Kelpbossen zijn ouder dan gedacht

Hoe lang dobberen de beroemde kelpbossen al in de wateren van de Noord-Pacifische kust? Ze verschenen 14 miljoen jaar geleden duidelijk niet met hun typische bewoners, zoals eerder werd aangenomen. In plaats daarvan tonen nieuwe fossiele ontdekkingen aan dat grote bruine algen meer dan 32 miljoen jaar geleden bestonden. De nijlpaardachtige Desmostilia voedde zich aanvankelijk waarschijnlijk met vroege kelpbossen. Wetenschappers zeggen dat moderne bewoners, zoals zee-egels, zeeotters en dergelijke, pas veel later hun weg vonden naar de weelderige onderwaterwereld.

Ze worden beschouwd als de aquatische tegenhanger van ongerepte bossen op aarde: kolonies van grote bruine algen (Laminariales) vormen de basis van soortenrijke ecosystemen, vooral aan de Pacifische kusten in gematigde klimaten. Deze organismen, macroalgen genoemd, vormen complexe structuren die lijken op hoger gelegen planten. Ze verankeren zich aan de bodem met wortelachtige structuren en groeien vervolgens dicht vertakt en ondersteund door drijvende organen, enkele meters tot aan het wateroppervlak. Kelpbossen voor de westkust van Noord-Amerika zijn bijzonder beroemd en belangrijk, omdat ze de basis vormen voor het leven van vele soorten ongewervelde dieren, vissen, zeezoogdieren en zeevogels.

Maar hoe lang bestaan ​​deze ‘zeebossen’ al? Ondanks hun belang is hun evolutionaire oorsprong onduidelijk gebleven vanwege een gebrek aan fossiele overblijfselen. Het oudst bekende bewijsmateriaal was een kelpfossiel daterend van 14 miljoen jaar geleden. Dierlijke fossielen die verband houden met kelpbossen, zoals kelp-etende zeekoeien, lijken hier ook in te passen. “Omdat organismen die geassocieerd worden met moderne kelpbossen nog niet bestonden, was de heersende opvatting dat bruine macroalgen 14 miljoen jaar geleden niet bestonden”, zegt hoofdauteur Cindy Lowe van de University of California, Berkeley. Maar nieuwe fossiele ontdekkingen veranderen nu het beeld van de evolutionaire geschiedenis van kelpbossen.

Ontdekking door amateur-fossielenverzamelaar

De eer gaat naar de Amerikaanse amateur-fossielenverzamelaar James Goedert. Terwijl hij op een strand op het Olympisch Schiereiland in de staat Washington liep, ontdekte hij stenen knobbeltjes die zijn interesse wekten. Toen hij het opende, ontdekte hij structuren die hem deden denken aan de soorten zeewier die in nabijgelegen kustwateren voorkomen. Vervolgens wendde hij zich tot deskundigen en begon zo met de wetenschappelijke studie van kelpfossielen.

Onderzoek en analyse van de structuren, onder meer met behulp van 3D-röntgenscans, bevestigden aanvankelijk dat het in feite de fossiele resten zijn van de wortelachtige structuren waarmee grote zeewiersoorten zich vandaag de dag nog steeds aan vaste oppervlakken hechten. Concreet is aangetoond dat deze planten zich ooit verankerden aan schaalstructuren die in de rotsachtige ondergrond bestonden. Vervolgens legde ik de dateringsresultaten uit op basis van strontiumisotoopverhoudingen toen dit gebeurde. Dienovereenkomstig dateren de kelpfossielen van 32,1 miljoen jaar geleden – het midden van het Cenozoïcum, dat zich uitstrekt van 66 miljoen jaar geleden tot heden.

Zoals het team ook meldde, bevatten de fossielen ook monsters van enkele wezens uit de vroegere zeewieromgeving: 3D-röntgenscans onthulden de skeletten van mosselen, slakken, zeepokken en de kleine schelpen van zogenaamde foraminiferen, waaruit de voormalige wortel organen van de grote algen werden vastgeklemd. Deze taxonomieën toonden aan dat de soortendiversiteit in het ecosysteem 32 miljoen jaar geleden niet zo complex was als de kelpbossen van vandaag. “De structuur is zeker niet zo rijk als wanneer je vandaag de dag een monster van een kelp-ecosysteem zou onderzoeken. “Het is duidelijk dat er op dat moment nog geen sterke diversificatie in het ecosysteem was begonnen”, zegt Lowe. “Het is dus logisch dat, hoewel zeegrassen waren… “Bestonden al, maar de organismen die er vandaag de dag mee geassocieerd werden, bestonden niet.” Veel bijzondere soorten mosselen, vogels en zeezoogdieren kwamen waarschijnlijk pas later in het ecosysteem terecht, zo blijkt uit fossielengegevens.

Ontwikkelingsgeschiedenis stap voor stap

Wetenschappers zeggen echter dat een wezen dat voorheen als mysterieus werd beschouwd, zich mogelijk heeft aangepast aan de vroege kelpbossen. “Het is mogelijk dat zeewier de voedselbron was voor Desmostylia ter grootte van een nijlpaard”, zegt hoofdauteur Steven Kiel van het Zweedse Natuurhistorisch Museum in Stockholm. “Zeegrassen zijn voorgesteld als mogelijke voedselbron voor deze uitgestorven zeezoogdieren, maar er is geen concreet bewijs. Ze presenteren nu onze bevindingen”, zegt de wetenschapper.

Uiteindelijk laat de studie nu zien dat de evolutionaire geschiedenis van kelpbosecosystemen complexer was dan eerder werd gedacht. “Het fossielenbestand suggereert dat sommige dieren de afgelopen 32 miljoen jaar in kelpbossen verschenen en vervolgens verdwenen. De leefomgeving zoals we die nu kennen is waarschijnlijk pas de afgelopen paar miljoen jaar geëvolueerd”, vat Keil samen.

Bron: University of California – Berkeley, gespecialiseerd artikel: Proceedings van de National Academy of Sciences, doi: 10.1073/pnas.2317054121

© Wissenschaft.de – Martin Viewe