Камбрийска експлозия: какво беше и как повлия на биологичната еволюция

Еволюцията на живите същества, тоест съвкупността от промени във фенотипните и генетични характеристики на популациите през поколенията, е нещо, което днес се приема за даденост. Вкаменелостите и генетичните анализи не ни оставят никакво съмнение относно това: всички съвременни същества имат поредица от предци и живите същества са групирани в таксони според степента на родство.

Тази концепция през 1859 г. е в начален стадий и Дарвин постулира в книгата „Произходът на вид” механизмът на естествения подбор, който обяснява биологичната еволюция, но не без сигурност Резервации.

Тук се намесва не толкова известната "дилема на Дарвин", която е била истински пъзел за мислителя в неговите постулации от еволюционен характер. Днес говорим за безпрецедентна биологична радиация в една отминала и враждебна ера: добре дошли в камбрийската експлозия.

• Свързана статия: „Теорията на биологичната еволюция: какво представлява и какво обяснява“

Какво представлява камбрийската експлозия?

Камбрийският взрив или камбрийска експлозия

преведено на английски е термин, който се отнася до внезапната поява и бързото разнообразяване на макроскопичните организми преди около 540 милиона години. Според изследователски източници това излъчване е било особено важно за „по-големите“ таксони (т.е. тип).

Това е така, защото през това време са възникнали повечето групи животни: членестоноги, мекотели, бодлокожи и хордови и 75% от представителните подразделения на земята. Казано по-просто, може да се каже така големите „върхове“ на живота са установени през камбрия, плюс малките клони, отцепени от тях, както биха могли да бъдат днес главоногите или двучерупчестите в рамките на голямата група мекотели. В допълнение към тази невероятна диверсификация се случиха и други събития:

• Имаше ескалация на изобилието от планктон.
• Наличието на минерализирани скелети в живите същества се разпространява.
• Образували са се първите рифове.
• Животните започнаха да експлоатират не-повърхностни слоеве на субстрата, тоест започнаха да практикуват копаене като метод за получаване на храна.
• Започват сложни екологични взаимодействия и с тях установяването на трофични вериги.

По време на това еволюционно излъчване, продължило около 20 милиона години, се появяват най-малко 11 от 20 метазоани (животински) видове, регистрирани днес. Разбира се, това не е единствената "експлозия на живот", регистрирана в цялата история на Земята. Е, например, масовото изчезване на триас-юра позволи последващото господство на динозаври. Заместването на видовете, след като много екологични ниши бъдат освободени, не е нищо ново, въпреки че нито едно от тях не е било сравнимо с Камбрийския взрив.

Сред най-известните живи същества, принадлежащи към този геоложки раздел, намираме трилобитите, някои вече изчезнали членестоноги, които включват около 4000 вида и от които, за щастие, голям брой са достигнали до нас на вкаменелости. Други често срещани представители са някои брахиоподи, подобни на миди и петухи, или добре познатите anomalocaris, род подобни на скариди хищници, които хващат плячката си с оформените си краища Кука. По това време тези примитивни същества са били на върха на хранителната верига в океаните на планетата.

Въпреки това, според професионални портали като списание National Geographic, има вероятност това събитие да е малко "преувеличено", т.к. възможно е вкаменелостите, достигнали до нас от този етап, да са много по-големи поради минерализацията на скелетите на различни видове, по отношение на слабата способност за вкаменяване на техните предшественици с меко тяло.

Причини за еволюционната радиация на камбрия

На този етап е необходимо да разграничим, че имаме работа с хипотези, всички те еднакво валидни (с повече или по-малко научна подкрепа), но които не могат да бъдат напълно тествани. Различни изследователски статии постулират възможните причини за Камбрийската експлозия и ние ги показваме накратко в следващите редове.

1. задействания от околната среда

Оксигенирането на водата и промените в нейния химичен състав са постулирани като най-вероятните екологични причини за Камбрийската експлозия.

Разбира се, процесът на метаболизиране на храната в присъствието на кислород (клетъчно дишане) дава много повече енергия отколкото анаеробните метаболитни пътища, поради което експлозията на енергия има биологичен смисъл. живот, когато стойностите на този газ достигнаха почти сегашните нива на океаните на Земята. Въпреки това, последните проучвания, които анализират определени химични съединения в скали от тези геоложки етапи, съобщават че увеличението на глобалния кислород вероятно не се е случило толкова драстично, колкото повечето хора вярвам.

Увеличаването на хранителните вещества в околната среда като фосфор или азот също може частично да обясни тази преувеличена радиация., въпреки че този факт не е пряко свързан с по-голяма диверсификация на видовете или появата на толкова много видове, както се е случило през камбрия.

