In fossiele planten zijn zonnebrandcrème-achtige stoffen gevonden. Het zou bewijs zijn dat gevaarlijke uv-straling een rol speelde bij de massa-extinctie van 250 miljoen jaar geleden. 

Aan het eind van het Perm, dat duurde van grofweg 300 tot 250 miljoen jaar geleden, vond er een massale uitsterving van soorten plaats. Schadelijke uv-straling zou een belangrijke oorzaak zijn, zo blijkt uit de vondst van bepaalde chemische stoffen in de stuifmeelkorrels van fossiele planten. Een internationaal onderzoeksteam ontdekte in 250 miljoen jaar oude rotsen gefossiliseerde overblijfselen van stuifmeel waarin chemische verbindingen werden gevonden die werken als zonnebrandcrème. De prehistorische planten maakten veel van deze stoffen aan om zich te beschermen tegen gevaarlijke ultraviolette straling (UVB). Deze nieuwe bevindingen wijzen op een piek in het UVB-gehalte van het zonlicht dat in die tijd het aardoppervlak bereikte. De gevolgen van deze straling, die veel sterker is dan UVA-straling, speelden een belangrijke rol bij de massa-extinctie in die periode.

80 procent van de soorten verdwenen
Hoofdonderzoeker professor Liu Feng van het Chinese Nanjing Institute of Geology and Paleontology ontwikkelde samen met Britse en Duitse wetenschappers een nieuwe methode om verbindingen te kunnen detecteren in fossiele stuifmeelkorrels die als zonnebrandcrème fungeren voor planten. De massale uitsterving van soorten aan het einde van het Perm (250 miljoen jaar geleden), waarbij ongeveer 80 procent van alle dier- en plantensoorten het loodje legde, is de zwaarste van de vijf grote massa-extincties die er in de geschiedenis van de aarde zijn geweest.

Ozonlaag filterde geen UVB-straling meer
Zowel op het land als in het water liep de biodiversiteit fors terug omdat er een gigantische vulkaanuitbarsting plaatsvond in wat nu Siberië heet. Enorme ontploffingen veranderde een gebied van duizenden bij duizenden kilometers in een brandende, verstikkende hel. De natuur en het klimaat overal ter wereld zouden nooit meer hetzelfde zijn. Door de vulkanische activiteit kwamen enorme hoeveelheden koolstofdioxide (CO2) vrij in de atmosfeer, die voordien in het binnenste van de aarde waren opgesloten. Hierdoor ontstond een enorme piek in broeikasgassen en warmde de aarde hard op. Tegelijk smolt de ozonlaag weg als sneeuw voor de zon, waardoor schadelijke uv-straling niet meer uit het zonlicht werd gefilterd. Deze theorie wordt ondersteund door de grote hoeveelheid misvormde sporen en stuifmeelkorrels in de fossielen uit die tijd. Die getuigen van de zware lading UVB-straling, die ervoor zorgde dat het DNA-materiaal beschadigde en muteerde.

Stuifmeel met Factor 50
Professor Barry Lomax van de Universiteit van Nottingham legt uit: “Planten hebben zonlicht nodig voor fotosynthese, maar moeten zichzelf en vooral ook hun stuifmeel beschermen tegen de schadelijke effecten van UVB-straling. Om dit te doen, vullen planten de buitenwanden van stuifmeelkorrels met verbindingen die functioneren als zonnebrandcrème om de kwetsbare cellen binnenin te beschermen en de kans op een succesvolle voortplanting zo groot mogelijk te maken.”

Alisporites tenuicorpus the pollen grain used in this work

Fossiele stuifmeelkorrel. De dikte is ongeveer een halve mensenhaar. Foto: Liu Feng

Professor Feng vervolgt: “We hebben een methode ontwikkeld om deze fenolverbindingen te detecteren in fossiele stuifmeelkorrels, die gevonden zijn in Tibet. We hebben veel hogere fenolconcentraties gedetecteerd in granen die groeiden tijdens de massa-extinctie aan het einde van het Perm, toen de vulkanische activiteit op zijn heftigst was.”

Moeilijk te verteren
Verhoogde UVB-niveaus kunnen nog veel zwaardere en langdurigere effecten hebben op de planeet. Recente modelleringsstudies hebben aangetoond dat verhoogde UVB-stress de biomassa van planten vermindert en daarmee de koolstofopslag op het land ook reduceert. Dit betekent een hoger CO2-niveau in de atmosfeer, wat de opwarming van de aarde verder versnelt. De verhoogde concentratie van fenolische verbindingen zorgt er daarnaast voor dat plantenweefsel moeilijker te verteren is voor planteneters, wat het nog lastiger maakt voor herbivoren om te overleven en hun plek in het ecosysteem te behouden.

In een samenvatting van de bevindingen van het onderzoek merkte onderzoeker Wes Fraser van de Oxford Brookes University op: “Vulkanisme op zo’n rampzalige schaal heeft gevolgen voor alle aspecten van het aardse systeem, van directe chemische veranderingen in de atmosfeer, via wijzigingen in de snelheid waarmee koolstof kan worden opgeslagen, tot de vermindering van de hoeveelheid belangrijke voedselbronnen die beschikbaar zijn voor dieren.”