9 Der letzte Urknall Nationalismus und die Entstehung der Einsprachigkeit werden kurz in Timothy Baycrofts Nationalism in Europe (1789-1945. - Cambridge University Press, 1998) beschrieben. Das Verschwinden der Weltsprachen wird in dem Buch von David Nettle und Suzanne Romaine thematisiert

5.2. Biologische Explosion und Substanzmangel

Die Entstehung der Arthropoden - „Arthropodisierung“ (vendische und kambrische Zeit) In der „vormolekularen Ära“ standen den Wissenschaftlern drei wissenschaftliche Disziplinen zur Verfügung, mit deren Hilfe die Evolutionsgeschichte der Organismen rekonstruiert werden konnte: 1. vergleichend Anatomie, 2.

Kognitive Explosion Die Hypothese der machiavellistischen Intelligenz entstand Ende der 1980er Jahre und hat seitdem stetig an Boden gewonnen. Im Jahr 2006 entwickelten Sergey Gavrilets und Aaron Vause von der University of Tennessee in Knoxville ein mathematisches Modell, das dies klar demonstriert

10. Kulturelle Explosion Nachdem die Vergrößerung des Gehirns dem Homo sapiens die Möglichkeiten eröffnete, die Welt zu erobern, schwappte die menschliche Welle aus Afrika heraus und fegte Generation für Generation durch die Alte Welt und fegte alles auf ihrem Weg hinweg . Kultur, erst unmerklich, dann hier, dann

Sie entstanden fast plötzlich an der Grenze des Kambriums, da sie keine Nachkommen einer bereits existierenden Fauna waren.

Andere Studien, die beide auf die 1970er Jahre und später zurückgehen, stellten jedoch fest, dass komplexe Tiere, die modernen Arten ähneln, lange vor dem Beginn des Kambriums entstanden. Jedenfalls sprachen zahlreiche Beweise für die Existenz von Leben, lange bevor das Kambrium die Frage der „Kambrischen Explosion“ als Phänomen der plötzlichen Entstehung von Leben von der Tagesordnung entfernte.

Die Frage nach den Ursachen und Mechanismen der nächsten Zunahme der Komplexität und Vielfalt von Lebensformen an der Grenze des Kambriums, die keine Nachkommen der verschwundenen Hainan- und Vendian-Biota sind, bleibt offen. Bis heute konzentrieren sich die Probleme der "Kambrischen Explosion" auf zwei Schlüsselfragen:

• ob es im frühen Kambrium wirklich eine "explosive" Zunahme der Vielfalt und Komplexität von Organismen gab, und
• Was könnte der Grund für eine so schnelle Entwicklung sein?

Informationsquellen

Der Aufbau einer genauen Chronologie der Ereignisse an der Grenze zwischen dem Präkambrium und dem frühen Kambrium stellt eine erhebliche Schwierigkeit dar. Aus diesem Grund ist die Beschreibung der Abfolge und Zusammenhänge bestimmter Phänomene im Rahmen der Diskussion der kambrischen Explosion mit einiger Vorsicht zu betrachten.

Zusätzlich zu Datierungsproblemen wird die Untersuchung von Ereignissen an der kambrischen Grenze durch den Mangel an paläontologischem Material selbst behindert. Je weiter der untersuchte Zeitraum von uns entfernt ist, desto weniger zugänglich sind seine Fossilien leider für das Studium. Gründe dafür sind unter anderem:

Überreste lebender Organismen

Neben Fossilien enthalten kambrische Ablagerungen ungewöhnliche hohe Zahl Ablagerungen, die Abdrücke erhalten haben Weichteile Körper verschiedener Organismen. Solche Abdrücke ermöglichen es uns, Tiere, die nicht als Fossilien erhalten sind, sowie die innere Struktur und Funktionsweise von Organismen, die normalerweise nur durch Muscheln, Stacheln, Krallen usw. dargestellt werden, im Detail zu studieren.

Im Kambrium sind die wichtigsten Ablagerungen: Frühes Kambrium

Mittleres Kambrium

und Ablagerungen im oberen Kambrium

• Orsten (Schweden).

Obwohl all diese Ablagerungen die anatomischen Details von Organismen hervorragend erhalten haben, sind sie bei weitem nicht perfekt. Der größte Teil der kambrischen Fauna ist vielleicht überhaupt nicht in ihnen vertreten, da die Ablagerungen unter bestimmten Bedingungen entstanden sind (Erdrutsche oder Vulkanasche, die die Weichteile der Körper sehr schnell konservierten). Außerdem decken die bekannten Ablagerungen nur einen begrenzten Zeitraum des Kambriums ab und wirken sich nicht aus entscheidende Zeit unmittelbar bevor es losgeht. Da gut erhaltene Bestattungen im Allgemeinen selten und fossile Ablagerungen äußerst selten sind, ist es höchst unwahrscheinlich, dass sie alle Arten von Organismen repräsentieren, die existiert haben.

Versteinerte Fußabdrücke lebender Organismen

Versteinerte Fußabdrücke bestehen hauptsächlich aus Pfaden und Höhlen, die zurückgelassen wurden Meeresboden. Solche Spuren sind enorm wichtig, denn sie liefern dem Forscher Daten über Organismen, deren Körper nicht fossil erhalten sind. Oft ermöglichen erst sie die Untersuchung von Organismen aus einer Zeit, aus der die Überreste von Tieren, die solche Spuren hinterlassen können, nicht erhalten sind. Obwohl es im Allgemeinen nicht möglich ist, Spuren genau den Organismen zuzuordnen, die sie hinterlassen haben, können Spuren die frühesten Beweise für die Existenz relativ komplexer Tiere (wie zum Beispiel Regenwürmer) liefern.

