Kambriumi plahvatus: mis see oli ja kuidas see bioloogilist evolutsiooni mõjutas

Elusolendite evolutsioon, st populatsioonide fenotüüpiliste ja geneetiliste omaduste muutuste kogum põlvkondade kaupa, on tänapäeval iseenesestmõistetav. Fossiilsed andmed ja geneetilised analüüsid ei jäta meid selles kahtlema: kõigil praegustel olenditel on rida esivanemaid ja elusolendid on rühmitatud taksoniteks vastavalt sugulusastmetele.

See kontseptsioon oli 1859. aastal lapsekingades ja Darwin postuleeris raamatus "The origin of the liigid” loodusliku valiku mehhanism, mis selgitas bioloogilist evolutsiooni, kuid mitte ilma kindla Broneeringud.

Siin tulebki mängu mitte nii tuntud "Darwini dilemma", mis oli evolutsioonilise iseloomuga postulatsioonides mõtleja jaoks tõeline mõistatus. Täna räägime enneolematust bioloogilisest kiirgusest möödunud ja vaenulikul ajastul: tere tulemast kambriumi plahvatus.

• Seotud artikkel: "Bioloogilise evolutsiooni teooria: mis see on ja mida see seletab"

Mis on Kambriumi plahvatus?

Kambriumi plahvatus või kambriumi plahvatus inglise keelde tõlgitud on termin, mis viitab

makroskoopiliste organismide ootamatu ilmumine ja kiire mitmekesistumine umbes 540 miljonit aastat tagasi. Uurimisallikate andmetel oli see kiirgus eriti oluline "suurematele" taksonitele (st sugukonnale).

Selle põhjuseks on asjaolu, et selle aja jooksul tekkis suurem osa loomarühmi: lülijalgsed, molluskid, okasnahksed ja kõõlused ning 75% maakera esinduslikest alajaotustest. Lihtsamalt öeldes võiks nii öelda Kambriumi ajal rajati elu suured "tipud" pluss nende küljest lõigatud väikesed oksad, nagu võiks tänapäeval olla peajalgsed või kahepoolmelised suures molluskite rühmas. Lisaks sellele uskumatule mitmekesistumisele toimus ka teisi sündmusi:

• Toimus planktoni rohkuse eskaleerumine.
• Mineraliseerunud skelettide olemasolu elusolendites levis.
• Moodustusid esimesed rifid.
• Loomad hakkasid ära kasutama substraadi mittepindmisi kihte, see tähendab, et nad hakkasid toidu hankimise meetodina harjutama kaevamist.
• Algas keerulised ökoloogilised vastasmõjud ja koos nendega troofiliste ahelate rajamine.

Kogu selle evolutsioonilise kiirguse jooksul, mis kestis umbes 20 miljonit aastat, ilmus vähemalt 11 20-st täna registreeritud metazoa (looma) sugukonnast. Muidugi pole see ainus "eluplahvatus", mis on kogu Maa ajaloo jooksul registreeritud. Näiteks triiase-juura massiline väljasuremine võimaldas sellele järgnevat domineerimist. dinosaurused. Liikide asendamine pärast paljude ökoloogiliste niššide vabanemist pole midagi uut, kuigi ükski neist pole olnud võrreldav Kambriumi plahvatusega.

Sellesse geoloogilisesse divisjoni kuuluvate kõige kuulsamate elusolendite hulgas on trilobiidid, mõned juba väljasurnud lülijalgsed, mis hõlmasid umbes 4000 liiki ja millest õnneks on suur hulk meieni jõudnud fossiilidest. Teised levinud esindajad olid teatud käsijalgsed, sarnased karpide ja kukeseentega või üldtuntud anomalocaris, krevetitaoliste kiskjate perekond, kes püüdsid oma saaki oma kujuliste otstega Konks. Sel ajal olid need primitiivsed olendid planeedi ookeanide toiduahela tipus.

Professionaalsete portaalide, nagu ajakiri National Geographic, hinnangul on aga tõenäoline, et see sündmus oli pisut "liialdatud", kuna võimalik, et sellest etapist meieni jõudnud fossiilide jääk on erinevate liikide skelettide mineraliseerumise tõttu palju suurem, mis puudutab nende pehme kehaga eelkäijate halba kivistumisvõimet.

Kambriumi evolutsioonilise kiirguse põhjused

Siinkohal on vaja piiritleda, et tegemist on hüpoteesidega, mis kõik on võrdselt kehtivad (suurema või väiksema teadusliku toetusega), kuid seda ei saa täielikult kontrollida. Erinevates teadusartiklites postuleeritakse Kambriumi plahvatuse võimalikud põhjused ja me näitame neid lühidalt järgmistes ridades.

1. keskkonna vallandajad

Kambriumi plahvatuse kõige tõenäolisemateks keskkonnakäivitajateks on peetud vee hapnikuga rikastamist ja selle keemilise koostise muutusi.

Muidugi, toidu metaboliseerimise protsess hapniku juuresolekul (rakuhingamine) annab palju rohkem energiat kui anaeroobsed metaboolsed rajad, mistõttu on energia plahvatus bioloogiliselt mõistlik. elu, kui selle gaasi väärtused jõudsid peaaegu Maa ookeanide praeguse tasemeni. Sellest hoolimata näitavad hiljutised uuringud, mis analüüsivad teatud keemilisi ühendeid kivimites nendest geoloogilistest etappidest et globaalse hapnikusisalduse suurenemine ei toimunud tõenäoliselt nii drastiliselt kui enamik inimesi uskuda.

