Kembrija sprādziens: kas tas bija un kā tas ietekmēja bioloģisko evolūciju

Dzīvo būtņu evolūcija, tas ir, populāciju fenotipisko un ģenētisko īpašību izmaiņu kopums paaudžu gaitā, mūsdienās tiek uzskatīts par pašsaprotamu. Fosilie dati un ģenētiskās analīzes nerada mums šaubas par to: visām pašreizējām būtnēm ir virkne senču, un dzīvās būtnes ir sagrupētas taksonos atbilstoši radniecības pakāpēm.

Šī koncepcija 1859. gadā bija tikai sākumstadijā, un Darvins postulēja grāmatā "The origin of the sugas” dabiskās atlases mehānisms, kas izskaidroja bioloģisko evolūciju, bet ne bez pārliecības Rezervācijas.

Šeit izpaužas ne tik labi zināmā "Darvina dilemma", kas bija īsta mīkla domātājam viņa evolucionāra rakstura postulācijās. Šodien mēs runājam par nebijušu bioloģisko starojumu pagātnē un naidīgā laikmetā: laipni lūdzam kembrija sprādziens.

• Saistīts raksts: "Bioloģiskās evolūcijas teorija: kas tā ir un ko tā izskaidro"

Kas ir Kembrija sprādziens?

Kembrija sprādziens vai kembrija sprādziens tulkots angļu valodā ir termins, kas attiecas uz pēkšņa makroskopisko organismu parādīšanās un strauja dažādošana pirms aptuveni 540 miljoniem gadu

. Saskaņā ar pētījumu avotiem šis starojums bija īpaši nozīmīgs “lielākiem” taksoniem (ti, filai).

Tas ir tāpēc, ka šajā laikā radās lielākā daļa dzīvnieku grupu: posmkāji, mīkstmieši, adatādaiņi un hordati un 75% reprezentatīvo apakšvienību uz zemes. Vienkāršāk sakot, tā varētu teikt kembrija laikā izveidojās lielās dzīves “virsotnes”, kā arī no tiem nošķeltie mazie zari, kā mūsdienās varētu būt galvkāji vai gliemenes lielajā gliemju grupā. Papildus šai neticamajai dažādībai notika arī citi notikumi:

• Notika planktona pārpilnības eskalācija.
• Izplatījās mineralizēto skeletu klātbūtne dzīvās būtnēs.
• Izveidojās pirmie rifi.
• Dzīvnieki sāka izmantot substrāta virspusējus slāņus, tas ir, viņi sāka praktizēt rakšanu kā barības iegūšanas metodi.
• Sākās sarežģīta ekoloģiskā mijiedarbība un līdz ar to trofisko ķēžu izveidošanās.

Visā šajā evolucionārajā starojumā, kas ilga aptuveni 20 miljonus gadu, parādījās vismaz 11 no 20 šodien reģistrētajiem metazoju (dzīvnieku) filiem. Protams, šis nav vienīgais "dzīvības sprādziens", kas reģistrēts visā Zemes vēsturē. Piemēram, triasa-juras laikmeta masveida izzušana ļāva vēlāk dominēt dinozauri. Sugu nomaiņa, tiklīdz ir atbrīvotas daudzas ekoloģiskās nišas, nav nekas jauns, lai gan neviena no tām nav bijusi salīdzināma ar Kembrija sprādzienu.

Starp slavenākajām dzīvajām būtnēm, kas pieder šim ģeoloģiskajam sadalījumam, mēs atrodam trilobītus, dažus jau izmiruši posmkāji, kas ietvēra aptuveni 4000 sugu un no kuriem, par laimi, liels skaits ir nonākuši pie mums fosilijas. Citi bieži sastopami pārstāvji bija daži brahiopodi, līdzīgi gliemjiem un gliemežiem, vai labi zināmie anomalocaris, garnelēm līdzīgu plēsēju ģints, kas tvēra savu upuri ar saviem formas galiem Āķis. Šajā laikā šīs primitīvās būtnes atradās barības ķēdes augšgalā planētas okeānos.

Taču, kā vēsta tādi profesionāli portāli kā žurnāls National Geographic, pastāv iespēja, ka šis notikums bija nedaudz "pārspīlēts", jo iespējams, ka no šī posma līdz mums nonākušais fosilais ieraksts ir daudz lielāks dažādu sugu skeletu mineralizācijas dēļ, attiecībā uz to mīksto priekšteču vājo fosilizācijas spēju.

Kembrija evolucionārā starojuma cēloņi

Šajā brīdī ir jānorāda, ka mums ir darīšana ar hipotēzēm, kuras visas ir vienlīdz derīgas (ar lielāku vai mazāku zinātnisku atbalstu), taču to nevar pilnībā pārbaudīt. Dažādi pētnieciskie raksti postulē iespējamos kembrija sprādziena iemeslus, un mēs tos īsi parādām nākamajās rindās.

1. vides izraisītāji

Ūdens skābekli un tā ķīmiskā sastāva izmaiņas tiek uzskatītas par iespējamiem vides izraisītājiem Kembrija sprādzienam.

Protams, pārtikas metabolizācijas process skābekļa klātbūtnē (šūnu elpošana) dod daudz vairāk enerģijas nekā anaerobie vielmaiņas ceļi, tāpēc enerģijas eksplozijai ir bioloģiska jēga. dzīvība, kad šīs gāzes vērtības sasniedza gandrīz pašreizējo Zemes okeānu līmeni. Tomēr jaunākie pētījumi, kas analizē noteiktus ķīmiskos savienojumus akmeņos no šiem ģeoloģiskajiem posmiem, ziņo ka globālā skābekļa pieaugums, iespējams, nenotika tik krasi kā lielākajai daļai cilvēku ticēt.

