Ledakan Kambrium: apa itu dan bagaimana pengaruhnya terhadap evolusi biologis

Evolusi makhluk hidup, yaitu serangkaian perubahan dalam karakteristik fenotipik dan genetik populasi dari generasi ke generasi, adalah sesuatu yang saat ini diterima begitu saja. Catatan fosil dan analisis genetik membuat kita tidak ragu tentang hal ini: semua makhluk hidup saat ini memiliki rangkaian nenek moyang dan makhluk hidup dikelompokkan ke dalam taksa menurut derajat kekerabatan.

Konsep ini pada tahun 1859 masih dalam tahap awal, dan Darwin mendalilkan dalam bukunya “The Origin of the spesies” mekanisme seleksi alam yang menjelaskan evolusi biologis, tetapi bukan tanpa kepastian Pemesanan.

Di sinilah "dilema Darwin" yang tidak begitu terkenal berperan, yang merupakan teka-teki nyata bagi pemikir dalam postulasinya tentang sifat evolusioner. Hari ini kita berbicara tentang radiasi biologis yang belum pernah terjadi sebelumnya, di masa lampau dan bermusuhan: selamat datang ledakan kambrium.

• Artikel terkait: "Teori evolusi biologis: apa itu dan apa penjelasannya"

Apa itu ledakan Kambrium?

Ledakan Kambrium atau ledakan kambrium diterjemahkan ke dalam bahasa Inggris adalah istilah yang mengacu pada kemunculan tiba-tiba dan diversifikasi yang cepat dari organisme makroskopis sekitar 540 juta tahun yang lalu. Menurut sumber penelitian, radiasi ini sangat signifikan untuk taksa "lebih besar" (yaitu, filum).

Ini karena selama ini mayoritas kelompok hewan muncul: arthropoda, moluska, echinodermata dan chordata dan 75% subdivisi perwakilan di bumi. Dinyatakan lebih sederhana, bisa dikatakan bahwa "puncak" besar kehidupan didirikan selama Kambrium, ditambah cabang-cabang kecil yang dibelah darinya, seperti hari ini cephalopoda atau bivalvia dalam kelompok besar moluska. Selain diversifikasi yang luar biasa ini, peristiwa lain terjadi:

• Terjadi peningkatan kelimpahan plankton.
• Kehadiran kerangka termineralisasi pada makhluk hidup menyebar.
• Terumbu karang pertama terbentuk.
• Hewan-hewan mulai mengeksploitasi lapisan substrat yang tidak dangkal, yaitu mereka mulai berlatih menggali sebagai cara untuk mendapatkan makanan.
• Interaksi ekologis yang kompleks dimulai dan bersama mereka pembentukan rantai trofik.

Sepanjang radiasi evolusioner ini, yang berlangsung sekitar 20 juta tahun, setidaknya 11 dari 20 filum metazoan (hewan) yang tercatat hari ini muncul. Tentu saja, ini bukan satu-satunya "ledakan kehidupan" yang tercatat sepanjang sejarah Bumi. Nah, misalnya, kepunahan massal Triassic-Jurassic memungkinkan dominasi berikutnya dinosaurus. Penggantian spesies setelah banyak ceruk ekologis dikosongkan bukanlah hal baru, meskipun tidak ada yang sebanding dengan ledakan Kambrium.

Di antara makhluk hidup paling terkenal yang termasuk dalam divisi geologis ini, kami menemukan trilobita, beberapa arthropoda yang sudah punah yang mencakup sekitar 4.000 spesies dan untungnya, banyak di antaranya telah sampai kepada kita dari fosil. Perwakilan umum lainnya adalah brakiopoda tertentu, mirip dengan kerang dan kerang, atau yang terkenal anomalocaris, genus predator mirip udang yang menangkap mangsanya dengan ujung berbentuk Kait. Saat ini, makhluk primitif ini berada di puncak rantai makanan di lautan planet ini.

Namun, menurut portal profesional seperti majalah National Geographic, ada kemungkinan acara ini sedikit "dibesar-besarkan", karena ada kemungkinan bahwa catatan fosil yang sampai kepada kita dari tahap ini jauh lebih besar karena mineralisasi kerangka berbagai spesies., mengenai kemampuan fosilisasi yang buruk dari pendahulunya yang bertubuh lunak.

Penyebab radiasi evolusi Kambrium

Pada titik ini, kita perlu membatasi bahwa kita berurusan dengan hipotesis, semuanya sama-sama valid (dengan dukungan ilmiah yang kurang lebih), tetapi itu tidak dapat diuji sepenuhnya. Berbagai artikel penelitian mendalilkan kemungkinan penyebab ledakan Kambrium dan kami tunjukkan secara singkat di baris berikut.

1. pemicu lingkungan

Oksigenasi air dan perubahan komposisi kimianya telah didalilkan sebagai pemicu lingkungan yang paling mungkin untuk ledakan Kambrium.

Tentu saja, proses metabolisme makanan dengan adanya oksigen (respirasi seluler) menghasilkan lebih banyak energi daripada jalur metabolisme anaerobik, itulah sebabnya ledakan energi masuk akal secara biologis. hidup ketika nilai gas ini mencapai hampir tingkat lautan saat ini di Bumi. Meski begitu, studi terbaru yang menganalisis senyawa kimia tertentu dalam batuan dari laporan tahapan geologi ini bahwa peningkatan oksigen global mungkin tidak terjadi secara drastis seperti kebanyakan orang meyakini.

Peningkatan nutrisi lingkungan seperti fosfor atau nitrogen juga sebagian dapat menjelaskan radiasi yang berlebihan ini., meskipun fakta ini tidak berkorelasi langsung dengan diversifikasi spesies yang lebih besar atau kemunculan begitu banyak filum, seperti yang terjadi di Kambrium.

2. Gen perkembangan dan jam molekuler

Ledakan Cambrian tidak hanya dapat menemukan alasannya dalam faktor-faktor penentu lingkungan seperti benturan benua, semakin banyak oksigen, semakin besar ketersediaan nutrisi dan banyak faktor lain di luar individu, tetapi sebagian kebenarannya juga dapat ditemukan dalam gen organisme.

Contoh yang jelas dari hal ini adalah gen Hox, yang, selama perkembangan embrionik, menspesifikasikan denah tubuh makhluk hidup melalui aktivasi atau inaktivasi gen lain di bagian tubuh tertentu (dijelaskan dengan sangat belum sempurna). Evolusi gen Hox, misalnya, dapat menjelaskan kemunculan tubuh yang lebih kompleks selama periode ini..

Jam molekuler telah menunjukkan bahwa radiasi dari tiga clades hewan bilateral selama periode Cambrian awal itu terjadi setelah diversifikasi gen Hox, jadi sayangnya teori ini sedikit kehabisan tenaga dalam beberapa tahun terakhir. waktu. Jika gen Hox terdiversifikasi sebelum clades, ini tidak akan menjadi penjelasan yang memadai untuk radiasi Cambrian.

• Anda mungkin tertarik pada: "Apa itu kodon? Fitur dan fungsi"

Dilema Darwin

Mungkin kita bisa memahami teka-teki kemunculan baru yang cepat ini spesies dan filum, karena bahkan hari ini pun jawaban yang sepenuhnya tak terbantahkan dapat diberikan mengenai masalah.

Pidato Darwin selalu membela suksesi bertahap modifikasi pada makhluk hidup, sebuah fakta yang mengesampingkan munculnya "Big Bang evolusioner", seperti ledakan Kambrium. Menurut berbagai penelitian, percepatan modifikasi fisik selama Kambrium melebihi 4 kali mekanisme evolusi saat ini, sedangkan variasi genetik meningkat 5,5 kali lipat.

Seperti yang ditunjukkan oleh para profesional di lapangan yang telah mempelajari fenomena ini selama 20 tahun terakhir, "evolusi yang cukup dipercepat dan berkelanjutan selama beberapa puluh juta tahun dapat menimbulkan ledakan evolusioner”, sebuah fakta yang, sampai batas tertentu, sesuai dengan postulat awal Darwin.

Juga benar itu kolonisasi lingkungan baru dapat mendorong laju evolusi yang jauh lebih cepat dan miring, karena takson yang memperoleh karakteristik inovatif memerlukan ledakan evolusioner untuk menempati relung baru. Misalnya, jika adaptasi utama adalah perolehan kaki dan pentanahan, sampai batas tertentu logis untuk berpikir bahwa mekanismenya evolusioner akan mempercepat untuk sementara waktu dalam kelompok berkaki, karena ia akan menemukan dirinya dengan ribuan ceruk kosong untuk dieksploitasi setelah satu sejarah evolusi. dalam air.

Ringkasan

Jika kami ingin menunjukkan satu hal dengan semua konglomerat terminologis, ocehan dan hipotesis ini, sayangnya, ada pertanyaan yang pasti tidak akan pernah bisa dijawab sepenuhnya. Hal ini membuat ilmu filogenetik dan paleontologi menjadi menarik sekaligus membuat frustrasi, karena Perdebatan dan kejahatan merajalela di dunia tempat kita mencoba menebak apa yang terjadi 530 juta tahun yang lalu. bertahun-tahun. Ledakan Kambrium, yang mengesankan, tetap tanpa jawaban yang pasti.

Referensi bibliografi:

• Ledakan Kambrium, wikipedia.org. Dikumpulkan pada 15 November di https://es.wikipedia.org/wiki/Explosi%C3%B3n_c%C3%A1mbrica
• Ledakan Kambrium, Pengertian evolusi. Dikumpulkan pada 15 November di https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/side_o_0/cambrian101_01_sp
• Marshall, C. R. (2006). Menjelaskan "ledakan" Kambrium hewan. Tahun. Putaran. planet bumi. Sci., 34, 355-384.
• Morris, S. C. (2000). "Ledakan" Cambrian: slow-fuse atau megatonnage?. Prosiding National Academy of Sciences, 97(9), 4426-4429.
• Periode Cambrian, National Geographic. Dikumpulkan pada 15 November di https://www.nationalgeographic.es/historia/periodo-cambrico
• red.escubre, Buletin berita ilmiah dan budaya, Complutense University of Madrid (UCM). Dikumpulkan pada 15 November di https://www.ucm.es/data/cont/media/www/pag-10072/Redescubre%20N%C2%BA7.pdf
• Kayu, R., Liu, A. G., Bowyer, F., Wilby, P. R., Dunn, F. S., Kenchington, C. G.,... & Penny, A. (2019). Catatan terpadu perubahan lingkungan dan evolusi menantang Ledakan Kambrium. Ekologi & evolusi alam, 3(4), 528-538.
• Zhang, X., Shu, D., Han, J., Zhang, Z., Liu, J., & Fu, D. (2014). Pemicu ledakan Kambrium: hipotesis dan masalah. Penelitian Gondwana, 25(3), 896-909.