Kambro sprogimas: kas tai buvo ir kaip jis paveikė biologinę evoliuciją

Gyvų būtybių evoliucija, ty populiacijų fenotipinių ir genetinių savybių pokyčių rinkinys per kartas, šiandien yra savaime suprantamas dalykas. Fosilijos įrašai ir genetinės analizės neleidžia mums tuo abejoti: visos dabartinės būtybės turi keletą protėvių, o gyvos būtybės yra sugrupuotos į taksonus pagal giminystės laipsnius.

Ši koncepcija 1859 m. buvo tik užuomazgos, o Darvinas knygoje „The kilme rūšys“ – natūralios atrankos mechanizmas, paaiškinantis biologinę evoliuciją, bet ne be abejo Užsakymai.

Čia atsiranda ne taip gerai žinoma „Darvino dilema“, kuri mąstytojui buvo tikras galvosūkis evoliucinio pobūdžio postuliacijose. Šiandien mes kalbame apie precedento neturinčią biologinę spinduliuotę praeityje ir priešiškoje eroje: sveiki atvykę kambro sprogimas.

• Susijęs straipsnis: "Biologinės evoliucijos teorija: kas tai yra ir ką ji paaiškina"

Kas yra kambro sprogimas?

Kambro sprogimas arba kambro sprogimas išverstas į anglų kalbą yra terminas, kuris nurodo staigus makroskopinių organizmų atsiradimas ir greitas įvairinimas maždaug prieš 540 mln

. Tyrimo šaltinių teigimu, ši spinduliuotė buvo ypač reikšminga „didesniems“ taksonams (ty filai).

Taip yra todėl, kad per tą laiką atsirado dauguma gyvūnų grupių: nariuotakojai, moliuskai, dygiaodžiai ir chordatai bei 75% reprezentatyvių žemės padalinių. Paprasčiau tariant, galima sakyti, kad Kambro laikais susiformavo didžiosios gyvenimo „viršūnės“ ir nuo jų nuskeltos mažos šakelės, kaip šiandien galėtų būti galvakojai ar dvigeldžiai didelėje moliuskų grupėje. Be šios neįtikėtinos įvairovės, įvyko ir kitų įvykių:

• Buvo planktono gausos eskalacija.
• Išplito mineralizuotų skeletų buvimas gyvose būtybėse.
• Susidarė pirmieji rifai.
• Gyvūnai pradėjo išnaudoti nepaviršinius substrato sluoksnius, tai yra, jie pradėjo praktikuoti kasimą kaip maisto gavimo būdą.
• Prasidėjo sudėtingos ekologinės sąveikos ir kartu su jomis susiformavo trofinės grandinės.

Per visą šią evoliucinę spinduliuotę, kuri truko apie 20 mln. pasirodė mažiausiai 11 iš 20 šiandien užregistruotų metazoaninių (gyvūnų) filų. Žinoma, tai ne vienintelis „gyvybės sprogimas“, užfiksuotas per visą Žemės istoriją. Na, pavyzdžiui, masinis triaso-juros periodo išnykimas leido vėliau dominuoti dinozaurai. Rūšių pakeitimas atsilaisvinus daugeliui ekologinių nišų nėra jokia naujiena, nors nė viena iš jų nebuvo panaši į Kambro sprogimą.

Tarp garsiausių šiam geologiniam skyriui priklausančių gyvų būtybių randame ir trilobitus jau išnykusių nariuotakojų, tarp kurių buvo apie 4000 rūšių ir kurių, laimei, daugelis atkeliavo pas mus fosilijų. Kiti įprasti atstovai buvo tam tikri brachiopodai, panašūs į moliuskus ir gaidžius, arba gerai žinomi anomalocaris, į krevetes panašių plėšrūnų, gaudančių grobį savo formos galais, gentis Kabliukas. Tuo metu šios primityvios būtybės buvo planetos vandenynų mitybos grandinės viršuje.

Tačiau, anot profesionalių portalų, tokių kaip National Geographic žurnalas, yra tikimybė, kad šis įvykis buvo šiek tiek „perdėtas“, nes gali būti, kad iš šio etapo pas mus atkeliavusios fosilijos yra daug didesnės dėl įvairių rūšių skeletų mineralizacijos, atsižvelgiant į prastą jų minkštakūnių pirmtakų suakmenėjimą.

Kambro evoliucinės spinduliuotės priežastys

Šiuo metu būtina atskirti, kad turime reikalą su hipotezėmis, kurios visos vienodai pagrįstos (su daugiau ar mažiau moksliniu palaikymu), tačiau to negalima visiškai patikrinti. Įvairiuose moksliniuose straipsniuose postuluojamos galimos kambro sprogimo priežastys, kurias trumpai parodome tolesnėse eilutėse.

1. aplinkos veiksniai

Vandens deguonis ir jo cheminės sudėties pokyčiai buvo laikomi labiausiai tikėtinu Kambro sprogimo aplinkos veiksniu.

Žinoma, maisto apykaitos procesas, esant deguoniui (ląstelių kvėpavimas), duoda daug daugiau energijos nei anaerobiniai metabolizmo keliai, todėl energijos sprogimas yra biologiškai prasmingas. gyvybė, kai šių dujų vertės pasiekė beveik dabartinį Žemės vandenynų lygį. Nepaisant to, naujausi tyrimai, analizuojantys tam tikrus cheminius junginius uolienose iš šių geologinių etapų, praneša kad pasaulinio deguonies padidėjimas tikriausiai neįvyko taip drastiškai kaip dauguma žmonių tikėti.