Geochemische Beobachtungen

In geologischen Gesteinen, die zur unteren Grenze des Kambriums und zu seinem Anfang gehören, werden starke Schwankungen in der Isotopenzusammensetzung von drei Elementen festgestellt - Strontium (87 Sr/ 86 Sr), Schwefel (34 S/ 32 S) und Kohlenstoff (13 C/ 12C).

• Massenaussterben. Massenaussterben von Organismen sollten direkt den Anteil des 12 C-Isotops in Sedimenten erhöhen und damit das 13 C/ 12 C-Verhältnis verringern.
• Freisetzung von Methan. Im Permafrost und auf dem Festlandsockel werden von Bakterien produzierte Methanmoleküle in einem „Käfig“ aus Wassermolekülen eingeschlossen und bilden eine Mischung namens Methanclathrat. Dieses von lebenden Organismen produzierte Methan ist angereichert mit dem Isotop 12 C. Bei steigender Temperatur oder sinkendem Luftdruck zerfallen die Clathrate. Dieser Zerfall setzt gespeichertes, mit Kohlenstoff-12 angereichertes Methan in die Atmosphäre frei. In der Atmosphäre wird Methan in Kohlendioxid und Wasser umgewandelt, und das Kohlendioxid reagiert mit Mineralien zu kohlenstoffhaltigem Gestein mit einem Überschuss an Kohlenstoff-12. Dadurch verschiebt sich die Isotopenzusammensetzung geologischer Lagerstätten in Richtung 12 C.

Vergleichende anatomie

Die Kladistik ist eine Methode zur Konstruktion eines "Evolutionsbaums" von Organismen, meistens durch Vergleich ihrer anatomischen Struktur. Mit Hilfe einer solchen Analyse können sowohl moderne als auch fossile Organismen miteinander verglichen werden, um den Verlauf ihrer Evolution festzustellen. In einigen Fällen kann daraus geschlossen werden, dass Gruppe A aufgetreten sein muss vor den Gruppen B und C, da sie einander ähnlicher sind als A. Diese Methode sagt für sich genommen (ohne Korrelation mit den Daten paläontologischer Ausgrabungen) nichts über den Zeitpunkt der Veränderungen aus, kann aber die Reihenfolge wiederherstellen der evolutionären Entwicklung von Organismen.

Molekulare Phylogenetik

Paläontologische Beweise

In diesem Abschnitt sind die Hauptbeweise nach der Entstehungszeit der Ablagerungen geordnet, in denen sie gefunden wurden, da die Datierung ein zentrales Thema bei der Untersuchung der kambrischen Explosion ist. Gleichzeitig sollte man die Zweideutigkeit der Chronologie der Fossilien aus dieser Zeit im Auge behalten.

Die Überprüfung der Funde beginnt lange vor dem Kambrium und endet im frühen Ordovizium, da die Meinung besteht, dass die Bildung der wichtigsten Arten der modernen Fauna vor dem Kambrium begann und nach dem Kambrium endete.

Molekulare phylogenetische Daten (1,2 - 0,5 Ga)

Über die chronologische Interpretation molekularer phylogenetischer Daten wird noch immer diskutiert:

In jedem Fall legen die Daten der molekularen Phylogenetik nahe, dass die Entstehung der Haupttierarten ein sehr langer Prozess war, weit über die 10 Millionen Jahre (vor etwa 543-533 Millionen Jahren) der "Kambrischen Explosion" hinaus.

Präkambrische Spuren von Metazoen

Es gibt sowohl indirekte als auch direkte paläontologische Beweise dafür, dass vielzellige Organismen erstmals lange vor Beginn des Kambriums entstanden sind.

Rückgang der Bakterienmatten (1,25 Ga)

Präkambrischer Stromatolith

moderne Stromatolithen. West-Australien.

Stromatolithen bilden einen wichtigen Teil des Fossilienbestands von vor etwa 3 Milliarden Jahren. Ihre Blütezeit fällt auf einen Zeitraum von vor 1,25 Milliarden Jahren, danach begannen sie zu sinken (sowohl in der Gesamtzahl als auch in der Vielfalt). Zu Beginn des Kambriums betrug diese Reduktion bereits etwa 20 %.

Die häufigste Erklärung für den Rückgang ist die Annahme, dass die Mikroorganismen, aus denen die Bakterienmatten bestehen, von anderen lebenden Organismen gejagt wurden (was auf die Existenz ziemlich komplexer Raubtiere bereits vor etwa 1 Milliarde Jahren hindeuten sollte). Diese Annahme wird durch die beobachteten Antikorrelationen zwischen der Diversität und Häufigkeit von Stromatolithen einerseits und dem Reichtum andererseits bestätigt Meeresfauna- mit einem anderen. So kam es im späten Ordovizium zu einem wiederholten Rückgang der Stromatolithen - unmittelbar nach einem weiteren "Ausbruch" der Vielfalt und Fülle der Meeresfauna. Während des Ordovizium-Silur- und Perm-Trias-Aussterbens wurde erneut die Erholung von Stromatolithen beobachtet - mit anschließendem Rückgang, als sich die Meeresfauna erholte.

