Cambrische explosie: wat het was en hoe het de biologische evolutie beïnvloedde

De evolutie van levende wezens, dat wil zeggen de reeks veranderingen in de fenotypische en genetische kenmerken van populaties door de generaties heen, is iets dat tegenwoordig als vanzelfsprekend wordt beschouwd. Het fossielenbestand en de genetische analyses laten er geen twijfel over bestaan: alle huidige wezens hebben een reeks voorouders en levende wezens zijn gegroepeerd in taxa volgens de mate van verwantschap.

Dit concept stond in het jaar 1859 nog in de kinderschoenen, en Darwin postuleerde in het boek "The origin of the soort” het mechanisme van natuurlijke selectie dat de biologische evolutie verklaarde, maar niet zonder zekerheid Boekingen.

Dit is waar het niet zo bekende "Darwin's dilemma" in het spel komt, wat een echte puzzel was voor de denker in zijn postulaties van evolutionaire aard. Vandaag hebben we het over ongekende biologische straling, in een vervlogen en vijandig tijdperk: welkom bij de cambrische explosie.

• Gerelateerd artikel: "De theorie van biologische evolutie: wat het is en wat het verklaart"

Wat is de Cambrische explosie?

De Cambrische explosie of cambrische explosie vertaald in het Engels is een term die verwijst naar de plotselinge verschijning en snelle diversificatie van macroscopische organismen ongeveer 540 miljoen jaar geleden. Volgens onderzoeksbronnen was deze straling vooral significant voor de "grotere" taxa (dwz phyla).

Dit komt omdat in deze tijd de meeste diergroepen ontstonden: geleedpotigen, weekdieren, stekelhuidigen en chordaten en 75% van de representatieve onderverdelingen op aarde. Eenvoudiger gezegd, zou men kunnen zeggen dat de grote 'toppen' van het leven werden opgericht tijdens het Cambrium, plus de kleine takken die ervan werden afgekliefd, zoals vandaag de dag de koppotigen of tweekleppige dieren binnen de grote groep weekdieren zouden kunnen zijn. Naast deze ongelooflijke diversificatie vonden er nog andere gebeurtenissen plaats:

• Er was een escalatie van de overvloed aan plankton.
• De aanwezigheid van gemineraliseerde skeletten in levende wezens verspreidde zich.
• De eerste riffen werden gevormd.
• De dieren begonnen niet-oppervlakkige lagen van het substraat te exploiteren, dat wil zeggen, ze begonnen te graven als een methode om aan voedsel te komen.
• Complexe ecologische interacties begonnen en daarmee de oprichting van trofische ketens.

Gedurende deze evolutionaire straling, die ongeveer 20 miljoen jaar duurde, ten minste 11 van de 20 metazoan (dierlijke) phyla die vandaag zijn geregistreerd, zijn verschenen. Natuurlijk is dit niet de enige "explosie van leven" die in de geschiedenis van de aarde is opgetekend. Welnu, het massale uitsterven van het Trias-Jura zorgde bijvoorbeeld voor de daaropvolgende dominantie van de dinosaurussen. De vervanging van soorten zodra veel ecologische niches zijn ontruimd, is niets nieuws, hoewel geen van hen vergelijkbaar is geweest met de Cambrische explosie.

Onder de beroemdste levende wezens die tot deze geologische divisie behoren, vinden we de trilobieten, sommigen reeds uitgestorven geleedpotigen waaronder zo'n 4.000 soorten en waarvan gelukkig een groot aantal naar ons is overgeleverd van fossielen. Andere veel voorkomende vertegenwoordigers waren bepaalde brachiopoden, vergelijkbaar met kokkels en kokkels, of de bekende anomalocaris, een geslacht van garnaalachtige roofdieren die hun prooi met hun gevormde uiteinden vingen Haak. Op dat moment stonden deze primitieve wezens aan de top van de voedselketen in de oceanen van de planeet.

Volgens professionele portalen zoals het tijdschrift National Geographic is de kans echter groot dat deze gebeurtenis een beetje "overdreven" was, aangezien het is mogelijk dat het fossielenbestand dat vanaf dit stadium tot ons is gekomen veel groter is vanwege de mineralisatie van de skeletten van verschillende soorten, met betrekking tot het slechte fossilisatievermogen van hun zachte voorgangers.

Oorzaken van Cambrische evolutionaire straling

Op dit punt is het noodzakelijk dat we afbakenen dat we te maken hebben met hypothesen, allemaal even geldig (met min of meer wetenschappelijke ondersteuning), maar die niet volledig kunnen worden getest. Verschillende onderzoeksartikelen postuleren de mogelijke redenen voor de Cambrische explosie en we laten ze in de volgende regels kort zien.

1. omgevingstriggers

Oxygenatie van water en veranderingen in de chemische samenstelling zijn gepostuleerd als de meest waarschijnlijke omgevingstriggers voor de Cambrische explosie.

Natuurlijk, het proces van het metaboliseren van voedsel in aanwezigheid van zuurstof (cellulaire ademhaling) levert veel meer energie op dan anaërobe metabole routes, daarom is een explosie van energie biologisch logisch. leven toen de waarden van dit gas bijna de huidige niveaus van de oceanen op aarde bereikten. Toch rapporteren recente studies die bepaalde chemische verbindingen in gesteenten uit deze geologische stadia analyseren dat de toename van de wereldwijde zuurstof waarschijnlijk niet zo drastisch is opgetreden als bij de meeste mensen geloven.

