Kambrian räjähdys: mitä se oli ja miten se vaikutti biologiseen evoluutioon

Elävien olentojen evoluutio, toisin sanoen populaatioiden fenotyyppisten ja geneettisten ominaisuuksien muutos sukupolvien aikana, on nykyään itsestäänselvyys. Fossiiliaineisto ja geneettiset analyysit eivät jätä meille epäilystäkään tästä: kaikilla nykyisillä olennoilla on sarja esi-isiä ja elävät olennot on ryhmitelty taksoniin sukulaisasteiden mukaan.

Tämä käsite vuonna 1859 oli lapsenkengissään, ja Darwin väitti kirjassaan "The origin of the lajit" luonnollisen valinnan mekanismi, joka selitti biologisen evoluution, mutta ei varmasti Varaukset.

Tässä tulee esiin ei niin tunnettu "Darwinin dilemma", joka oli todellinen arvoitus ajattelijalle hänen evoluutioluonteisissa postulaatioissaan. Tänään puhumme ennennäkemättömästä biologisesta säteilystä menneellä ja vihamielisellä aikakaudella: tervetuloa kambrian räjähdys.

• Aiheeseen liittyvä artikkeli: "Biologisen evoluution teoria: mitä se on ja mitä se selittää"

Mikä on kambrian räjähdys?

Kambrian räjähdys tai kambrian räjähdys englanniksi käännetty termi viittaa

makroskooppisten organismien äkillinen ilmestyminen ja nopea monipuolistuminen noin 540 miljoonaa vuotta sitten. Tutkimuslähteiden mukaan tämä säteily oli erityisen merkittävää "suuremmille" taksoneille (eli phyla).

Tämä johtuu siitä, että tänä aikana syntyi suurin osa eläinryhmistä: niveljalkaiset, nilviäiset, piikkinahkaiset ja chordatit ja 75% maan edustavista alaryhmistä. Yksinkertaisemmin sanottuna sen voisi sanoa elämän suuret "huiput" perustettiin kambrikaudella, sekä niistä leikatut pienet oksat, kuten voisi nykyään olla pääjalkaiset tai simpukat suuressa nilviäisten ryhmässä. Tämän uskomattoman monipuolistamisen lisäksi tapahtui muita tapahtumia:

• Planktonin runsaus lisääntyi.
• Mineralisoituneiden luurangojen esiintyminen elävissä olennoissa levisi.
• Ensimmäiset riutat muodostuivat.
• Eläimet alkoivat hyödyntää substraatin ei-pinnallisia kerroksia, eli he alkoivat harjoitella kaivamista keinona saada ruokaa.
• Alkoi monimutkainen ekologinen vuorovaikutus ja niiden myötä trofisten ketjujen muodostuminen.

Koko tämän evolutionaarisen säteilyn aikana, joka kesti noin 20 miljoonaa vuotta, ainakin 11 20:stä tänään rekisteröidystä metazoan (eläimen) fylasta ilmestyi. Tämä ei tietenkään ole ainoa "elämän räjähdys", joka on tallennettu koko maapallon historian aikana. No, esimerkiksi triassin-jurakauden massasukupuutto mahdollisti myöhemmän vallan dinosaurukset. Lajien korvaaminen sen jälkeen, kun monet ekologiset markkinaraot vapautuvat, ei ole mitään uutta, vaikka mikään niistä ei ole verrattavissa kambrian räjähdykseen.

Tunnetuimmista tähän geologiseen jakoon kuuluvista elävistä olentoista löytyy trilobiiteja, joitain jo sukupuuttoon kuolleet niveljalkaiset, joihin kuului noin 4000 lajia ja joista onneksi suuri määrä on tullut meille fossiileista. Muita yleisiä edustajia olivat tietyt käsijalkaiset, kuten simpukat ja simpukat, tai hyvin tunnetut anomalocaris, katkarapumaisten petoeläinten suku, joka nappasi saalisnsa muotoilluilla päillä Koukku. Tällä hetkellä nämä primitiiviset olennot olivat ravintoketjun huipulla planeetan valtamerissä.

Ammattiportaalien, kuten National Geographic -lehden, mukaan on kuitenkin todennäköistä, että tätä tapahtumaa "liisoitettiin" hieman, koska on mahdollista, että tästä vaiheesta meille tullut fossiilitietue on paljon suurempi eri lajien luurangojen mineralisoitumisen vuoksi, mitä tulee niiden pehmeärunkoisten edeltäjien huonoon fossiilisaatiokykyyn.

Kambrian evolutionaarisen säteilyn syyt

Tässä vaiheessa on välttämätöntä rajata, että käsittelemme hypoteeseja, jotka kaikki ovat yhtä päteviä (enemmän tai vähemmän tieteellistä tukea), mutta niitä ei voida täysin testata. Useat tutkimusartikkelit olettavat kambrikauden räjähdyksen mahdollisia syitä ja esittelemme ne lyhyesti seuraavilla riveillä.

1. ympäristön laukaisimia

Veden hapettuminen ja sen kemiallisen koostumuksen muutokset on oletettu todennäköisimmiksi kambrikauden räjähdyksen aiheuttajiksi.

Tietysti, ruoan aineenvaihduntaprosessi hapen läsnä ollessa (soluhengitys) tuottaa paljon enemmän energiaa kuin anaerobiset aineenvaihduntareitit, minkä vuoksi energian räjähdys on biologisesti järkevää. elämää, kun tämän kaasun arvot saavuttivat melkein maan valtamerten nykyiset tasot. Siitä huolimatta viimeaikaiset tutkimukset, jotka analysoivat tiettyjä kemiallisia yhdisteitä kivissä näistä geologisista vaiheista, raportoivat että globaalin hapen lisääntyminen ei luultavasti tapahtunut niin rajusti kuin useimmat ihmiset uskoa.