Die Entwicklung von Schutzmitteln unter Akritarchen. Frühe Prädation (1 Ga)

Akritarchen sind versteinerte Fossilien unbestimmter Natur, normalerweise die Schalen von Zysten einzelliger und mehrzelliger Algen. Zum ersten Mal werden sie in Ablagerungen gefunden, die bis vor 2 Milliarden Jahren zurückreichen.

Vor etwa 1 Milliarde Jahren gab es einen starken Anstieg ihrer Anzahl, Vielfalt, Größe, anatomischen Komplexität und insbesondere der Anzahl und Art der Stacheln. Die Zahl der Architarchen nahm während der globalen Vereisung stark ab, erholte sich jedoch anschließend mit dem Erreichen maximaler Diversität bereits im Paläozoikum.

Ihre außergewöhnlich stacheligen Formen, die bis vor 1 Milliarde Jahren zurückreichen, könnten bereits damals auf die Existenz von Raubtieren hindeuten, die groß genug waren, um sie zu zerquetschen oder ganz zu verschlucken. Andere Gruppen kleiner Organismen des Neoproterozoikums haben ebenfalls eine Form der Verteidigung gegen Raubtiere.

Spuren vielzelliger Organismen (1 Milliarde Jahre)

In Indien enthalten Sedimente, die vor 1 Milliarde Jahren datiert wurden, Fossilien, die Spuren von Organismen sein könnten, die sich durch und durch weiches Gestein bewegen. Die gefundenen Spuren wurden offenbar direkt unter einer Schicht von Cyanobakterienmatten hinterlassen, die den Meeresboden bedeckten. Die Forscher schlossen daraus, dass die Spuren der Peristaltik dreischichtiger Vielzeller bis zu einer Größe von 5 mm zu verdanken sind – also Tieren, deren Durchmesser mit denen von Regenwürmern vergleichbar war und die möglicherweise ein Koelom hatten. Andere Forscher glauben, dass diese und ähnliche Funde, die älter als 600 Millionen Jahre sind, nicht von lebenden Organismen, sondern von physikalischen Prozessen hinterlassen wurden.

Mehrzellige Embryonen aus Doushanto (632-550 Ma)

Die Entdeckung von Embryonen im Jahr 2007, die von einer komplexen Hülle umgeben sind (in 580 bis 550 Millionen Jahre alten Felsen), weist jedoch darauf hin, dass die Fossilien in Doushanto nichts anderes als ruhende Eier vielzelliger Wirbelloser sind. Darüber hinaus wurde deutlich, dass einige der Acritarchen, die in den früheren Felsen von Doushanto (632 Ma) gefunden wurden, tatsächlich Schalen solcher Embryonen darstellen.

Ein weiteres Fossil aus Doushantuo - Vernanimalcula(von 0,1 bis 0,2 mm Durchmesser, Alter etwa 580 Millionen Jahre) - wird von einer Reihe von Wissenschaftlern als die Überreste eines dreischichtigen bilateralen Organismus angesehen, der ein Ganzes hatte, dh ein Tier, das so komplex ist wie Regenwürmer oder Weichtiere. Trotz Zweifel bzgl organische Natur diese Fossilien, da alle 10 Exemplare gefunden Vernanimalcula von gleicher Größe und Konfiguration sind, ist es unwahrscheinlich, dass eine solche Einheitlichkeit das Ergebnis anorganischer Prozesse ist.

Die jüngsten Ablagerungen von Doushantuo zeigen auch einen starken Abfall des Kohlenstoffisotopenverhältnisses 13 C/12 C. Obwohl diese Änderung global ist, fällt sie zeitlich nicht mit anderen zusammen Großveranstaltungen wie Massensterben. Mögliche Erklärung besteht in einer "Kettenreaktion" der miteinander verbundenen Evolution von Organismen und Veränderungen in der chemischen Zusammensetzung des Meerwassers. Mehrzellige Organismen, die aktiv Kohlenstoff aus dem Wasser absorbieren, könnten zu einer Erhöhung der Konzentration von im Meerwasser gelöstem Sauerstoff beitragen, was wiederum zur Entstehung neuer vielzelliger Organismen (wie z Namapoikia).

Ediacara-Fauna (610-543 Ma)

spriggin

Mehrzellige Fossilien der Ediacaran-Periode wurden zuerst in den Ediacaran Hills in Australien entdeckt und dann in Ablagerungen aus anderen Regionen: Charnwood Forest (England) und der Avalon-Halbinsel (Kanada). Diese Fossilien sind 610-543 Millionen Jahre alt (die Ediacara-Periode geht dem Kambrium voraus). Die meisten von ihnen maßen mehrere Zentimeter und waren deutlich größer als ihre Vorgänger. Viele dieser Organismen haben keine Analoga zu den Arten, die vor oder nach der Ediacara-Zeit lebten. Es wurde vorgeschlagen, die „seltsamsten“ Vertreter der Ediacara-Fauna einem eigenen Königreich zuzuordnen – den „Vendozoa“ (Vendozoa). Unter ihnen ist Charnia enthalten - der älteste der Funde der Ediacaran-Zeit (Alter - 580 Millionen Jahre).