Arī vides barības vielu, piemēram, fosfora vai slāpekļa, palielināšanās daļēji varētu izskaidrot šo pārspīlēto starojumu., lai gan šis fakts nav tieši saistīts ar lielāku sugu dažādošanu vai tik daudzu cilšu parādīšanos, kā tas notika Kembrijā.

2. Attīstības gēni un molekulārais pulkstenis

Kembrija sprādziens varēja atrasties ne tikai vides noteicošos faktoros, piemēram, kontinentu sadursmē, lielākā skābekļa klātbūtne, lielāka barības vielu pieejamība un daudzi citi faktori, kas ir raksturīgi indivīdam, taču daļu patiesības var atrast arī cilvēka gēnos. organismiem.

Spilgts piemērs tam ir Hox gēni, kas embrionālās attīstības laikā nosaka ķermeņa plānu dzīvās būtnes, aktivizējot vai inaktivējot citus gēnus noteiktās ķermeņa daļās (skaidro rudimentārs). Piemēram, Hox gēnu evolūcija varētu izskaidrot sarežģītāku ķermeņu parādīšanos šajā periodā..

Molekulārie pulksteņi ir parādījuši, ka starojums no trim divpusējām dzīvnieku kladēm agrīnā kembrija periodā tas notika pēc Hox gēnu dažādošanas, tāpēc diemžēl šī teorija pēdējos gados ir diezgan izsmelta. laiks. Ja Hox gēni dažādotos pirms kladēm, tas nebūtu adekvāts izskaidrojums kembrija starojumam.

• Jūs varētu interesēt: "Kas ir kodons? Funkcijas un funkcijas"

Darvina dilemma

Varbūt mēs varam saprast mīklu, ka šī straujā jauna parādīšanās sugas un fila, jo pat šodien nevar sniegt pilnīgi neapgāžamu atbildi par izdevums.

Darvina runa vienmēr aizstāvēja pakāpenisku dzīvu būtņu modifikāciju secību, kas izslēdza "evolucionārā Lielā sprādziena" parādīšanos, tieši to, kas ir Kembrija sprādziens. Saskaņā ar dažādiem pētījumiem, fizikālo modifikāciju paātrinājums kembrija laikā 4 reizes pārsniedza pašreizējos evolūcijas mehānismus, savukārt ģenētiskās variācijas palielinājās 5,5 reizes.

Kā norāda nozares profesionāļi, kas pētījuši šo fenomenu pēdējo 20 gadu laikā, "mēreni paātrināta un ilgstoša attīstība uz dažiem desmitiem miljonu gadu varētu izraisīt evolūcijas sprādzienu”, kas zināmā mērā saskan ar sākotnējiem apgalvojumiem. Darvins.

Arī tā ir taisnība jaunas vides kolonizācija var veicināt daudz ātrāku, nevienmērīgu evolūcijas ātrumu, jo taksonam, kas iegūst novatorisku raksturlielumu, var būt nepieciešams evolucionārs sprādziens, lai ieņemtu jaunas nišas. Piemēram, ja primārā adaptācija būtu kāju iegūšana un zemējums, zināmā mērā ir loģiski domāt, ka mehānismi evolucionārs uz kādu laiku paātrinātos kāju grupā, jo pēc vienas evolūcijas vēstures tai būtu tūkstošiem tukšu nišu, ko izmantot. ūdenī.

Kopsavilkums

Ja ar visu šo terminoloģisko konglomerātu, murgojumiem un hipotēzēm gribam parādīt vienu lietu, tad diemžēl ir jautājumi, uz kuriem noteikti nekad nevarēs pilnībā atbildēt. Tas padara filoģenētiku un paleontoloģijas zinātnes tikpat aizraujošas, cik satraucošas, jo Pasaulē, kurā mēs cenšamies uzminēt to, kas notika pirms 530 miljoniem gadu, valda diskusijas un nelabvēļi. gadiem. Kembrija sprādziens, lai arī cik iespaidīgs tas būtu, joprojām bez galīgas atbildes.

Bibliogrāfiskās atsauces:

• Kembrija sprādziens, wikipedia.org. Savākts 15. novembrī in https://es.wikipedia.org/wiki/Explosi%C3%B3n_c%C3%A1mbrica
• Kembrija sprādziens, evolūcijas izpratne. Savākts 15. novembrī in https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/side_o_0/cambrian101_01_sp
• Māršals, Č. R. (2006). Izskaidrojot kembrija dzīvnieku "sprādzienu". Annu. Rev. zemes planēta. Sci., 34, 355-384.
• Moriss, S. c. (2000). Kembrija “sprādziens”: lēns drošinātājs vai megatonnāža?. Proceedings of the National Academy of Sciences, 97(9), 4426-4429.
• Kembrija periods, National Geographic. Savākts 15. novembrī in https://www.nationalgeographic.es/historia/periodo-cambrico
• red.escubre, Zinātnes un kultūras ziņu biļetens, Madrides Complutense Universitāte (UCM). Savākts 15. novembrī in https://www.ucm.es/data/cont/media/www/pag-10072/Redescubre%20N%C2%BA7.pdf
• Vuds, R., Liu, A. G., Boujers, F., Vilbijs, P. R., Danns, F. S., Kenčingtona, K. G.,... un Penija, A. (2019). Integrēti ieraksti par vides izmaiņām un evolūciju izaicina Kembrija sprādzienu. Nature ecology & evolution, 3(4), 528-538.
• Džans, X., Šu, D., Hans, J., Džans, Z., Liu, J. un Fu, D. (2014). Kembrija sprādziena izraisītāji: hipotēzes un problēmas. Gondwana Research, 25(3), 896-909.