Omdat de dieren in deze fase van de geschiedenis van de aarde nog heel erg klein zijn en weinig harde delen hebben, vormen zich weinig fossielen. Bovendien verdwijnen de meeste tekens van leven, omdat het aardoppervlak nog volop in beweging is.

Pas tegen het eind van deze immens lange periode, die 2000 miljoen jaar duurt beginnen de eerste vissen ongeveer 540 miljoen jaar geleden de zee te bevolken. De eerste vissen hebben geen kaken, maar wel kieuwen. Hun mond is klein en beter geschikt voor het eten van klein voedsel zoals wieren die ze van de stenen schrapen.

De eerste levensvormen zijn zo klein dat ze bijna geen sporen hebben nagelaten. De eerste organismen die een duidelijk spoor nalaten, zijn stromatolieten. Hoewel deze levensvormen zo’n drie miljard jaar geleden zijn ontstaan, bestaan ze nog steeds.
Aan de westkust van Australië in de getijdenzone zijn kleine bulten en zuilen te zien van ongeveer een halve meter hoogte. Ze groeien heel langzaam. Een speling van de natuur? Pas in de vorige eeuw wordt ontdekt, dat ze afstammen van de oudste herkenbare levensvormen uit de begintijd van de aarde.

Foto: Collectie Museon-Omniversum, Coll. nr. 82931

Bij het begin van het Cambrium, 542 miljoen jaar geleden, zijn vrijwel alle diergroepen die we nu nog kennen, zoals wormen, schelpdieren, geleedpotigen en de eerste gewervelde dieren aanwezig in de oceanen. De eerste vissen, zo’n 540 miljoen jaar geleden ontstaan, hebben geen kaken, maar wel kieuwen. Hun mond is klein en beter geschikt voor het eten van klein voedsel zoals wieren die ze van de stenen schrapen. 

Sommige dieren jagen actief, andere graven gangenstelsels in de bodem van de zee. Als het aantal rovers in zee toeneemt, krijgen sommige vissen bescherming door pantserplaten en schubben. Rovers ontwikkelen steeds slimmere wapens en de niet-rovers antwoorden met steeds slimmere manieren om zich hiertegen te beschermen. Zo wordt de wapenwedloop van het dierenrijk in gang gezet die tot op de dag van vandaag voortduurt.

Het land is nog leeg, alleen langs de boorden van de zee groeien wieren.

Lancetvisjes zijn botloze diertjes. Ingegraven in de zeebodem filteren ze plankton uit het water met hun kieuwen. Ze hebben geen hard skelet. Lancetvisjes hebben veel weg van de Pikaia, een vis die meer dan 500 miljoen jaar geleden leeft. Pikaia hoort samen met het lancetvisje thuis in de groep van organismen met een chorda, een doorzichtige met vloeistof gevulde buis die langs de rug loopt. Uit deze groep zijn alle gewervelde dieren voortgekomen. Ook wij.

Foto: Hans Hillewaert / CC

Vissen zijn nog kaakloos en van buiten bepantserd [link naar Pantservissen] Ze lijken nauwelijks op de vissen van tegenwoordig. Ze zijn klein en niet groter dan haringen.

In de ondiepe kustwateren breidt het leven zich steeds meer uit. Zeeschorpioenen, zoals de Eurypterus komen veel voor en worden bijzonder groot. Ze zullen nog tot het einde van het Perm voortbestaan.

Voor het Siluur is het land leeg en rotsachtig, met kale zand-, grind- en kleivlakten. Tijdens het Siluur liggen er op natte plaatsen langs de zeeën en rivieren en meren algenmatten waar dieren die op spinnen lijken kruipen.

Tegen het eind van het Siluur verschijnen de landplanten, zoals Cooksonia. Het zijn de eerste planten die zich hebben aangepast aan het leven op het land. Zij moeten zich beschermen tegen uitdroging. En om toch water in alle delen van de plant te krijgen, zijn ze in het bezit van vaten. Verder moeten ze voldoende stevigheid hebben om niet om te vallen. Ze hebben speciale voortplantingsorganen met sporen waarmee ze zich kunnen verspreiden buiten het water. Zij lijken veel op hun voorouders, de algen, die overheersen in het water.

Foto: Cooksonia, Collectie Museon-Omniversum Coll. nr. 234618

Cooksonia, een van de oudste landplanten

Deze plantjes zijn heel klein, een paar centimeter hoog. Uit de afzettingen waarin ze gevonden zijn, trekken onderzoekers de conclusie dat ze langs rivieren of zeekusten groeien en dat ze regelmatig worden overspoeld. Onbekend is hoe ze aan de bodem vastzitten. Waarschijnlijk hebben ze geen wortels maar over de bodem groeiende stengels. 

Op de toppen van de stengeltjes staan knopvormige of schotelvormige knopjes met sporen die voor de voortplanting zorgen. Varens planten zich nog steeds zo voort. 

