การระเบิดแคมเบรียน: มันคืออะไรและมีอิทธิพลต่อวิวัฒนาการทางชีววิทยาอย่างไร

วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ซึ่งก็คือชุดของการเปลี่ยนแปลงลักษณะทางฟีโนไทป์และพันธุกรรมของประชากรรุ่นต่อรุ่น เป็นสิ่งที่ถูกมองข้ามในปัจจุบัน บันทึกซากดึกดำบรรพ์และการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมทำให้เราไม่ต้องสงสัยในเรื่องนี้: สิ่งมีชีวิตทั้งหมดในปัจจุบันมีบรรพบุรุษหลายชุดและสิ่งมีชีวิตถูกจัดกลุ่มตามระดับเครือญาติ

แนวคิดนี้ในปี พ.ศ. 2402 ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น และดาร์วินได้ตั้งสมมติฐานไว้ในหนังสือ "ที่มาของ สปีชีส์” กลไกการคัดเลือกโดยธรรมชาติที่อธิบายวิวัฒนาการทางชีววิทยา แต่ไม่แน่นอน การจอง

นี่คือจุดที่ "ภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกของดาร์วิน" ที่ไม่เป็นที่รู้จักมากนักเข้ามามีบทบาท ซึ่งเป็นปริศนาที่แท้จริงสำหรับนักคิดในการวางสมมุติฐานของธรรมชาติวิวัฒนาการ วันนี้เรากำลังพูดถึงการแผ่รังสีทางชีวภาพที่ไม่เคยมีมาก่อนในยุคอดีตและเป็นศัตรูกัน: ยินดีต้อนรับสู่ การระเบิดของแคมเบรียน.

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "ทฤษฎีวิวัฒนาการทางชีววิทยา: มันคืออะไรและอธิบายอะไร"

การระเบิดแคมเบรียนคืออะไร?

การระเบิดแคมเบรียนหรือ การระเบิดของแคมเบรียน แปลเป็นภาษาอังกฤษเป็นคำที่หมายถึง การปรากฏขึ้นอย่างฉับพลันและความหลากหลายอย่างรวดเร็วของสิ่งมีชีวิตขนาดมหึมาเมื่อประมาณ 540 ล้านปีก่อน

. ตามแหล่งการวิจัย การแผ่รังสีนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อกลุ่มแท็กซ่าที่ "ใหญ่กว่า" (เช่น ไฟลา)

นี่เป็นเพราะในช่วงเวลานี้กลุ่มสัตว์ส่วนใหญ่เกิดขึ้น: สัตว์ขาปล้อง, สัตว์จำพวกมอลลัสก์, เอคโนเดิร์มและคอร์ดและ 75% ของแผนกย่อยที่เป็นตัวแทนบนโลก กล่าวอย่างง่าย ๆ อาจกล่าวได้ว่า “จุดสุดยอด” อันยิ่งใหญ่ของชีวิตถูกสร้างขึ้นในช่วงยุคแคมเบรียน รวมทั้งกิ่งก้านเล็กๆดังเช่นในปัจจุบัน ปลาหมึกหรือหอยสองฝาที่อยู่ในกลุ่มหอยขนาดใหญ่ นอกจากความหลากหลายที่น่าทึ่งนี้แล้ว ยังมีเหตุการณ์อื่นๆ เกิดขึ้น:

• มีการเพิ่มขึ้นของแพลงก์ตอนจำนวนมาก
• การปรากฏตัวของโครงกระดูกแร่ในสิ่งมีชีวิตแพร่กระจาย
• แนวปะการังแรกก่อตัวขึ้น
• สัตว์เหล่านี้เริ่มใช้ประโยชน์จากชั้นที่ไม่ผิวเผินของพื้นผิว นั่นคือพวกมันเริ่มฝึกฝนการขุดเพื่อเป็นวิธีการหาอาหาร
• ปฏิสัมพันธ์ทางนิเวศวิทยาที่ซับซ้อนเริ่มขึ้นและด้วยการสร้างห่วงโซ่อาหาร