Aplinkos maistinių medžiagų, tokių kaip fosforas ar azotas, padidėjimas taip pat gali iš dalies paaiškinti šią perdėtą spinduliuotę., nors šis faktas nebuvo tiesiogiai susijęs su didesne rūšių įvairove ar daugybės filų atsiradimu, kaip atsitiko Kambro zonoje.

2. Vystymosi genai ir molekulinis laikrodis

Kambro sprogimo priežastis galėjo būti ne tik aplinkos veiksniai, tokie kaip žemynų susidūrimas, didesnis deguonies buvimas, didesnis maistinių medžiagų prieinamumas ir daugelis kitų asmeniui būdingų veiksnių, tačiau dalis tiesos taip pat gali būti randama žmogaus genuose. organizmai.

Ryškus to pavyzdys yra Hox genai, kurie embriono vystymosi metu nurodo kūno planą gyvos būtybės aktyvuojant arba inaktyvuojant kitus genus tam tikrose kūno dalyse (paaiškinta labai elementarus). Pavyzdžiui, Hox genų evoliucija galėtų paaiškinti sudėtingesnių kūnų atsiradimą per šį laikotarpį..

Molekuliniai laikrodžiai parodė, kad spinduliuotė iš trijų dvišalių gyvūnų kladų ankstyvuoju Kambro laikotarpiu tai įvyko po Hox genų diversifikacijos, tad, deja, pastaraisiais metais ši teorija gerokai pritrūko. laikas. Jei Hox genai diversifikuotųsi prieš kladus, tai nebūtų tinkamas kambro spinduliuotės paaiškinimas.

• Galbūt jus domina: „Kas yra kodonas? Savybės ir funkcijos"

Darvino dilema

Galbūt mes galime suprasti galvosūkį, kad šis greitas naujų atsiradimas rūšis ir fila, nes net ir šiandien negalima duoti visiškai nepaneigiamo atsakymo dėl sutrikimas.

Darvino kalba visada gynė laipsnišką gyvų būtybių modifikacijų seką, o tai atmetė „evoliucinio Didžiojo sprogimo“ atsiradimą, būtent tai, kas yra Kambro sprogimas. Remiantis įvairiais tyrimais, fizinių modifikacijų pagreitis Kambro laikotarpiu 4 kartus viršijo dabartinius evoliucinius mechanizmus, o genetinės variacijos padidėjo 5,5 karto.

Kaip nurodė šios srities profesionalai, tyrę šį reiškinį per pastaruosius 20 metų, „vidutiniškai pagreitinta ir tvari raida kelias dešimtis milijonų metų gali sukelti evoliucinį sprogimą“, – faktas tam tikru mastu sutampa su pradinėmis prielaidomis. Darvinas.

Taip pat tiesa, kad naujos aplinkos kolonizavimas gali paskatinti daug greitesnį, iškreiptą evoliucijos greitį, nes taksonui, įgyjančiam naujovišką charakteristiką, gali prireikti evoliucinio sprogimo, kad jis užimtų naujas nišas. Pavyzdžiui, jei pirminė adaptacija būtų kojų įsigijimas ir įžeminimas, tam tikru mastu logiška manyti, kad mechanizmai evoliucinė grupė kurį laiką paspartėtų, nes po vienos evoliucijos istorijos jai atsirastų tūkstančiai tuščių nišų, kurias reikia išnaudoti. vandenyje.

Santrauka

Jei norėtume parodyti vieną dalyką su visu šiuo terminų konglomeratu, svaičiomis ir hipotezėmis, tai, deja, yra klausimų, į kuriuos tikrai niekada nebus galima iki galo atsakyti. Dėl to filogenetikos ir paleontologijos mokslai yra tiek pat įdomūs, tiek varginantys, nes Pasaulyje, kuriame bandome atspėti, kas atsitiko prieš 530 mln. metų. Kambro sprogimas, kad ir koks jis būtų įspūdingas, lieka be galutinio atsakymo.

Bibliografinės nuorodos:

• Kambro sprogimas, wikipedia.org. Surinkta lapkričio 15 d https://es.wikipedia.org/wiki/Explosi%C3%B3n_c%C3%A1mbrica
• Kambro sprogimas, evoliucijos supratimas. Surinkta lapkričio 15 d https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/side_o_0/cambrian101_01_sp
• Maršalas, C. R. (2006). Kambro gyvūnų „sprogimo“ paaiškinimas. Annu. Rev. žemės planeta. Sci., 34, 355-384.
• Morisas, S. c. (2000). Kambro „sprogimas“: lėtas saugiklis ar megatonnažas?. Proceedings of the National Academy of Sciences, 97(9), 4426-4429.
• Kambro laikotarpis, National Geographic. Surinkta lapkričio 15 d https://www.nationalgeographic.es/historia/periodo-cambrico
• red.escubre, Mokslo ir kultūros naujienų biuletenis, Madrido Complutense universitetas (UCM). Surinkta lapkričio 15 d 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.,... ir Penny, A. (2019). Integruoti įrašai apie aplinkos pokyčius ir evoliuciją meta iššūkį Kambrijos sprogimui. Gamtos ekologija ir evoliucija, 3(4), 528-538.
• Zhang, X., Shu, D., Han, J., Zhang, Z., Liu, J. ir Fu, D. (2014). Kambro sprogimo priežastys: hipotezės ir problemos. Gondwana Research, 25(3), 896-909.