Met een hoogte tot wel drie meter en een gewicht van meer dan 700 kilo spreekt de inmiddels uitgestorven olifantsvogel enorm tot de verbeelding. Maar hij heeft ook nog een hoop geheimen. Een aantal daarvan is nu echter dankzij oude eierschalen ontrafeld.
Dat is te lezen in het blad Nature Communications. Voor de studie bogen wetenschappers zich over meer dan 950 stukjes eierschaal die op verschillende plekken op Madagaskar zijn teruggevonden. Door moleculen – waaronder DNA – afkomstig uit de eierschalen te onderzoeken, verkregen ze vervolgens een uniek inkijkje in het leven en de evolutie van deze enorme vogels. Zo ontdekten de wetenschappers bijvoorbeeld dat de olifantsvogel in – naar evolutionaire maatstaven – heel korte tijd heel groot is geworden en lijken ze bovendien een gloednieuwe subsoort op het spoor te zijn gekomen.
Olifantsvogels zijn een groep van inmiddels uitgestorven loopvogels die op het eiland Madagaskar leefden. De groep telt vier soorten, verdeeld over drie geslachten. De grootste soort zou wel drie meter hoog zijn geweest en meer dan 700 kilo hebben gewogen. De grote olifantsvogels legden vanzelfsprekend ook heel grote eieren. Sommige van die eieren moeten wel 10 kilo hebben gewogen en hadden een volume dat 150 keer groter was dan het volume van een kippenei. Ook waren de eieren van de grootste olifantsvogels zelfs groter dan die van de machtige dinosaurussen!
De waarde van eierschalen
“Wetenschappers kijken, om meer te weten te komen over uitgestorven dieren, vaak naar gefossiliseerde botten,” zo vertelt Alicia Grealy. “En hoewel dat veel informatie kan opleveren, kunnen andere fossielen, zoals eierschalen, ons een frisse kijk op dingen geven. Dat is met name belangrijk als het om olifantsvogels gaat, omdat gefossiliseerde skeletresten vrij zeldzaam zijn, terwijl hun eierschalen vrij vaak worden teruggevonden.” En daar komt nog eens bij dat DNA in die eierschalen – in tegenstelling tot DNA in botten – vrij goed opgewassen is tegen het klimaat van Madagaskar. “Het klimaat van Madagaskar kan heel warm en vochtig zijn, wat zeker niet goed is voor het behoud van moleculen, zoals DNA. Maar de eierschalen van olifantsvogels zijn vrij dik, dus DNA dat in die eierschaal zit opgeslagen, wordt goed beschermd tegen omgevingsinvloeden.”
En dat DNA kan ons een hoop vertellen. Bijvoorbeeld over hoe de verschillende olifantsvogels die in deze eieren zaten verwant waren aan elkaar en andere vogelsoorten. “En met DNA kunnen we ook inschatten wanneer verschillende soorten ontstonden,” gaat Grealy verder. “En als we dat weten, kunnen we nagaan hoe hun omgeving er in die tijd uitzag en daaruit afleiden waarom zich nieuwe soorten ontwikkelden.”
Isotopen
Ten slotte herbergen de eierschalen niet alleen DNA, maar tevens nog andere interessante moleculen, zoals stabiele isotopen. “Hiervoor geldt in feite: we zijn wat we eten,” legt Grealy uit. “Koolstof, zuurstof en stikstof in het voedsel dat we nuttigen, wordt opgenomen in ons lichaam: in onze botten en in het geval van dieren die eieren leggen, ook in hun eierschalen. Dus door die elementen in de eierschalen te meten, kunnen we nagaan wat olifantsvogels aten en dronken.”
Twee keer zo groot in korte tijd
En Grealy en collega’s hebben nu dus zowel dat DNA als die isotopen onder de loep genomen. Het leidt tot een aantal verrassende conclusies. Waaronder dus de ontdekking dat sommige olifantsvogels in vrij korte tijd heel groot werden. “De enorme omvang van de grootste olifantsvogels (Aepyornis maximus) ontstond waarschijnlijk in de laatste 1,4 miljoen jaar, in een tijd dat zijn leefomgeving en het ecosysteem op Madagaskar veranderde,” aldus Grealy. “Deze soort werd heel snel en vrij recent bijna twee keer zo groot.” Het is opmerkelijk. “Wij zijn geneigd te denken dat iets wat zo groot is, ook veel tijd nodig heeft gehad om zo groot te worden. En 1,4 miljoen jaar klinkt misschien als een lange periode, maar wanneer je bedenkt dat de olifantsvogels al meer dan 30 miljoen jaar op aarde rondlopen, is dit slechts een fractie van hun geschiedenis. En dat was een onverwachts resultaat.”
Klimaatverandering
Waarom de olifantsvogels in korte tijd zo’n groeispurt doormaakten, is onduidelijk. “We kunnen daar alleen over speculeren. 1,4 miljard jaar geleden was er sprake van een ijstijd: de temperatuur lag lager dan vandaag de dag en dat leidde tot ijsvorming op het noordelijk halfrond, maar op het zuidelijk halfrond was het klimaat juist heel droog en koud. Rond deze tijd zien we wereldwijd veel megafauna (zoals mammoeten, enorme grondluiaards en kangoeroes, etc.) en er is bewijs dat grotere lichamen in koude klimaten beter in staat zijn tot een efficiëntere thermoregulatie (oftewel beter in staat zijn om hun lichaamstemperatuur stabiel te houden, ook al verandert de omgevingstemperatuur, red.).” Mogelijk is dat dan ook de reden dat de olifantsvogels zich vrij snel ontwikkelden tot de drie meter hoge en honderden kilo’s zware exemplaren die wij uit de biologieboeken kennen.
