Kambrische Explosion: Was es war und wie sie die biologische Evolution beeinflusste

Die Evolution von Lebewesen, also die Gesamtheit der Veränderungen der phänotypischen und genetischen Merkmale von Populationen über Generationen hinweg, wird heute als selbstverständlich angesehen. Der Fossilienbestand und die genetischen Analysen lassen keinen Zweifel daran: Alle heutigen Lebewesen haben eine Reihe von Vorfahren und Lebewesen werden nach Verwandtschaftsgrad in Taxa eingeteilt.

Dieses Konzept steckte im Jahr 1859 noch in den Kinderschuhen und Darwin postulierte es in dem Buch „The origin of the“. Arten“ der Mechanismus der natürlichen Selektion, der die biologische Evolution erklärte, jedoch nicht ohne Gewissheit Buchungen.

Hier kommt das nicht so bekannte „Darwin-Dilemma“ ins Spiel, das dem Denker in seinen Postulationen evolutionärer Natur ein echtes Rätsel war. Heute sprechen wir über beispiellose biologische Strahlung in einer vergangenen und feindseligen Zeit: willkommen die kambrische Explosion.

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Was ist die kambrische Explosion?

Die kambrische Explosion oder kambrische Explosion Ins Englische übersetzt ist ein Begriff, der sich auf bezieht das plötzliche Auftauchen und die schnelle Diversifizierung makroskopischer Organismen vor etwa 540 Millionen Jahren. Laut Forschungsquellen war diese Strahlung besonders für die „größeren“ Taxa (dh Phyla) von Bedeutung.

Dies liegt daran, dass in dieser Zeit die meisten Tiergruppen entstanden: Arthropoden, Mollusken, Stachelhäuter und Chordaten sowie 75 % der repräsentativen Unterteilungen auf der Erde. Vereinfacht ausgedrückt könnte man das so sagen Die großen „Gipfel“ des Lebens wurden im Kambrium errichtet und die kleinen Zweige spalteten sich von ihnen ab, wie es heute die Kopffüßer oder Muscheln innerhalb der großen Gruppe der Weichtiere sein könnten. Zusätzlich zu dieser unglaublichen Diversifizierung ereigneten sich weitere Ereignisse:

• Der Planktonreichtum nahm zu.
• Das Vorhandensein mineralisierter Skelette in Lebewesen breitet sich aus.
• Die ersten Riffe entstanden.
• Die Tiere begannen, nicht oberflächliche Schichten des Substrats auszubeuten, das heißt, sie begannen, das Graben als Methode zur Nahrungsbeschaffung zu praktizieren.
• Es begannen komplexe ökologische Wechselwirkungen und mit ihnen die Etablierung trophischer Ketten.

Während dieser evolutionären Strahlung, die etwa 20 Millionen Jahre dauerte, Mindestens 11 der heute erfassten 20 Metazoenstämme (Tierstämme) sind aufgetaucht. Natürlich ist dies nicht die einzige „Explosion des Lebens“, die in der gesamten Erdgeschichte aufgezeichnet wurde. Nun, zum Beispiel ermöglichte das Massenaussterben des Trias-Jura die anschließende Dominanz des Dinosaurier. Der Ersatz von Arten, sobald viele ökologische Nischen geräumt sind, ist nichts Neues, obwohl keine davon mit der kambrischen Explosion vergleichbar war.

Zu den berühmtesten Lebewesen dieser geologischen Abteilung zählen einige der Trilobiten bereits ausgestorbene Arthropoden, die etwa 4.000 Arten umfassten und von denen glücklicherweise eine große Anzahl auf uns überliefert ist von Fossilien. Weitere häufige Vertreter waren bestimmte Brachiopoden, ähnlich den Muscheln und Herzmuscheln, oder die bekannten anomalocaris, eine Gattung garnelenähnlicher Raubtiere, die ihre Beute mit ihren geformten Enden fingen Haken. Zu dieser Zeit standen diese primitiven Lebewesen an der Spitze der Nahrungskette in den Ozeanen des Planeten.

Laut Fachportalen wie dem National Geographic-Magazin besteht jedoch die Wahrscheinlichkeit, dass dieses Ereignis seitdem etwas „übertrieben“ war Es ist möglich, dass der Fossilienbestand, der uns aus diesem Stadium überliefert ist, aufgrund der Mineralisierung der Skelette verschiedener Arten viel größer ist, hinsichtlich der schlechten Fossilisierungsfähigkeit ihrer Vorgänger mit weichem Körper.

Ursachen der evolutionären Strahlung im Kambrium

An dieser Stelle müssen wir abgrenzen, dass wir es mit Hypothesen zu tun haben, die alle gleichermaßen gültig sind (mit mehr oder weniger wissenschaftlicher Unterstützung), die aber nicht vollständig überprüft werden können. Verschiedene Forschungsartikel postulieren die möglichen Gründe für die kambrische Explosion und wir stellen sie in den folgenden Zeilen kurz dar.