De oudste Cooksonia´s zijn gevonden in Ierland en zijn 425 miljoen jaar oud. Cooksonia wordt groter dan mossen en groeit op drogere plaatsen, want ze hebben een vaatsysteem dat water vervoert naar de bovenste delen.

In de oceanen zwemmen haaien [Link naar haaien]  die geen beenskelet hebben, maar een skelet dat uit kraakbeen bestaat.

Rhynia, een landplant die lijkt op de alweer uitgestorven Cooksonia, groeit langs de oevers van het water. De rode sporenkapsels vallen hierbij op. Verder zien we verder van het water af op drogere plekken de eerste wolfsklauwen. 
Hun geschiedenis is er een van uitersten. De allereerste zijn niet hoger dan 25 cm, maar later in het Carboon groeien wolfsklauwen uit tot 40 meter hoge bomen die het best gedijen in een vochtige omgeving. Aan het eind van het Carboon als het klimaat droger wordt, sterven deze grote soorten uit. We kennen nu alleen nog soorten die over de bodem kruipen en niet hoger dan 5 cm worden.

Foto: Rhynia en wolfsklauw, collectie Museon-Omniversum

Het toenemend aantal landplanten zorgt ervoor dat er steeds meer zuurstof in de atmosfeer komt en het aandeel van koolzuur daalt. De wortels die de bodem binnendringen, veranderen de samenstelling van de bodem.

Amfibieën en geleedpotigen zoals spinnen en insecten kruipen verder het land op. Voor hun voortplanting blijven ze nog een nauwe band met hun vroegere milieu, het water, houden.

(Foto: Diorama van Ichtyostega, een van de eerste landdieren. Collectie Museon)

Lang nadat ongewervelde dieren zoals miljoenpoten het water hebben verlaten, gaan de eerste gewervelde dieren aan land. Zij hebben longen, de vier poten van een landdier en de staartvin van een vis. Ichthyostega is een prachtig voorbeeld van een overgangsvorm tussen water- en landdieren. Hun fossielen laten ook zien, dat zij aan de achterpoten zeven tenen hebben. De voorpoten zijn niet volledig bekend. 

Exotische wouden met boomvarens strekken zich uit over het landschap. Net achter de kusten en op plekken waar rivieren in zee uitmonden, liggen enorme moerassen. Afgestorven planten zakken naar de bodem waar ze zich ophopen. Hier ligt de wieg van onze steenkool. Insecten en amfibieën bevolken de moerassen. Op drogere plaatsen verschijnen de eerste reptielen. De eerste planten met echte wortels verschijnen. De meeste planten houden zich staande met steunwortels.

In het water raken de pantservissen [Link nog toevoegen] over hun hoogtepunt heen. De vissenwereld van het zoute en zoete water gaat steeds meer lijken op die van nu. Maar nog niet helemaal.

In zee sterven de trilobieten en pantservissen [Links toevoegen] uit. Op het supercontinent Pangea is het klimaat heel erg droog, omdat de zee haar invloed niet ver het land in kan doen gelden. De amfibieën zijn over hun hoogtepunt heen. De levensvorm die ooit als vis begon, gaat nu naar het zoogdier toe. Maar de weg van de evolutie is lang. Vin wordt poot, het ei ontworstelt zich aan het water.

Reptielen die op zoogdieren lijken, komen op. Door de droogte nemen de boomvarens af. In hun plaats komen naaldbomen. Een bekend voorbeeld is de Ginkgo die nu nog steeds bestaat. Aan het eind van het Perm zien we plotseling grote veranderingen. Een enorme catastrofe zorgt ervoor dat 70% van alle soorten die op het land leven uitsterven, 95 procent van alle soorten in de zee sterft uit.

De eerste reptielen op het land

Op het supercontinent Pangea verschijnt een nieuwe groep landdieren, de reptielen. Deze dieren zijn niet afhankelijk van water voor hun voortplanting. Een harde beschermende schaal beschermt de dieren tegen uitdroging. Deze dieren kunnen in tegenstelling tot vroeger levende landdieren hun kop optillen en ze kunnen ook grotere afstanden afleggen dan amfibieën.

Terug naar het water

Evolutie is soms heel grillig. Niet lang nadat de reptielen hun amfibieënbestaan hebben opgegeven en zich aan het landleven hebben aangepast, keren sommige weer terug naar het water. Dit betekent dat zij zich opnieuw aan het leven in water moeten aanpassen: de zwemvliezen komen terug en ze krijgen een afgeplatte zwemstaart. Maar er is toch verschil. Ze gaan niet naar de zilte zee, maar naar het zoete water. Vlak voordat supercontinent Pangea uit elkaar valt en Afrika en Zuid-Amerika van elkaar weg beginnen te drijven, ontstaan deze waterdieren. Dit verklaart waarom we de fossielen van deze zoetwaterreptielen aan twee kanten van de oceaan vinden. Zo groot als de krokodillen van nu worden ze niet: een meter is de langste die gevonden is.

