SEPTEMBER 2017

ZIJN DINO'S UITGESTORVEN?


© Wallpaper Cave

   

ZIJN DINO'S UITGESTORVEN?

Dinosauriërs zijn ongetwijfeld de meest legendarische dieren, omwille van de vraatzuchtige vleeseters en gigantische planteneters onder hen. Documentaires en kaskrakers zoals Jurassic Park laten wat dat betreft niets aan de verbeelding over. Die laatste film bouwt verder op een interessante wetenschappelijke vraag: kunnen dino’s terug tot leven worden geroepen? Een betere vraag is echter: zijn dino’s wel volledig uitgestorven?  

DINO … WHAT’S IN A NAME?

De oorsprong van de naam ‘Dinosauria’ gaat terug tot 1842, toen de befaamde paleontoloog Sir Richard Owen de term gebruikte om een bepaalde groep reptielen aan te duiden. Het woord is afgeleid van het Griekse deinos, wat staat voor ‘verschrikkelijk’ en sauros of reptiel. Dino’s stonden bekend als vraatzuchtige vleeseters, zoals gesuggereerd door hun vlijmscherpe tanden en klauwen, maar ook door hun enorme lichaamsgrootte. Opgezette skeletten (of replica’s daarvan) waren al vanaf de negentiende eeuw publiekstrekkers in musea en bij tentoonstellingen. Ook in België waren dino’s populair, met de ontdekking van de iguanodons in de steenkoolmijnen van Bernissart in 1878. De oprichting van de groep ‘Dinosauria’ steunt trouwens gedeeltelijk op deze Belgische iguanodons, omdat het geslacht Iguanodon één van de drie geslachten was die initieel de ‘Dinosauria’ van Richard Owen vormden.

 
Al vlug groeide de groep van ‘Dinosauria’ aan met geslachten (genera) en soorten (species) die over heel de wereld werden ontdekt en beschreven. Op dit ogenblik zijn er méér dan duizend soorten beschreven op basis van fossiele evidentie, waarbij de oorsprong van de groep teruggaat tot het Boven Trias (230 tot 240 miljoen jaar geleden). Met een oorsprong op het oercontinent Pangea, dat alle huidige continenten verenigde, vertoonden de dino’s een wereldwijde verspreiding (inclusief Antarctica). Iconische fossiele soorten werden gevonden in Afrika (de gigantische predator Spinosaurus aegyptiacus), Europa (de Belgische Iguanodon bernissartensis), Noord-Amerika (de alom bekende Tyrannosaurus rex), Zuid-Amerika (de negentig ton zware Argentinosaurus huinculensis) en Azië (de beroemde Velociraptor mongoliensis). Niet alle dino’s waren giganten. Zo waren er meerdere evolutieve trends naar lichaamsverkleining (Compsognathus longipes was bijvoorbeeld slechts zestig centimeter lang, met een lichaamsgewicht van vijf kilogram). Onder de dino’s waren er zowel viervoeters als tweevoeters, zowel vleeseters als planteneters, zowel soorten bedekt met kleine schubben als met grote beenplaten (sommige zelfs met haarachtige specialisaties in de huid), en zowel soorten voorzien van een uitgebreide tandenbatterij als tandloze soorten.

   
Binnen deze enorme diversiteit aan Dinosauria heeft men getracht hun onderlinge verwantschappen te achterhalen. Dit resulteerde in een opsplitsing van de Dinosauria in twee grote zustergroepen, op basis van de bouw van de bekkengordel: de Saurischia (waarbij een deel van het schaambeen – de postpubis – naar voor is gericht, zoals bij de ander reptielen) en de Ornitischia (waarbij dat deel van het schaambeen naar achter is gericht, zoals bij vogels) (zie figuur). Lang werd aangenomen dat de groep van de Theropoda (en hier kom ik al tot de clou van het verhaal), die aanleiding heeft gegeven tot de vogels, behoorde tot de Saurischia. Dat impliceert dat een vogelachtig bekken twee keer onafhankelijk zou zijn ontstaan, namelijk binnen de Ornitischia én binnen deze Theropoda. Een studie uit 2017 suggereert echter dat de Theropoda toch nauwer verwant zouden zijn aan de andere Ornithischia.