Einige Ediacara-Organismen könnten sich jedoch als Vorläufer der späteren Fauna herausstellen:

Löcher in Waschbecken Wolkenina. Selektion im „Räuber-Beute“-System

An einigen Stellen bis zu 20 % Fossilien Wolkenina enthalten Löcher mit einem Durchmesser von 15 bis 400 Mikron, die von Raubtieren hinterlassen wurden. Etwas Wolkenina wurden mehrmals beschädigt, was auf ihre Fähigkeit hinweist, Angriffe zu überleben (Raubtiere greifen leere Hüllen nicht erneut an). Sehr ähnlich zu Wolkenina Fossilien Sinotubulite die in denselben Bestattungen gefunden wurden, enthalten überhaupt keine Löcher. Eine solche Selektivität kann auf die Existenz einer evolutionären Selektion von Größenklassen bereits in der Ediacara-Zeit sowie auf eine Spezialisierung der Beute als Reaktion auf Raubtiere hinweisen, die als eine der Ursachen der kambrischen Explosion angesehen wird.

Zunehmende Vielfalt an Spuren von Organismen (565-543 Ma)

Die frühesten Ediacara-Fossilien, die vor 610 bis 600 Millionen Jahren entstanden sind, enthielten nur Spuren, die Nesseltiere hinterlassen hatten. Vor etwa 565 Millionen Jahren erscheinen komplexere Spuren. Um sie zu verlassen, benötigten die Organismen eine Haut-Muskel-Tasche, und ihre allgemeine Struktur sollte komplexer sein als die von Nesseltieren oder Plattwürmern.

Kurz vor dem Beginn des Kambriums (etwa 543 Ma) erscheinen viele neue Spuren, einschließlich aufrechter Gänge. Diplokraterion und Skolithos), sowie Spuren möglicher Arthropoden ( Cruziana und Rusophycus). Aufrechte Höhlen sind ein Beweis dafür, dass wurmähnliche Tiere neue Verhaltensweisen und möglicherweise neue körperliche Fähigkeiten erworben haben. Spuren Cruziana und Rusophycus sprechen über die Existenz eines Exoskeletts bei den unmittelbaren Vorgängern der Arthropoden, wenn auch vielleicht nicht so starr wie später.

Kambrische Fossilien

Muschelfauna (543-533 Ma)

Fossilien, bekannt als "kleine Muschelfauna" (engl. kleine Muschelfossilien) wurden in verschiedenen Teilen der Welt gefunden und gehen auf das Ende des Vendian (Nemakit-Daldynium-Stadium) und die ersten 10 Ma seit Beginn des Kambriums (Tommotium-Stadium) zurück. Dazu gehört eine sehr vielfältige Sammlung von Fossilien: Nadeln, Skleriten (Panzerplatten), Röhren, Archäozyten (eine Gruppe von Schwämmen oder ihnen nahestehende Tiere) sowie kleine Muscheln, die allerdings sehr an Brachiopoden und schneckenartige Weichtiere erinnern sehr klein (1-2 mm lang).

Trilobiten und Stachelhäuter des frühen Kambriums (530 Ma)

Fauna Sirius Passet (527 Ma)

Das häufigste Fossil der grönländischen Bestattung von Sirius Passet sind Arthropoden. Es gibt auch eine Reihe von Organismen mit festen (mineralisierten) Körperteilen: Trilobiten, Chiolithe, Schwämme, Brachiopoden. Stachelhäuter und Weichtiere fehlen vollständig.

Sirius Passets bizarrste Organismen waren Pambdelurion und Kerygmachela. Ihre langen, weich segmentierten Körper mit einem Paar breiter "Flossen" an den meisten Segmenten und einem Paar segmentierter Anhängsel am Rücken machen sie Anomalocariden ähnlich. Gleichzeitig hatten die äußeren Teile der oberen Oberfläche der "Flossen" gewellte Oberflächen, die Kiemen sein können. Unter jeder "Flosse" befindet sich ein kurzes Bein ohne Knochen. Diese Struktur ermöglicht es Ihnen, sie mit Arthropoden zu assoziieren.

Chengjiang-Fauna (525-520 Ma)

Haikouichthys - Rekonstruktion

Anomalocaris - Rekonstruktion

Halluzigenie - Rekonstruktion

Diese Fauna wurde von mehreren Fossilienfundstellen im Landkreis Chengjiang (Stadt Yuxi, Provinz Yunnan, China) beschrieben. Das Wichtigste ist Maotianshan-Schiefer- eine Bestattung, in der Fossilien von Tieren mit weichem Körper sehr gut vertreten sind. Die Chengjiang-Fauna gehört der Zeit vor 525-520 Millionen Jahren an – der Mitte des frühen Kambriums, mehrere Millionen Jahre später Sirius Passet und mindestens 10 Ma älter als der Burgess Shale.

Die Körperteile der ältesten Chordaten (der Art, zu der alle Wirbeltiere gehören) wurden in den Fossilien gefunden:

Vertreter von Gruppen in der Nähe von Arthropoden wurden in denselben Lagerstätten gefunden:

Diese Organismen gehören wahrscheinlich zu der Gruppe Lobopodien, zu welcher der modernen Gruppen die Onychophora gehören.

