Universiteit Leiden

nl en

Honderden fossiele boomsoorten blijken maar één soort

Een honderden miljoenen jaren oude plantencollectie blijkt minder divers dan tot nog toe aangenomen. Paleobotaniepromovendus Menno Booi ontdekte dat 250 verschillende fossiele boomsoorten eigenlijk niet van elkaar te onderscheiden zijn. Zijn conclusie: ze behoren allen tot een en dezelfde soort.

Jambiflora

Torenhoge wolfsklauwen, primitieve coniferen en de eerste zaadvarens. Deze planten karakteriseren de Jambiflora, een collectie fossielen van planten die eens groeiden in de Indonesische provincie Jambi. Menno Booi onderzocht de 290 miljoen jaar oude collectie en deed opvallende ontdekkingen.

Zaadvarens plantten zich voort met zaden in plaats van met sporen. De uitgestorven bomen droegen grote varenachtige bladeren zoals op de afbeelding te zien is. Bladafdruk van Macralethopteris, een zaadvaren uit de Jambiflora-collectie.

Tijgerplaag

In 1925 vond de eerste expeditie plaats naar de vindplaats van de fossielen. Een team bestaande uit een geoloog en een bioloog verzamelde veel fossielen. ’De expeditie naar de onherbergzame jungle was destijds een hele uitdaging. Zo moest het team op zijn hoede zijn voor de tijgerplaag die toen heerste’, vertelt Booi. De collectie werd verscheept naar Nederland, waar paleobotanicus Wilhelmus Jongmans een uitvoerige beschrijving van de fossielen maakte.

Herontdekking

Bijna een eeuw later herontdekte Naturalisonderzoeker Isabel van Waveren de collectie. Het materiaal is zeer uniek, concludeerde ze, maar de ecologie van de soorten strookte niet met elkaar. De soorten in de Jambiflora-collectie waren namelijk afkomstig uit verschillende soorten omgevingen. Sommige planten groeiden in een droog milieu, terwijl andere juist in moerassen voorkwamen. Behoorden de soorten wel tot dezelfde vegetatie? En hoe zag het ecosysteem er 290 miljoen jaar geleden uit?

Om deze vragen te kunnen beantwoorden was meer materiaal nodig. Hierop besloot een team paleobotanici van Naturalis, onder wie Booi, op zoek te gaan naar de vindplaats uit 1925. Ze vonden de plek én nieuwe fossielen, die nieuwe inzichten met zich meebrachten.

Oude en nieuwe elementen

Het viel Booi op dat er veel oude elementen in de meegebrachte fossielen zaten die al bekend waren van het carboon, 300 tot 350 miljoen jaar geleden. Bijvoorbeeld veertig meter hoge wolfsklauwen, primitieve planten die ook nu nog wereldwijd voorkomen. Tegenwoordig worden ze echter niet hoger dan 20 centimeter. Ze groeien vooral in natte moerasachtige condities.

Ook bevatte de recente vondsten veel nieuwe elementen. Zoals zaadvarens en primitieve coniferen met boomstammen van wel 2,5 meter in doorsnee. Zij voelden zich thuis in een droog milieu. ‘Fossielen van deze plantengroepen verschijnen in de Jambiflora voor het eerst,’ aldus Booi.

Een van de nieuwe elementen: een bladafdruk van de zaadvaren Comia variformis.

Eén fossiele boomsoort of honderden fossiele boomsoorten?

Er zijn opvallend veel stukken gefossiliseerd coniferenhout aanwezig in de Jambicollectie. Van dit type hout zijn in het verleden veel aparte soorten beschreven, minstens 250 soorten, zegt Booi. Het hout zelf heeft weinig karakteristieken. Wetenschappers baseren beschrijvingen dan ook vooral op het formaat van de anatomische kenmerken van het hout. Een voorbeeld hiervan is de diameter van watertransportcellen in het hout.

Booi maakte een grote dataset van metingen en analyseerde ze. Zo kwam hij tot een onverwachte conclusie. Op basis van de metingen vallen er geen individuele soorten te onderscheiden. De honderden beschreven soorten behoren waarschijnlijk tot maar een soort, die een variabel uiterlijk had.

Een van de enorme gefossiliseerde boomstammen die in de Jambiprovincie zijn gevonden.

De toekomst van de paleobotanie

Booi noemt zijn bevindingen merkwaardig en opmerkelijk: ‘Het lijkt erop dat het proces van soortbeschrijving in de paleobotanie nogal arbitrair is en dat nieuwe soorten worden beschreven op basis van maar een paar specimens.’ Als parttime promovendus en fulltime softwareontwikkelaar vindt Booi dat dit proces anders moet, en met de huidige technieken ook zeker anders kan. Zo noemt hij machine learning als bruikbare techniek. Je kunt software leren bepaalde patronen te herkennen in bladvormen. Zo standaardiseer je op een objectieve manier of een specimen afwijkt van ander materiaal en ook in welke mate. Zo maak je uiteindelijk de paleobotanie als vakgebied een stuk concreter, interessanter en sexyer,’ aldus de onderzoeker.

Menno Booi promoveerde op 15 november in het Leidse Academiegebouw op zijn proefschrift ‘Innovation and stasis’.