Seda liialdatud kiirgust võib osaliselt seletada ka keskkonna toitainete, nagu fosfori või lämmastiku sisalduse suurenemine., kuigi see asjaolu ei ole olnud otseses korrelatsioonis liikide suurema mitmekesistumise või nii paljude liikide ilmumisega, nagu juhtus Kambriumis.

2. Arengugeenid ja molekulaarkell

Kambriumi plahvatus ei leidnud põhjust ainult keskkonnamõjurites, nagu mandrite kokkupõrge, suurem hapniku olemasolu, toitainete kättesaadavus ja paljud teised inimesele välised tegurid, kuid osa tõest võib leida ka inimese geenides. organismid.

Selle ilmekaks näiteks on Hoxi geenid, mis embrüonaalse arengu käigus täpsustavad inimese kehaplaani elusolendid teiste geenide aktiveerimise või inaktiveerimise kaudu teatud kehaosades (selgitatakse väga algeline). Näiteks Hoxi geenide evolutsioon võib seletada keerukamate kehade ilmumist kogu selle perioodi jooksul..

Molekulaarsed kellad on näidanud, et kolme kahepoolse loomaklaadi kiirgus varajasel Kambriumi perioodil see juhtus pärast Hoxi geenide mitmekesistamist, nii et kahjuks on see teooria viimastel aastatel üsna tühjaks jooksnud. aega. Kui Hoxi geenid mitmekesistaksid enne klaade, ei oleks see kambriumi kiirguse jaoks piisav selgitus.

• Teid võivad huvitada: "Mis on koodon? Omadused ja funktsioonid"

Darwini dilemma

Võib-olla saame aru mõistatus, et see kiire välimus uus liigid ja sugukonnad, sest isegi tänapäeval ei saa anda selle kohta täiesti ümberlükkamatut vastust probleem.

Darwini kõnes kaitses alati elusolendite muutumise järkjärgulist järjestust, mis välistas "evolutsioonilise Suure Paugu" ilmnemise, just seda, mida Kambriumi plahvatus endast kujutab. Erinevate uuringute kohaselt Kambriumi füüsikaliste modifikatsioonide kiirendus ületas 4 korda praeguseid evolutsioonimehhanisme, samas kui geneetilised variatsioonid suurenesid 5,5 korda.

Nagu on märkinud valdkonna spetsialistid, kes on seda nähtust viimase 20 aasta jooksul uurinud, on "mõõdukalt kiirenenud ja püsiv areng mõnekümne miljoni aasta jooksul võib tekkida evolutsiooniline plahvatus”, mis teatud määral ühtib esialgsete postulatsioonidega. Darwin.

Tõsi on ka see uute keskkondade koloniseerimine võib soodustada palju kiiremat ja kallutatud evolutsioonikiirust, kuna uuendusliku tunnuse omandav takson võib uute niššide hõivamiseks nõuda evolutsioonilist plahvatust. Näiteks kui esmane kohanemine oleks jalgade omandamine ja maandamine, on mingil määral loogiline arvata, et mehhanismid evolutsiooniline kiirendaks mõneks ajaks jalgadega rühmas, kuna pärast ühte evolutsioonilugu leiaks endale tuhandeid tühje nišše, mida ära kasutada vees.

Kokkuvõte

Kui tahame kogu selle terminoloogilise konglomeraadi, möllu ja hüpoteesiga üht asja näidata, siis on see, et kahjuks on küsimusi, millele ei saa kindlasti kunagi täit vastust. See muudab fülogeneetika ja paleontoloogia teadused nii põnevaks kui ka frustreerivaks, kuna Maailmas, kus me püüame ära arvata, mis juhtus 530 miljonit aastat tagasi, valitsevad vaidlused ja kavil. aastat. Kambriumi plahvatus, nii muljetavaldav kui see ka pole, jääb ilma kindla vastuseta.

Bibliograafilised viited:

• Kambriumi plahvatus, wikipedia.org. Kogutud 15. novembril aastal https://es.wikipedia.org/wiki/Explosi%C3%B3n_c%C3%A1mbrica
• Kambriumi plahvatus, evolutsiooni mõistmine. Kogutud 15. novembril aastal https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/side_o_0/cambrian101_01_sp
• Marshall, C. R. (2006). Loomade kambriumi "plahvatuse" selgitamine. Annu. Rev. planeet maa. Sci., 34, 355-384.
• Morris, S. c. (2000). Kambriumi plahvatus: aeglane sulav või megatonnaaž?. Proceedings of the National Academy of Sciences, 97(9), 4426-4429.
• Kambriumi periood, National Geographic. Kogutud 15. novembril aastal https://www.nationalgeographic.es/historia/periodo-cambrico
• red.escubre, teadus- ja kultuuriuudiste bülletään, Madridi Complutense'i ülikool (UCM). Kogutud 15. novembril aastal https://www.ucm.es/data/cont/media/www/pag-10072/Redescubre%20N%C2%BA7.pdf
• Wood, R., Liu, A. G., Bowyer, F., Wilby, P. R., Dunn, F. S., Kenchington, C. G.,... ja Penny, A. (2019). Integreeritud andmed keskkonnamuutuste ja evolutsiooni kohta seavad väljakutse Kambriumi plahvatusele. Nature ecology & Evolution, 3(4), 528-538.
• Zhang, X., Shu, D., Han, J., Zhang, Z., Liu, J. ja Fu, D. (2014). Kambriumi plahvatuse käivitajad: hüpoteesid ja probleemid. Gondwana Research, 25(3), 896-909.