Etwa die Hälfte der Chengjiang-Fossilien sind Arthropoden, von denen einige harte, mineralisierte Exoskelette hatten, wie die meisten späteren marinen Arthropoden. Nur 3 % der Organismen hatten harte Schalen (meistens Trilobiten). Auch Vertreter vieler anderer Tierarten wurden hier gefunden:

• Priapuliden (grabende Seewürmer - Raubtiere aus dem Hinterhalt);
• Borstenkiefer (wirbellose Meerestiere, die Teil des Planktons sind);
• Rippenquallen (Darm, äußerlich Quallen ähnlich);
• Stachelhäuter (Seesterne, Seegurken usw.),
• Chiolites (mysteriöse Tiere mit kleinen konischen Schalen),

Krebstiere des frühen Kambriums (520 Ma)

Burgess-Schiefer (515 Ma)

Hauptartikel: Burgess-Schiefer

Marrella

Pikaia - Rekonstruktion

Der Burgess Shale ist die erste bekannte große Grabstätte aus der kambrischen Zeit, die 1909 von Wolcott entdeckt wurde. Die Reanalyse von Fossilien durch Whittington und seine Kollegen in den 1970er Jahren bildete die Grundlage von Goulds Buch „ Erstaunliches Leben“, wodurch die kambrische Explosion der Öffentlichkeit zugänglich gemacht wurde.

Unter den fossilen Schieferplatten von Burgess sind Arthropoden die häufigsten, aber viele von ihnen sind ungewöhnlich und schwer zu klassifizieren:

Opabinia - Rekonstruktion

Wiwaxia - Rekonstruktion

Darüber hinaus werden in der Bestattung Proben von exotischen Organismen präsentiert:

Entstehung neuer Ökosysteme und Typen nach dem Kambrium

Aufgrund eines großen Artensterbens an der kambrisch-ordovizischen Grenze bildeten sich typische paläozoische Meeresökosysteme erst während der anschließenden Erholung der Meeresfauna. Die frühesten Fossilien im Zusammenhang mit Bryozoen werden ebenfalls erstmals im Ordovizium entdeckt - lange nach der "Kambrischen Explosion".

Ergebnisse

Der lange Prozess der Entstehung von Vielzellern

Zu Darwins Zeiten deutete alles, was über Fossilien bekannt war, darauf hin, dass die Hauptarten der Metazoen innerhalb von nur wenigen Millionen Jahren entstanden und entstanden sind – vom frühen bis zum mittleren Kambrium. Bis in die 1980er Jahre waren diese Ideen noch gültig.

Jüngste Funde deuten jedoch darauf hin, dass vor Beginn des Kambriums zumindest einige dreischichtige bilaterale Organismen existierten: Kimberella können als frühe Mollusken angesehen werden, und Kratzer auf Felsen in der Nähe dieser Fossilien deuten auf eine Mollusken-ähnliche Fütterungsmethode hin (vor 555 Millionen Jahren). Wenn wir davon ausgehen Vernanimalcula ein dreischichtiges bilaterales Koelom hatte, verschiebt dies die Entstehung komplexer Tiere um weitere 25-50 Millionen Jahre. Shell-Loch-Erkennung Wolkenina deutet auch auf die Anwesenheit fortgeschrittener Raubtiere am Ende der Ediacaran-Periode hin. Darüber hinaus könnten einige Spuren in Fossilien aus der mittleren Ediacara-Zeit (vor etwa 565 Millionen Jahren) von Tieren hinterlassen werden, die komplexer sind als Plattwürmer und einen Haut-Muskel-Sack haben.

Lange vorher spricht der lange Niedergang der Stromatolithen (beginnend vor etwa 1,25 Milliarden Jahren) vom frühen Erscheinen von Tieren, an denen man nur schwer „knabbern“ kann. Die Zunahme der Häufigkeit und Vielfalt der Stacheln bei Akritarchen lässt gleichzeitig den Schluss zu, dass es schon damals Raubtiere gab, die groß genug waren, um einen solchen Schutz zu erfordern. Am anderen Ende der Zeitskala, die sich auf die kambrische Explosion bezieht, sollte man das Fehlen einiger Haupttypen der heutigen Fauna bis zum Ende des Kambriums und typischer paläozoischer Ökosysteme - bis zum Ordovizium - bemerken.

Damit ist heute der Standpunkt widerlegt, wonach Tiere der "modernen" Komplexitätsebene (vergleichbar mit lebenden Wirbellosen) innerhalb von nur wenigen Millionen Jahren des frühen Kambriums entstanden sind. Die überwiegende Mehrheit der modernen Stämme tauchte jedoch zuerst im Kambrium auf (mit Ausnahme von Weichtieren, Stachelhäutern und Arthropoden, die möglicherweise in der Ediacara-Zeit auftauchten). Darüber hinaus wurde auch zu Beginn des Kambriums eine explosionsartige Zunahme der taxonomischen Vielfalt beobachtet.

„Explosion“ der taxonomischen Vielfalt im frühen Kambrium

„Taxonomische Vielfalt“ bedeutet die Anzahl von Organismen, die sich in ihrer Struktur signifikant unterscheiden. Gleichzeitig bedeutet „morphologische Vielfalt“ die Gesamtzahl der Arten und sagt nichts über die Anzahl der grundlegenden „Designs“ aus (viele Variationen einer kleinen Anzahl von grundlegenden Arten anatomischer Strukturen sind möglich). Es besteht kein Zweifel, dass die taxonomische Vielfalt im frühen Kambrium dramatisch zunahm und während der gesamten Periode auf diesem Niveau blieb – wir können fast gleichzeitig und oft modern aussehende Tiere (wie Krebstiere, Stachelhäuter und Fische) finden – und in gemeinsame Bestattungen mit Organismen wie Anomalocaris und Halkieria, die als "Onkel" oder "Großonkel" moderner Spezies gelten.

