Fossielen

Wat zijn fossielen en hoe worden ze gevormd?Technisch gezien is een fossiel een versteende afdruk of overblijfsel van iets dat ooit geleefd heeft. Plant, dier, schimmel, bacterie, etc. Het hoeft niet altijd een afdruk in steen te zijn (denk bijvoorbeeld aan fossiele botten), maar vaak is het dat wel. Een andere ‘regel’ is dat iets pas een fossiel is als het meer dan 10.000 jaar oud is, alles wat jonger is wordt sub-recent genoemd, dingen van nu noemen we recent.

Daarnaast bestaan er ook fossiele resten die duiden op de aanwezigheid van een dier of plant in het verleden, maar die geen direct overblijfsel zijn. Daarbij kun je denken aan versteende voetstappen, rustsporen, kruipsporen, graafgangen, etc. Dit noemen we ichnofossielen of sporenfossielen.

Fossielen vormen nagenoeg altijd in afzettingsgesteente. Logisch ook, want dat zijn de enige gesteentes die laagje voor laagje zijn afgezet. Fossielen in lava-gesteente zijn zeldzaam, maar ze bestaan wel. Soms kom je wel fossielen tegen in afzettingen van vulkanisch as, maar die zou je technisch gezien ook onder de afzettingsgesteentes kunnen scharen. Als een dier of plant doodgaat verteert het meestal. Een voorwaarde voor fossilisatie is daarom in veel gevallen dat een dier snel bedekt raakt met een laagje zand, modder of klei zodat het verteringsproces niet plaats kan vinden. Dit gaat natuurlijk niet op voor botten, die fossiliseren ook als al het vlees verteerd is. Een gestorven dier of plant raakt bedekt met sediment (afzetting, zand oid) en telkens vormt zich een extra laagje hier overheen. Hoe meer lagen boven het fossiel in wording, hoe sterker de druk die van bovenaf komt, lagen afzetting zijn zwaar. Heel langzaam maar zeker gaan de lagen verstenen met in die steen het gestorven dier of de plantenrest. Deze wordt als fossiel langzaam deel van de laag die steen wordt. In de ideale situatie heb je dus na heel lange tijd een opeenvolging van laagjes afzettingsgesteente met in die laagjes fossielen die iets zeggen over die dieren en plantenwereld in de periode dat de laagjes zijn afgezet. Hoe zo’n gesteentelaag er uit gaat zien is van veel omstandigheden afhankelijk.

Maar je kunt je voorstellen dat dikkere zandkorrels een andere gesteentelaag vormen dan hele fijne kleideeltjes. Het voordeel is dat ongeacht het uiterlijk van de laag, de fossielen in die lagen uit dezelfde periode wel hetzelfde zijn. Daarom worden fossielen vaak gebruikt om lagen te dateren. Een ammoniet die in twee verschillende lagen voorkomt vertelt dat die lagen ongeveer van dezelfde ouderdom zijn. Hiervoor worden vooral fossielen aangemerkt die relatief kort geleefd hebben. Een dier dat tientallen miljoenen jaren geleefd heeft is minder geschikt om te gebruiken voor precieze datering dan een bepaald soort ammoniet of trilobiet die maar een paar miljoen jaar voorkwam. Dan is de datering nauwkeuriger. Dit soort fossielen worden zone-fossielen of index-fossielen genoemd en zijn vaak kleinere dieren die korte tijd voorkwamen in een bepaalde vorm. Een berg of klif met al deze laagjes en fossielen is dus een soort groot geschiedenisboek van de aarde met voor iedere periode een afzettingslaagje als bladzijde.

De oudste lagen liggen onderop en naar boven toe wordt het telkens een stukje jonger. Maar zoals vaak in de natuur komt deze ideale situatie slechts heel zeldzaam voor. Er zijn erg veel factoren die invloed hebben gehad op hoe pakketten gesteente er tegenwoordig uitzien. Denk bijvoorbeeld aan erosie. Hele lagen die over miljoenen jaren gevormd zijn eroderen weg en bestaan niet meer. Dan kan het dus zijn dat in zo’n gesteente pakket een heel aantal ‘bladzijdes’ ontbreken, weggeërodeerd zijn door water en wind. Ook ontstaan door tektonische activiteit, dwz het bewegen van de aardplaten, breuken in gesteentepakketten en verschuiven ze ten opzichte van elkaar, drijven ze uiteen, kantelen ze, plooien ze, etc.

