De tijd is peilloos diep. Aardwetenschappers proberen er alsnog vat op te krijgen door ze op te delen in ‘periodes’. Zo passeerden in deze reeks al het Cambrium, Ordovicium, Siluur, Devoon en Carboon. Binnen die periodes doen de geologen en paleontologen het fijnmazigere werk: het definiëren van 'tijdvakken’, zoals boven-Devoon, en 'tijdsnedes', zoals Famenniaan. Maar ze zoomen ook uit en groeperen periodes door de vraag te stellen: wat is hun grootste gemene deler? Dat zijn de 'era's', die vele tientallen tot honderden miljoenen jaren beslaan. Op de grenzen van era's zitten grote omslagpunten in de geologie. En die gaan bijna altijd gepaard met een massa-uitsterving.

In deze vierde aflevering van Planeet België zijn we aan het einde gekomen van zo'n 'era' of 'hoofdtijdperk': het Paleozoïcum. Letterlijk: de tijd van het oude leven. We treden het Mesozoïcum binnen, het tijdperk van het midden-leven. Er zijn nieuwe spelers op het toneel verschenen, en ze zullen in dit era dominant worden: de reptielen. Denk aan dinosauriërs, mosasauriërs en pterosauriërs. Ze worden, respectievelijk ter land, ter zee en in de lucht, incontournable.

Maar hun heerschappij is er niet van eergisteren op gisteren gekomen. Daarvoor moeten we terug naar twee p's: het Perm en Pangea.

Pangea was het gigantische continent dat zich heeft gevormd op de overgang van het Carboon naar het Perm, ruwweg driehonderd miljoen jaar geleden. Het was een grote botsing: het supercontinent Gondwana (zeg maar Afrika plus Zuid-Amerika plus Antarctica plus Australië plus Indië) tegen zijn noordelijke evenknie Laurussia (Noord-Amerika en Europa). Bam! Al botsen landmassa's in slow motion, centimeter voor centimeter, over tientallen miljoenen jaren. Met Pangea liggen alle landmassa's bij elkaar, omringd door één oceaan, Panthalassa. Noteer alvast: de volgende keer dat de hele wereld samenkomt, zal over zo'n 250 miljoen jaar zijn.

Op het botsvlak van Gondwana en Laurussia, zowat pal op de evenaar, ontstond een langgerekte bergketen. Die liep van de Appalachen, over enkele bekende Europese bergen (het Centraal-Massief, de Vogezen, de Eifel, de Harz...) tot aan de Oeral. Het is de Variscische gebergteketen. Bij ons rijzen de Ardennen hoog op (veel hoger dan de glooiingen die ze vandaag zijn), maar Vlaanderen blijft relatief ongeschonden.

De hele wereld bijeen, gezellig, maar het heeft ook gevolgen, vooral voor de gebieden die niet meer aan een oceaan liggen, zoals wij. Wolken storten zich dichter bij de continentale randen uit, dus het haast eindeloze binnenland van Pangea verdroogt. En de Ardennen en de andere gebergten ten zuiden van ons houden vochtige lucht vanuit de oceaan tegen. Onze zompige en weelderige wouden van het Carboon, vol torenhoge schubbomen (aflevering 3: België als tropisch moerasbos), worden woestijn met zandduinen. Wie had van ons regenlandje gedacht dat we ooit Sahara waren?

Een andere, verouderde naam voor Pangea is het ‘Nieuwe Rode Continent’, naar analogie met het ‘Oude Rode Continent’ uit het vroeg-Devoon (aflevering twee: België als tropisch koraalrif). De rode kleur komt door de ijzermineralen in het zand die oxideren. Op mijn bureau ligt zo'n lichtrode zandsteen uit een groeve in Vielsalm. Daar zijn heel oude gesteenten aan het extreem warme klimaat van het Perm blootgesteld. Ik had de steen tijdens een excursie opgeraapt, omdat ik hem mooi vond. Nu besef ik hoe bijzonder hij is, want van het Perm (299 tot 252 miljoen jaar geleden) zijn er door erosie bitter weinig sporen overgebleven in ons land. Van zowat alle andere periodes in de voorbije vijfhonderd miljoen jaar hebben we wél grote ontsluitingen, vooral in Wallonië.

Tegen die gortdroge wereld van het prille Pangea waren sommige gewervelden al behoorlijk goed gewapend sinds het Carboon. We noemen ze amnioten. Het zijn de voorouders van alle reptielen, vogels én zoogdieren. Ze evolueerden uit amfibische viervoeters waarvan de vinnen sterk genoeg waren om zich uit het water te hijsen, en waarvan de zwemblaas tot een long was getransformeerd. Die amfibieën moesten wel nog terug naar het water om eitjes te leggen.