Ympäristön ravinteiden, kuten fosforin tai typen, lisääntyminen voi myös osittain selittää tämän liioitellun säteilyn., vaikka tämä tosiasia ei ole suoraan korreloinut lajien laajemman monipuolistumisen tai niin monen fylan esiintymisen kanssa, kuten tapahtui kambrikaudella.

2. Kehitysgeenit ja molekyylikello

Kambrian räjähdys ei voinut löytää syynsä vain ympäristötekijöistä, kuten maanosien yhteentörmäyksestä, suuremmasta hapen läsnäolosta, ravintoaineiden saatavuutta ja monia muita yksilön ulkoisia tekijöitä, mutta osa totuudesta voi löytyä myös ihmisen geeneistä. eliöt.

Selvä esimerkki tästä ovat Hox-geenit, jotka alkionkehityksen aikana määrittävät sikiön kehon suunnitelman eläviä olentoja aktivoimalla tai inaktivoimalla muita geenejä tietyissä kehon osissa (selitetty hyvin alkeellista). Esimerkiksi Hox-geenien evoluutio voisi selittää monimutkaisempien kappaleiden ilmaantumisen koko tämän ajanjakson ajan..

Molekyylikellot ovat osoittaneet, että säteily kolmesta kahdenvälisestä eläinkladista varhaisen kambrikauden aikana se tapahtui Hox-geenien monipuolistamisen jälkeen, joten valitettavasti tämä teoria on loppunut melkoisesti viime vuosina. aika. Jos Hox-geenit monipuolistuisivat ennen kladeja, tämä ei olisi riittävä selitys kambrian säteilylle.

• Saatat olla kiinnostunut: "Mikä on kodoni? Ominaisuudet ja toiminnot"

Darwinin dilemma

Ehkä voimme ymmärtää palapelin, että tämä nopea ilmestyminen uutta lajien ja fylan osalta, koska vielä tänä päivänäkään ei voida antaa täysin kiistämätöntä vastausta ongelma.

Darwinin puhe puolusti aina elävien olentojen muutosten asteittaista peräkkäisyyttä, mikä sulki pois "evolutionaarisen alkuräjähdyksen" ilmaantumisen, juuri sitä mitä kambrian räjähdys on. Erilaisten tutkimusten mukaan fyysisten muutosten kiihtyvyys kambrikauden aikana ylitti 4 kertaa nykyiset evoluutiomekanismit, kun taas geneettiset vaihtelut lisääntyivät 5,5-kertaisesti.

Kuten alan ammattilaiset, jotka ovat tutkineet tätä ilmiötä viimeisten 20 vuoden aikana, ovat osoittaneet, "kohtalaisen nopeutunut ja jatkuva kehitys muutaman kymmenen miljoonan vuoden ajan voisi aiheuttaa evoluutioräjähdyksen", se tosiasia, joka on jossain määrin yhtäpitävä alkuperäisten olettamusten kanssa. Darwin.

Se on myös totta uusien ympäristöjen kolonisaatio voi edistää paljon nopeampaa, vinoutunutta evoluutionopeutta, koska innovatiivisen ominaisuuden hankkiva taksoni voi vaatia evoluutioräjähdyksen uusien markkinarakojen valtaamiseksi. Esimerkiksi, jos ensisijainen sopeutuminen olisi jalkojen hankinta ja maadoitus, on jossain määrin loogista ajatella, että mekanismit evoluutio kiihtyisi jonkin aikaa jalkaryhmässä, koska sillä olisi tuhansia tyhjiä markkinarakoja hyödynnettävänä yhden evoluutiohistorian jälkeen vedessä.

Yhteenveto

Jos halusimme näyttää yhden asian kaikella tällä terminologisella sekamelsgalla, sekaisin ja hypoteeseilla, se on se, että valitettavasti on kysymyksiä, joihin ei varmasti koskaan voida täysin vastata. Tämä tekee fylogenetiikasta ja paleontologiasta yhtä jännittäviä kuin turhauttaviakin tieteitä, koska Keskustelu ja kauhu vallitsevat maailmassa, jossa yritämme arvata, mitä tapahtui 530 miljoonaa vuotta sitten. vuotta. Kambrian räjähdys, niin vaikuttava kuin se onkin, jää ilman lopullista vastausta.

Bibliografiset viittaukset:

• Cambrian Explosion, wikipedia.org. Kerätty 15. marraskuuta https://es.wikipedia.org/wiki/Explosi%C3%B3n_c%C3%A1mbrica
• Kambrian räjähdys, evoluution ymmärtäminen. Kerätty 15. marraskuuta https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/side_o_0/cambrian101_01_sp
• Marshall, C. R. (2006). Selittää kambrikauden eläinten "räjähdyksen". Annu. Rev. maaplaneetta. Sei., 34, 355-384.
• Morris, S. c. (2000). Kambrian "räjähdys": hidas sulake vai megatonni?. Proceedings of the National Academy of Sciences, 97(9), 4426-4429.
• Kambrian aikakausi, National Geographic. Kerätty 15. marraskuuta https://www.nationalgeographic.es/historia/periodo-cambrico
• red.escubre, Tieteelliset ja kulttuuriset uutistiedote, Complutense University of Madrid (UCM). Kerätty 15. marraskuuta 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.,... & Penny, A. (2019). Integroidut tiedot ympäristön muutoksista ja evoluutiosta haastavat kambrian räjähdyksen. Nature ecology & evolution, 3(4), 528-538.
• Zhang, X., Shu, D., Han, J., Zhang, Z., Liu, J., & Fu, D. (2014). Kambrian räjähdyksen laukaisevat tekijät: hypoteeseja ja ongelmia. Gondwana Research, 25(3), 896-909.