Waarom liggen er op het strand bergen schelpen van mosselen en kokkels? Volgens nieuw onderzoek was metabolisme de beslissende factor achter de grootste massa-extinctie uit de geschiedenis van de aarde. Het verklaart waarom sommige dieren bijna volledig verdwenen, terwijl andere de basis legden voor het moderne oceaanleven.
Openingsbeeld: Voorbeelden van de moderne fauna (drie links) en de Paleozoïsche fauna (vier rechts). Credit: Sarah Leibovitz.
Zo'n 252 miljoen jaar geleden verdween tijdens de Perm-Trias-extinctie, ook wel de ‘Great Dying’ genoemd, bijna al het leven in zee. Naar schatting 96 procent van alle mariene soorten en 70 procent van de gewervelde landdieren verdwenen. Geen enkele andere uitstervingsgolf in de geschiedenis van de aarde was zo ingrijpend.
Wetenschappers vermoedden al langer dat enorme vulkaanuitbarstingen in het huidige Siberië hiervoor de aanzet gaven. Dit onderzoek bevestigt die hypothese: door de uitstoot van grote hoeveelheden broeikasgassen warmde de aarde snel op. De oceanen werden warmer, verloren zuurstof en verzuurden. Toch bleef één vraag onbeantwoord: waarom stierven sommige diergroepen massaal uit, terwijl andere relatief goed standhielden?
Volgens een nieuwe studie van onderzoekers van Stanford University ligt het antwoord verrassend genoeg in iets wat elk organisme bezit: zijn stofwisseling.
Dominantie in oceaan
Het metabolisme bepaalt hoeveel zuurstof een dier nodig heeft om te groeien, zich voort te planten en te overleven. De onderzoekers vergeleken de fysiologie van de eerste oceaanbewoners, de oude Paleozoïsche fauna, zoals brachiopoden en zeelelies, met die van de moderne fauna, waaronder mosselen, slakken en zee-egels.
In laboratoriumexperimenten plaatsten de onderzoekers levende mariene dieren in speciale meetkamers waarin ze hun zuurstofverbruik maten. Daarna verhoogden ze de watertemperatuur om te zien hoe hun zuurstofbehoefte veranderde. Met die gegevens konden ze berekenen welke diergroepen het kwetsbaarst waren voor de warme, zuurstofarme oceanen tijdens de Perm-Trias-extinctie.
De oude diergroepen hadden een traag metabolisme. Diergroepen die nu nog bestaan hadden een sneller metabolisme
Wat bleek? De oude diergroepen hadden een traag metabolisme. Toen de oceanen snel opwarmden, nam hun zuurstofbehoefte veel sterker toe dan hun lichaam kon compenseren. Diergroepen die nu nog bestaan hadden daarentegen een sneller metabolisme. Ze verbruikten meer energie, maar hun lichaam kon zich makkelijker aanpassen aan de nieuwe levensomstandigheden.
Parallel met heden
Die verschillen bepaalden uiteindelijk welke diergroepen verdwenen en welke de moderne oceanen gingen domineren. Daarom vinden we vandaag nog overal mosselen, kokkels, slakken en zee-egels, terwijl de ooit dominante armpotigen nog slechts een kleine rol spelen in mariene ecosystemen.
De onderzoekers zien ook een duidelijke parallel met het heden. Door menselijke uitstoot van broeikasgassen warmt de aarde opnieuw op. Net als tijdens de Perm-Trias-extinctie worden de oceanen warmer, neemt het zuurstofgehalte af en verzuren de zeeën.
Dat betekent niet dat een nieuwe massa-extinctie onvermijdelijk is. Volgens de onderzoekers is er nog steeds ruimte om de gevolgen van klimaatverandering te beperken. Tegelijk laat de studie zien dat ook de huidige opwarming van de oceanen sommige diergroepen harder kan treffen dan andere. Inzicht in welke soorten het kwetsbaarst zijn, kan helpen om mariene ecosystemen beter te beschermen tegen de gevolgen van klimaatverandering.
