Kambrisk explosion: vad det var och hur det påverkade den biologiska evolutionen

Utvecklingen av levande varelser, det vill säga uppsättningen av förändringar i populationernas fenotypiska och genetiska egenskaper genom generationer, är något som idag tas för givet. Fossilregistret och genetiska analyser lämnar oss inga tvivel om detta: alla nuvarande varelser har en serie förfäder och levande varelser grupperas i taxa efter släktskapsgrader.

Detta koncept år 1859 var i sin linda, och Darwin postulerade i boken "Ursprunget till arter” mekanismen för naturligt urval som förklarade biologisk evolution, men inte utan säker Bokningar.

Det är här det inte så välkända "Darwins dilemma" kommer in i bilden, vilket var ett riktigt pussel för tänkaren i hans postulationer av evolutionär karaktär. Idag talar vi om oöverträffad biologisk strålning, i en svunnen och fientlig tid: välkommen till den kambriska explosionen.

• Relaterad artikel: "Teorin om biologisk evolution: vad den är och vad den förklarar"

Vad är den kambriska explosionen?

Den kambriska explosionen eller kambriska explosionen

översatt till engelska är en term som syftar på makroskopiska organismers plötsliga uppkomst och snabba diversifiering för cirka 540 miljoner år sedan. Enligt forskningskällor var denna strålning särskilt betydelsefull för de "större" taxorna (dvs. phyla).

Detta beror på att under denna tid uppstod majoriteten av djurgrupperna: leddjur, blötdjur, tagghudingar och kordater och 75% av de representativa underavdelningarna på jorden. Enklare kan man säga så livets stora "höjdpunkter" etablerades under kambrium, plus de små grenarna som klövs från dem, vilket skulle kunna vara idag bläckfiskar eller musslor inom den stora gruppen blötdjur. Förutom denna otroliga diversifiering inträffade andra händelser:

• Det skedde en eskalering i överflöd av plankton.
• Förekomsten av mineraliserade skelett i levande varelser spred sig.
• De första reven bildades.
• Djuren började utnyttja icke-ytliga lager av substratet, det vill säga de började öva att gräva som en metod för att få mat.
• Komplexa ekologiska interaktioner började och med dem upprättandet av trofiska kedjor.

Under hela denna evolutionära strålning, som varade omkring 20 miljoner år, minst 11 av de 20 metazoaniska (djur) phyla som registrerats idag dök upp. Naturligtvis är detta inte den enda "explosion av liv" som registrerats genom jordens historia. Tja, till exempel, massutrotningen av trias-juratiden möjliggjorde den efterföljande dominansen av dinosaurier. Att byta arter när många ekologiska nischer har lämnats är inget nytt, även om ingen av dem har varit jämförbar med den kambriska explosionen.

Bland de mest kända levande varelserna som tillhör denna geologiska indelning finner vi trilobiter, några redan utdöda leddjur som omfattade cirka 4 000 arter och av vilka som tur är ett stort antal har kommit till oss av fossiler. Andra vanliga företrädare var vissa brachiopoder, liknande musslor och hjärtmusslor, eller de välkända anomalocaris, ett släkte av räkliknande rovdjur som fångade sitt byte med sina formade ändar Krok. Vid denna tidpunkt var dessa primitiva varelser överst i näringskedjan i planetens hav.

Men enligt professionella portaler som National Geographic magazine finns det en sannolikhet att denna händelse "överdrivits" lite, eftersom det är möjligt att fossilregistret som har kommit till oss från detta stadium är mycket större på grund av mineraliseringen av skelett av olika arter, angående den dåliga fossiliseringsförmågan hos deras mjuka föregångare.

Orsaker till kambrisk evolutionär strålning

Vid det här laget är det nödvändigt att vi avgränsar att vi har att göra med hypoteser, alla lika giltiga (med mer eller mindre vetenskapligt stöd), men som inte kan testas fullt ut. Olika forskningsartiklar postulerar möjliga orsaker till den kambriska explosionen och vi visar dem kortfattat i följande rader.

1. miljöutlösare

Syresättning av vatten och förändringar i dess kemiska sammansättning har antagits vara de mest sannolika miljöutlösare för den kambriska explosionen.

Självklart, processen att metabolisera mat i närvaro av syre (cellandning) ger mycket mer energi än anaeroba metaboliska vägar, vilket är anledningen till att en explosion av energi är biologiskt vettig. liv när värdena på denna gas nådde nästan de nuvarande nivåerna i haven på jorden. Ändå rapporterar nya studier som analyserar vissa kemiska föreningar i bergarter från dessa geologiska stadier att ökningen av globalt syre förmodligen inte skedde lika drastiskt som de flesta människor tro.

