De Engelse stad Lyme Regis maakt deel uit van de Jurassic Coast World Heritage Site. Het was hier in de jaren 1830 dat William Buckland, beter bekend om de ontdekking van de eerste dinosaurus, Megalosaurus, fossielen verzameld met een andere baanbrekende paleontoloog, Maria Anning.

Een van hun ontdekkingen waren de overblijfselen van gefossiliseerde crinoïden, soms bekend als "zeelelies". Nauwe verwanten van zee-egels en zeesterren, deze bloemachtige dieren bestaan ​​uit een reeks platen die in takken met een steel aan elkaar zijn verbonden. De exemplaren van Lyme Regis, daterend uit de Jura-periode meer dan 180 miljoen jaar geleden, zien eruit als gepolijst messing omdat ze gefossiliseerd zijn met pyriet (fool's gold).

Buckland merkte op dat deze crinoid-fossielen waren bevestigd aan kleine stukjes drijfhout die we lenzen noemen, die in steenkool waren veranderd. Hij veronderstelde dat de crinoïden tijdens hun leven aan het drijfhout waren vastgemaakt, en misschien wel hun hele leven, mogelijk hangend eronder.

Moderne crinoïden maken doorgaans niet zulke reizen, maar sindsdien hebben we gefossiliseerde voorbeelden ontdekt van groepen drijvende crinoïden. Het was echter niet duidelijk of dit echt bloeiende kolonies waren die op het drijfhout leefden of slechts kortetermijnpassagiers. Nu hebben mijn collega's en ik aangetoond dat zulke vlotten wel 20 jaar mee kunnen gaan, genoeg tijd voor crinoïden om volwassen te worden en fulltime oceaanzeilers te worden.

Bucklands idee werd aanvankelijk als fantastisch gezien en de wetenschappelijke wereld bleef sceptisch. Tot, dat is, de ontdekking in de jaren 60 van een werkelijk spectaculaire groep fossielen uit Holzmaden, een dorp niet ver van Stuttgart, Duitsland. Tussen mariene reptielen, krokodillen en ammonieten, waren gigantische kolonies bestaande uit complete stammen bedekt met honderden perfect bewaard gebleven crinoïden.

De Duitse professor Adolf Seilacher en zijn toenmalige student (nu professor) Reimund Haude leken het mysterie van Buckland te hebben opgelost. Deze drijvende vlotten van crinoïden bestonden wel degelijk. Dit idee werd versterkt door het bewijs dat, in de Jura-periode, wat nu Holzmaden is, was een zeebodem die onbewoonbaar was vanwege het lage zuurstofgehalte. De crinoïden zouden voor het leven aan deze boomstammen hebben vastgeklampt omdat er geen zeebodem was om op te leven.

Echter, niet alle wetenschappers waren het daarmee eens. Een van de belangrijkste vragen die werd gesteld, was of deze boomstamvlotten lang genoeg hadden kunnen overleven om de crinoiden tot volwassenheid te laten groeien. Dit kan tot tien jaar duren, gebaseerd op moderne groeisnelheden van hun levende verwanten die nog steeds te vinden zijn op diepten van ongeveer 200 meter.

Een team van wetenschappers uit het VK en Japan onder leiding van mij besloot het probleem aan te pakken. We werden gemotiveerd door baanbrekend onderzoek naar Japanse crinoïden door professor Tatsuo Oji, die in de laboratoria van de Universiteit van Tokio in leven werden gehouden.

Een van de belangrijkste onderdelen van de oorspronkelijke theorie was dat elke drijvende kolonie crinoïden zou zijn gegroeid totdat de populatie te zwaar werd voor het houten vlot om het te ondersteunen. Het logboek zou naar de zuurstofvrije zeebodem zijn gezonken, waar de crinoïden dan gefossiliseerd zouden zijn. Echter, onderzoek naar levende crinoïde populaties voor de kust van Japan onthulde dat de dieren te licht zouden zijn, zelfs in grote volwassen kolonies, om ervoor te zorgen dat een stam overbelast raakt en zinkt.

Modelbreuk

Ons onderzoek richtte zich toen op het hout zelf. We stelden vast dat de manier om te begrijpen hoe lang de kolonie had kunnen bestaan, was door een "diffusiemodel" te ontwikkelen. Dit schatte hoe lang het zou duren voordat het logboek verzadigd zou raken met water en zou falen.

Het hout in crinoid-vlotfossielen is niet goed genoeg bewaard om te weten van welke soort het afkomstig is. Dus we hebben het in het model weergegeven met een samengestelde schatting van bomen waarvan we weten dat ze in het Jura bestonden, zoals coniferen, cycaden en ginkgobomen.

We ontdekten dat het drijvende hout en de crinoïde lading minstens 15 jaar en misschien wel 20 jaar mee zouden kunnen gaan voordat de stam zou beginnen te zinken of uiteen te vallen. Er zijn aanwijzingen uit museumcollecties van houtfragmenten met hele, volgroeide crinoïden die eraan vastzaten die alleen het gevolg konden zijn van dit soort ineenstorting.

Eindelijk, we gebruikten een techniek die bekend staat als ruimtelijke puntanalyse, ontwikkeld door Dr. Emily Mitchell, om de ruimtes tussen de fossielen in kaart te brengen en uit te zoeken of het positiepatroon ecologisch is, milieu of beide. Dit stelde ons in staat om in te schatten hoe deze crinoid-gemeenschap eruit zou kunnen zien op het logboek.

We ontdekten dat de crinoïden inderdaad hangend onder het drijfhout hangen, maar geclusterd naar het ene uiteinde ervan. Hoewel moeilijk waar te nemen in de originele fossielen, het patroon lijkt op dat van andere moderne raftingsoorten zoals ganzenzeepokken. Ze hebben de neiging om het gebied achter op een vlot te bewonen waar de minste weerstand is, die ons de reisrichting van de kolonie over de oceaan kan vertellen.

Dit onderzoek heeft nu buiten twijfel gesteld dat crinoid-vlotkolonies zouden kunnen bestaan ​​​​en jarenlang kunnen overleven om volwassen te worden en de enorme afstanden over de Jura-oceanen af ​​te leggen. Ze zijn een voorbeeld uit de tijd van soortgelijke structuren die we in de oceanen van vandaag zien.

Deze opwindende technieken worden nu gebruikt door een nieuw team om levende populaties op de zeebodem te vergelijken met hun Jurassic-voorouders. Dit zou kunnen onthullen hoe vroegere klimaatveranderingen mariene gemeenschappen hebben gevormd en zal wetenschappers helpen begrijpen hoe dergelijke gemeenschappen zouden kunnen reageren op toekomstige uitdagingen in een steeds veranderende wereld.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.