Amnioten vonden daar iets op. Ze creëerden een aangename minivijver in het ei. Hoe? Door een aantal zakken: het amnion, de dooierzak, het allantois en het chorion. Het amnion is de vruchtwaterzak waar het embryo in groeit. Vanuit de buikzijde van het embryo ontspruiten de dooierzak, met reservevoedsel, en het allantois, de afvalzak. De drie zakken zitten in een beschermend vlies, het chorion. Rond dat chorion krijg je dan een zachte lederachtige schaal, of een hardere van kalk.

Amnioten waren de ontdekkingsreizigers van toen. Ze verkenden het continent steeds verder weg van het water en vormden nieuwe gemeenschappen. En dat konden ze omdat andere organismen hen waren voorgegaan in de kolonisatie van droge gebieden: naaktzadige bomen (zoals coniferen), schimmels, spinachtigen en insecten.   

De amnioten splitsten tijdens het Carboon in drie basisgroepen. 'En daarvoor moet je naar de schedel kijken, en de gaten achter de oogkas tellen,’ zegt paleontoloog en wetenschapscommunicator Koen Stein (VUB), ‘de zogenoemde temporaalopeningen, zeg maar slaapvensters.’ Waar er openingen zijn, kunnen spieren beter aangehecht worden en ontstaat een grotere bijtkracht.

'De anapsiden hebben géén slaapvenster, en hun eenvoudige schedel lijkt nog het meest op die van amfibieën. Vandaag zijn er geen anapsiden meer. De synapsiden hebben één opening, en daartoe behoren zoogdieren. Voel maar aan je slaap. Maar in de groep van de synapsiden zitten ook dieren uit het Perm zoals Dimetrodon, met een indrukwekkend zeil op de rug. Heel moeilijk te vatten dat wij daar relatief nauw mee verwant zijn. De derde groep zijn de diapsiden. Zij hebben twee slaapvensters. Daarbinnen zal een subgroep evolueren met de slangen, hagedissen, en onder meer ook mosasauriërs (zeereptielen). En een andere subgroep met de krokodillen, pterosauriërs (vliegende reptielen) en - jawel - dinosauriërs en vogels. Die laatste subgroep noemen we de archosauriërs, letterlijk de 'heersende reptielen'.’ En vele van hen liepen rechtop, en dat zal nog een game changer blijken.

Tijdens het Perm regeren de diapsiden (twee slaapvensters) nog niet, en is er nog helemaal geen sprake van dino's. Het zijn de synapsiden (één slaapvenster, de lijn van de zoogdieren) die hier de lakens uitdelen. Ze zijn aangepast aan de droge gebieden van Pangea en laven zich aan de meren die zich door de megamoessons hebben gevuld. Het zijn de kruipende toppredatoren met een pronkerig rugzeil zoals Dimetrodon. Later in het Perm worden ze overklast door andere bizarre proto-zoogdieren: de gorgonopsiden.

Je zou ze kunnen omschrijven als grote 'sabeltandratten', slanke roofdieren van een halve tot drie meter lang met een brede, afgeplatte snuit en impressionante hoektanden. Die zetten ze in het vlees van andere zoogdierachtigen, de dicynodonten. Deze gedrongen planteneters lijken op een everzwijn met de kop van een schildpad. Dit zijn stuk voor stuk vergeten weirdo's van het Perm, waar Hollywood tot nu toe weinig interesse in heeft getoond.

In de archosauriërs daarentegen… Hun rijk begint na een apocalyptische periode. The Great Dying is de grootste massa-uitsterving die de aarde heeft gekend. 'De meeste mensen kennen de massa-uitsterving aan het einde van het Krijt, maar aan het einde van het Perm, zo'n 252 miljoen jaar geleden, sterft maar liefst 95 procent van de mariene soorten en 70 procent van de soorten op land uit.’

Deze derde van vijf grote massa-extincties ging niet in één klap, maar in pulsen over een periode van zo'n vijftien miljoen jaar. Veel diergroepen konden het verlies aan diversiteit tussen twee pulsen niet voldoende herstellen. In de laatste twee miljoen jaar van het Perm was het toenmalige Siberië letterlijk aan het barsten. Gigantische hoeveelheden lava gulpten er door spleten in de aardkorst heen. Het volume aan basalt (snel afgekoeld magma) in het laatste miljoen jaar van het Perm wordt op vier miljoen kubieke kilometer geschat. Als je dat basalt gelijkmatig over België zou verdelen, zou de laag 130 kilometer dik worden (en dat is dertien keer de hoogte waarop je een vliegtuig op kruissnelheid ziet overvliegen).