Ökning av näringsämnen i miljön som fosfor eller kväve kan också delvis förklara denna överdrivna strålning., även om detta faktum inte har varit direkt korrelerat med en större diversifiering av arter eller uppkomsten av så många phyla, som hände i Kambrium.

2. Utvecklingsgener och molekylär klocka

Den kambriska explosionen kunde inte bara hitta sin orsak i miljömässiga bestämningsfaktorer som kontinenternas sammandrabbning, den större närvaron av syre, en större tillgången på näringsämnen och många andra faktorer som är yttre för individen, men en del av sanningen kan också hittas i generna från organismer.

Ett tydligt exempel på detta är Hox-generna, som under embryonal utveckling specificerar kroppsplanen för levande varelser genom aktivering eller inaktivering av andra gener i vissa delar av kroppen (förklaras i en mycket rudimentär). Utvecklingen av Hox-gener, till exempel, skulle kunna förklara uppkomsten av mer komplexa kroppar under hela denna period..

Molekylära klockor har visat att strålning från de tre bilaterala djuren klädde under den tidiga kambriska perioden det hände efter diversifieringen av Hox-generna, så tyvärr har den här teorin tagit slut ganska mycket de senaste åren. tid. Om Hox-generna diversifierade sig före kladerna skulle detta inte vara en adekvat förklaring till kambrisk strålning.

• Du kanske är intresserad av: "Vad är ett kodon? Egenskaper och funktioner"

Darwins dilemma

Kanske kan vi förstå pusslet som denna snabba uppkomst av nya arter och phyla, eftersom inte ens idag ett helt ovedersägligt svar kan ges angående problem.

Darwins tal försvarade alltid den gradvisa följden av förändringar i levande varelser, ett faktum som uteslöt uppkomsten av en "evolutionär Big Bang", precis vad den kambriska explosionen är. Enligt olika studier, accelerationen av fysiska modifieringar under kambrium överskred med 4 gånger de nuvarande evolutionära mekanismerna, medan genetiska variationer ökade 5,5 gånger.

Som indikerat av proffs inom området som har studerat detta fenomen under de senaste 20 åren, "en måttligt accelererad och ihållande evolution under några tiotals miljoner år skulle kunna ge upphov till en evolutionär explosion”, ett faktum som i viss mån stämmer överens med de första antagandena om Darwin.

Det är också sant kolonisering av nya miljöer kan främja en mycket snabbare, skev utvecklingstakt, eftersom en taxon som får en innovativ egenskap kan kräva en evolutionär explosion för att ockupera nya nischer. Till exempel, om en primär anpassning var förvärv av ben och en jordning, är det till viss del logiskt att tro att mekanismerna evolutionär skulle snabba upp ett tag i bengruppen, eftersom den skulle finna sig själv med tusentals tomma nischer att utnyttja efter en enda evolutionär historia i vatten.

Sammanfattning

Om vi ​​ville visa en sak med allt det här terminologiska konglomeratet, ramblingen och hypoteserna, så är det att det tyvärr finns frågor som säkert aldrig kan besvaras fullt ut. Detta gör fylogenetik och paleontologivetenskaper som är lika spännande som de är frustrerande, eftersom Debatt och cavil regerar i en värld där vi försöker gissa vad som hände för 530 miljoner år sedan. år. Den kambriska explosionen, hur imponerande den än är, förblir utan ett definitivt svar.

Bibliografiska referenser:

• Cambrian Explosion, wikipedia.org. Hämtas den 15 november in https://es.wikipedia.org/wiki/Explosi%C3%B3n_c%C3%A1mbrica
• Den kambriska explosionen, Understandingevolution. Hämtas den 15 november in https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/side_o_0/cambrian101_01_sp
• Marshall, C. R. (2006). Förklarar den kambriska "explosionen" av djur. Annu. Varv. jordens planet. Sci., 34, 355-384.
• Morris, S. c. (2000). Den kambriska "explosionen": långsam säkring eller megatonnage?. Proceedings of the National Academy of Sciences, 97(9), 4426-4429.
• Kambriska perioden, National Geographic. Hämtas den 15 november in https://www.nationalgeographic.es/historia/periodo-cambrico
• red.escubre, Vetenskaplig och kulturell nyhetsbulletin, Complutense University of Madrid (UCM). Hämtas den 15 november in 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). Integrerade register över miljöförändringar och evolution utmanar den kambriska explosionen. Nature ecology & evolution, 3(4), 528-538.
• Zhang, X., Shu, D., Han, J., Zhang, Z., Liu, J., & Fu, D. (2014). Triggers för den kambriska explosionen: hypoteser och problem. Gondwana Research, 25(3), 896-909.