Kambrisk eksplosjon: hva det var og hvordan det påvirket biologisk evolusjon

Evolusjonen av levende vesener, det vil si settet av endringer i de fenotypiske og genetiske egenskapene til populasjoner gjennom generasjoner, er noe som i dag tas for gitt. Fossilregisteret og genetiske analyser lar oss ikke være i tvil om dette: alle nåværende vesener har en rekke forfedre og levende vesener er gruppert i taxa i henhold til grader av slektskap.

Dette konseptet i år 1859 var i sin spede begynnelse, og Darwin postulerte i boken "Opprinnelsen til arter» mekanismen for naturlig utvalg som forklarte biologisk evolusjon, men ikke uten sikkerhet Bestillinger.

Det er her det ikke så velkjente «Darwins dilemma» spiller inn, som var et skikkelig puslespill for tenkeren i hans postulasjoner av evolusjonær karakter. I dag snakker vi om enestående biologisk stråling, i en svunnen og fiendtlig tid: velkommen til den kambriske eksplosjonen.

• Relatert artikkel: "Teorien om biologisk evolusjon: hva den er og hva den forklarer"

Hva er den kambriske eksplosjonen?

Den kambriske eksplosjonen eller

kambrisk eksplosjon oversatt til engelsk er et begrep som refererer til det plutselige utseendet og den raske diversifiseringen av makroskopiske organismer for rundt 540 millioner år siden. I følge forskningskilder var denne strålingen spesielt viktig for de "større" taxaene (dvs. phyla).

Dette er slik fordi i løpet av denne tiden oppsto flertallet av dyregruppene: leddyr, bløtdyr, pigghuder og chordater og 75% av de representative underavdelingene på jorden. Enkelt sagt kan det sies det livets store "topp" ble etablert under kambrium, pluss de små grenene som ble kløyvet fra dem, slik det kan være i dag blekksprutene eller muslingene innenfor den store gruppen bløtdyr. I tillegg til denne utrolige diversifiseringen, skjedde andre hendelser:

• Det var en eskalering i overflod av plankton.
• Tilstedeværelsen av mineraliserte skjeletter i levende vesener sprer seg.
• De første skjærene ble dannet.
• Dyrene begynte å utnytte ikke-overfladiske lag av underlaget, det vil si at de begynte å øve på graving som en metode for å skaffe mat.
• Komplekse økologiske interaksjoner begynte og med dem etableringen av trofiske kjeder.

Gjennom denne evolusjonære strålingen, som varte i omtrent 20 millioner år, minst 11 av de 20 metazoaniske (dyre) phylaene registrert i dag dukket opp. Selvfølgelig er dette ikke den eneste "eksplosjonen av liv" som er registrert gjennom jordens historie. Vel, for eksempel, masseutryddelsen av trias-juraen tillot den påfølgende dominansen til dinosaurer. Utskifting av arter når mange økologiske nisjer er forlatt er ikke noe nytt, selv om ingen av dem har vært sammenlignbare med den kambriske eksplosjonen.

Blant de mest kjente levende vesener som tilhører denne geologiske inndelingen finner vi trilobittene, noen allerede utdødde leddyr som inkluderte rundt 4000 arter, og hvorav heldigvis et stort antall har kommet ned til oss av fossiler. Andre vanlige representanter var visse brachiopoder, som ligner på muslinger og hjertemuslinger, eller de velkjente anomalocaris, en slekt av rekelignende rovdyr som fanget byttet sitt med sine formede ender Krok. På denne tiden var disse primitive vesenene på toppen av næringskjeden i planetens hav.

Men ifølge profesjonelle portaler som National Geographic magazine, er det en sannsynlighet for at denne hendelsen ble "overdrevet" litt, siden det er mulig at fossilregistreringen som har kommet ned til oss fra dette stadiet er mye større på grunn av mineraliseringen av skjelettene til forskjellige arter, angående den dårlige fossiliseringsevnen til deres myke forgjengere.

Årsaker til kambrisk evolusjonær stråling

På dette tidspunktet er det nødvendig at vi avgrenser at vi har med hypoteser å gjøre, alle like gyldige (med mer eller mindre vitenskapelig støtte), men som ikke kan testes fullt ut. Ulike forskningsartikler postulerer mulige årsaker til den kambriske eksplosjonen, og vi viser dem kort i de følgende linjene.

1. miljømessige triggere

Oksygenering av vann og endringer i dets kjemiske sammensetning har blitt postulert som de mest sannsynlige miljøutløserne for den kambriske eksplosjonen.

Selvfølgelig, prosessen med å metabolisere mat i nærvær av oksygen (cellulær respirasjon) gir mye mer energi enn anaerobe metabolske veier, som er grunnen til at en eksplosjon av energi gir biologisk mening. liv da verdiene til denne gassen nådde nesten de nåværende nivåene i havene på jorden. Likevel rapporterer nyere studier som analyserer visse kjemiske forbindelser i bergarter fra disse geologiske stadiene at økningen i global oksygen sannsynligvis ikke skjedde like drastisk som folk flest tro.

