De wereld veranderde voorgoed zo’n drie miljoen jaar geleden, hebben wetenschappers gedacht. In die tijd verbond een lint van droog land voor het eerst Noord- en Zuid-Amerika, toen de Isthmus van Panama zich los schudde van het water eromheen. Door de nieuwe landbrug konden planten en dieren vrij reizen tussen de twee continenten en nieuwe werelden koloniseren. Het veranderde ook de oceaanstromingen en luidde een ijstijd in.
Nu wordt deze datum uit het leerboek in twijfel getrokken. De zuid-noord verbinding vond ongeveer 15 miljoen jaar geleden plaats en misschien zelfs eerder, niet een schamele drie miljoen, betoogt Camilo Montes, een geoloog aan de Universiteit van de Andes in Bogotá. In een reeks studies van de afgelopen vier jaar hebben Montes en een kleine maar luidruchtige groep evolutiebiologen en geologen deze oudere datum voorgesteld, grotendeels gebaseerd op de ouderdom van gesteenten en fossielen die zijn opgegraven bij de recente verbreding van het Panamakanaal. “Het werk dat deze nieuwe datum ondersteunt is prachtig. Het is gewoon een luchtdicht verhaal,” zegt Peter Molnar, een geoloog aan de Universiteit van Colorado Boulder.
De oudere leeftijd is wetenschappelijk gezien wereldschokkend. Als de grote ijstijd zo’n drie miljoen jaar geleden niet door de landengte is veroorzaakt, betekent dit dat een andere, onbekende factor een grote rol heeft gespeeld bij het bepalen van deze dramatische natuurlijke klimaatschommeling. Het maakt het ook moeilijker te verklaren waarom sommige van de meest charismatische soorten van Amerika, zoals alpaca’s en lama’s, schattige luiaards en uitgestorven reusachtige terreurvogels, zich pas zo’n drie miljoen jaar geleden tussen de continenten hebben verplaatst.
Vanwege de implicaties verwachtte Montes tegenwerking. Wat hij echter kreeg, is een felle wetenschappelijke strijd. Anthony Coates, een paleobioloog aan het Smithsonian Tropical Research Institute in Panama en verdediger van de eerder aanvaarde datum – hij deed veel van het achterliggende onderzoek – laakt het idee van een 15 miljoen jaar oude verbinding en noemt de analyse “slordig” en “slordig”. Hij en een team van 30 andere wetenschappers gooiden de handschoen neer in een Science Advances paper uit 2016, waarin ze betoogden dat de beginnende onderzoekers schamele gegevens hadden om hun nieuwe theorie te ondersteunen. Montes, van zijn kant, zegt dat Coates nog gaten in het oude model moet dichten die door de nieuwe resultaten zijn geopend.
Hierover zijn wetenschappers het eens: Toen de grote zuidelijke landmassa, bekend als Gondwanaland, zo’n 180 miljoen jaar geleden uiteenviel, begon de plaat van de aardkorst, waarop Zuid-Amerika lag, zijn lange tocht van het huidige Afrika naar zijn huidige locatie. Vijftig miljoen jaar geleden waren Midden- en Zuid-Amerika gescheiden door honderden kilometers en een stuk oceaan op een diepte van twee kilometer. Deze diepe Midden-Amerikaanse Zeeweg (CAS) creëerde niet alleen een scherpe scheidslijn tussen de Noord- en Zuid-Amerikaanse landmassa’s, maar ook tussen hun soorten. Tegen 15 miljoen tot 20 miljoen jaar geleden was de CAS veel ondieper geworden, maar hield nog steeds land gescheiden. Geologische en fossiele gegevens die Coates in de jaren ’60 en ’70 had verzameld, wezen erop dat Panama de kloof pas zo’n drie miljoen jaar voor vandaag volledig overbrugde.
In 2008 ontving Montes een onderzoekssubsidie van 1 miljoen dollar van de Panama Canal Authority toen een nieuwer, dieper kanaal werd aangelegd om de doorvaart van steeds grotere vrachtschepen mogelijk te maken. Montes wilde de datering van de gesteenten in het gebied verfijnen met magnetische en chemische analyses om preciezere dateringen van fossielen te verkrijgen. Hij verwachtte dat de dateringen zouden samenvallen rond de geaccepteerde leeftijd van de sluiting van de landengte, maar dat was niet het geval. In plaats daarvan ontdekte hij dat de gesteenten 10 tot 15 miljoen jaar oud waren.
Verward door de discrepantie wendde Montes zich tot een kristalsoort, zirkoon genaamd, om het probleem op te lossen. Zirkonen bevatten en bewaren vaak kleine hoeveelheden radioactief uranium in hun kernen wanneer zij worden gevormd. Dit uranium vervalt in een gestaag tempo, zoals het tikken van een klok, waardoor het perfect is om oude gesteenten te dateren. Aan de hand van monsters uit het San Blas-gebergte, dat zich uitstrekt langs de noordoostkust van Panama en tot in Colombia, toonde Montes aan dat dit vulkanische gebergte zo’n 70 miljoen jaar geleden begon te ontstaan en niet later dan zo’n 10 miljoen jaar geleden had bijgedragen tot de sluiting van de landengte. Hij presenteerde zijn eerste bevindingen dat de vorming van de landengte ouder en veel gecompliceerder was dan eerder gedacht op The Geological Society of America in 2012.