Subsoort
Naast de groeispurt denken de onderzoekers dankzij de eierschalen ook een nieuwe subsoort op het spoor te zijn gekomen. “DNA van eierschalen, ontdekt in het hoge noorden van Madagaskar – waar nog nooit skeletresten van olifantsvogels zijn gevonden – onthullen dat de vogels die deze eieren legden het nauwst verwant waren aan de olifantsvogels die in het centrale deel van Madagaskar leefden. Maar ze zijn wel anders. Niet ‘anders’ genoeg om tot een aparte soort te worden gerekend, maar wel zodanig anders dat je ze kunt onderscheiden van de olifantsvogels in centraal-Madagaskar. Ook leefden ze ver – op zo’n 1000 kilometer afstand – van die centrale populatie, dus als er geen populaties tussen zaten, waren ze tamelijk geïsoleerd.”
Op basis van hun eierschalen alleen kunnen de onderzoekers al best een aantal opvallende conclusies trekken over deze vermeende subsoort. “Deze was ongeveer net zo groot als de olifantsvogels in centraal-Madagaskar (Aepyornis hildebrandti). Afgaand op de dikte van de eierschalen schatten we dat de eieren zo’n drie kilo wogen en gelegd werden door een vogel die ongeveer 230 kilo woog. Ter vergelijking: een struisvogel kan tot wel 150 kilo zwaar zijn en de grotere A. maximus die in het zuiden van Madagaskar leefde, woog meer dan 700 kilo en legde eieren die ongeveer 10 kilo zwaar waren.” Dankzij de stabiele isotopen in de eierschalen kunnen de onderzoekers ook meer zeggen over het dieet van deze mysterieuze subsoort. “In vergelijking met zijn nauwverwante familie in het centrale deel van Madagaskar (A. hildebrandti), waarvan het dieet voor 50 procent uit grassen bestond, aten de noordelijke olifantsvogels vooral struikgewas. Daarnaast lijken ze ook fruit te hebben gegeten.”
Zoals eerder gezegd worden de olifantsvogels onderverdeeld in drie geslachten, die samen weer vier soorten herbergen. Het gaat dan om A. hildebrandti, A. maximus, (beiden behorende tot het geslacht Aepyornis), Mullerornis modestus (behorende tot het geslacht Mullerornis) en Vorombe titan (behorende tot het geslacht Vorombe). Het bestaan van de laatstgenoemde soort wordt afgeleid uit skeletresten die in het zuiden van Madagaskar zijn ontdekt. Daar zou V. titan samen met A. maximus hebben gewoond. Gek genoeg hebben onderzoekers tijdens analyse van eierschalen uit onder meer het zuiden van Madagaskar geen enkel genetisch bewijs voor het bestaan van V. titan kunnen vinden. Dat zou theoretisch gezien verklaard kunnen worden door het feit dat de onderzoekers toevallig alleen eierschalen van A. maximus hebben geanalyseerd, maar dat is onwaarschijnlijk, zo schrijven ze zelf. Het gebied waarin de wetenschappers eierschalen hebben verzameld, overlapt namelijk met het gebied waarin eerder skeletresten van zowel A. maximus als V. titan zijn gevonden. Maar hoe is het feit dat de eierschalen geenszins getuigen van een vierde soort olifantsvogel dan te verklaren? Nou, misschien is die vierde soort – V. titan – er wel helemaal niet geweest, zo suggereren de onderzoekers voorzichtig. In dat scenario zouden de skeletresten die eerder aan deze soort zijn toegewezen, in werkelijkheid hebben toebehoord aan olifantsvogels die tot A. maximus gerekend moeten worden.
Duizend jaar oude fragmenten
Het onderzoek levert zo opmerkelijke inzichten op. Zeker als je bedenkt dat de onderzoekers slechts eierschalen tot hun beschikking hadden. “Het is geweldig om te bedenken dat deze duizend jaar oude fragmenten van eieren ons inzicht kunnen geven in waar olifantsvogels leefden, wat ze aten, hoe hun voorouders eruit zagen en hoe ze zich door de jaren heen evolueerden,” aldus Grealy. “De ontdekkingen dragen bij aan ons begrip van de wijze waarop olifantsvogels in Madagaskars unieke ecosysteem leefden en functioneerden en versterkt ook het idee dat oud DNA uit eierschalen een veelbelovende manier is om meer te weten te komen over de evolutie en extinctie van grote dieren.”
Zo krijgen we niet alleen een beter beeld van het verleden, maar verkrijgen we tevens inzichten die vandaag de dag goed van pas kunnen komen. “Het is belangrijk om uitgestorven dieren te bestuderen, omdat ze een missend stukje van de puzzel zijn,” aldus Grealy. ‘De puzzel’ staat in deze analogie voor de oorsprong en het verlies van biodiversiteit. “Hoe ontstonden alle soorten om ons heen? En waarom verdwijnen ze weer? Dat is heel belangrijk om te achterhalen, met name omdat de biodiversiteit wereldwijd snel blijft afnemen.” Dat laatste zien we met name ook op Madagaskar – een eiland dat nog steeds veel soorten herbergt die alleen daar (van nature) voorkomen – gebeuren. “Een beter begrip van de geschiedenis van Madagaskar leidt ertoe dat we ook de manieren waarop we de biodiversiteit in de toekomst op dit eiland kunnen behouden, beter gaan begrijpen,” hoopt Grealy.