 

Binnen de enorme diversiteit aan Dinosauria heeft men getracht hun onderlinge verwantschappen te achterhalen

Dinosauria waren de heersers van de continenten en namen allerlei niches in, op het land en in de lucht. Sommige waren mogelijk zelfs semi-aquatisch. Hun dominantie duurde tot het Krijt, waaraan een tamelijk abrupt einde kwam 65 miljoen jaar geleden (Einde Krijt), als gevolg van een gigantische meteoor die insloeg op het Mexicaanse schiereiland ter hoogte van Yucatan. De enorme stofwolk die hiermee gepaard ging, werd nagenoeg de hele wereld rond getransporteerd, met een globale impact op de omgevingstemperatuur en de plantengroei, en bijgevolg op de hele voedselketen. De grootste dieren en degene aan de top van de voedselketen hadden hieronder het meest te lijden, waaronder dus ook de dino’s. Het gevolg is gekend: de dino’s stierven toen allemaal uit … of toch niet? Eén clade van kleine theropode dino’s, reeds uitgerust met een kleed van haar- tot pluimachtige differentiaties, kon zich voldoende beschermen tegen de koudere temperaturen: de Paraves. Daartoe behoren ondermeer de Dromaeosauridae, met de gekende Velociraptor uit Jurassic Park, maar ook met de Microraptor, die uitgerust was met vleugels op de handen, armen, benen en staart en die kon vliegen. Vooral in China zijn de laatste jaren talrijke nieuwe soorten opgedoken die nog niet alle typische vogelkenmerken vertonen, maar wel uitgerust zijn met een vliegapparaat. Uit deze Paraves zijn uiteindelijk de Aves ontstaan: de echte vogels.
   

AFSTAMMING EN SYSTEMATISCHE ORDENING VAN ORGANISMEN

Even een zijsprongetje naar de biologische disciplines van de systematiek en cladistiek. De systematiek is een historisch concept dat essentieel is binnen de biologie. Al sinds Aristoteles (met zijn Systemae Naturae), maar vooral sinds Carolus von Linnaeus in de achttiende eeuw, hebben biologen geprobeerd om orde te scheppen in de biologische diversiteit, door soorten op een systematische manier in te delen en te groeperen in een hiërarchisch systeem: van een rijkdom (regnum) tot een soort (species). Aanvankelijk steunde die systematiek op gelijkenissen in kenmerken, zonder de evolutieve achtergrond van die kenmerken goed te kennen of in acht te nemen (zo werden steuren, een groep van beenvissen, door Linnaeus als haaien beschreven). Daar kwam verbetering in toen de cladistiek werd toegepast, een indeling op basis van gemeenschappelijke én gespecialiseerde (evolutieve) kenmerken. De huidige visie is dan ook dat de systematiek een weerspiegeling moet zijn van de cladistiek, met andere woorden een weerspiegeling van de evolutieve verwantschappen en achtergrond. Terwijl dus de vissen, amfibieën, reptielen, vogels en zoogdieren oorspronkelijk als groepjes naast elkaar werden gezien, worden die nu systematisch ingedeeld volgens hun evolutieve achtergrond. Wij mensen (soort Homo sapiens) zijn evolutief ontstaan uit een zoogdierenvoorouder, die op zijn beurt is ontstaan uit een reptielenvoorouder, die op zijn beurt is ontstaan uit een amfibievoorouder, die op zijn beurt is ontstaan uit een visvoorouder, …, en die ontstaan is uit een ééncellige voorouder met een kern (de zogenaamde Eukaryota). Als we dit vertalen naar de systematische indeling, kan analoog gesteld worden dat wij mensen behoren tot de zoogdieren, maar eveneens tot de reptielen, en zo ook tot de amfibieën, dat we eigenlijk vissen zijn, … én behoren tot de eukaryoten.

