Waarom worden sommige dode dieren een fossiel en andere niet?

Beeld: Fossiel garnaal uit het Krijt, gevonden in Jbel Oum Tkout (Marokko), geregistreerd in het Natuurhistorisch museum in Marrakech.

De vorming van fossielen is een fascinerend gegeven, maar de kennis over het proces vertoont gaten, vertelt biologe Nora Corthésy. Corthésy, verbonden aan de Universiteit van Laussane, is gespecialiseerd in experimentele tafonomie. Dat is een tak van de wetenschap die onderzoek doet naar processen vanaf de dood van een organisme tot eventuele fossilisatie.

‘We weten dat zacht weefsel, organen of huid bijvoorbeeld, sneller afbreekt dan harde delen van het lichaam, zoals beenderen of schelpen. Dieren van wie het lichaam grotendeels uit zacht weefsel bestaat bewaren dus beduidend minder goed. Behalve de anatomie van organismen spelen chemische en fysische omgevingsfactoren mee. Een dood dier dat snel bedekt raakt met sedimenten maakt meer kans om te fossiliseren, omdat het minder aan zuurstof en bacteriën blootgesteld wordt. Ook de temperatuur, zuurtegraad en het zoutgehalte beïnvloeden de kans op fossilisatie.’

Karkassen op fles

Om inzicht te krijgen in de rol van het lichaam zelf bij de vorming van fossielen, voerden Corthésy en haar collega’s een experiment uit waarbij de ontbinding van vier dieren gevolgd werd. ‘Het ging om een garnaal, een slak, een zeester en een planaria, een soort platworm. De karkassen werden in water geplaatst, en dat zeven dagen lang. Via microsensoren volgden we het redoxpotentiaal van het water rondom de dode dieren.’

Het redoxpotentiaal, ook wel het elektrodepotentiaal genoemd, is een maat voor de neiging van chemische verbindingen om elektronen op te nemen of af te geven. In een anaërobe omgeving, waarbij zuurstof ontbreekt, is de waarde van het redoxpotentiaal negatief. Die zuurstofarme omgeving is gunstiger voor de conservatie van weefsel dan een zuurstofrijke omgeving.

Sneller zonder zuurstof

De evolutie van de waarden van het redoxpotentiaal lieten zien dat tijdens het ontbindingsproces de aard van de karkassen zelf condities creëren die wel of niet gunstig zijn voor fossilisatie. Grotere dieren waarbij de verhouding tussen vetten en eiwitten in het lichaam meer naar proteïnen overhelt, maken meer kans om uiteindelijk te fossiliseren, vertelt Corthésy. ‘De grootte van een dier en de aanwezigheid van relatief veel eiwitten zorgt ervoor dat tijdens de ontbinding de aanwezige zuurstof sneller opgebruikt raakt. Een groot karkas vraagt simpelweg meer zuurstof om te ontbinden. Als er maar weinig zuurstof aanwezig is, is die ook sneller op. Eiwitten breken sneller af dan vetten, en verbruiken daardoor sneller de beperkt aanwezige zuurstof.’

‘Zo ontstaat een anaërobe, zuurstofloze toestand waarbij er bepaalde chemische reacties kunnen intreden die organische materie vervangen door mineralenverbindingen. Sulfaatreductie bijvoorbeeld, de bacteriële omzetting van sulfaat in zwavelverbindingen, is zo’n proces dat onder anaërobe omstandigheden tot mineralisatie kan leiden, en eventueel tot het ontstaan van een fossiel.’

Zonder fossielen zou onze kennis over de geschiedenis het leven heel wat beperkter zijn. Maar het feit dat niet elk organisme in gelijke mate fossiliseert, betekent dat we niet het hele plaatje te zien krijgen, aldus Corthésy. ‘Ons onderzoek toont aan dat twee verschillende dode dieren die onder gelijke omstandigheden begraven raken, niet dezelfde kans maken om als fossiel bewaard te blijven. De grootte en de samenstelling van lichamen zijn beslissende factoren in het fossilisatieproces, omdat ze specifieke biochemische condities creëren. De fossielen die wij kennen geven zijn dus geen waarheidsgetrouwe afspiegeling van ecosystemen uit het verleden. Sommige diersoorten komen er vaker in voor dan andere omdat ze meer kans maken om te fossiliseren.’