Toename van voedingsstoffen in het milieu, zoals fosfor of stikstof, kan deze overdreven straling ook gedeeltelijk verklaren., hoewel dit feit niet direct in verband is gebracht met een grotere diversificatie van soorten of het verschijnen van zoveel phyla, zoals gebeurde in het Cambrium.

2. Ontwikkelingsgenen en moleculaire klok

De Cambrische explosie kon niet alleen zijn oorzaak vinden in omgevingsdeterminanten zoals het botsen van continenten, de grotere aanwezigheid van zuurstof, een grotere beschikbaarheid van voedingsstoffen en vele andere factoren die buiten het individu liggen, maar een deel van de waarheid kan ook worden gevonden in de genen van de organismen.

Een duidelijk voorbeeld hiervan zijn de Hox-genen, die tijdens de embryonale ontwikkeling het lichaamsplan van de levende wezens door het activeren of inactiveren van andere genen in bepaalde delen van het lichaam (uitgelegd in een zeer rudimentair). De evolutie van Hox-genen zou bijvoorbeeld het verschijnen van complexere lichamen in deze periode kunnen verklaren..

Moleculaire klokken hebben aangetoond dat straling van de drie bilaterale clades van dieren tijdens de vroege Cambrische periode het gebeurde na de diversificatie van de Hox-genen, dus helaas is deze theorie de afgelopen jaren behoorlijk op stoom geraakt. tijd. Als de Hox-genen zich vóór de clades zouden diversifiëren, zou dit geen adequate verklaring zijn voor Cambrische straling.

• Mogelijk bent u geïnteresseerd in: "Wat is een codon? Kenmerken en functies"

Darwins dilemma

Misschien kunnen we de puzzel begrijpen die deze snelle verschijning van nieuw is soorten en phyla, aangezien zelfs vandaag de dag geen volledig onweerlegbaar antwoord kan worden gegeven op de probleem.

Darwins toespraak verdedigde altijd de geleidelijke opeenvolging van modificaties in levende wezens, een feit dat de schijn van een "evolutionaire oerknal" uitsloot, precies wat de Cambrische explosie is. Volgens verschillende onderzoeken de versnelling van fysieke modificaties tijdens het Cambrium overtrof met 4 keer de huidige evolutionaire mechanismen, terwijl genetische variaties 5,5 keer toenamen.

Zoals aangegeven door professionals in het veld die dit fenomeen de afgelopen 20 jaar hebben bestudeerd, "een matig versnelde en aanhoudende evolutie enkele tientallen miljoenen jaren zou kunnen leiden tot een evolutionaire explosie”, een feit dat tot op zekere hoogte overeenkomt met de aanvankelijke veronderstellingen van Darwin.

Is ook waar dat kolonisatie van nieuwe omgevingen kan een veel snellere, scheve evolutiesnelheid bevorderen, aangezien een taxon dat een innovatief kenmerk verwerft, een evolutionaire explosie nodig kan hebben om nieuwe niches in te nemen. Als een primaire aanpassing bijvoorbeeld het verwerven van benen en gronding zou zijn, is het tot op zekere hoogte logisch om te denken dat de mechanismen evolutionair zou een tijdje versnellen in de groep met poten, omdat het na een enkele evolutionaire geschiedenis duizenden lege niches zou hebben om te exploiteren in water.

Samenvatting

Als we met al deze terminologische conglomeraten, omzwervingen en hypothesen één ding willen laten zien, dan is het dat er helaas vragen zijn die zeker nooit volledig kunnen worden beantwoord. Dit maakt fylogenetica en paleontologie wetenschappen die zowel opwindend als frustrerend zijn, aangezien de Discussie en caval heersen in een wereld waarin we proberen te raden wat er 530 miljoen jaar geleden is gebeurd. jaren. De Cambrische explosie, hoe indrukwekkend die ook is, blijft zonder een definitief antwoord.

Bibliografische referenties:

• Cambrische explosie, wikipedia.org. Verzameld op 15 november in https://es.wikipedia.org/wiki/Explosi%C3%B3n_c%C3%A1mbrica
• De Cambrische explosie, evolutie begrijpen. Verzameld op 15 november in https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/side_o_0/cambrian101_01_sp
• Marshall, C. R. (2006). Uitleg over de Cambrische "explosie" van dieren. Annu. ds. planeet aarde. Sci., 34, 355-384.
• Morris, S. C. (2000). De Cambrische "explosie": langzame lont of megatonnage?. Procedures van de National Academy of Sciences, 97(9), 4426-4429.
• Cambrische periode, National Geographic. Verzameld op 15 november in https://www.nationalgeographic.es/historia/periodo-cambrico
• red.escubre, Wetenschappelijk en cultureel nieuwsbulletin, Complutense Universiteit van Madrid (UCM). Verzameld op 15 november in https://www.ucm.es/data/cont/media/www/pag-10072/Redescubre%20N%C2%BA7.pdf
• Hout, R., Liu, A. G., Bowyer, F., Wilby, P. R., Dunn, F. S., Kenchington, C. G.,... & Penny, A. (2019). Geïntegreerde records van veranderingen in het milieu en evolutie dagen de Cambrische explosie uit. Natuurecologie en evolutie, 3(4), 528-538.
• Zhang, X., Shu, D., Han, J., Zhang, Z., Liu, J., & Fu, D. (2014). Triggers voor de Cambrische explosie: hypothesen en problemen. Gondwana-onderzoek, 25(3), 896-909.