoek biedt een nieuw raamwerk om te begrijpen hoe belangrijke evolutionaire gebeurtenissen niet alleen kunnen worden aangestuurd door overleving, maar ook door de unieke druk van ecologische herstructurering.