The Great Dying is de grootste massauitsterving die de aarde heeft gekend

De hoeveelheid CO₂ die tijdens dat miljoen jaar uit de ondergrond vrijkwam, wordt geschat op 208.000 gigaton, tachtig keer meer dan de totale uitstoot door de mens sinds de industriële revolutie. En er kwamen bij die uitbarstingen ook zwavel en metalen vrij. Dat alles leidde tot felle opwarming (in een al hete wereld), zure regen, verzuring en zuurstofgebrek in de oceanen, een ozongat en metaalvergiftiging. De uitgevloeide basalten van de 'Siberian Traps' trekken een dikke streep: bye bye Paleozoïcum. Zien we nooit meer terug (behalve als fossielen): trilobieten (die 270 miljoen jaar hebben bestaan), zeeschorpioenen, de koralen van het Devoon en Carboon, en op land verdwijnen de protozoogdieren met rugzeil en die met sabeltanden. De aarde heeft zowat tabula rasa gemaakt, maar enkele overlevers krijgen zo een nieuw speelveld.

Wie naar het midden van het Trias zou reizen, 230 miljoen jaar geleden, een twintigtal miljoen jaar na de grootste massa-uitsterving, zou lang moeten zoeken naar dino's. Ze zijn er, maar zijn niet groter dan een kat. Koen Stein: 'Je zou wél veel forse en angstaanjagende archosauriërs tegen het lijf lopen. Ze zien eruit alsof je een krokodil een T. rex-kop zou aanmeten en het dier zou vragen rechtop te lopen. De diversiteit aan zulke krokodilachtigen, met onder meer de gevreesde Rauisuchia, was in het trias enorm. Er zaten zelfs planteneters tussen.’

De dan nog kleine dinosauriërs delen een belangrijk kenmerk met die krokodilachtige archosauriër-neven: rechtop lopen. De voor- en achterpoten staan onder het lijf, en niet opzij, zoals bij krokodillen en hagedissen, koudbloedige kruipers die niet snel hoeven te zijn. Het dinodijbeen had aan de bovenkant een kop die perfect aansloot in een heupgewricht dat open was. Daardoor werden de poten natuurlijke steunberen, wat de stabiliteit en draagkracht enorm vergrootte. Met de benen onder het lijf word je een sprinter, kun je grotere afstanden overbruggen, heb je prooien sneller te pakken, terwijl je minder energie verspilt omdat je ledematen vloeiend bewegen. De benen onder het lichaam is een evolutionair kantelpunt gebleken.

In Argentinië en Brazilië - in de nattere zones van het droge Pangea - zijn sinds de jaren 1960 vroege Dinosauria uit het midden-Trias gevonden. Onder meer Herrerasaurus, Eoraptor en Pisanosaurus. En de onderlinge verschillen bij deze drie zullen leiden tot de grote opsplitsing in drie clades.

Herrerasaurus en verwanten zullen de lijn voortbrengen van de vleesetende, wendbare, slimme roofdieren zoals Velociraptor, T. rex en vogels, de zogenoemde theropoden. Eoraptor en co zijn naar alle waarschijnlijkheid voorlopers van de plantenetende langnekken, de sauropoden. En Pisanosaurus of nauwe verwanten zouden geleid hebben tot de lijn met onder meer Iguanodon, hadrosauriërs of eendenbekdino's, gehoornde dino's zoals Triceratops, en gewapende dino's zoals Stegosaurus en Ankylosaurus.

Die laatste zijn de ornithischiërs, en hebben een bekken waarvan het schaambeen naar achteren is geklapt. Bij theropoden en sauropoden wijst het naar voren. Die tweedeling in ornithischiërs (vogel-bekken) en saurischiërs (hagedis-bekken), op basis van de positie van heupbeenderen, is een klassieker. Maar vandaag testen paleontologen alternatieve stambomen uit door enorme datasets van anatomische kenmerken te verwerken met statistische programma's. Het debat over de dikste takken in de dinostamboom is nog volop aan de gang.  

Liepen die prille dino’s ook hier in België rond? Ja. In Habay-la-Vieille, in het uiterste zuiden van België, zijn in een dunne laag sediment geïsoleerde dinosaurus-tanden gevonden uit het eind-Trias: ze behoren toe aan sauropoden, theropoden en misschien zelfs ornithischiërs.

Rond 210 miljoen jaar geleden zijn de dinosauriërs niet alleen diverser en talrijker maar ook groter geworden. 'Er zijn er met een lange nek, zoals Plateosaurus, tot drie ton zwaar. In het Europa van toen waren ze zo alomtegenwoordig als koeien vandaag. Ze werden bij de vleet gevonden in Duitsland, Frankrijk en Zwitserland. Ieder zichzelf respecterend natuurhistorisch museum heeft een echt exemplaar in huis. Het is uit deze groep dat de iconische langnekken uit het juratijdperk zullen evolueren.’