الانفجار الكمبري: ما هو وكيف أثر على التطور البيولوجي

إن تطور الكائنات الحية ، أي مجموعة التغييرات في الخصائص المظهرية والوراثية للسكان عبر الأجيال ، هو أمر مفروغ منه اليوم. لا يترك لنا سجل الحفريات والتحليلات الجينية أي شك في هذا: فجميع الكائنات الحالية لها سلسلة من الأسلاف والكائنات الحية مجمعة في تصنيفات حسب درجات القرابة.

كان هذا المفهوم في عام 1859 في مهده ، وافترض داروين في كتابه "أصل الأنواع "آلية الانتقاء الطبيعي التي فسرت التطور البيولوجي ، ولكن ليس بدون تأكيد الحجوزات.

هذا هو المكان الذي تدخل فيه "معضلة داروين" غير المعروفة ، والتي كانت لغزًا حقيقيًا للمفكر في افتراضاته ذات الطبيعة التطورية. نتحدث اليوم عن إشعاع بيولوجي غير مسبوق ، في حقبة ماضية وعدائية: أهلا بكم في الانفجار الكمبري.

• مقالات لها صلة: "نظرية التطور البيولوجي: ما هي وماذا تفسر"

ما هو الانفجار الكمبري؟

الانفجار الكمبري أو انفجار كمبري مترجم إلى اللغة الإنجليزية هو مصطلح يشير إلى الظهور المفاجئ والتنويع السريع للكائنات الحية الدقيقة منذ حوالي 540 مليون سنة. وفقًا لمصادر البحث ، كان هذا الإشعاع مهمًا بشكل خاص للأصناف "الأكبر" (أي ، الشعبة).

هذا لأنه خلال هذا الوقت نشأت غالبية المجموعات الحيوانية: المفصليات ، الرخويات ، شوكيات الجلد والحبليات و 75 ٪ من التقسيمات الفرعية التمثيلية على الأرض. بعبارة أكثر بساطة ، يمكن أن يقال ذلك

لقد نشأت "قمم" الحياة العظيمة خلال العصر الكمبري ، بالإضافة إلى الفروع الصغيرة التي انقطعت منها، كما يمكن أن يكون اليوم رأسيات الأرجل أو ذوات الصدفتين ضمن مجموعة كبيرة من الرخويات. بالإضافة إلى هذا التنوع المذهل ، حدثت أحداث أخرى:

• كان هناك تصعيد في وفرة العوالق.
• انتشار وجود الهياكل العظمية المعدنية في الكائنات الحية.
• تم تشكيل الشعاب المرجانية الأولى.
• بدأت الحيوانات في استغلال الطبقات غير السطحية من الركيزة ، أي أنها بدأت في ممارسة الحفر كوسيلة للحصول على الطعام.
• بدأت التفاعلات البيئية المعقدة ومعها إنشاء سلاسل غذائية.

خلال هذا الإشعاع التطوري الذي استمر حوالي 20 مليون سنة ، ظهر ما لا يقل عن 11 من أصل 20 شعبة ميتازوان (حيوانية) مسجلة اليوم. بالطبع ، ليس هذا هو "انفجار الحياة" الوحيد المسجل عبر تاريخ الأرض. حسنًا ، على سبيل المثال ، سمح الانقراض الجماعي للعصر الترياسي الجوراسي بالهيمنة اللاحقة لـ الديناصورات. إن استبدال الأنواع بمجرد إخلاء العديد من المنافذ البيئية ليس بالأمر الجديد ، على الرغم من أن أياً منها لم يكن مشابهاً للانفجار الكمبري.

من بين أشهر الكائنات الحية التي تنتمي إلى هذا التقسيم الجيولوجي نجد ثلاثية الفصوص ، بعضها مفصليات الأرجل المنقرضة بالفعل والتي تضمنت حوالي 4000 نوع والتي ، لحسن الحظ ، وصل عدد كبير منها إلينا من الحفريات. الممثلون الآخرون المشتركون هم ذراعي الأرجل ، على غرار البطلينوس والكوكل ، أو المشهورين anomalocaris ، جنس من الحيوانات المفترسة التي تشبه الروبيان والتي اصطادت فريستها بنهاياتها المتشكلة خطاف. في هذا الوقت ، كانت هذه الكائنات البدائية على قمة السلسلة الغذائية في محيطات الكوكب.