ตลอดการแผ่รังสีวิวัฒนาการนี้ ซึ่งกินเวลาราว 20 ล้านปี วันนี้อย่างน้อย 11 จาก 20 metazoan (สัตว์) phyla ที่บันทึกไว้ปรากฏขึ้น. แน่นอนว่านี่ไม่ใช่ "การระเบิดของสิ่งมีชีวิต" เพียงอย่างเดียวที่บันทึกไว้ในประวัติศาสตร์ของโลก ตัวอย่างเช่น การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ของไทรแอสซิก-จูราสสิค ทำให้เกิดการครอบงำของไทรแอสซิกตามมา ไดโนเสาร์ การแทนที่ของสปีชีส์เมื่อช่องนิเวศวิทยาจำนวนมากถูกทิ้งไปนั้นไม่ใช่เรื่องใหม่ แม้ว่าจะไม่มีอะไรเทียบได้กับการระเบิดแคมเบรียนก็ตาม

ในบรรดาสิ่งมีชีวิตที่มีชื่อเสียงที่สุดที่อยู่ในส่วนทางธรณีวิทยานี้ เราพบไทรโลไบท์บ้าง สัตว์ขาปล้องที่สูญพันธุ์ไปแล้วซึ่งมีประมาณ 4,000 สายพันธุ์ และโชคดีที่มีจำนวนมากลงมาหาเรา ของฟอสซิล ตัวแทนทั่วไปอื่น ๆ ได้แก่ brachiopods บางชนิดคล้ายกับหอยและหอยแครงหรือที่รู้จักกันดี อะโนมาโลคาริส เป็นสัตว์นักล่าประเภทกุ้งที่จับเหยื่อด้วยปลายที่มีรูปร่างคล้ายกุ้ง ตะขอ. ในเวลานี้ สิ่งมีชีวิตดึกดำบรรพ์เหล่านี้อยู่บนสุดของห่วงโซ่อาหารในมหาสมุทรของโลก

อย่างไรก็ตาม ตามพอร์ทัลมืออาชีพ เช่น นิตยสาร National Geographic มีความน่าจะเป็นที่เหตุการณ์นี้ "เกินจริง" เล็กน้อย เนื่องจาก เป็นไปได้ว่าบันทึกฟอสซิลที่ลงมาหาเราจากขั้นตอนนี้มีขนาดใหญ่กว่ามากเนื่องจากการทำให้เป็นแร่ของโครงกระดูกของสายพันธุ์ต่างๆเกี่ยวกับความสามารถในการกลายเป็นซากดึกดำบรรพ์ที่ไม่ดีของรุ่นก่อนที่มีร่างกายอ่อนนุ่ม

สาเหตุของรังสีวิวัฒนาการแคมเบรียน

ณ จุดนี้ จำเป็นที่เราต้องจำกัดว่าเรากำลังจัดการกับสมมติฐาน ซึ่งทั้งหมดใช้ได้เท่าเทียมกัน (โดยมีการสนับสนุนทางวิทยาศาสตร์ไม่มากก็น้อย) แต่นั่นไม่สามารถทดสอบได้อย่างสมบูรณ์ บทความวิจัยต่างๆ ระบุสาเหตุที่เป็นไปได้ของการระเบิดแคมเบรียน และเราจะแสดงไว้สั้นๆ ในบรรทัดต่อไปนี้

1. ทริกเกอร์สิ่งแวดล้อม

ออกซิเจนของน้ำและการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีได้รับการตั้งสมมุติฐานว่าเป็นตัวกระตุ้นสิ่งแวดล้อมที่เป็นไปได้มากที่สุดสำหรับการระเบิดแคมเบรียน

แน่นอน, กระบวนการเมแทบอลิซึมของอาหารเมื่อมีออกซิเจน (การหายใจระดับเซลล์) จะให้พลังงานมากกว่า มากกว่าเส้นทางเมแทบอลิซึมแบบไม่ใช้ออกซิเจน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการระเบิดของพลังงานจึงสมเหตุสมผลทางชีววิทยา ชีวิตเมื่อค่าของก๊าซนี้ถึงระดับเกือบปัจจุบันของมหาสมุทรบนโลก ถึงกระนั้น การศึกษาล่าสุดที่วิเคราะห์สารประกอบทางเคมีบางอย่างในหินจากขั้นตอนทางธรณีวิทยาเหล่านี้ก็รายงาน การเพิ่มขึ้นของออกซิเจนทั่วโลกอาจไม่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วเหมือนคนส่วนใหญ่ เชื่อ.

