Кембрийский взрыв

Кембрийский взрыв - это время, когда многие филы животных впервые появились в окаменелостях. Это произошло 541 миллион лет назад (млн лет назад). Вероятно, большинство из них эволюционировали до этого, но это было их первое появление в виде окаменелостей.

Примерно до 580 млн лет назад большинство организмов были простыми. Они состояли из отдельных клеток, иногда организованных в колонии. В последующие 70 или 80 миллионов лет скорость эволюции, казалось, ускорилась. К концу кембрия существовало большинство известных нам сегодня фил.

Кембрийский взрыв вызвал много научных дебатов. Кажущееся быстрое появление окаменелостей в "первобытных пластах" было отмечено еще в середине XIX века, и Чарльз Дарвин рассматривал это как одно из главных возражений, которое можно выдвинуть против его теории эволюции путем естественного отбора.

Dickinsonia , эдиакарское животное с ватным внешним видом.

Окаменелый трилобит. Этот экземпляр Olenoides serratus из сланцев Берджесс сохранил "мягкие части" - усики и ноги.

Эдиакарская следовая окаменелость, образовавшаяся, когда организм зарылся под микробный мат.

Опабиния внесла большой вклад в интерес к кембрийскому взрыву.

Этот образец Marrella показывает, насколько четкими и детальными являются окаменелости из сланца Берджесс.

Ключевые вопросы

Давняя загадка появления кембрийской фауны, казалось бы, внезапно и ниоткуда, связана с тремя ключевыми моментами:

действительно ли это произошло. Действительно ли в раннем кембрии произошла массовая диверсификация сложных организмов за относительно короткий промежуток времени?
что могло вызвать столь быстрые изменения.
что это может сказать о происхождении и эволюции животных.

Понять его сложно, потому что количество доказательств ограничено. Доказательства - это неполная летопись окаменелостей и химические сигнатуры, оставленные в кембрийских породах.

Крупномасштабная эволюция

Кембрийский взрыв - это классический пример мегаэволюции. Под этим не подразумевается другой вид эволюции; скорее, это означает эволюцию, которая производит огромный эффект. Слово "макроэволюция" используется потому, что изменения были действительно огромными.

Продолжительность

Кембрийский взрыв начался в Эдиакаране примерно с 575 млн. лет назад и продолжался до сланцев Берджесс примерно 507 млн. лет назад. Это около 70 миллионов лет. К концу этого периода все современные филы уже развились, и с тех пор в ископаемом состоянии не появилось ни одной новой филы. Это одна из тех вещей, которые требуют объяснения.

Жизнь миллиард лет назад

Для получения дополнительной информации см. раздел Акритарх и строматолит

Строматолиты - столбы, построенные колониями цианобактерий и других микроорганизмов, - являются первыми ископаемыми. Их летопись начинается около 3,5 млрд лет назад, и они были очень распространены примерно с 2700 млн лет назад. Примерно после 1250 млн лет назад их численность резко сократилась, и это сокращение, вероятно, было вызвано пасущимися и зарывающимися животными.

В морском разнообразии докембрия преобладали мелкие окаменелости, известные как акритархи. Этот термин описывает практически любые мелкие органические окаменелости - от яйцевых оболочек мелких метазоев до покоящихся цист многих видов зеленых водорослей. Появившись около 2000 млн лет назад, акритархи пережили бум около 1000 млн лет назад, увеличиваясь в количестве, разнообразии, размерах, сложности формы и особенно в размере и количестве шипов. Их все более колючие формы за последний миллиард лет могут указывать на возросшую потребность в защите от хищников. Другие группы мелких организмов неопротерозойской эры также демонстрируют признаки защиты от хищников. Измерение продолжительности жизни таксонов, по-видимому, свидетельствует об увеличении хищничества примерно в это время. Однако в целом скорость эволюции в докембрии была очень медленной, многие виды цианобактерий оставались неизменными в течение миллиардов лет. Конечно, бактерии определяются в основном своей биохимией, особенно их геномами. Изменения в их биохимии обычно не оставляют следов в ископаемом состоянии.

Если хищные организмы, питавшиеся бактериями и акритархами, действительно были метазоанами, это означает, что кембрийские животные не появились "ниоткуда" в основании кембрия; их предки существовали уже сотни миллионов лет.

Современные строматолиты в морском заповеднике Хамелин Пул, Западная Австралия.

Строматолиты (формация Пика, средний кембрий) возле озера Хелен, Национальный парк Банфф, Канада.

Вопросы и ответы

В: Что такое Кембрийский взрыв?

О: Кембрийский взрыв - это время, когда многие филы животных впервые появились в ископаемом состоянии. Это произошло 541 миллион лет назад (мья).

В: Сколько времени потребовалось для появления большинства известных нам сегодня фил?

О: В течение последующих 70 или 80 миллионов лет скорость эволюции, казалось, ускорялась, и к концу кембрия существовало большинство известных нам сегодня фил.

В: Когда впервые было замечено, что окаменелости быстро появляются в "первобытных пластах"?

О: Впервые это было отмечено еще в середине 19 века.

В: Кто рассматривал это быстрое появление окаменелостей как возражение против своей теории?

О: Чарльз Дарвин рассматривал это быстрое появление окаменелостей в "первобытных пластах" как одно из главных возражений, которое можно выдвинуть против его теории эволюции путем естественного отбора.

В: Какой тип организмов существовал до 580 млн. лет назад?

О: Примерно до 580 млн. лет назад большинство организмов были простыми. Они состояли из отдельных клеток, иногда организованных в колонии.

В: Были ли какие-либо доказательства того, что животные эволюционировали до того, как они появились в окаменелостях?

О: Вероятно, большинство из них эволюционировали до этого, но это было их первое появление в виде окаменелостей.