Foto: Mesosaurus, Collectie Museon-Omniversum, Coll. nr. 86804

Mesosaurus behoort tot de groep van oudst bekende reptielen, de Anapsidae. Fossielen van mesosaurussen zijn gevonden in sedimenten uit het Perm in Zuid-Afrika en oostelijk Zuid-Amerika. Mesosaurussen waren volledig aangepast aan een leven in het water. De lange snuit was voorzien van een rij kleine, scherpte tanden.
De aanwezigheid van mesosaurussen aan beide kanten van de Atlantische Oceaan wordt gezien als een van de bewijzen voor de theorie van het uiteendrijven der continenten. Volgens deze theorie van Alfred Wegener [Link toevoegen] zouden onder andere Afrika en Zuid-Amerika in het verleden een continent hebben gevormd. Deze, in eerste instantie omstreden, theorie wordt tegenwoordig algemeen aanvaard.

In het landschap van het Trias verschijnen de eerste zoogdieren en … de dinosaurussen. Het land wordt gedomineerd door varens als Palmvarens (Cycasachtigen). De naaldbomen zetten door. Behalve op het land verandert het aanzicht van de zee. Inktvissen in hun zelfgemaakte behuizing bevolken de zeeën van de bodem tot aan de oppervlakte.

In de zee zwemmen er tussen de vele ammonieten drie soorten vissen in de zee. De kaakloze vissen (Agnatha) zijn bijna verdwenen. De kraakbeenvissen (Chondrichthyes) en de beenvissen (Osteichthyes) zijn in opkomst. Beenvissen lijken al veel op de vissen van nu, maar hebben staarten die asymmetrisch zijn en een skelet dat voor een deel uit kraakbeen bestaat. De schubben liggen los of tegen elkaar aan op de huid. Uit de longen van beenvissen ontstaat de zwemblaas. Hiermee kunnen ze zich net als een duikboot op één diepte houden. Sommige andere beenvissen gebruiken de zwemblaas als gehoororgaan.

De zwemblaas is werkelijk revolutionair. Zonder zwemblaas zinken vissen naar de bodem als ze niet bewegen. De meeste beenvissen hebben er een. Door de inhoud die kan bestaan uit lucht of uit olie te veranderen kan een vis stijgen of dalen of stil blijven staan in het water. En dat zonder inspanning! Bij sommige vissen is de zwemblaas verbonden met het oor. De blaas fungeert als een versterker voor het oor. Andere vissen gebruiken hun zwemblaas juist als versterker van hun geluiden.

Foto: Zeesterren Steriacites lumbricalis. Ouderdom: Trias. Vindplaats: Verona/Italië, Collectie Museon

In zee is de diversiteit groot. Na het verschijnen in het Siluur van de eerste kraakbeenvissen, de haaien, zien we 200 miljoen jaar later de eerste roggen. Er zwemmen veel soorten beenvissen en kraakbeenvissen. Zeereptielen zoals plesiosaurussen en ichthyosaurussen komen algemeen voor. In het luchtruim boven het water zweven vliegende reptielen en vertonen zich aarzelend de eerste vogels.

Grote delen van de vroegere continenten zijn overspoeld door ondiepe zeeën. Dode algen vormen dikke lagen krijt, waarnaar deze periode is vernoemd. Het leven in zee is veelvormig en lijkt al meer op dat van nu. Op het land zijn reptielen, insecten en bloemplanten uitbundig aanwezig en er verschijnen steeds meer soorten vogels en kleine zoogdieren.

Aan het eind van het Krijt sterven veel soorten uit, van grote dinosaurussen tot de kleinste zeediertjes. Waarschijnlijk is de inslag van een enorme meteoriet hiervan de oorzaak. Met deze klap komt er een eind aan het Mesozoïcum.

Op de plek waar nu de Verenigde Staten liggen, worden ongeveer 50 miljoen jaar geleden grote delen van de aarde omhoog gestuwd. De gebieden tussen deze gebergten vullen zich met water. Zo ontstaan er grote meren die veel lijken op binnenzeeën. De fijnkorrelige kalkafzettingen en kleilagen (die de Green River Formatie wordt genoemd) zijn een schatkamer voor fossielen. Op het land begint de planten- en dierenwereld op de huidige te lijken. In het landschap vinden we reusachtige loopvogels en allerlei reuzenvormen van zoogdieren, zoals de langhalzige neushoorn en de olifanten. De eerste mensachtigen verschijnen aan het einde van het Tertiair in Afrika.

Foto: Gosiutichthys parvus. Ouderdom: Tertiair | Collectie Museon

Sinds Darwin zien wij onszelf als een wezen dat hoort bij de primaten, zoogdieren, vierpotigen, gewervelden of chordadieren. Zeker niet als een vis. Wij hebben geen vinnen en verdrinken onder water. En toch… We zien er niet erg visachtig uit, maar als we ver genoeg terug gaan in de evolutie leidt het spoor naar de beenvis.