Kambrijska eksplozija: što je to bilo i kako je utjecalo na biološku evoluciju

Evolucija živih bića, odnosno skup promjena fenotipskih i genetskih karakteristika populacije kroz generacije, nešto je što se danas podrazumijeva. Fosilni zapis i genetske analize ne ostavljaju nam nikakvu sumnju u ovo: sva današnja bića imaju niz predaka, a živa bića su grupirana u taksone prema stupnjevima srodstva.

Ovaj koncept je 1859. godine bio u povojima, a Darwin je postulirao u knjizi "Podrijetlo vrste” mehanizam prirodne selekcije koji je objasnio biološku evoluciju, ali ne bez izvjesnosti Rezervacije.

Tu na scenu stupa ne tako poznata “Darwinova dilema” koja je za mislioca bila prava zagonetka u njegovim postavkama evolucijske naravi. Danas govorimo o biološkom zračenju bez presedana, u prošlom i neprijateljskom dobu: dobrodošli u kambrijska eksplozija.

• Povezani članak: "Teorija biološke evolucije: što je to i što objašnjava"

Što je kambrijska eksplozija?

Kambrijska eksplozija ili kambrijska eksplozija preveden na engleski je termin koji se odnosi na iznenadna pojava i brza diverzifikacija makroskopskih organizama prije otprilike 540 milijuna godina

. Prema istraživačkim izvorima, ovo zračenje bilo je posebno značajno za “veće” svojte (tj. phyla).

To je tako jer je tijekom tog vremena nastala većina životinjskih skupina: člankonošci, mekušci, bodljikaši i hordati i 75% reprezentativnih pododjela na zemlji. Jednostavnije rečeno, moglo bi se tako reći veliki "vrhunci" života uspostavljeni su tijekom kambrija, plus male grane odcijepljene od njih, kao što bi danas mogli biti glavonošci ili školjkaši unutar velike skupine mekušaca. Osim ove nevjerojatne diversifikacije, dogodili su se i drugi događaji:

• Došlo je do eskalacije u obilju planktona.
• Širila se prisutnost mineraliziranih kostura u živim bićima.
• Nastali su prvi grebeni.
• Životinje su počele iskorištavati nepovršinske slojeve podloge, odnosno počele su prakticirati kopanje kao način dobivanja hrane.
• Započele su složene ekološke interakcije, a s njima i uspostavljanje trofičkih lanaca.

Tijekom ovog evolucijskog zračenja, koje je trajalo oko 20 milijuna godina, pojavilo se najmanje 11 od 20 metazojskih (životinjskih) vrsta zabilježenih danas. Naravno, ovo nije jedina “eksplozija života” zabilježena kroz povijest Zemlje. Pa, na primjer, masovno izumiranje trijasa i jure omogućilo je kasniju dominaciju dinosauri. Zamjena vrsta nakon što se napuste mnoge ekološke niše nije ništa novo, iako nijedna od njih nije usporediva s kambrijskom eksplozijom.

Među najpoznatijim živim bićima koja pripadaju ovoj geološkoj skupini nalazimo trilobite, neke već izumrli člankonošci koji su uključivali oko 4000 vrsta i od kojih je, srećom, veliki broj došao do nas fosila. Ostali česti predstavnici bili su pojedini brahiopodi, slični školjkama i školjkama, ili poznati anomalocaris, rod račića sličnih grabežljivaca koji su svojim oblikovanim krajevima hvatali plijen Kuka. U to su vrijeme ta primitivna bića bila na vrhu hranidbenog lanca u oceanima planeta.

No, prema stručnim portalima poput časopisa National Geographic, postoji vjerojatnost da je ovaj događaj malo "preuveličan", budući da moguće je da je fosilni zapis koji je do nas došao iz ove faze puno veći zbog mineralizacije kostura raznih vrsta, s obzirom na slabu sposobnost fosilizacije njihovih prethodnika s mekim tijelom.

Uzroci kambrijskog evolucijskog zračenja

Ovdje je potrebno razgraničiti da se radi o hipotezama, koje su sve jednako valjane (s više ili manje znanstvene potpore), ali koje se ne mogu do kraja provjeriti. Razni istraživački članci postavljaju moguće razloge za kambrijsku eksploziju, a mi ih ukratko prikazujemo u sljedećim recima.

1. okidači iz okoline

Oksigenacija vode i promjene u njezinom kemijskom sastavu pretpostavljeni su kao najvjerojatniji ekološki okidači za kambrijsku eksploziju.

Naravno, proces metaboliziranja hrane u prisutnosti kisika (stanično disanje) daje mnogo više energije nego anaerobni metabolički putovi, zbog čega eksplozija energije ima biološki smisao. života kada su vrijednosti ovog plina dosegle gotovo trenutne razine oceana na Zemlji. Unatoč tome, nedavne studije koje analiziraju određene kemijske spojeve u stijenama iz ovih geoloških stadija izvještavaju da se povećanje globalnog kisika vjerojatno nije dogodilo tako drastično kao većina ljudi vjerovati.

