Het rariteitenkabinet van de evolutie

Walcott Quarry, hoog in de Canadese Rocky Mountains, is een paleontologisch bedevaartsoord. De klim naar boven biedt een blik in het verre verleden. En een lesje global warming.

Je moet de stukken steen even natmaken, met wat sneeuw. Dan geven ze hun geheim prijs. Vage vormen beginnen te glanzen en veranderen in raadselachtige organismen. Het is moeilijk voor te stellen, hier hoog in de Canadese Rocky Mountains, maar deze vreemde wezens leefden ooit in een lang geleden verdwenen zee. Pakweg een half miljard jaar geleden.


Sinds mensenheugenis worden in het dal van de Kicking Horse River in Yoho National Park, British Columbia, fossielen gevonden. Trilobieten vooral - de indianen kenden ze al. Maar pas in 1886, als de bouwers van de Canadian Pacific Railway het dal bereiken en ingenieurs de omgeving in kaart gaan brengen, wordt de aardlaag ontdekt waarin die trilobieten zitten.


Een artikel over die vondst kwam later onder ogen van de Amerikaanse paleontoloog Charles D. Walcott (1850-1928), directeur van het Smithsonian Institute in Washington. Hij reisde in 1909 naar Kicking Horse Valley, verkende de omliggende bergen en deed bij Burgess Pass de ontdekking van zijn leven, een ader met fossielen uit het Cambrium: onbekende organismen die 500 miljoen jaar perfect in kleischalie waren bewaard.


Walcott besefte dat hij met de Burgess Shale iets bijzonders had gevonden. Hij kwam vijftien jaar lang elke zomer terug en verzamelde zo meer dan 65 duizend fossielen, maar wetenschappelijk wist hij er geen raad mee. Hij probeerde de bizar ogende organismen zijn leven lang vergeefs onder te brengen in de bestaande stamboom van het dierenrijk. Pas in de jaren zeventig kregen onderzoekers door wat het waren: relicten van de zogenaamde Cambrische explosie, een spectaculaire uitwaaiering van later deels weer uitgestorven takken van de evolutie.


Wereldberoemd werden de Burgess Shale-fossielen dankzij Stephen Jay Gould. In zijn boek Wonderful Life uit 1989 beweerde de Amerikaanse paleontoloog dat in Walcotts kleine groeve meer variatie in lichaamsvormen te vinden was dan in alle moderne oceanen bij elkaar. Hij gebruikte (sommigen zeggen: misbruikte) de fossielen om een nieuw beeld van de evolutie te schetsen. De Cambrische explosie liet volgens hem zien dat evolutie geen keurig uitdijende stamboom is. Uit het niets kan een enorme soortenrijkdom ontstaan, die daarna soms ook weer afsterft. Toeval speelt in de evolutie een belangrijke rol.


Gidsen

Voor de pelgrimage naar Walcott Quarry doen we een guided walk vanuit Takakkaw Falls, niet ver van Field aan de Trans-Canada Highway. Onze gidsen zijn Kathy en Rob Taerum uit Calgary. Of liever: zij is de gids, hij het hulpje dat de achterhoede dekt. Maar daar is hij als oud-explorer van Chevron en bijna gepromoveerd fysisch geoloog dan ook geknipt voor. Ze doen de groepen elke zomer, al vier jaar, en verblijven dan een aantal weken in Field.


Het pad klimt omhoog door een woud van douglassparren. Na een half uur passeren we een bord: Closed Area, verboden fossielen mee te nemen. We krijgen een exposé over de geologische tijd, gepropt in een denkbeeldig jaar, om enig gevoel te krijgen voor schaal. Op 21 maart verschijnen de eerste eencelligen, op 21 november de Burgess Shale-dieren, kort voor Kerst de dinosauriërs en op 31 december om 12 seconden voor middernacht vaart Columbus uit. De groep zucht van ontzag.