การเพิ่มขึ้นของสารอาหารในสิ่งแวดล้อมเช่นฟอสฟอรัสหรือไนโตรเจนสามารถอธิบายการแผ่รังสีที่เกินจริงได้บางส่วนแม้ว่าข้อเท็จจริงนี้ไม่ได้เกี่ยวข้องโดยตรงกับความหลากหลายของสปีชีส์หรือการปรากฏตัวของไฟลาจำนวนมากอย่างที่เกิดขึ้นในแคมเบรียน

2. ยีนพัฒนาการและนาฬิกาโมเลกุล

การระเบิดแคมเบรียนไม่เพียงแต่หาเหตุผลได้จากปัจจัยแวดล้อม เช่น การปะทะกันของทวีป การมีอยู่ของออกซิเจนมากขึ้น ความพร้อมของสารอาหารและปัจจัยภายนอกอื่นๆ อีกมากมาย แต่ความจริงส่วนหนึ่งสามารถพบได้ในยีนของ สิ่งมีชีวิต

ตัวอย่างที่ชัดเจนคือยีน Hox ซึ่งในระหว่างการพัฒนาของตัวอ่อนจะระบุแผนผังร่างกายของ สิ่งมีชีวิตผ่านการสั่งงานหรือยับยั้งยีนอื่นๆ ในบางส่วนของร่างกาย (อธิบายไว้ใน very เป็นพื้นฐาน). ตัวอย่างเช่น วิวัฒนาการของยีน Hox สามารถอธิบายลักษณะที่ปรากฏของร่างกายที่ซับซ้อนมากขึ้นตลอดช่วงเวลานี้.

นาฬิกาโมเลกุลแสดงให้เห็นว่าการแผ่รังสีจากกลุ่มสัตว์ทวิภาคีสามกลุ่มในช่วงต้นยุคแคมเบรียน มันเกิดขึ้นหลังจากความหลากหลายของยีน Hox ดังนั้นน่าเสียดายที่ทฤษฎีนี้หมดแรงไปไม่น้อยในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เวลา. ถ้ายีน Hox กระจายอยู่ก่อนยุค clades นี่จะไม่ใช่คำอธิบายที่เพียงพอสำหรับการแผ่รังสี Cambrian

• คุณอาจสนใจ: “โคดอนคืออะไร? คุณสมบัติและฟังก์ชั่น"

ภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกของดาร์วิน

บางทีเราอาจเข้าใจปริศนาที่ว่าความรวดเร็วในการปรากฏตัวครั้งใหม่นี้ สปีชีส์และไฟลา เนื่องจากแม้แต่ทุกวันนี้ยังไม่มีคำตอบที่หักล้างไม่ได้โดยสิ้นเชิงเกี่ยวกับ ปัญหา.

สุนทรพจน์ของดาร์วินมักปกป้องการเปลี่ยนแปลงที่ค่อยเป็นค่อยไปของสิ่งมีชีวิต ซึ่งเป็นข้อเท็จจริงที่ตัดการปรากฏของ "บิกแบงเชิงวิวัฒนาการ" ออกไป ซึ่งก็คือการระเบิดแคมเบรียนนั่นเอง จากการศึกษาต่างๆระบุว่า ความเร่งของการดัดแปลงทางกายภาพในช่วง Cambrian เกิน 4 เท่าของกลไกวิวัฒนาการในปัจจุบันในขณะที่ความผันแปรทางพันธุกรรมเพิ่มขึ้น 5.5 เท่า

ตามที่ระบุโดยผู้เชี่ยวชาญในสาขาที่ศึกษาปรากฏการณ์นี้ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา "วิวัฒนาการที่เร่งตัวในระดับปานกลางและยั่งยืน ไม่กี่สิบล้านปีอาจก่อให้เกิดการระเบิดทางวิวัฒนาการได้” ซึ่งเป็นความจริงที่ว่าในระดับหนึ่งเห็นด้วยกับสมมติฐานเริ่มต้นของ ดาร์วิน.