Povećanje hranjivih tvari u okolišu poput fosfora ili dušika također bi moglo djelomično objasniti ovo pretjerano zračenje., iako ta činjenica nije izravno povezana s većom diverzifikacijom vrsta ili pojavom tolikog broja tipova, kao što se dogodilo u kambriju.

2. Razvojni geni i molekularni sat

Kambrijska eksplozija nije mogla naći razlog samo u ekološkim determinantama kao što su sukob kontinenata, veća prisutnost kisika, veća dostupnost hranjivih tvari i mnogi drugi čimbenici koji su vanjski za pojedinca, no dio istine mogao bi se pronaći iu genima organizmi.

Jasan primjer za to su Hox geni, koji tijekom embrionalnog razvoja određuju plan tijela živa bića kroz aktivaciju ili deaktivaciju drugih gena u određenim dijelovima tijela (objašnjeno u vrlo rudimentaran). Evolucija Hox gena, na primjer, mogla bi objasniti pojavu složenijih tijela tijekom tog razdoblja..

Molekularni satovi pokazali su da zračenje iz triju bilateralnih životinjskih klada tijekom ranog kambrijskog razdoblja to se dogodilo nakon diversifikacije Hox gena, tako da je nažalost ova teorija dosta iznemogla zadnjih godina. vrijeme. Ako su se Hox geni diverzificirali prije kladusa, to ne bi bilo odgovarajuće objašnjenje za kambrijsko zračenje.

• Možda će vas zanimati: „Što je kodon? Značajke i funkcije"

Darwinova dilema

Možda možemo razumjeti zagonetku ove brze pojave novog vrste i roda, budući da se ni danas ne može dati potpuno nepobitan odgovor o tome problem.

Darwinov govor uvijek je branio postupni slijed modifikacija u živim bićima, činjenicu koja je isključivala pojavu "evolutivnog Velikog praska", upravo ono što je Kambrijska eksplozija. Prema raznim studijama, ubrzanje fizičkih modifikacija tijekom kambrija premašilo je 4 puta trenutne evolucijske mehanizme, dok su se genetske varijacije povećale 5,5 puta.

Kao što su naveli stručnjaci na tom području koji su proučavali ovaj fenomen tijekom posljednjih 20 godina, "umjereno ubrzana i održiva evolucija za nekoliko desetaka milijuna godina moglo izazvati evolucijsku eksploziju”, činjenica koja se u određenoj mjeri slaže s početnim postavkama Darwin.

Također je istina da kolonizacija novih sredina može promicati mnogo bržu, iskrivljenu stopu evolucije, budući da takson koji dobije inovativnu karakteristiku može zahtijevati evolucijsku eksploziju da zauzme nove niše. Na primjer, ako je primarna prilagodba bila stjecanje nogu i uzemljenje, donekle je logično misliti da su mehanizmi evolucijski bi se na neko vrijeme ubrzao u skupini nogu, jer bi se našao s tisućama praznih niša koje bi trebalo iskoristiti nakon jedne evolucijske povijesti u vodi.

Sažetak

Ako bismo svim ovim terminološkim konglomeratom, lupetanjima i hipotezama htjeli pokazati jednu stvar, to je da, nažalost, postoje pitanja na koja se zasigurno nikada ne može dati potpuni odgovor. Zbog toga su filogenetika i paleontološka znanost jednako uzbudljive koliko i frustrirajuće, budući da Rasprave i prigovaranja vladaju u svijetu u kojem pokušavamo pogoditi što se dogodilo prije 530 milijuna godina. godine. Kambrijska eksplozija, koliko god bila impresivna, ostaje bez konačnog odgovora.

Bibliografske reference:

• Kambrijska eksplozija, wikipedia.org. Sabrano 15. studenoga god https://es.wikipedia.org/wiki/Explosi%C3%B3n_c%C3%A1mbrica
• Kambrijska eksplozija, razumijevanje evolucije. Sabrano 15. studenoga god https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/side_o_0/cambrian101_01_sp
• Marshall, C. R. (2006). Objašnjavajući kambrijsku "eksploziju" životinja. Annu. vlč. planeta zemlja. Sci., 34, 355-384.
• Morris, S. c. (2000). Kambrijska "eksplozija": spora ili megatonaža?. Proceedings of the National Academy of Sciences, 97(9), 4426-4429.
• Kambrijsko razdoblje, National Geographic. Sabrano 15. studenoga god https://www.nationalgeographic.es/historia/periodo-cambrico
• red.escubre, Bilten znanstvenih i kulturnih vijesti, Sveučilište Complutense u Madridu (UCM). Sabrano 15. studenoga god 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). Integrirani zapisi o promjenama okoliša i evoluciji izazivaju Kambrijsku eksploziju. Ekologija prirode i evolucija, 3(4), 528-538.
• Zhang, X., Shu, D., Han, J., Zhang, Z., Liu, J. i Fu, D. (2014). Okidači za kambrijsku eksploziju: hipoteze i problemi. Gondwana Research, 25(3), 896-909.