artikel afdrukken
bionieuws 16, 10-10-2015

achtergrond
CSI Mauritius

Op Mauritius voltrok zich vierduizend jaar geleden een onbekende ramp, waarbij tienduizenden dodo’s en reuzenschildpadden de dood vonden. Na jarenlang puzzelen ontrafelden Nederlandse onderzoekers eindelijk het mysterie.

Door Marieke Buijs
© bionieuws


Tien jaar lang was het een raadsel, een massagraf op het eiland Mauritius waarin tienduizenden dieren begraven liggen. Dodo’s, reuzenschildpadden, Mauritiaanse ganzen, reuzenskinks, vleerhonden en zangvogels die zo’n 4200 jaar geleden zijn omgekomen. Wat heeft de dieren massaal de dood in gejaagd? Paleo-ecoloog Erik de Boer van de Universiteit van Amsterdam stortte zich tijdens zijn promotieonderzoek op die vraag. ‘De eerste jaren was ik de wanhoop nabij, ik was bedolven onder de onderzoeksgegevens en dacht niet dat ik de puzzel ooit zou kraken.’ Nu heeft hij de laatste nieuwe inzichten gepubliceerd en daarmee ontrafeld onder welke apocalyptische omstandigheden de dieren aan hun einde kwamen. Een reconstructie van het noodlot dat de dodo trof.

Het waren Nederlandse geografen die in 2005 bij toeval stuitten op de botten en schilden van tienduizenden – misschien zelfs honderdduizenden – dieren. Ze lagen op elkaar gepakt in Mare aux Songes, een vallei van twee hectare aan de Mauritiaanse kust. Hoewel goed bewaard, lagen de 4200 jaar oude karkassen niet als nette skeletten bijeen. Ze zijn aan stukken gereten. Op foto’s van de opgravingen is te zien hoe brokstukken van schildpadschilden als een homp op elkaar geplakt zitten in zwarte, kleiachtige afzetting. Betrokken onderzoekers verwierpen al snel aanvankelijke scenario’s als een vernietigende tsunami of vulkaanuitbarsting. De dieren liggen te netjes verdeeld over de vallei om het slachtoffer te zijn van zo’n hoog-energetische gebeurtenis, het moet een trager proces zijn geweest. Ook menselijke offerdrang is uitgesloten als oorzaak, omdat de eerste menselijke bewoners – Nederlanders – pas in 1638 voet aan wal zetten op het eiland.

Terwijl de meeste geïnteresseerden zich stortten op de vallei zelf – hoeveel dieren liggen er begraven? wat voor dieren zijn het? – trok De Boer over de rest van het eiland om bodemmonsters te verzamelen, samen met met zijn promotor, hoogleraar paleo- en landschapsecologie Henry Hooghiemstra aan de Universiteit van Amsterdam. Zij meenden pas te kunnen doorgronden wat zich in het moeras had afgespeeld als ze begrepen hoe klimaat en vegetatie zich in de duizenden jaren voor en na de ramp hadden ontwikkeld. De Boer: ‘Helaas kan je geen thermometer in de grond steken om met terugwerkende kracht het klimaat te reconstrueren. Dus waren we aangewezen op proxy’s, vondsten die een indirecte indicatie geven van vervlogen temperatuur, zoutgraad en vochtigheid. Bodemmonsters laten zich daarbij lezen als een tijdslijn, met iedere centimeter afzetting ga je een paar jaar terug in de tijd.’

Stuifmeelkorrels
Eenmaal in Nederland staat De Boer voor de uitdaging informatie te destilleren uit al het ruwe materiaal. Wat voor planten groeiden er vroeger in de vallei? Veranderde er iets aan de vegetatie toen de dodo’s en andere dieren stierven? Bekend terrein voor de paleo-ecoloog. De Boer determineert duizenden stuifmeelkorrels uit de bodemmonsters om de begroeiing te reconstrueren. ‘Stuk voor stuk onder de microscoop, met een naslagwerk bij de hand. Het is geen rocket science, maar je moet er wel geduld voor hebben.’