Daardoor kan het zo zijn dat twee lagen die naast elkaar liggen gescheiden zijn door een breuklijn en van een andere ouderdom zijn. Er zijn zelfs plekken waar de lagen rechtop staan of helemaal omgeklapt zijn, daar ligt de oudste laag dus ineens bovenop. Dan zijn fossielen wel handig om de lagen te kunnen dateren. 
Meestal blijft alleen een afdruk of opvulling van een dier of plant bewaard, een opvulling noemen we een steenkern. Maar soms blijft van een dier ook de schaal bewaard, bijvoorbeeld bij ammonieten of schelpen. Of dit gebeurt hangt af van de omstandigheden waaronder een dier fossiliseert en de samenstelling van het gesteente waarin het fossiliseert. Soms wordt een fossiel opgevuld met of omgezet in een mineraal. Zo zijn er fossielen van pyriet, limoniet, calciet of opaal en kunnen holtes opgevuld zijn met kwarts, rhodochrosiet, vanadiniet of calciet.

De indeling van de fossielen
Fossielen zijn feitelijk dieren en planten en worden dus ook als zodanig ingedeeld via het systeem dat ook in de biologie gebruikt wordt. De meeste fossielen hebben twee namen, altijd Latijnse namen. Deze naamgeving, binominale nomenclatuur, is bedacht door Carolus Linnaeus in de 18e eeuw. De eerste naam is de geslachtsnaam (genus) en wordt met een hoofdletter geschreven. Deze naam geld voor meerdere dieren en planten van datzelfde genus. De tweede naam is de soortnaam (species) en wordt met een kleine letter geschreven. Deze naam is specifiek voor 1 soort. In een heel enkel geval is er ook nog een derde naam, de ondersoort (subspecies). Bijvoorbeeld de naam van de ammoniet Dactylioceras commune geeft aan dat Dactylioceras het genus is, er zijn meerdere soorten ammonieten die zo heten. De soortnaam commune geldt alleen voor 1 specifiek soort ammoniet die voldoet aan de vastgestelde kenmerken van deze soort.

