Steeds maar meer grote zeedieren

Uit grote soorten zeedieren ontstonden meer nieuwe soorten dan uit de kleine soorten.

De krillkreeftjes (geheel boven) en dewatervlo (boven) zijn microscopisch kleine kreeftachtigen. Vissers hebben graag eengrote kreeft. Foto’s Thinkstock

De roofgarnaal Anomalocaris was het grootste zeedier van het Cambrium. Met een maximale lengte van 2 meter stond het roofdier 480 miljoen jaar geleden aan de top van de voedselketen.

Maar in een moderne oceaan zou een Anomalocaris een minimonster zijn. Een potvis zou hem met één hap doormidden breken. Een grote octopus wint een worsteling met gemak.

Dat is geen toeval. Zeedieren zijn in een half miljard jaar evolutie alsmaar groter geworden. Het gemiddelde zeedier is 150 keer groter dan 542 miljoen jaar geleden. En de grootste zeereuzen van nu zijn 100.000 keer omvangrijker dan de reuzen van toen, terwijl de allerkleinste dieren maar tien keer kleiner zijn geworden. Dat concluderen paleontologen van Stanford University na meet- en rekenwerk aan duizenden fossielen. Ze maken hun resultaten vandaag bekend in Science.

Het ligt voor de hand dat het evolutionair voordelig is om groot te zijn. Grote dieren kunnen meer prooien verschalken en vallen zelf minder snel ten prooi aan roofdieren. Een wapenwedloop naar grotere lichaamsomvang zou onvermijdelijk zijn. Biologen noemen dit vermoeden ‘de regel van Cope’, naar de Amerikaanse paleontoloog Edward Cope (1840-1879).

Maar er waren twijfelaars. Is het echt een wapenwedloop? Als je met een kleine voorouder begint, redeneerden zij, ontstaan er dan via toevallige schommelingen in lichaamsgrootte niet ‘vanzelf’ later grote dieren?

Biologen hebben de regel van Cope voor afzonderlijke diergroepen en tijdvakken getoetst, met wisselende resultaat. Zo zou de regel van Cope wel opgaan voor koralen en dinosauriërs, maar weer niet voor vogels of insecten.

De Stanfordpaleontologen pakten het voor het eerst systematisch aan. Ze zochten in wetenschappelijke publicaties de lengte, breedte en diepte van fossielen op. Bijna al het uitgestorven zeeleven kwam aan de bod. De onderzoekers vonden de afmetingen van 17.028 geslachten geleedpotigen, gewervelden, weekdieren en stekelhuidigen (zoals zee-egels). Samen beslaan ze 74 procent van alle dieren die ooit leefden.

De regel van Cope geldt in zee, concluderen zij: de lichaamsomvang van dieren nam de afgelopen half miljard jaar toe. Het is niet zo dat alle soorten geleidelijk groter werden. Uit diergroepen die al groot waren, ontstonden meer nieuwe soorten dan uit kleine. De gemiddelde grootte van het leven in zee nam daardoor toe.

Reptielen en zoogdieren zijn al 260 miljoen jaar de grootste waterreuzen. Mosselkreeftjes zijn al 420 miljoen jaar lang de allerkleinsten.

Over de drijvende kracht achter de aanhoudende lichaamsgroei is overigens weer discussie. De onderzoekers doen er geen uitspraak over. Was het inderdaad de wapenwedloop tussen prooi en roofdier? Of toch de beschikbaarheid van zuurstof?

Luchthappen is de sleutelaanpassing die reptielen en zoogdieren zo groot maakte, denken de onderzoekers. Grote dieren hebben meer zuurstof nodig om hun stofwisseling op gang te houden. De concentratie zuurstof in lucht is 20 tot 30 keer hoger dan in water. En zuurstof uit lucht kan sneller een celmembraan passeren dan lucht uit water.

Ook is het nog onduidelijk of de groei aan kan houden. De allergrootste dieren stuiten op de grens van wat fysiologisch mogelijk is. Een giraffe met een alsmaar langere nek krijgt geen bloed meer naar zijn kop gepompt. Maar waar ligt de grens voor de reuzen van de zee?