Tegelijkertijd richten collega-onderzoekers zich op de vraag of er water aanwezig was in de vallei. Is er ooit een meertje of binnenzee geweest op de plek waar de dieren begraven liggen? Ze bestuderen de skeletjes van duizenden kiezelalgen om het antwoord te achterhalen. De ene soort gedijt in diepe, heldere, voedselarme meren, de ander in voedingsrijke, modderige plassen. De een in zout, de ander in brak en weer een ander in zoet water. De Boer: ‘De verschuivende verhoudingen tussen een heel scala aan kiezelalgen geeft een mooi beeld van de kwaliteit en diepte van eventueel water in de vallei.’

Daarnaast bekijken De Boer en collega’s sporen van waterstromen. Kwam er water opzetten uit de oceaan, of stroomde regenwater juist via de bodem naar zee? De aanwezigheid van specifieke atomen in de bodem biedt uitsluitsel. Titanium duidt op regenwater dat langs lavagesteente de vallei in stroomt. Broom daarentegen is een indicatie van zout zeewater. Om de elementen op te sporen schieten De Boer en zijn collega’s met röntgenstraling op atomen in bodemmonsters, waardoor elektronen in die atomen van schil verspringen. De energie die daarbij vrijkomt geeft prijs om welk element het gaat.

Tenslotte is het de vraag of er ook een directe verdachte van het verderf is aan te wijzen. Leefden er bijvoorbeeld gifproducerende cyanobacteriën of blauwalg die drinkende dieren ziek maakten? De Boer schakelt de hulp van chemici in om stoffelijke resten van blauwalg op te sporen. Ze onderzoeken verschillende bodemlagen op relatieve aanwezigheid van pigmenten die specifiek zijn voor cyanobacteriën.

Zee-ijs
In de eerste jaren duizelt het De Boer. Maar stukje bij beetje schept de promovendus orde in de chaos en vormt hij een beeld van de catastrofe die zich in het moeras heeft afgespeeld. Wanneer hij al de onderzoekslijnen naast elkaar legt, begint hem langzaam te dagen dat alle verschillende puzzelstukjes in elkaar vallen. ‘Een euforisch gevoel maakte zich van me meester toen ik me realiseerde dat alle onderzoekslijnen dezelfde richting uit wijzen.’

Cruciaal bij het doorgronden van de catastrofe zijn metingen aan het huidige oppervlaktewater, die laten zien dat regenwater in korte tijd wegspoelt via het poreuze lavagesteente van onder meer de Mare aux Songes. Eeuwenlang stond er dan ook geen water in de vallei, blijkt uit de kiezelalganalyse. Maar als na de laatste ijstijd, zo’n achttienduizend jaar geleden, een enorme hoeveelheid zee-ijs smelt, stuwt de stijgende zeespiegel het lichtere zoete regenwater omhoog. In de Mare aux Songes ontstaat een zoetwatermeertje, door dieren uit de omgeving dankbaar gebruikt als drinkplaats.

Maar zo’n 4250 jaar geleden tonen alle onderzoekslijnen een heftige omslag. Waterminnende begroeiing maakt plaats voor planten die met minder neerslag toe kunnen. De kiezelalgen tonen een meertje dat steeds troebeler, ondieper, zouter en nutriëntrijker wordt. Giftige cyanobacteriën krijgen de overhand en een toename van broom duidt op frequentere instroom van zout zeewater. ‘Droogte teistert het eiland. De grote moesson laat steeds langer op zich wachten en houdt korter aan’, stelt De Boer. ‘De waterspiegel daalt, het meertje verandert in een moeras en zilt zeewater komt soms naar boven. Toch klampen de dodo’s, reuzenschildpadden en andere minder mobiele dieren uit de omgeving zich massaal vast aan het moeras, op zoek naar een laatste beetje drinkwater.’

En daarmee gaat het van kwaad tot erger en komt het tot een apocalyptische ontknoping. De toegestroomde dieren poepen in het water en die nutriënten voeden de bloei van giftige cyanobacteriën. De drinkers worden ziek en sterven in het moeras, waar hun ontbindend weefsel verdere algenbloei voedt. Zo ontstaat een noodlottige neerwaardse spiraal. ‘Langzamerhand verandert het moeras in een dodelijke cocktail van zout water, cyanobacteriën en uitwerpselen. Dieren sterven aan vergiftiging, uitdroging, verdrukking en doordat ze vast komen te zitten in het moeras’, luidt de conclusie van De Boer.