ก็เป็นความจริงเช่นกัน การล่าอาณานิคมของสภาพแวดล้อมใหม่อาจส่งเสริมอัตราการวิวัฒนาการที่เบ้และเร็วขึ้นมากเนื่องจากอนุกรมวิธานที่ได้รับคุณลักษณะที่เป็นนวัตกรรมอาจต้องการการระเบิดทางวิวัฒนาการเพื่อครอบครองช่องใหม่ ตัวอย่างเช่น หากการปรับตัวเบื้องต้นคือการได้มาซึ่งขาและการต่อสายดิน มีเหตุผลในระดับหนึ่งที่จะคิดว่ากลไกต่างๆ วิวัฒนาการจะเร็วขึ้นชั่วขณะหนึ่งในกลุ่มที่มีขา เนื่องจากมันจะพบว่าตัวเองมีช่องว่างเปล่านับพันที่จะใช้ประโยชน์หลังจากประวัติศาสตร์วิวัฒนาการเพียงครั้งเดียว ในน้ำ.

สรุป

หากเราต้องการแสดงสิ่งหนึ่งด้วยกลุ่มคำศัพท์ การพูดเพ้อเจ้อ และสมมติฐาน น่าเสียดายที่มีคำถามที่ไม่สามารถตอบได้ทั้งหมดอย่างแน่นอน สิ่งนี้ทำให้วิทยาศาสตร์สายวิวัฒนาการและบรรพชีวินวิทยาน่าตื่นเต้นพอๆ กับน่าหงุดหงิด เนื่องจาก การโต้วาทีและการก่อกวนในโลกที่เราพยายามเดาว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อ 530 ล้านปีก่อน ปี. แม้การระเบิดแคมเบรียนจะน่าประทับใจเพียงใด ก็ยังคงไม่มีคำตอบที่แน่ชัด

การอ้างอิงบรรณานุกรม:

• การระเบิดแคมเบรียน wikipedia.org รวบรวมเมื่อวันที่ 15 พฤศจิกายน พ.ศ https://es.wikipedia.org/wiki/Explosi%C3%B3n_c%C3%A1mbrica
• การระเบิดแคมเบรียน การทำความเข้าใจวิวัฒนาการ รวบรวมเมื่อวันที่ 15 พฤศจิกายน พ.ศ https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/side_o_0/cambrian101_01_sp
• มาร์แชล, ซี. ร. (2006). อธิบาย Cambrian "การระเบิด" ของสัตว์ แอนนู รายได้ ดาวเคราะห์โลก วิทย์, 34, 355-384.
• มอร์ริส, เอส. ค. (2000). "การระเบิด" ของ Cambrian: ฟิวส์ช้าหรือ megatonnage? การดำเนินการของ National Academy of Sciences, 97(9), 4426-4429
• ยุคแคมเบรียน เนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก รวบรวมเมื่อวันที่ 15 พฤศจิกายน พ.ศ https://www.nationalgeographic.es/historia/periodo-cambrico
• red.escubre แถลงการณ์ข่าววิทยาศาสตร์และวัฒนธรรม Complutense University of Madrid (UCM) รวบรวมเมื่อวันที่ 15 พฤศจิกายน พ.ศ https://www.ucm.es/data/cont/media/www/pag-10072/Redescubre%20N%C2%BA7.pdf
• วู้ด, อาร์, หลิว, เอ G., Bowyer, F., Wilby, P. อาร์, ดันน์, เอฟ. เอส, เคนชิงตัน, ซี. ช.,... & เพนนี, อ. (2019). บันทึกแบบรวมของการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมและวิวัฒนาการท้าทายการระเบิดของแคมเบรียน นิเวศวิทยาธรรมชาติและวิวัฒนาการ 3(4), 528-538
• Zhang, X., Shu, D., Han, J., Zhang, Z., Liu, J. และ Fu, D. (2014). ทริกเกอร์สำหรับการระเบิด Cambrian: สมมติฐานและปัญหา กอนด์วานา รีเสิร์ช, 25(3), 896-909.