   
Laat ons nu terugkeren naar de dino’s, en de voorgaande redenering eens doortrekken: gezien de huidige vogels (clade Aves) ontstaan zijn uit de Paraves, die op hun beurt ontstaan zijn uit een theropode voorouder, die een dino was, kunnen we stellen dat vogels dus ook effectief dino’s zijn. Met andere woorden, om op de titelvraag te antwoorden: neen, dino’s zijn niet uitgestorven, ze vliegen met duizenden soorten rond.
 

Dino’s zijn niet uitgestorven, ze vliegen met duizenden soorten rond

VAN VOGELACHTIGE DINO NAAR DINO-ACHTIGE VOGEL

De evolutieve overgang binnen de dino’s naar de vogels wordt gekenmerkt door een verkleining in lichaamsgrootte (de eerder vermelde kleine Compsognathus ligt in de evolutielijn naar de vogels), startend vanuit een bipedaal rennende voorouder met relatief korte armen. Al heel snel treedt er een reductie in het aantal vingers op, waarbij de duim en de pink verdwijnen bij deze ‘echte’ dino’s, wat ook zo blijft bij de vogels. Opvallend is ook dat de differentiatie van structuren in de huid, opgebouwd uit keratine, zeer vroeg in de loop van de evolutie gebeurde, en niet pas vanaf de vogels. De evolutie van het verenkleed is gestart in de vorm van haarachtige uitsteeksels van keratine die het lichaam bedekten, zoals bij Sinosauropteryx (een nauwe verwant van Compsognathus). Later werden vertakte structuren gevormd, die gelijkaardig zijn aan donsveertjes. In een volgende stap werd een centrale as gevormd, waar deze takjes symmetrisch stonden op ingeplant, waardoor de eerste echte pluimen waren ‘geboren’. Hier waren al vleugels aanwezig ter hoogte van de handen en de staart, maar die waren nog te weinig ontwikkeld om te kunnen vliegen. Die symmetrische pluimen zijn dus al ontstaan vóór het ontstaan van de eerder vermelde Paraves, en zijn dus géén uniek kenmerk van vogels. Later zijn bij de Dromaeosauridae (waartoe Velociraptor en Microraptor behoren) asymmetrische slagpennen ontstaan, die men ook terugvindt bij de huidige vogels. Hoewel het vermogen tot vliegen nog niet aanwezig was bij deze Dromaeosauridae, zijn toch deze asymmetrische slagpennen aanwezig die later handig zullen blijken (ze zijn aerodynamisch interessanter dan symmetrische slagpennen). Een verenkleed met asymmetrische slagpennen en dekveren die nagenoeg het hele lichaam bedekken, is vooral goed gekend op basis van de iconische fossielen van Archaeopteryx lithographica uit Europa. Deze vertoonde nog altijd meerdere typische reptilische kenmerken (zoals tanden op de kaken en afzonderlijke vingers met klauwtjes), gecombineerd met typische vogelkenmerken. Daarom wordt hij als de zustergroep van de echte vogels of Aves beschouwd. Binnen deze Aves, die hun oorsprong ongeveer 130 miljoen jaar geleden kenden, werden stap voor stap nieuwe kenmerken ontwikkeld die typerend zijn voor de huidige vogels, zoals een hoornige bek of een duimvleugel. De eerste evolutielijnen binnen de vogels zijn allemaal uitgestorven, één tak heeft het overleefd: de Neornithes. Daartoe behoren de meer dan 10.000 soorten dino’s die vandaag de wereld bevolken.

 
Prof. dr. Dominique Adriaens
Evolutiebioloog (UGent)

   
     
Wil je de papieren versie van De Geus thuis ontvangen? klik hier voor meer informatie.