Eine nähere Untersuchung enthüllt eine weitere Überraschung – einige modern aussehende Tiere, wie frühe kambrische Krebstiere, Trilobiten und Stachelhäuter, befinden sich in früheren Ablagerungen als einige „Onkel“ oder „Großonkel“ lebender Gruppen, die keine direkten Nachkommen hinterlassen haben. Dies kann das Ergebnis von Unterbrechungen und Schwankungen in der Bildung fossiler Ablagerungen sein, oder es kann bedeuten, dass sich die Vorfahren moderner Organismen zu unterschiedlichen Zeiten und möglicherweise mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten entwickelt haben.

Mögliche Ursachen der "Explosion"

Trotz der Tatsache, dass ziemlich komplexe dreischichtige Tiere vor (und möglicherweise lange vor) dem Kambrium existierten, scheint die evolutionäre Entwicklung im frühen Kambrium extrem schnell zu sein. Es wurden viele Versuche unternommen, die Gründe für diese "explosive" Entwicklung zu erklären.

Umweltveränderungen

Erhöhung der Sauerstoffkonzentration

Die früheste Atmosphäre der Erde enthielt überhaupt keinen freien Sauerstoff. Der Sauerstoff, den moderne Tiere atmen – sowohl in der Luft als auch im Wasser gelöst – ist das Produkt von Milliarden von Jahren Photosynthese, hauptsächlich Mikroorganismen (wie Cyanobakterien). Vor etwa 2,5 Milliarden Jahren stieg die Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre dramatisch an. Bis zu diesem Zeitpunkt wurde der gesamte von Mikroorganismen produzierte Sauerstoff vollständig für die Oxidation von Elementen mit hoher Sauerstoffaffinität wie Eisen verbraucht. Bis zu ihrer vollständigen Bindung an Land und in den oberen Meeresschichten existierten in der Atmosphäre nur lokale „Sauerstoffoasen“.

Sauerstoffmangel könnte die Entwicklung großer komplexer Organismen für lange Zeit verhindern. Das Problem ist die Menge an Sauerstoff, die ein Tier aufnehmen kann Umfeld, wird durch die Oberfläche begrenzt (Lunge und Kiemen bei den komplexesten Tieren; Haut - bei einfacheren). Die zum Leben benötigte Sauerstoffmenge wird durch die Masse und das Volumen des Organismus bestimmt, die mit zunehmender Größe schneller wachsen als die Fläche. Eine Erhöhung der Sauerstoffkonzentration in der Luft und im Wasser könnte diese Einschränkung abschwächen oder ganz aufheben.

Es sollte beachtet werden, dass bereits in der Ediacara-Zeit eine ausreichende Menge Sauerstoff für die Existenz großer Vendobionten vorhanden war. Ein weiterer Anstieg der Sauerstoffkonzentration (zwischen der Ediacara- und der Kambrium-Periode) könnte die Organismen jedoch versorgen zusätzliche Energie für die Produktion von Substanzen (wie Kollagen), die für die Entwicklung von grundlegend komplexeren Körperstrukturen erforderlich sind, einschließlich solcher, die für die Raubtierhaltung und deren Abwehr verwendet werden.

Schneeball Erde

Es gibt zahlreiche Beweise dafür, dass die Erde im späten Neoproterozoikum (einschließlich der frühen Ediacara-Periode) einer globalen Vereisung ausgesetzt war, während der der größte Teil mit Eis bedeckt war und die Oberflächentemperatur selbst am Äquator nahe dem Gefrierpunkt lag. Einige Forscher weisen darauf hin, dass dieser Umstand möglicherweise eng mit der kambrischen Explosion zusammenhängt, da die frühesten bekannten Fossilien aus einer Zeit kurz nach dem Ende der letzten vollständigen Vereisung stammen.

Es ist jedoch ziemlich schwierig, einen kausalen Zusammenhang zwischen solchen Katastrophen und dem anschließenden Wachstum der Größe und Komplexität von Organismen aufzuzeigen. Vielleicht, niedrige Temperaturen erhöhte die Sauerstoffkonzentration im Ozean - seine Löslichkeit in Meerwasser verdoppelt sich fast, wenn die Temperatur von 30 ° C auf 0 ° C fällt.

Schwankungen in der Isotopenzusammensetzung von Kohlenstoff

In Ablagerungen an der Grenze zwischen dem Ediacarium und dem Kambrium gibt es einen sehr starken Rückgang, gefolgt von ungewöhnlich starken Schwankungen im Verhältnis der Kohlenstoffisotope 13C/12C im gesamten frühen Kambrium.

Viele Wissenschaftler haben angenommen, dass der ursprüngliche Rückgang auf das Massensterben kurz vor Beginn des Kambriums zurückzuführen ist. . Es kann auch davon ausgegangen werden, dass das Aussterben selbst eine Folge des vorangegangenen Zerfalls von Methanclathraten war. Es ist allgemein bekannt, dass die Emission von Methan und die anschließende Sättigung der Atmosphäre mit Kohlendioxid einen globalen Treibhauseffekt verursacht, der von verschiedenen Umweltkatastrophen begleitet wird. Ein ähnliches Bild (ein starker Abfall des 13 C/ 12 C-Verhältnisses gefolgt von Schwankungen) wurde in der Trias beobachtet, als sich das Leben von dem Massensterben im Perm erholte.

