Hobbyist ontdekt levend fossiel

Driehonderd miljoen jaar uitgestorven gewaand, maar nog steeds springlevend. De graptolieten zijn nog onder ons. Die opmerkelijke conclusie dringt zich op na de vondst van een kolonievormend zeediertje bij Nieuw Caledonië, dat harde strukturen maakt die als twee druppels water lijken op de fossiele graptolieten.

Het nieuw ontdekte "levende fossiel' werd gevonden in de Stille Oceaan juist ten westen van het eiland Lifou bij Nieuw Caledonië. Het behoort tot de klasse van de pterobranchia, kleine vaasvormige ongewervelde diertjes die kolonies vormen uit zelf afgescheiden materiaal. De ontdekker, een amateur, is de oogheelkundige prof. Noel Dilly van St. George's Hospital Medical School in Londen. Hij beschreef de nieuwe soort onlangs in het Britse wetenschappelijke tijdschrift Journal of Zoology (1993, 229, 69-78). In zijn artikel bevestigt hij wat paleontologen al vele jaren vermoedden maar nooit hard konden maken: dat de structuren die de kolonies maken niets anders zijn dan graptolieten.

Dilly's ontdekking heeft in het wereldje van de paleontologen flink de aandacht getrokken. Vorige week verscheen er zelfs een artikeltje over in Nature, en zelf wordt hij overstroomd door brieven en telefoontjes. ""Het is erg leuk om als hobbyist iets te vinden dat zo in de belangstelling staat,'' verklaart hij enthousiast door de telefoon, ""en negentig procent van de reacties uit het veld is instemmend.''

Graptolieten ("geschreven stenen', zo genoemd omdat hun fijne omtrekken wat hebben van potloodschetsen) zijn kleine, vaak zeer fraaie fossielen. Hun regelmatige, gekartelde vormen doen denken aan zaagbladen. De groep verscheen voor het eerst gedurende het Cambrium (ca. 500 tot 570 miljoen jaar geleden), had zijn bloeiperiode in het Ordovicium en het Siluur (ca. 500 tot 410 miljoen jaar geleden), en leefde voort tot in het Carboon (ca. 325 miljoen jaar geleden).

Dank zij hun talrijkheid, wereldwijde verspreiding en geweldige vormverscheidenheid lenen de graptolieten zich bij uitstek voor gebruik als gidsfossielen in de stratigrafie, de geologische hulpwetenschap die zich bezighoudt met het dateren en onderling correleren van gesteentelagen. Omdat de levensduur van opeenvolgende, goed van elkaar te onderscheiden soorten gemiddeld maar een miljoen jaar bedraagt, zijn graptolieten heel nauwkeurige tijdmerkers.

Graptolieten behoren daarom tot de best bestudeerde fossielen ter wereld. Maar zo veel als er over hun vormenrijkdom en evolutie bekend is, zo weinig wist men tot voor kort over de organismen waardoor ze werden voortgebracht. Aanvankelijk stonden de paleontologen zelfs voor een volslagen raadsel. Linnaeus deed de graptolieten in de achttiende eeuw af als "valse fossielen', later zag men ze aan voor de resten van allerhande ongewervelde dieren en zelfs van planten. De onzekerheid duurde voort.

Totdat in 1948 een Poolse onderzoeker opperde dat ze verwant waren met de pterobranchia, een groep ongewervelde zeedieren behorend tot de Hemichordata. De klasse van de pterobranchia bevat slechts één geslacht, Cephalodiscus, met zestien soorten. Men vindt deze op de oceaanbodem op diepten variërend van 1 tot wel 600 meter, meestal op koraalriffen maar soms ook in dode zeeschelpen. De vindplaatsen - Noorwegen, de Far Oer, Bermuda, Zuid-Afrika, Antarctica, Celebes - weerspiegelen vermoedelijk meer de favoriete duikgebieden van de zoölogen dan de verspreidingsgebieden van de door hen bestudeerde diertjes.

De overeenkomsten tussen de graptolieten en de pterobranchia zijn inderdaad opvallend. Beide vormen kolonies en maken hun kamertjes en buisjes uit hetzelfde materiaal (voornamelijk het eiwit collageen). Ook de microstructuur van het uitgescheiden bouwmateriaal komt overeen, zodat aannemelijk is dat de behuizingen op dezelfde manier ontstaan zijn.