ومع ذلك ، وفقًا للبوابات الاحترافية مثل مجلة National Geographic ، هناك احتمال أن يكون هذا الحدث "مبالغًا فيه" بعض الشيء ، حيث من الممكن أن يكون سجل الحفريات الذي وصل إلينا من هذه المرحلة أكبر بكثير بسبب تمعدن الهياكل العظمية لمختلف الأنواع، فيما يتعلق بضعف قدرة التحجر لأسلافهم رخو الأجساد.

أسباب الإشعاع التطوري الكمبري

في هذه المرحلة ، من الضروري أن نحدد أننا نتعامل مع الفرضيات ، وكلها صحيحة بشكل متساوٍ (بدعم علمي أكثر أو أقل) ، لكن لا يمكن اختبار ذلك بالكامل. تفترض العديد من المقالات البحثية الأسباب المحتملة للانفجار الكمبري ونعرضها بإيجاز في السطور التالية.

1. المحفزات البيئية

تم افتراض أن أكسجين الماء والتغيرات في تركيبته الكيميائية هي أكثر العوامل البيئية احتمالية للانفجار الكمبري.

بالطبع، تنتج عملية استقلاب الطعام في وجود الأكسجين (التنفس الخلوي) طاقة أكبر بكثير من المسارات الأيضية اللاهوائية ، وهذا هو السبب في أن انفجار الطاقة له معنى بيولوجي. الحياة عندما وصلت قيم هذا الغاز إلى المستويات الحالية للمحيطات على الأرض تقريبًا. ومع ذلك ، فإن الدراسات الحديثة التي تحلل بعض المركبات الكيميائية في الصخور من هذه المراحل الجيولوجية تشير إلى التقرير أن الزيادة في الأكسجين العالمي ربما لم تحدث بشكل جذري مثل معظم الناس يعتقد.

الزيادات في المغذيات البيئية مثل الفوسفور أو النيتروجين يمكن أن تفسر جزئياً هذا الإشعاع المبالغ فيه.، على الرغم من أن هذه الحقيقة لم ترتبط ارتباطًا مباشرًا بتنوع أكبر للأنواع أو ظهور العديد من الشعب ، كما حدث في العصر الكمبري.

2. الجينات التنموية والساعة الجزيئية

لم يستطع الانفجار الكمبري أن يجد سببه فقط في المحددات البيئية مثل تصادم القارات ، ووجود أكبر للأكسجين ، ووجود أكبر توافر المغذيات والعديد من العوامل الأخرى الخارجية للفرد ، ولكن يمكن أيضًا العثور على جزء من الحقيقة في جينات الكائنات الحية.

مثال واضح على ذلك هو جينات Hox ، التي تحدد ، أثناء التطور الجنيني ، مخطط الجسم لـ الكائنات الحية من خلال تنشيط أو تعطيل جينات أخرى في أجزاء معينة من الجسم (شرح في جدا بدائي). يمكن أن يفسر تطور جينات Hox ، على سبيل المثال ، ظهور أجسام أكثر تعقيدًا خلال هذه الفترة..

أظهرت الساعات الجزيئية أن الإشعاع الصادر من مجموعات الحيوانات الثنائية الثلاث خلال أوائل العصر الكمبري لقد حدث ذلك بعد تنوع جينات Hox ، لذلك للأسف ، نفدت هذه النظرية قليلاً في السنوات الأخيرة. وقت. إذا تنوعت جينات Hox قبل الكتل ، فلن يكون هذا تفسيرًا مناسبًا للإشعاع الكمبري.

• قد تكون مهتمًا بـ: "ما هو الكودون؟ الخصائص والوظائف"

معضلة داروين

ربما يمكننا أن نفهم اللغز أن هذا الظهور السريع الجديد الأنواع والشعب ، حيث أنه حتى اليوم لا يمكن إعطاء إجابة قاطعة تمامًا فيما يتعلق بـ مشكلة.