Het gezelschap is gemêleerd, jong en oud, Canadezen en buitenlanders. 'De meeste deelnemers van de wandeling komen af op de historische betekenis van de vindplaats', zegt Kathy. 'En het zijn in het algemeen mannen, want fossielen zijn toch een jongensding. Vrouwen komen meestal mee met hun man, en kijken dan een beetje de kat uit de boom.'


Rob geeft onderweg lesjes geologie. Hij legt uit hoe de Rocky Mountains ontstonden doordat de Pacifische aardplaat vele tientallen miljoenen jaren geleden onder de Noord-Amerikaanse plaat schoof. Hoe de Rockies werden opgestuwd, van west naar oost, met de oudste lagen het verst naar het oosten, en de afzettingen van de Burgess Shale ergens in het midden. En hoe de bergruggen veel later tijdens de IJstijden werden gebeeldhouwd door het landijs, zoals Kicking Horse Valley - een klassieke U-vormige gletsjervallei.


Big Melt

Via het ijs komt het gesprek vanzelf op global warming, in Canada minder een taboe dan in de VS. De gletsjers in Yoho waren in Walcotts tijd veel groter dan nu, zegt Kathy, door de Kleine IJstijd, die piekte rond 1850. Passen die nu te belopen zijn, waren permanent met ijs bedekt. Sindsdien zijn de zomers warmer geworden, en dat heeft geleid tot de 'Big Melt'. De 254 meter hoge Takakkaw Falls - altijd al imposant - zijn 's zomers tegenwoordig beangstigend groot, zegt Kathy.


De gevolgen van die Big Melt zijn overal om ons heen te zien: geslonken gletsjers, verweesde morenen. Het kan de lopers op het oog niet veel schelen. Beth MacCallum, consultant uit Hinton, is vooral bezig met haar zoon, die op school een kunstproject doet over rocks. 'I'm here for the fossils.' En Joe en Katherine Hordos uit Kamloops waren gewoon met hun camper in de buurt en wilden vandaag een mooie bergwandeling maken.


Het smalle pad voert na Yoho Pass (1.844 meter) onder de rotsige kop van Mt. Wapta langs. Rechts van ons zien we de pieken van de President Range, met de 3.124 meter hoge President erachter. Eronder de twee sterk gekrompen tongen van de Emerald Glacier. De morenen, anderhalve eeuw geleden nog in eeuwig ijs verpakt, zien er wat sneu uit, zover heeft de gletsjer zich teruggetrokken.


Na een urenlange klim bereiken we ons doel, Walcott Quarry, 2.438 meter hoog op Fossil Ridge, tussen Mt. Wapta en Mt. Field. Quarry (groeve) is eigenlijk een groot woord. Het is niet meer dan een kleine inkeping in de helling waar de Burgess Shale aan de oppervlakte piept, in twee banden - licht en donker. De fossielen zitten in de overgang van licht naar donker. De groeve is omgeven door een vrijwel onzichtbare afscheiding met camerabewaking, want zij behoort tot het Werelderfgoed.


Her en der op de sneeuw en in een afsluitbare kast liggen stenen met fossielen. Rob Taerum pakt er een bij en maakt hem nat. Een wormachtig dier ligt als een zilveren film op de donkere schalie. 'Kijk, je kunt de fijnste structuren zien, de kieuwen, de ingewanden, soms zelfs de resten van zijn laatste maal.'


Die prachtige conservering is te danken aan de manier waarop deze beesten 505 miljoen jaar geleden collectief aan hun eind kwamen. Ze scharrelden in de modder op de zeebodem toen een onderzeese kalksteenklif instortte en in een klap het hele ecosysteem bedolf en hermetisch met een kalklaagje verzegelde.


Vreemde garnaal

We zien sponzen, wormen, tweekleppigen en trilobieten, zoals Sidneyia inexpectans, vernoemd naar Sidney, Walcotts oudste zoon, die hem vond. Maar ook de 'vreemde garnaal' Anomalocaris, een flinke rover waarvan de fossiele resten aanvankelijk als drie afzonderlijke dieren werden gezien. Sinds kort weten we dat het de grijparmen, het lichaam en de notekrakerbek van hetzelfde dier zijn.


