Meer zuurstof en carnivoren veroorzaakten Cambrische explosie
Een verhoging van het zuurstofgehalte in zee, ruim een half miljard jaar geleden, heeft het ontstaan van vleeseters mogelijk gemaakt. En meteen ook de 'Cambrische explosie', een plotse scherpe toename van diersoorten.
Alle grote groepen moderne dieren, van insecten over kreeftachtigen tot gewervelden, verschijnen tussen 540 en 500 miljoen jaar geleden. Tegelijkertijd blijkt uit fossiele en moleculaire bewijzen dat de meer primitieve dieren al enkele honderden miljoenen jaren eerder opdoken. In de tussenperiode was er weinig evolutie. Wetenschappers hebben het daarom over de 'Cambrische explosie' of soms ook wel 'de oerknal van het leven': het plotse ontstaan van veel nieuwe bouwplannen in het dierenrijk tijdens het Cambrium, 542 tot 488 miljoen jaar geleden. Van bijna alle hoofdgroepen van de meercellige dieren zijn de vroegste fossielen uit die periode afkomstig.
In de Cambrische periode waren trilobieten, een soort geleedpotigen, de overheersende levensvorm. De wetenschap vraagt zich al langer af waarom het zo lang geduurd heeft voor nieuwe soorten verschenen. Erik Sperling, een aardwetenschapper aan Harvard University, en zijn collega's hebben nu twee eerdere theorieën samengevoegd om tot een allesomvattende verklaring te komen. In de Proceedings of the National Academy of Sciences stellen ze dat uit geologische gegevens blijkt dat het zuurstofgehalte aan het begin van de Cambrische periode toenam en dat die evolutie vleeseters toeliet zich te ontwikkelen.
De toegenomen zuurstof kan tegemoetgekomen zijn aan de hogere energiebehoeften van vleeseters, die hun prooi achterna moeten zitten en verteren. Van zodra het aantal carnivoren toeneemt, vangt een strijd aan tussen jagers en prooien, zo stelt het team. En doordat de prooien nieuwe verdedigingsmechanismen ontwikkelen en de jagers nieuwe wapens, ontstaan er nieuwe soorten.
Onderzoek bij borstelwormen stut de theorie over het verband tussen het zuurstofgehalte en de carnivoren. Polychaeta of borstelwormen zijn verwanten van de regenworm die op de zeebodem leven en verschillende manieren hebben om zich te voeden. Sperlings team bekeek 962 soorten borstelwormen uit 68 locaties wereldwijd aan de hand van gegevens uit eerdere studies. Ze vonden een duidelijk verband. Het aantal vleesetende soorten was lager in de gebieden met het laagste zuurstofgehalte. In sommige van die gebieden waren er zelfs geen vleesetende borstelwormen. Eerder hadden biologen ofwel de toename van het zuurstofgehalte óf de wapenwedloop tussen jager en prooi ingeroepen om de Cambrische explosie te verklaren. Guy Narbonne, paleobioloog aan Queen's University in Kingston, Canada: "Zuurstof aan carnivoren koppelen levert een goed bewijs voor het feit dat de twee verklaringen intrinsiek met elkaar in verband staan."