دافع خطاب داروين دائمًا عن التعاقب التدريجي للتعديلات في الكائنات الحية ، وهي حقيقة استبعدت ظهور "الانفجار الكبير التطوري" ، تمامًا مثل الانفجار الكمبري. وفقًا لدراسات مختلفة ، تجاوز تسارع التعديلات الفيزيائية خلال العصر الكمبري بأربعة أضعاف الآليات التطورية الحاليةبينما زادت الاختلافات الجينية 5.5 مرة.

كما أشار المتخصصون في هذا المجال الذين درسوا هذه الظاهرة على مدار العشرين عامًا الماضية ، "تطور متسارع ومتواصل إلى حد ما لبضع عشرات الملايين من السنين يمكن أن يؤدي إلى انفجار تطوري "، وهي حقيقة ، إلى حد ما ، تتفق مع الافتراضات الأولية داروين.

أيضا هذا صحيح قد يؤدي استعمار البيئات الجديدة إلى تعزيز معدل تطور منحرف أسرع بكثير، لأن الصنف الذي يكتسب خاصية مبتكرة يمكن أن يتطلب انفجارًا تطوريًا لاحتلال منافذ جديدة. على سبيل المثال ، إذا كان التكيف الأساسي هو اكتساب الأرجل والتأريض ، فمن المنطقي إلى حد ما الاعتقاد بأن الآليات سوف تتسارع التطور التطوري لبعض الوقت في المجموعة ذات الأرجل ، حيث ستجد نفسها مع الآلاف من المنافذ الفارغة لاستغلالها بعد تاريخ تطوري واحد في الماء.

ملخص

إذا أردنا أن نظهر شيئًا واحدًا مع كل هذا التكتل المصطلحي والتشويش والفرضيات ، فهو ، لسوء الحظ ، هناك أسئلة لا يمكن بالتأكيد الإجابة عليها بشكل كامل. هذا يجعل علم علم الوراثة وعلوم الحفريات مثيرة بقدر ما هي محبطة ، منذ يسود الجدل والكافيل في عالم نحاول فيه تخمين ما حدث قبل 530 مليون سنة. سنين. الانفجار الكمبري ، مهما كان مثيرا للإعجاب ، لا يزال بدون إجابة نهائية.

المراجع الببليوجرافية:

• الانفجار الكمبري ، wikipedia.org. تم جمعها في 15 نوفمبر في https://es.wikipedia.org/wiki/Explosi%C3%B3n_c%C3%A1mbrica
• الانفجار الكمبري ، فهم التطور. تم جمعها في 15 نوفمبر في https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/side_o_0/cambrian101_01_sp
• مارشال ، سي. تم العثور على R. (2006). شرح "الانفجار" الكمبري للحيوانات. Annu. القس. كوكب الأرض. علوم ، 34 ، 355-384.
• موريس ، س. ج. (2000). "الانفجار" الكمبري: فتيل بطيء أم عملاق ضخم ؟. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم ، 97 (9) ، 4426-4429.
• العصر الكمبري ، ناشيونال جيوغرافيك. تم جمعها في 15 نوفمبر في https://www.nationalgeographic.es/historia/periodo-cambrico
• red.escubre ، نشرة إخبارية علمية وثقافية ، جامعة كومبلوتنسي بمدريد (UCM). تم جمعها في 15 نوفمبر في https://www.ucm.es/data/cont/media/www/pag-10072/Redescubre%20N%C2%BA7.pdf
• وود ، ر. ، ليو ، أ. G. ، Bowyer ، F. ، Wilby ، P. ر ، دن ، ف. S.، Kenchington، C. جي ،... & بيني ، أ. (2019). السجلات المتكاملة للتغير والتطور البيئي تتحدى الانفجار الكمبري. بيئة الطبيعة وتطورها ، 3 (4) ، 528-538.
• زانج ، إكس ، شو ، دي ، هان ، جيه ، زانج ، زد ، ليو ، جيه ، فو ، د. (2014). مسببات الانفجار الكمبري: الفرضيات والمشاكل. أبحاث جندوانا ، 25 (3) ، 896-909.