Begin dit jaar publiceerde de promovendus zijn laatste bevindingen in vakblad The Holocene en rondde daarmee een puzzeltocht van bijna vier jaar af. ‘Sluitend bewijs verwerf je zelden als paleo-ecoloog, mijn reconstructie geldt dus slechts als hypothese, maar wel een die gedragen wordt door alle verschillende informatiestromen die ik heb verzameld. Het zou me zeer verbazen als andere wetenschappers met een alternatief scenario op de proppen komen.’


Kader: De dodo steelt de show
Naast dodobotten kwamen de botten van zo’n twintig andere gewervelde diersoorten omhoog bij de opgravingen op Mauritius. Ongeveer de helft daarvan is uitgestorven: reuzenschildpadden en een reuzenpapegaai bijvoorbeeld, en een duif met rood-wit-blauw verenkleed die Nederlanders de Hollandse duif doopten. Toch is het de dodo die het meest tot de verbeelding spreekt. Biologen zien de verklaring in de wereldwijde populariteit van Alice’s Adventures in Wonderland, dat in 1865 verscheen en waar èèn dodo figureert. Geoloog Kenneth Rijsdijk, die in 2005 het massagraf ontdekte: ‘Bijna ieder tropisch eiland heeft z’n eigen loopvogel, maar als ik zo’n vondst op het dodo-vrije Samoa had gedaan, had ik nooit budget gekregen voor tien jaar onderzoek.’

In Nederland is de bijzondere relatie met de loopvogel wellicht nog sterker omdat Nederlanders zich voor het eerst op Mauritius vestigden en het eiland Mauritius doopten, naar de zoon van prins Willem van Oranje. Mauritius gold als pitstop op weg naar Indië. En hoewel de scheepsjournalen elkaar tegenspreken over de smakelijkheid van de vogel, werd het Nederlands foerageren de dodo eind zeventiende eeuw fataal.

Kader: Algenbloei
Is de situatie op Mauritius uniek of zijn er ook hedendaagse poelen des doods waar duizenden dieren omkomen in hun eigen uitwerpselen en de algen en schimmels die daar op afkomen? Stuiten onderzoekers over 4200 jaar op vergelijkbare massagraven? Die vraag is niet eenvoudig te beantwoorden, stelt universitair docent Sarian Kosten van de Radboud Universiteit, maar in meren wereldwijd voltrekken zich wel vergelijkbare processen als in de vallei op Mauritius. Kosten onderzoekt waterecosystemen en ontdekte dat klimaatverandering leidt tot een groter aandeel blauwalg of cyanobacteriën in meren overal ter wereld. Algenbloei is frequenter geworden en houdt langer aan.

Toch bereiken Kosten geen berichten over massale sterfte van mensen of dieren. ‘In veel landen, waaronder Nederland, wordt water goed gezuiverd en overlijden mensen dus niet gauw aan blauwalgvergiftiging. Maar ik kan me voorstellen dat in landen zonder goede drinkwatervoorzieningen wel mensen ziek worden, zonder dat wij daar weet van hebben.’ In Nederland blijft de schade van cyanobacteriën voorlopig beperkt tot meldingen van een enkele overleden hond na het drinken uit een vergiftigd meer en het leed van mensen die geen verkoeling kunnen vinden bij hun favoriete strandje.

Maar daarmee is niet gezegd dat de situatie niet zorgelijk is, stelt Kosten. Zoetwatersystemen kennen zogeheten kantelpunten. Een sloot of meer kan heel gezond lijken, met helder water, waterplanten, vlooien, vissen, kreeftjes, schelpen en garnalen. Tot er meer en meer voedingsstoffen in het water belanden en ineens het evenwicht omslaat. Het water wordt troebel, waardoor er niet genoeg zonlicht doordringt tot waterplanten op de bodem. Die sterven af, hetgeen weer leidt tot een toename aan nutriënten in het water. Blauwalg, die beter bestand is tegen troebel water omdat hij zich richting zonnig oppervlak kan voortbewegen, neemt toe, het water vertroebelt, brasems en andere bodemwoelende vissen nemen hun intrek en verspreiden voedingsstoffen uit de bodem in de waterkolom, waardoor de algen nog meer in het voordeel zijn. ‘Zo vormt zich in rap tempo een nieuw, minder levensvatbaar evenwicht. Als dat er eenmaal is, is het heel moeilijk om een gezond ecosysteem terug te krijgen’, aldus Kosten.