Nieuwe fossiele gegevens boden extra steun voor Montes’ hypothese. Evolutionair biologen Christine Bacon van de Universiteit van Göteborg in Zweden en Carlos Jaramillo van het Smithsonian Tropical Research Institute analyseerden de evolutionaire bomen van 3.589 soorten die in zowel Noord- als Zuid-Amerika zijn gevonden en die de isthmus hebben doorkruist. De gegevens, die in mei 2015 werden gepubliceerd in Proceedings of the National Academy of Sciences, wezen op verschillende grote bewegingen over de landengte, waaronder één zo ver terug als 23 miljoen jaar geleden. Volgens Bacon droegen soorten die van noord naar zuid reisden bij aan de enorme biodiversiteit van Zuid-Amerika, en als organismen eerder dan verwacht begonnen te reizen, kan deze biodiversiteit er veel langer over hebben gedaan om te ontstaan en te evolueren dan eerder werd gedacht.
Coates gelooft niet dat de zirkoongegevens van Montes voldoende zijn om de geschiedenis te herschrijven. Evenmin als Bacon’s fossiele gegevens, zegt hij. Soorten steken de hele tijd de open oceaan over. Zo werden eilanden als Hawaii en die in het Caribisch gebied bevolkt. En zelfs als er al een vroege migratie was, dan wijzen de fossiele gegevens van Coates erop dat grote zoogdieren zoals luiaards en lama’s pas zo’n drie miljoen jaar geleden massaal de landengte begonnen over te steken. Om Montes en Bacon tegen te spreken, heeft Coates gewezen op mariene fossielen die aantonen dat identieke kleine wezens zoals foraminifera (kleine eencellige organismen met schelpen) tot ongeveer drie miljoen jaar geleden zowel in het oostelijk deel van de Stille Oceaan als in het Caribisch gebied kunnen worden gevonden. Dit wijst erop dat er tot die datum een stuk open oceaan bestond, waardoor de foraminifera ongehinderd konden passeren. “Veel planten en dieren kunnen de open oceaan oversteken, maar zeeleven kan niet zomaar over droog land lopen,” zegt Coates.
Coates en enkele andere geologen geloven dat het huidige Panama misschien al vroeg boven de golven begon uit te steken, maar dat het een reeks eilanden bleef tot ongeveer drie miljoen jaar geleden, toen de landengte zich uiteindelijk sloot. Coates vergelijkt dit proces met wat er nu in Indonesië gebeurt. De Australische Plaat grenst momenteel aan de Euraziatische Plaat, maar de twee landmassa’s lagen niet altijd zo dicht bij elkaar en hielden blijkbaar diersoorten uit elkaar. De korstplaten bewegen nog steeds en wetenschappers voorspellen dat de eilanden die een deel van Indonesië bedekken uiteindelijk een stuk droog land zullen vormen, ongeveer zoals de Isthmus van Panama enkele miljoenen jaren eerder deed. Het is het Indonesische model dat Coates en 35 andere auteurs aanhalen in hun augustus 2016 Science Advances weerlegging van het werk van Montes en collega’s.
Het Montes-model laat wel wat vragen onbeantwoord, zegt Andrew Crawford, een bioloog aan de Universiteit van de Andes, hoewel hij zegt dat hij “neigt naar” de oudere datum. Crawford heeft een hypothese voorgesteld in een Geology-studie uit 2016, waarvan Bacon co-auteur is, die zowel de vroege landengte als de late aankomst van veel dieren zou kunnen verklaren. Vóór de ijstijd kan wat nu Midden-Amerikaanse jungle is, veel drogere savanne zijn geweest, wat de verplaatsing van grote dieren kan hebben belemmerd omdat ze zich niet konden aanpassen aan de droge omstandigheden en geen geschikt voedsel konden vinden. “Kikkers kunnen fysiek bergen beklimmen, maar dat doen ze niet vanwege omgevingsbarrières zoals regen en kou”, aldus Crawford, die stelt dat omgevingsbarrières de uitwisseling van soorten in de weg kunnen hebben gestaan.
Dan is er nog het mysterie van de drie miljoen jaar oude ijstijd. Onderzoekers hebben over het algemeen aangenomen dat de sluiting van het CAS oceaanstromingen heeft verschoven, die de weerpatronen hebben veranderd door vochtige tropische lucht via de Golfstroom naar het Noordpoolgebied te brengen. Deze lucht liet zijn vocht in de koude noordelijke breedtegraden vallen, wat de basis werd van enorme ijskappen die uiteindelijk een groot deel van het noordelijk halfrond bedekten. Maar als de zeeweg tussen Midden- en Zuid-Amerika enkele miljoenen jaren voor het begin van de ijstijd geblokkeerd was – zoals Montes beweert – dan moeten wetenschappers een andere oorzaak vinden. Molnar zegt dat geologen en oceanografen een aantal hypotheses hebben voorgesteld, hoewel geen van hen als een definitieve verklaring wordt beschouwd.
“In plaats van het oneens te zijn, zouden we meer gegevens moeten verzamelen,” zegt Bacon. De continenten die zij bestudeert zijn uiteindelijk samengesmolten tot één massa, maar het is voor iedereen de vraag of, en zo ja wanneer, het wetenschappelijk begrip van de landengte hetzelfde resultaat zal hebben.