Nieuwe soorten dieren en planten krijgen hun wetenschappelijke naam als een wetenschapper of een groep wetenschappers deze plant of dit dier officieel beschrijft middels een wetenschappelijk artikel in een toegankelijk en door de wetenschappelijke wereld geaccepteerd tijdschrift of publicatie. Dit geldt voor zowel recente flora en fauna als voor fossielen. Soms komt het voor dat iets twee keer afzonderlijk beschreven wordt en benoemd wordt. Of bij nader onderzoek toch niet iets nieuws is, maar een al eerder beschreven soort. Dan geldt altijd de naam die als eerste gegeven is en vervalt de andere naam. Ook kan het zijn dat dieren en planten bij nader onderzoek toch tot een andere groep behoren en worden ze herbenoemd. Zo kan het zijn dat wanneer je fossielen gaat determineren verschillende namen voor één iets tegenkomt. Een wetenschapper mag een naam zelf bedenken. Vaak bedenken ze namen die iets zeggen over bepaalde kenmerken van een dier, bijvoorbeeld Triceratops staat voor de drie hoorns die deze dinosaurussoort heeft. Ook worden vaak dieren of planten vernoemd naar onderzoekers die zich met deze groep bezig houden, als eerbetoon. Zo is een fossiel vernoemd naar de beroemde Britse natuuronderzoeker en filmmaker Sir David Attenborough, de Cascolus ravitis. Cascolus is de Latijnse afgeleide van Attenborough en ravitis verwijst naar de Latijnse naam voor Leicester waar de universiteit staat waar Sir David woonde omdat zijn vader er werkte en waar de onderzoekers die het beestje benoemd hebben voor werken. Maar er is ook een heuse Attenborosaurus, een soort plesiosaurus. Of een dier of plant word genoemd naar de plek waar het gevonden is. Zo is de Nothosaurus winterswijkensis genoemd naar Winterswijk in de Achterhoek omdat het diertje daar ontdekt is. En de Edmontosaurus is genoemd naar Edmonton in Canada. Je mag als wetenschapper trouwens niet een soort naar jezelf vernoemen, alleen naar iemand anders. Maar er worden ook hele grappige namen bedacht. Wat denk je bijvoorbeeld van de Jaggermeryx, een nijlpaardachtige met een grote mond en brede lippen die deed denken aan…. juist Mick Jagger. Of de Bambiraptor, een kleine dinosaurus de de onderzoekers deed denken aan Bambi van Walt Disney. En zo is er een python die Montypythonoides heet. Achter de Latijnse naam van een plant of dier staat altijd tussen haakjes wie het in welk jaar beschreven heeft. Het eerst beschreven exemplaar van een plant of dier heet het holotype en in het geval van fossielen (maar ook van recente dieren en planten) moet deze in een toegankelijk instituut (museum, universiteit) in een afgesloten kluis bewaard worden. Dit is namelijk het exemplaar aan de hand waarvan alle volgende stukken beschreven gaan worden. Soms is het holotype erg slecht van kwaliteit en bewaart een museum ook een beter bewaard gebleven ander exemplaar.  De indeling in genus en species is de laatste in de lijn van de indeling en dat wat een beestje zijn naam geeft. Maar de indeling is een stuk complexer dan alleen dat. Dit noemen we taxonomie. De eerste indeling is op celniveau. Er zijn drie domeinen, de bacteriën, de eukaryoten en de archaea. Hierna vindt de indeling in dierenrijk en plantenrijk plaats. Deze worden onderverdeeld in stammen (phylum), en daarna in de verschillende klassen, ordes en families. Daarna komen de twee indelingen die naamgevend zijn, het geslacht en de soort. Een voorbeeld.

Triceratops horridus
Domein: Eukaryoten
Rijk: Animalia
Stam: Chordata
Klasse: Reptilia
Orde: Ornithischia
Familie: Ceratopidae
Geslacht: Triceratops
Soort: horridus

Het determineren van fossielen
Dit is geen eenvoudige klus. Het dieren en plantenrijk is nu al zo veelomvattend en dan zijn er ook nog eens duizenden uitgestorven soorten. Als je een fossiel wilt determineren is het van groot belang dat je de vindplaats van een fossiel weet. Dit vertelt je namelijk hoe oud het fossiel is, daarmee begrens je de opties van wat je fossiel kan zijn enorm. Als je een dingetje uit het Krijt hebt gevonden kun je alle dieren die toen al uitgestorven waren of nog niet bestonden buiten beschouwing laten. Daarnaast kijk je naar het uiterlijk van je fossiel. Soms is het makkelijk en zie je gelijk dat iets een ammoniet of een haaientand is, maar dit is niet altijd zo vanzelfsprekend. En dan nog, er zijn honderden soorten ammonieten en haaientanden. Als je wilt weten welke specifiek moet je verder kijken. Let bijvoorbeeld op verhoudingen in afmeting, structuur op je fossiel, kenmerkende dingen als ogen, botten, etc. Van veel vindplaatsen bestaan beschrijvingen met fossielen die er gevonden zijn, deze lijsten zijn erg handig als je gaat determineren. Ook is het bijna niet te doen zonder literatuur. Boeken over bepaalde diergroepen, periodes en vindplaatsen en publicaties van fossielen die van een plek beschreven zijn. En dan nog blijven er een hoop ‘problematica’ over, stukjes of dingetjes waar je niets mee kunt en die niet te determineren zijn. Musea noemen deze stukken ‘indet’. Niet iedereen die zich met stenen bezig houdt gaat zo diep op de materie in dat een fossiel per se tot op soortniveau beschreven moet worden. Om er mee te werken in algemene vorm volstaat vaak om te weten welk dier het is geweest, hoe oud het ongeveer was en hoe het leefde.