Økninger i miljømessige næringsstoffer som fosfor eller nitrogen kan også delvis forklare denne overdrevne strålingen., selv om dette faktum ikke har vært direkte korrelert med en større diversifisering av arter eller utseendet til så mange phyla, som skjedde i Kambrium.

2. Utviklingsgener og molekylær klokke

Den kambriske eksplosjonen kunne ikke bare finne årsaken i miljødeterminanter som sammenstøtet mellom kontinenter, den større tilstedeværelsen av oksygen, en større tilgjengeligheten av næringsstoffer og mange andre faktorer utenfor individet, men en del av sannheten kan også finnes i genene til organismer.

Et tydelig eksempel på dette er Hox-genene, som under embryonal utvikling spesifiserer kroppsplanen til levende vesener gjennom aktivering eller inaktivering av andre gener i visse deler av kroppen (forklart i en svært rudimentær). Utviklingen av Hox-gener, for eksempel, kan forklare utseendet til mer komplekse kropper gjennom denne perioden..

Molekylære klokker har vist at stråling fra de tre bilaterale dyrekladdene under den tidlige kambriske perioden det skjedde etter diversifiseringen av Hox-genene, så dessverre har denne teorien gått ganske mye tom de siste årene. tid. Hvis Hox-genene diversifiserte seg før kladdene, ville ikke dette være en tilstrekkelig forklaring på kambrisk stråling.

• Du kan være interessert i: "Hva er et kodon? Egenskaper og funksjoner"

Darwins dilemma

Kanskje vi kan forstå puslespillet som denne raske utseendet til nye arter og phyla, siden det ikke engang i dag kan gis et helt ugjendrivelig svar angående utgave.

Darwins tale forsvarte alltid den gradvise rekkefølgen av modifikasjoner i levende vesener, et faktum som utelukket utseendet til et "evolusjonært Big Bang", akkurat hva den kambriske eksplosjonen er. I følge ulike studier, akselerasjonen av fysiske modifikasjoner under kambrium overskredet med 4 ganger dagens evolusjonære mekanismer, mens genetiske variasjoner økte 5,5 ganger.

Som antydet av fagfolk på feltet som har studert dette fenomenet de siste 20 årene, "en moderat akselerert og vedvarende evolusjon i noen få titalls millioner år kunne gi opphav til en evolusjonær eksplosjon”, et faktum som til en viss grad stemmer overens med de første postulasjonene til Darwin.

Det er også sant kolonisering av nye miljøer kan fremme en mye raskere, skjev utviklingshastighet, siden et takson som får en nyskapende egenskap kan kreve en evolusjonær eksplosjon for å okkupere nye nisjer. For eksempel, hvis en primær tilpasning var anskaffelse av ben og en jording, er det til en viss grad logisk å tenke at mekanismene evolusjonæren ville øke farten en stund i den leggede gruppen, da den ville finne seg selv med tusenvis av tomme nisjer å utnytte etter en enkelt evolusjonshistorie i vann.

Sammendrag

Hvis vi ønsket å vise én ting med alt dette terminologiske konglomeratet, rabalder og hypoteser, så er det at det dessverre er spørsmål som sikkert aldri kan besvares fullt ut. Dette gjør fylogenetikk og paleontologi vitenskaper som er like spennende som de er frustrerende, siden Debatt og galskap hersker i en verden der vi prøver å gjette hva som skjedde for 530 millioner år siden. år. Den kambriske eksplosjonen, så imponerende som den er, forblir uten et definitivt svar.

Bibliografiske referanser:

• Cambrian Explosion, wikipedia.org. Samlet 15. november i https://es.wikipedia.org/wiki/Explosi%C3%B3n_c%C3%A1mbrica
• Den kambriske eksplosjonen, Understandingevolution. Samlet 15. november i https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/side_o_0/cambrian101_01_sp
• Marshall, C. R. (2006). Forklarer den kambriske "eksplosjonen" av dyr. Annu. Rev. jorden planet. Sci., 34, 355-384.
• Morris, S. c. (2000). Den kambriske "eksplosjonen": langsom sikring eller megatonnasje?. Proceedings of the National Academy of Sciences, 97(9), 4426-4429.
• Kambrisk periode, National Geographic. Samlet 15. november i https://www.nationalgeographic.es/historia/periodo-cambrico
• red.escubre, vitenskapelig og kulturell nyhetsbulletin, Complutense University of Madrid (UCM). Samlet 15. november i 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.,... & Penny, A. (2019). Integrerte registreringer av miljøendringer og evolusjon utfordrer den kambriske eksplosjonen. Nature ecology & evolution, 3(4), 528-538.
• Zhang, X., Shu, D., Han, J., Zhang, Z., Liu, J., & Fu, D. (2014). Triggere for den kambriske eksplosjonen: hypoteser og problemer. Gondwana Research, 25(3), 896-909.