Es ist jedoch ziemlich schwierig zu erklären, wie ein Massensterben zu einem starken Anstieg der taxonomischen und morphologischen Vielfalt führen könnte. Obwohl Massensterben, wie das Perm und Kreide-Paläogen, zu einem späteren Anstieg der Zahl führten bestimmte Typen von unbedeutend bis „dominant“ wurden jedoch in beiden Fällen ökologische Nischen ersetzt, wenn auch durch andere, aber ebenso komplexe Organismen. Gleichzeitig wurde im neuen Ökosystem kein abruptes Wachstum der taxonomischen oder morphologischen Vielfalt beobachtet.

Eine Reihe von Forschern ging davon aus, dass jede kurzfristige Abnahme des Anteils von 13 C/ 12 C im frühen Kambrium eine Freisetzung von Methan darstellt, die aufgrund der geringen Treibhauseffekt und ein Temperaturanstieg führten zu einer Zunahme der morphologischen Vielfalt. Aber auch diese Hypothese erklärt nicht die starke Zunahme der taxonomischen Vielfalt zu Beginn des Kambriums.

Erklärungen anhand der Entwicklung von Organismen

Eine Reihe von Theorien basiert auf der Vorstellung, dass relativ kleine Veränderungen in der Entwicklung von Tieren vom Embryo zum Erwachsenen zu dramatischen Veränderungen der Körperform führen können.

Entstehung des Systems der bilateralen Entwicklung

Hox-Gene verschiedene Gruppen Tiere sind sich so ähnlich, dass man zum Beispiel das menschliche "Augenbildungs"-Gen in einen Drosophila-Embryo transplantieren kann, was zur Bildung eines Auges führt - aber es wird ein Drosophila-Auge sein, dank der Aktivierung des entsprechenden " funktionierende" Gene. Dies zeigt, dass das Vorhandensein eines ähnlichen Satzes von Hox-Genen keineswegs eine anatomische Ähnlichkeit von Organismen bedeutet (da dieselben Hox-Gene die Bildung so unterschiedlicher Strukturen wie Menschen- und Insektenaugen steuern können). Daher könnte die Entstehung eines solchen Systems zu einer starken Zunahme der Vielfalt führen - sowohl morphologisch als auch taxonomisch.

Da die gleichen Hox-Gene die Differenzierung aller bekannten bilateralen Organismen steuern, müssen die Evolutionslinien der letzteren auseinandergegangen sein, bevor sich spezialisierte Organe bilden konnten. Somit muss der "letzte gemeinsame Vorfahre" aller bilateralen Organismen klein, anatomisch einfach und höchstwahrscheinlich anfällig gewesen sein vollständige Zersetzung nicht in Fossilien erhalten. Dieser Umstand macht seine Entdeckung äußerst unwahrscheinlich. Eine Reihe von Venodobionten (z. B. Kimberella, Spriggin oder Arkara), könnte eine bilaterale Körperstruktur gehabt haben (laut einer Reihe von Wissenschaftlern ist dies nicht der Fall - die Symmetrie von Venodobionten ist nicht bilateral, sondern gleitend, was sie grundlegend von den meisten anderen Organismen unterscheidet). Daher könnte ein solches Entwicklungssystem mindestens mehrere zehn Millionen Jahre vor der kambrischen Explosion entstanden sein. In diesem Fall sind einige zusätzliche Gründe erforderlich, um dies zu erklären.

Die Entwicklung der sexuellen Fortpflanzung

Organismen, die keine sexuelle Fortpflanzung nutzen, verändern sich nur sehr wenig. Bei den meisten sich sexuell fortpflanzenden Organismen erhält der Nachwuchs ungefähr 50 % seiner Gene von jedem Elternteil. Das bedeutet, dass selbst eine kleine Erhöhung der Komplexität des Genoms zu vielen Variationen in der Struktur und Form des Körpers führen kann. Ein Großteil der biologischen Komplexität ergibt sich wahrscheinlich aus der Wirkung von Relativ einfache Regeln auf eine große Anzahl von Zellen, die als zelluläre Automaten fungieren (ein Beispiel für einen solchen Effekt ist das Conway-Spiel des Lebens, bei dem komplexe Formen und komplexes Verhalten von Zellen demonstriert werden, die ausschließlich auf wirken einfache Regeln). Das mögliche Auftreten der sexuellen Fortpflanzung oder ihre signifikante Entwicklung während der kambrischen Explosion für sehr primitive und ähnliche Kreaturen könnte bedeuten, dass die Möglichkeit ihrer interspezifischen und weiter entfernten Kreuzung bestand. Dadurch wurde die Variabilität drastisch erhöht. Erst mit der Entwicklung des Genoms entstehen wirklich isolierte Arten, die sich nicht mit anderen kreuzen. Ein Beispiel für moderne Kreaturen dieser Art sind Korallen.

