De vondst van een fossiele koningsvaren uit het Zweedse Vroeg-Jura (180 miljoen radiometrische jaren geleden) overschaduwt tot op heden bekende voorbeelden van levende fossielen, omdat zelfs gedetailleerde subcellulaire structuren bewaard zijn gebleven. Dat zelfs cellulaire details gedurende zo’n vermeende lange periode nagenoeg onveranderd blijven, roept enige vragen op.
Organismen die fossiel bekend zijn, maar die vandaag de dag in soortgelijke vorm nog steeds bestaan, zijn erg fascinerend. Zulke ‘levende fossielen’ worden vanuit evolutionistisch perspectief als uitzonderlijk beschouwd – ze weerstaan gedurende vele miljoenen jaren de schijnbaar onvermijdelijke drang van de natuur om te veranderen, die – zo stelt de evolutiebiologie – tot een enorme verscheidenheid aan vormen geleid zou hebben. Als evolutie de norm is, vormen onveranderde levende fossielen een uitzondering. Maar wat als de uitzondering de regel wordt? Levende fossielen zijn helemaal niet zo zeldzaam, als we de vergelijking tussen nu levend en fossiel tenminste niet zo nauw nemen als op soortniveau, maar op het niveau van basistypen. Hoe komt het dat het vermeende langdurige proces van evolutie bij zoveel organismen ooit op grote schaal tot stilstand gekomen is? Is innovatieve evolutie echt een fundamentele eigenschap van het leven? Of bevestigen levende fossielen juist het tegendeel, dat de verandering van organismen grenzen kent? Vanuit creationistisch perspectief bezien is het veelvuldig voorkomen van levende fossielen niet verwonderlijk en kan het zelfs worden gezien als een voorspelling die onderzocht kan worden.
Hoewel levende fossielen dus niet zeldzaam zijn, is de ontdekking van een ‘levend fossiel’ van een koningsvaren, waarvan Bomfleur et al. (2014) verslag doen, tot dusver uniek en zeer verbazingwekkend. Dat koningsvarens (familie Osmundaceae) sinds het lagere Mesozoïcum (220 miljoen radiometrische jaren geleden) qua bouw nauwelijks veranderd zijn, is al langer bekend. De jongste beschreven vondst stamt uit het Zweedse Vroeg-Jura (180 miljoen radiometrische jaren geleden) en overschaduwt niettemin tot dusver bekende voorbeelden van levende fossielen, omdat zelfs gedetailleerde subcellulaire structuren bewaard zijn gebleven. Een ongeveer zes centimeter lange wortelstok (rizoom) met een diameter van circa zeven millimeter en talrijke bladaanzetten maakt het vanwege het feit dat deze uitzonderlijk goed bewaard is gebleven niet alleen mogelijk de celwanden te onderscheiden, maar ook de celkernen en de celorganellen. En het wordt nog beter: enkele cellen zijn juist op het moment van celdeling bewaard gebleven, zodat zelfs specifieke chromosomen tijdens verschillende deelstadia geïdentificeerd kunnen worden (fig. 1). Het formaat van de fossiele celkernen tijdens de interfase komt overeen met dat van de celkernen van de huidige familie van de koningsvarens. De auteurs concluderen dat de grootte van het genoom 180 miljoen jaar lang niet veranderd is, een “schoolvoorbeeld van evolutionaire stilstand” (Bomfleur et al. 2014, 1376). Er heeft geen vermenigvuldiging van genetische informatie noch noemenswaardig verlies van genen plaatsgehad – de evolutionaire stilstand is nagenoeg volledig. “Als we de fijne celstructuur van dit 180 miljoen jaar oude fossiel vergelijken met die van de vandaag de dag levende koningsvaren, blijkt dat deze in feite identiek zijn,” zei Bomfleur op de Duitse radio.1
Celdelingstadia in de beschreven koningsvaren. C kern van interfase met nucleus en intacte celmembraan, D vroege profasekern met verbindend chromatine en ontbindende kern en kernmembraan, E en F late profasecellen met losgekomen chromosomen, nucleus en kernmembraan volledig ontbonden, G en H prometafasecellen; chromosomen stellen zich op de kernevenaar op, I en J mogelijke anafasecellen, chromosomen zijn op de polen gericht. (Bron: Bomfleur et al.)De uitstekende conservering werd mogelijk gemaakt doordat, vanwege een vulkanische modderstroom met een temperatuur van waarschijnlijk 70 tot 120 graden Celsius, mineraalrijk vulkanisch water met de planten in contact kwam en daardoor calciet uitkristalliseerde. Dat maakte de conservering van de inhoud van de cellen tot in de kleinste details mogelijk. De fossilisering moet buitengewoon snel, binnen enkele minuten, zijn opgetreden.
Levende fossielen als de koningsvaren vormen een uitdaging voor de geldigheid van een evolutiebiologische interpretatie van het leven. Bovendien kan met zich afvragen of de bevonden tijdsperioden werkelijk reële tijdsperioden voorstellen. Deze vraag is des te meer prangend wanneer men evolutie beschouwt als fundamentele eigenschap van het leven.
Literatuur
Bomfleur, B., McLoughlin, S. & Vajda, V., 2014, Fossilized nuclei and chromosomes reveal 180 million years of genomic stasis in royal ferns, Science 343: 1376-1377.
Dit artikel is met toestemming overgenomen uit Studium Integrale Journal. De volledige bronvermelding luidt: Junker, R., 2014, Königsfarn – 180 Millionen radiometrische Jahre lang unverändert, Studium Integrale Journal 21 (2): 116.