2. Гени за развитие и молекулярен часовник

Камбрийският взрив може да намери причината не само в детерминанти на околната среда като сблъсъка на континентите, по-голямото наличие на кислород, по-голямото наличието на хранителни вещества и много други фактори, външни за индивида, но част от истината може да се намери и в гените на организми.

Ярък пример за това са Hox гените, които по време на ембрионалното развитие определят плана на тялото на живи същества чрез активиране или дезактивиране на други гени в определени части на тялото (обяснено в много елементарен). Еволюцията на Hox гените, например, може да обясни появата на по-сложни тела през този период..

Молекулярните часовници са показали, че радиацията от трите двустранни животински клади през ранния камбрийски период това се случи след диверсификацията на Hox гените, така че за съжаление тази теория се изчерпа доста през последните години. време. Ако Hox гените са се диверсифицирали преди кладите, това не би било адекватно обяснение за камбрийската радиация.

• Може да се интересувате от: „Какво е кодон? Характеристики и функции"

Дилемата на Дарвин

Може би можем да разберем пъзела, че тази бърза поява на нови видове и типове, тъй като дори и днес не може да се даде напълно неопровержим отговор по отношение на проблем.

Речта на Дарвин винаги е защитавала постепенната последователност от модификации в живите същества, факт, който изключва появата на "еволюционен Голям взрив", точно това, което е Камбрийската експлозия. Според различни проучвания, ускорението на физическите модификации през камбрия надвишава 4 пъти сегашните еволюционни механизми, докато генетичните вариации се увеличават 5,5 пъти.

Както е посочено от професионалисти в областта, които са изучавали този феномен през последните 20 години, „умерено ускорена и устойчива еволюция за няколко десетки милиона години може да доведе до еволюционен взрив”, факт, който до известна степен е в съответствие с първоначалните постулации на Дарвин.

Също така е вярно, че колонизирането на нови среди може да насърчи много по-бърза, изкривена скорост на еволюция, тъй като таксон, който придобива иновативна характеристика, може да изисква еволюционна експлозия, за да заеме нови ниши. Например, ако първичната адаптация беше придобиването на крака и заземяването, до известна степен е логично да се мисли, че механизмите еволюционната ще се ускори за известно време в групата с крака, тъй като ще се окаже с хиляди празни ниши за използване след една единствена еволюционна история във вода.

Резюме

Ако искаме да покажем едно нещо с целия този терминологичен конгломерат, бръщолевения и хипотези, то е, че за съжаление има въпроси, на които със сигурност никога не може да се отговори напълно. Това прави филогенетичните и палеонтологичните науки толкова вълнуващи, колкото и разочароващи, тъй като Дебатът и придирките царуват в свят, в който се опитваме да отгатнем какво се е случило преди 530 милиона години. години. Камбрийският взрив, колкото и впечатляващ да е, остава без окончателен отговор.

Библиографски справки:

• Камбрийска експлозия, wikipedia.org. Събрани на 15 ноември в https://es.wikipedia.org/wiki/Explosi%C3%B3n_c%C3%A1mbrica
• Камбрийският взрив, разбиране на еволюцията. Събрани на 15 ноември в https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/side_o_0/cambrian101_01_sp
• Маршал, К. Р. (2006). Обяснявайки камбрийската „експлозия“ на животните. Annu. Rev. планета земя. Sci., 34, 355-384.
• Морис, С. ° С. (2000). Камбрийската „експлозия“: бавен предпазител или мегатонаж?. Сборник на Националната академия на науките, 97 (9), 4426-4429.
• Камбрийският период, National Geographic. Събрани на 15 ноември в https://www.nationalgeographic.es/historia/periodo-cambrico
• red.escubre, Бюлетин за научни и културни новини, Университет Комплутенсе в Мадрид (UCM). Събрани на 15 ноември в https://www.ucm.es/data/cont/media/www/pag-10072/Redescubre%20N%C2%BA7.pdf
• Ууд, Р., Лю, А. Г., Бойър, Ф., Уилби, П. Р., Дън, Ф. С., Кенчингтън, К. Г.,... и Пени, А. (2019). Интегрираните записи на промените в околната среда и еволюцията предизвикват Камбрийската експлозия. Природна екология и еволюция, 3 (4), 528-538.
• Джан, X., Шу, Д., Хан, Дж., Джан, З., Лю, Дж. и Фу, Д. (2014). Причини за камбрийския взрив: хипотези и проблеми. Gondwana Research, 25 (3), 896-909.