Met behulp van machine learning en een supercomputer hebben onderzoekers een beter overzicht gemaakt van historische biodiversiteitsveranderingen dan ooit tevoren. Dit overzicht wijst er onder andere op dat een van de vijf grote massa-extincties, die van het Laat-Devoon, nooit heeft plaatsgevonden.
Ongeveer 375 miljoen jaar geleden, tegen het eind van het Devoon, zouden de oceanen zo giftig zijn geworden dat veel oceaanbewoners het loodje legden, waaronder bijna alle trilobieten. Een nieuwe blik op aanwezig bewijs geeft echter geen aanwijzingen voor een plotselinge catastrofale verandering, zoals die er bijvoorbeeld wél was ten tijde van de meteorietinslag die de dinosauriërs de das om deed. In plaats daarvan was er een gestage afname van de biodiversiteit over een tamelijk lange periode van zo’n 50 miljoen jaar.
‘Nederland gaat heel anders worden’
Milieuwetenschapper Marjolijn Haasnoot ontwikkelt ingrijpende plannen om Nederland aan te passen aan de gevolgen van klimaatverandering.
‘Er was geen massa-extinctie aan het eind van het Devoon’, zegt Doug Erwin van het nationaal natuurhistorisch museum in Washington DC. ‘De diversiteit in het Devoon nam over een langere periode af, zoals al eerder opgeworpen door een aantal mensen.’
Computerkracht
Voor het dateren van gesteente gebruiken onderzoekers fossielen. Omdat de meeste soorten slechts een paar miljoen jaar bestaan, kun je ervan uitgaan dat twee verschillende gesteenten waarin fossielen zitten van dezelfde soort grofweg even oud zijn.
Maar grofweg betekent in dit geval ook echt grofweg. In eerder onderzoek naar de verandering van biodiversiteit kon de tijd niet preciezer worden opgedeeld dan in grote brokken van ongeveer 10 miljoen jaar.
Shuzhong Shen en zijn collega’s, waaronder Doug Erwin, van het instituut voor geologie en paleontologie in het Chinese Nanjing hebben nu een spectaculair verbeterd overzicht gemaakt waarin elk van die brokken slechts 26.000 jaar beslaat. Ze gebruikten een ongeveer tien jaar geleden ontwikkelde statistische methode en analyseerden daarmee 100.000 gegevens van 11.000 mariene soorten waarvan fossielen zijn gevonden in China en Europa.
Deze aanpak vereist zo veel computerkracht dat je hier op een normale computer tientallen jaren mee bezig zou zijn. Daarom ontwikkelde het team speciale machine learning-procedures en voerde die uit op de supercomputer Tianhe-2.
Langere periode
Het overzicht beslaat in zijn totaliteit 300 miljoen jaar, vanaf de start van het Cambrium zo’n 540 miljoen jaar geleden tot net na het begin van het Trias zo’n 240 miljoen jaar geleden.
De verbeterde resolutie kun je vergelijken met de stap die je maakt wanneer je mensen eerst als tijdgenoten ziet wanneer ze in dezelfde eeuw hebben geleefd en daarna wanneer ze gedurende dezelfde zes maanden hebben geleefd.
‘De afname van diversiteit halverwege het Laat-Devoon springt er nog steeds duidelijk uit, maar is verdeeld over een langere periode en niet geconcentreerd in een enkele massa-extinctie’, zegt de inmiddels gepensioneerde paleontoloog Richard Bambach, die in een artikel uit 2004 betoogde dat er geen Laat-Devoonse massa-extinctie was. ‘Dit is in lijn met de conclusie die ik trok.’
Van vijf naar vier
Het idee van vijf grote massa-extincties waarbij de meeste plant- en diersoorten uitstierven, zag het levenslicht in een artikel uit 1982. Latere onderzoeken stelden dat er ergens tussen de drie en twintig van dit soort uitstervingsgolven waren.
Voor een massa-extinctie bestaat geen vastomlijnde definitie, dus er is zat ruimte voor debat. De meeste biologen zijn het er echter over eens dat er in ieder geval een grote toename moet zijn in het aantal soorten dat uitsterft, over een relatief korte tijdsperiode. Aan het eind van het Perm bijvoorbeeld, zo’n 250 miljoen jaar geleden, stierven de meeste soorten volgens het nieuwe overzicht uit in een periode van slechts 63.000 jaar.
In 2004 wierp Bambach trouwens ook op dat er geen massa-extinctie was aan het eind van het Trias, maar dankzij beter bewijs is die gedachte inmiddels achterhaald, zeggen zowel hij als Erwin.
‘De enige overgebleven kwestie is die van het Devoon, dus zouden we nu teruggaan van vijf naar vier grote massa-extincties’, zegt Erwin.