1. Umweltauslöser

Als wahrscheinlichste umweltbedingte Auslöser der kambrischen Explosion wurden die Sauerstoffanreicherung des Wassers und Veränderungen seiner chemischen Zusammensetzung postuliert.

Natürlich, Der Prozess der Nahrungsverstoffwechselung in Gegenwart von Sauerstoff (Zellatmung) liefert viel mehr Energie als anaerobe Stoffwechselwege, weshalb eine Energieexplosion biologisch sinnvoll ist. Leben, als die Werte dieses Gases fast das aktuelle Niveau der Ozeane auf der Erde erreichten. Dennoch berichten aktuelle Studien, die bestimmte chemische Verbindungen in Gesteinen aus diesen geologischen Stadien analysieren dass der Anstieg des globalen Sauerstoffs wahrscheinlich nicht so drastisch erfolgte wie bei den meisten Menschen glauben.

Auch ein Anstieg von Umweltnährstoffen wie Phosphor oder Stickstoff könnte diese übertriebene Strahlung teilweise erklären., obwohl diese Tatsache nicht direkt mit einer größeren Artenvielfalt oder dem Auftreten so vieler Phyla zusammenhängt, wie es im Kambrium der Fall war.

2. Entwicklungsgene und molekulare Uhr

Die kambrische Explosion konnte ihren Grund nicht nur in umweltbedingten Faktoren wie dem Aufeinanderprallen der Kontinente, der größeren Präsenz von Sauerstoff, einem größeren Verfügbarkeit von Nährstoffen und viele andere äußere Faktoren des Einzelnen, aber ein Teil der Wahrheit könnte auch in den Genen des Individuums gefunden werden Organismen.

Ein klares Beispiel hierfür sind die Hox-Gene, die während der Embryonalentwicklung den Körperbauplan des Tieres festlegen Lebewesen durch die Aktivierung oder Inaktivierung anderer Gene in bestimmten Teilen des Körpers (erklärt in einem sehr rudimentär). Die Entwicklung der Hox-Gene könnte beispielsweise die Entstehung komplexerer Körper in diesem Zeitraum erklären..

Molekulare Uhren haben gezeigt, dass Strahlung von den drei bilateralen Tiergruppen während der frühen Kambriumzeit ausgeht es geschah nach der Diversifizierung der Hox-Gene, daher hat diese Theorie in den letzten Jahren leider ziemlich an Kraft verloren. Zeit. Wenn sich die Hox-Gene vor den Kladen diversifizieren würden, wäre dies keine ausreichende Erklärung für die kambrische Strahlung.

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Darwins Dilemma

Vielleicht können wir das Rätsel verstehen, das dieses schnelle Auftauchen von Neuem mit sich bringt Arten und Phyla, da auch heute noch keine völlig unwiderlegbare Antwort darauf gegeben werden kann Ausgabe.

Darwin verteidigte in seiner Rede immer die allmähliche Abfolge von Veränderungen in Lebewesen, eine Tatsache, die das Auftreten eines „evolutionären Urknalls“, genau wie die kambrische Explosion, ausschloss. Verschiedenen Studien zufolge Die Beschleunigung physikalischer Veränderungen während des Kambriums übertraf die aktuellen Evolutionsmechanismen um das Vierfache, während die genetischen Variationen um das 5,5-fache zunahmen.

Fachleute auf diesem Gebiet, die dieses Phänomen in den letzten 20 Jahren untersucht haben, weisen darauf hin, dass es sich um „eine moderat beschleunigte und anhaltende Entwicklung“ handelt „Für einige zehn Millionen Jahre könnte es zu einer evolutionären Explosion kommen“, eine Tatsache, die bis zu einem gewissen Grad mit den ursprünglichen Postulationen von übereinstimmt Darwin.

Das stimmt auch Die Kolonisierung neuer Umgebungen kann eine viel schnellere, verzerrte Evolutionsrate fördern, da ein Taxon, das ein innovatives Merkmal erlangt, eine evolutionäre Explosion erfordern könnte, um neue Nischen zu besetzen. Wenn zum Beispiel eine primäre Anpassung der Erwerb von Beinen und eine Erdung wäre, ist es einigermaßen logisch anzunehmen, dass es sich dabei um Mechanismen handelt Die Evolution würde sich in der Gruppe der Beine für eine Weile beschleunigen, da sie nach einer einzigen Evolutionsgeschichte Tausende von leeren Nischen vorfinden würde, die sie ausnutzen könnte im Wasser.

Zusammenfassung

Wenn wir bei all dem terminologischen Konglomerat, Geschwafel und Hypothesen eines zeigen wollen, dann ist es, dass es leider Fragen gibt, die sicherlich nie vollständig beantwortet werden können. Das macht Phylogenetik und Paläontologie ebenso spannend wie frustrierend, denn die In einer Welt, in der wir zu erraten versuchen, was vor 530 Millionen Jahren geschah, herrschen Debatten und Streitereien. Jahre. Auf die kambrische Explosion, so beeindruckend sie auch ist, gibt es noch keine endgültige Antwort.

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