De bewoners van de pterobranchia-kolonies zijn kleine ongewervelde diertjes van ca. 2 millimeter lang. Deze zooïden zijn uitgerust met een soort slurfje waarmee ze bouwmateriaal kunnen uitscheiden. Glijdend als slakjes verstevigen en vergroten ze aldus hun kolonie. Voeden doen ze zich met behulp van kleine tentakels, die ze als tv-antennes in het water uitvouwen en waarmee ze voedsel in de vorm van plankton en kleine waterdiertjes uit het water filteren.

Alle reden kortom om aan te nemen dat de graptolieten en de pterobranchia op zijn minst sterke verwantschap vertonen. Maar er was één kink in de kabel. De meeste graptolieten bezaten, in tegenstelling tot de pterobranchia, lange stekels, vele malen langer dan de zooïden die ze zouden moeten hebben gemaakt. Deze stekels zijn opgebouwd uit hetzelfde materiaal als de rest van het buizen- en kamertjesstelsel.

Hoe, vroegen de zoölogen zich af, konden de graptoliet-zooïden ooit over zo'n lange afstand uit hun buisjes kruipen om daar bouwmateriaal uit te scheiden? Terwijl de openingen van de kamertjes waarinz e zaten bovendien vaak veel te nauw leken? Er leken maar twee mogelijkheden. Of de groepen waren helemaal niet sterk verwant, of de graptoliet-dieren beschikten over een alternatieve methode om stekels te maken. Allerlei theorieën over zulke methoden deden de ronde. Maar de onzekerheid bleef en dus beschouwde men de verwantschap als niet meer dan "hypothetisch' en heetten de graptolieten nog steeds "300 miljoen jaar geleden uitgestorven'.

Dilly's ontdekking maakt aan de onzekerheid nu in één klap een eind. Want zijn nieuw ontdekte soort heeft stekels. Toepasselijk Cephalodiscus graptolitoides gedoopt, levert dit "levende fossiel' het lang verbeide bewijs voor de verwantschap tussen de beide groepen.

Ofschoon amateur is Dilly een wereldautoriteit op het gebied van de pterobranchia. In die hoedanigheid krijgt hij regelmatig monsters uit verschillende delen van de wereld toegezonden. Zo ook een monster, genomen door een Franse onderwater-expeditie in februari 1989, op een diepte van 253 meter vlakbij het eiland Lifou. Dilly ontdekte in het materiaal oranje kolonies van een tot dusver onbekende soort met lange stekels, net als de graptolieten. De stekels zijn soms wel 35 millimeter lang, ofwel dertig maal de lengte van de zooïden.

De microstructuur van de stekels is dezelfde als die van de graptolieten: allemaal laagjes bovenop elkaar die geproduceerd kunnen zijn door een langsglijdende zooïde. Omdat er in een kolonie beduidend meer zooïden zijn dan stekels, is het waarschijnlijk dat de stekels het resultaat zijn van een collectieve bouwactiviteit. Het bezit van stekels biedt duidelijke voordelen: door naar het uiteinde te glijden, krijgen de zooïden betere toegang tot voedselrijk water. Hoe verder van het kolonie-oppervlak, hoe meer waterstroming en hoe meer er te filteren valt.

Blijft de andere puzzel: de nauwe openingen van de graptolietenkamertjes. Een paleontoloog meldde Dilly dat ook dit probleem was opgelost: in tegenstelling tot wat altijd werd beweerd, zijn de openingen van de kamertjes van althans sommige graptolieten wel degelijk ruim genoeg om de zooïden door te laten.

Dilly hoopt zo snel mogelijk meer materiaal van de nieuwe soort in handen te krijgen. De monsters uit Nieuw Caledonië bestonden helaas uit dood materiaal, dat talrijke vragen onbeantwoord laat. Deze zomer moet Dilly juist naar Australië voor een lezingenserie over oogheelkunde. ""Ik hoop,'' zegt hij, ""dan tijd en geld over te hebben voor een bezoek aan Nieuw-Caledonië. Ik wil daar zelf wel eens rondsnorkelen.''

Hoewel de financiering van zijn onderzoek lastig is, vindt Dilly het prettig om als amateur te opereren: ""Het heeft één groot voordeel, en dat is dat je je nooit hoeft af te vragen of wat je doet wel goed is voor je carrière. Je kunt volkomen vrij je neus achterna lopen.''