Taerum wijst op de berghelling, waarin de contouren van de oude kalksteenklif en de vergruizelde modderbodem nog herkenbaar zijn. 'Je staat hier op de plek waar predatie zijn intrede deed in de evolutie. Hier vinden we de eerste ogen, bekken, grijparmen, pantsers - de hele wapenwedloop van eten en gegeten worden.'


Als we ons omdraaien naar het westen zien we een ander memento: Pee Rock, de richel waar Walcott en zijn mannen een eeuw geleden hun plas plachten te doen, de blik op oneindig. Het uitzicht is nog altijd weids, met links Mt. Burgess, recht vooruit de President Range, rechts Mt. Wapta en in de diepte Emerald Lake, een van de zeegroene gletsjermeren waar de Rockies zo beroemd om zijn.


Dan betrekt de lucht en begint het te rommelen. We moeten terug. Het is nog een hele afdaling over de kale helling. Soms moet de reddingshelikopter van het nationaal park gebeld worden omdat iemand niet verder kan, vertelt Kathy Taerum. Vorige week nog een meisje dat veel te weinig had gedronken en bewusteloos raakte. 'Heel slecht, om de groep zo in de problemen te brengen.'


De helikopter kwam volgens een hardnekkig gerucht in 1987 ook in actie voor Stephen Jay Gould, die later bij een glas whisky altijd graag deed of hij op zijn eigen bedevaart naar Walcott Quarry ondanks zijn corpulentie zó naar boven was gekuierd, maar dus wel door reddingswerkers van de berg moest worden gehaald. Helaas, zegt Kathy met spijt in haar stem, 'is dit verhaal apocrief.'


PERFECT BEWAARD: VERSTEENDE MODDER

De Burgess Shale (schalie) is een geologische formatie in de Canadese Rocky Mountains. De bekendste vindplaats, Walcott Quarry, is sinds 1981 Unesco Werelderfgoed. Het is versteende modder uit het Midden-Cambrium, 505 miljoen jaar oud, vol fossielen van zeeorganismen met een bizarre anatomie die weinig tot geen overeenkomsten heeft met bekende stammen uit het dierenrijk.


De fossielen zijn overblijfselen van de Cambrische explosie, een periode in de evolutie toen in korte tijd tientallen nieuwe 'lichaamsplannen' ontstonden - evolutionaire vormexperimenten waarvan een groot deel later weer uitstierf. Bijzonder aan de fossielen is ook dat ze perfect bewaard zijn gebleven: de Burgess Shale is een van de vroegste voorbeelden van 'soft tissue preservation'.


De Amerikaanse paleontoloog Charles Walcott, die de Burgess Shale in 1909 ontdekte, probeerde de fossielen vergeefs in bestaande vakjes te duwen, zoals wormen en geleedpotigen. De Britten Harry Whittington, Derek Briggs en Simon Conway kwamen er in de jaren zeventig beter uit. Zij interpreteerden het rariteitenkabinet voor het eerst als resultaat van de Cambrische explosie, mogelijk een gevolg van nieuwe ecologische omstandigheden of genetische mutaties.


PIKAIA, ONZE OUDSTE VOORLOPER

Stephen Jay Gould maakte de Burgess Shale beroemd. De Cambrische explosie liet volgens hem zien dat de evolutie een loterij was, een film die als je hem over zou doen een heel andere uitkomst zou hebben. Een intrigerende gedachte, want een van de dieren uit de Burgess Shale was Pikaia, het oudst bekende chordadiertje, stamvader van alle gewervelden inclusief de mens. Het beeld is inmiddels bijgesteld. De Cambrische Explosie was niet zo'n explosie. De Burgess Shale-fauna had wel degelijk voorlopers. En meer afstammelingen dan gedacht. Het rariteitenkabinet past prima in de stamboom van de evolutie.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden