Esplosione cambriana: cos'è stata e come ha influenzato l'evoluzione biologica

L'evoluzione degli esseri viventi, cioè l'insieme dei cambiamenti delle caratteristiche fenotipiche e genetiche delle popolazioni attraverso le generazioni, è qualcosa che oggi viene dato per scontato. La documentazione fossile e le analisi genetiche non lasciano dubbi su questo: tutti gli esseri attuali hanno una serie di antenati e gli esseri viventi sono raggruppati in taxa secondo gradi di parentela.

Questo concetto nell'anno 1859 era agli inizi e Darwin postulò nel libro "The origin of the specie” il meccanismo della selezione naturale che spiegava l'evoluzione biologica, ma non senza certezze Prenotazioni.

È qui che entra in gioco il non così noto "dilemma di Darwin", che costituiva un vero rompicapo per il pensatore nelle sue postulazioni di natura evoluzionistica. Oggi parliamo di radiazioni biologiche senza precedenti, in un'epoca passata e ostile: benvenuti a l'esplosione cambriana.

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Cos'è l'esplosione cambriana?

L'esplosione del Cambriano o esplosione cambriana tradotto in inglese è un termine che si riferisce a l'improvvisa comparsa e la rapida diversificazione di organismi macroscopici circa 540 milioni di anni fa. Secondo fonti di ricerca, questa radiazione era particolarmente significativa per i taxa "più grandi" (cioè i phyla).

Questo perché durante questo periodo è sorta la maggior parte dei gruppi animali: artropodi, molluschi, echinodermi e cordati e il 75% delle suddivisioni rappresentative sulla terra. Detto più semplicemente, si potrebbe dire così i grandi "pinnacoli" della vita furono stabiliti durante il Cambriano, più i piccoli rami che si staccarono da essi, come potrebbero essere oggi i cefalopodi o bivalvi all'interno del folto gruppo dei molluschi. Oltre a questa incredibile diversificazione, si sono verificati altri eventi:

• C'è stata un'escalation nell'abbondanza di plancton.
• Si diffuse la presenza di scheletri mineralizzati negli esseri viventi.
• Si formarono i primi scogli.
• Gli animali iniziarono a sfruttare strati non superficiali del substrato, cioè iniziarono a praticare lo scavo come metodo per procurarsi il cibo.
• Cominciarono complesse interazioni ecologiche e con esse l'instaurarsi di catene trofiche.

Durante questa radiazione evolutiva, durata circa 20 milioni di anni, sono comparsi almeno 11 dei 20 phyla metazoi (animali) registrati oggi. Naturalmente, questa non è l'unica "esplosione di vita" registrata nella storia della Terra. Ebbene, ad esempio, l'estinzione di massa del Triassico-Giurassico ha permesso il successivo predominio del dinosauri. La sostituzione delle specie una volta liberate molte nicchie ecologiche non è una novità, sebbene nessuna di esse sia stata paragonabile all'esplosione del Cambriano.

Tra gli esseri viventi più famosi appartenenti a questa divisione geologica troviamo i trilobiti, alcuni artropodi già estinti che comprendevano circa 4.000 specie e di cui, fortunatamente, un gran numero è giunto fino a noi di fossili. Altri rappresentanti comuni erano certi brachiopodi, simili a vongole e fasolari, o i ben noti anomalocaris, un genere di predatori simili a gamberetti che catturavano le loro prede con le estremità sagomate Gancio. A quel tempo, questi esseri primitivi erano in cima alla catena alimentare negli oceani del pianeta.

Tuttavia, secondo portali professionali come la rivista National Geographic, è probabile che questo evento sia stato un po' "esagerato", dal momento che è possibile che la documentazione fossile che ci è pervenuta da questa fase sia molto più ampia a causa della mineralizzazione degli scheletri di varie specie, per quanto riguarda la scarsa capacità di fossilizzazione dei loro predecessori dal corpo molle.

Cause della radiazione evolutiva cambriana

A questo punto, è necessario delimitare che si tratta di ipotesi, tutte ugualmente valide (con supporto più o meno scientifico), ma che non possono essere completamente verificate. Vari articoli di ricerca postulano le possibili ragioni dell'esplosione cambriana e le mostriamo brevemente nelle righe seguenti.

1. trigger ambientali

L'ossigenazione dell'acqua e i cambiamenti nella sua composizione chimica sono stati ipotizzati come i fattori scatenanti ambientali più probabili per l'esplosione del Cambriano.

Ovviamente, il processo di metabolizzazione del cibo in presenza di ossigeno (respirazione cellulare) produce molta più energia rispetto alle vie metaboliche anaerobiche, motivo per cui un'esplosione di energia ha un senso biologico. vita quando i valori di questo gas hanno raggiunto quasi gli attuali livelli degli oceani sulla Terra. Anche così, riportano studi recenti che analizzano alcuni composti chimici nelle rocce di questi stadi geologici che l'aumento dell'ossigeno globale probabilmente non si è verificato così drasticamente come la maggior parte delle persone credere.

Anche l'aumento dei nutrienti ambientali come il fosforo o l'azoto potrebbe in parte spiegare questa radiazione esagerata., sebbene questo fatto non sia stato direttamente correlato con una maggiore diversificazione delle specie o la comparsa di tanti phyla, come avvenne nel Cambriano.

2. Geni dello sviluppo e orologio molecolare

L'esplosione cambriana non poteva trovare la sua ragione solo in determinanti ambientali quali lo scontro dei continenti, la maggiore presenza di ossigeno, una maggiore disponibilità di nutrienti e di molti altri fattori estrinseci all'individuo, ma parte della verità si potrebbe trovare anche nei geni del organismi.

Un chiaro esempio di questo sono i geni Hox, che, durante lo sviluppo embrionale, specificano il piano corporeo del esseri viventi attraverso l'attivazione o inattivazione di altri geni in alcune parti del corpo (spiegato in modo molto rudimentale). L'evoluzione dei geni Hox, ad esempio, potrebbe spiegare la comparsa di corpi più complessi durante questo periodo..

Gli orologi molecolari hanno mostrato che la radiazione dai tre cladi animali bilaterali durante il primo periodo Cambriano è successo dopo la diversificazione dei geni Hox, quindi sfortunatamente questa teoria si è un po' esaurita negli ultimi anni. tempo. Se i geni Hox si diversificassero prima dei cladi, questa non sarebbe una spiegazione adeguata per la radiazione cambriana.

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Il dilemma di Darwin

Forse possiamo capire il puzzle che questa rapida apparizione di nuovo specie e phyla, poiché nemmeno oggi si può dare una risposta del tutto inconfutabile in merito alla problema.

Il discorso di Darwin ha sempre difeso il graduale susseguirsi di modificazioni negli esseri viventi, fatto che escludeva la comparsa di un "Big Bang evolutivo", proprio quello che è l'esplosione cambriana. Secondo vari studi, l'accelerazione delle modificazioni fisiche durante il Cambriano ha superato di 4 volte gli attuali meccanismi evolutivi, mentre le variazioni genetiche sono aumentate di 5,5 volte.

Come indicato dai professionisti del settore che hanno studiato questo fenomeno negli ultimi 20 anni, "un'evoluzione moderatamente accelerata e sostenuta per poche decine di milioni di anni potrebbe dar luogo a un'esplosione evolutiva”, un dato che, in una certa misura, concorda con i postulati iniziali di Darwin.

Vero anche quello la colonizzazione di nuovi ambienti può promuovere un tasso di evoluzione molto più veloce e distorto, poiché un taxon che acquisisce una caratteristica innovativa potrebbe richiedere un'esplosione evolutiva per occupare nuove nicchie. Ad esempio, se un adattamento primario fosse l'acquisizione delle gambe e un radicamento, è in qualche misura logico pensare che i meccanismi l'evoluzione accelererebbe per un po' nel gruppo con le gambe, poiché si ritroverebbe con migliaia di nicchie vuote da sfruttare dopo una singola storia evolutiva in acqua.

Riepilogo

Se volessimo mostrare una cosa con tutto questo conglomerato terminologico, divagazioni e ipotesi, è che, purtroppo, ci sono domande a cui sicuramente non si potrà mai dare una risposta completa. Ciò rende le scienze filogenetiche e paleontologiche tanto entusiasmanti quanto frustranti, dal momento che il Il dibattito e il cavillo regnano in un mondo in cui cerchiamo di indovinare cosa è successo 530 milioni di anni fa. anni. L'esplosione cambriana, per quanto impressionante, rimane senza una risposta definitiva.

Riferimenti bibliografici:

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