Entwicklungspfad

Einige Wissenschaftler vermuten, dass sich evolutionäre Veränderungen mit zunehmender Komplexität von Organismen ändern allgemeine Struktur Körper überlagert sekundäre Änderungen in Richtung einer besseren Spezialisierung seiner vorhandenen Teile. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit, dass neue Klassen von Organismen die natürliche Selektion durchlaufen – aufgrund der Konkurrenz mit „verbesserten“ Vorfahren. Infolgedessen wird bei der Bildung der allgemeinen Struktur (auf der Ebene der taxonomischen Klasse) eine „Entwicklungsspur“ gebildet und die räumliche Struktur des Körpers „eingefroren“. Dementsprechend erfolgt die Bildung neuer Klassen "einfacher" in den frühen Stadien der Evolution der Hauptkladen, und ihre weitere Evolution findet auf niedrigeren taxonomischen Ebenen statt. Anschließend wies der Autor dieser Idee darauf hin, dass ein solches "Einfrieren" nicht die Haupterklärung für die kambrische Explosion ist.

Fossilien, die diese Idee unterstützen könnten, sind mehrdeutig. Es wurde festgestellt, dass die Variationen bei Organismen derselben Klasse oft in den allerersten Stadien der Clade-Entwicklung am größten sind. Zum Beispiel variierte die Anzahl der Brustsegmente einiger kambrischer Trilobiten stark, und anschließend hat diese Vielfalt erheblich abgenommen. Es wurde jedoch festgestellt, dass Proben der silurischen Trilobiten die gleiche hohe Variabilität in der Struktur aufweisen wie die frühkambrischen. Das vermuteten die Forscher allgemeiner Niedergang Vielfalt ist mit ökologischen oder funktionalen Einschränkungen verbunden. Zum Beispiel würde man weniger Variationen in der Anzahl der Segmente erwarten, nachdem Trilobiten (die modernen Asseln ähneln) eine konvexe Körperstruktur entwickelt haben, die ein effektiver Weg ist, sie zu schützen.

Umwelterklärungen

Solche Erklärungen konzentrieren sich auf die Interaktion zwischen verschiedene Arten Organismen. Einige dieser Hypothesen befassen sich mit Veränderungen in Nahrungsketten; andere betrachten ein Wettrüsten zwischen Raubtieren und Beute, das die Entwicklung starrer Körperteile im frühen Kambrium verursacht haben könnte; eine Reihe anderer Hypothesen konzentrieren sich auf allgemeinere Mechanismen der Koevolution (das berühmteste Beispiel ist die Koevolution von Blütenpflanzen mit Insektenbestäubern).

"Wettrüsten" zwischen Raubtieren und Beute

Prädation setzt definitionsgemäß den Tod der Beute voraus und ist damit der stärkste Faktor und Beschleuniger der natürlichen Auslese. Der Druck auf Beute, sich besser anzupassen, muss stärker sein als auf Raubtiere – denn im Gegensatz zu Beute haben sie eine Chance, sich zu wehren versuchen Sie es nochmal(Diese Asymmetrie ist als das Prinzip "Leben gegen Mittagessen" bekannt - das Raubtier riskiert nur, sein Mittagessen zu verlieren, während die Beute ihr Leben riskiert).

Es gibt jedoch Hinweise (z. B. Fossilien von Stachelacritarchen sowie Löcher in der Schale von Claudiniden), dass Raubtiere lange vor Beginn des Kambriums vorhanden waren. Daher ist es unwahrscheinlich, dass es selbst die kambrische Explosion verursacht hat, obwohl es einen starken Einfluss auf die anatomischen Formen der dabei entstandenen Organismen hatte.

Auftreten von Phytophagen

Stanley (1973) schlug vor, dass das Auftreten von Protozoen (einzelligen Eukaryoten) vor 700 Millionen Jahren, „knabbernde“ mikrobielle Matten, die Nahrungsketten stark erweiterten und zu einer Zunahme der Vielfalt der Organismen geführt haben sollten. Heute ist jedoch bekannt, dass das „Nagen“ vor mehr als 1 Milliarde Jahren entstand und das Aussterben der Stromatolithen vor etwa 1,25 Milliarden Jahren begann – lange vor der „Explosion“.

Wachstum in Größe und Vielfalt von Plankton

Geochemische Beobachtungen zeigen deutlich, dass die Gesamtmasse des Planktons bereits im frühen Proterozoikum mit der heutigen vergleichbar wurde. Bis zum Kambrium leistete Plankton jedoch keinen nennenswerten Beitrag zur Ernährung von Tiefseeorganismen, da ihre Körper zu klein waren, um schnell auf den Meeresgrund abzusinken. Mikroskopisch kleines Plankton wurde von anderem Plankton gefressen oder durch chemische Prozesse in den oberen Meeresschichten zerstört, lange bevor es in die tiefen Schichten vordrang, wo es Nahrung für Nekton und Benthos (schwimmende Organismen bzw. Bewohner des Meeresbodens) werden konnte.

In der Zusammensetzung der frühen kambrischen Fossilien wurde Mesozooplankton (mittelgroßes Plankton, mit bloßem Auge sichtbar) gefunden, das mikroskopisch kleines Plankton (hauptsächlich Phytoplankton - planktonische "Vegetation") herausfiltern konnte. Das neue Mesozooplankton könnte die Quelle der Überreste gewesen sein und Exkremente in Form von Kapseln ausgeschieden haben, die groß genug sind, um schnell unterzutauchen – diese könnten Nahrung für Nekton und Benthos gewesen sein, wodurch sie an Größe und Vielfalt zunahmen. Wenn die organischen Partikel infolge einer anschließenden Verschüttung den Meeresboden erreichten, sollten sie die Sauerstoffkonzentration im Wasser erhöht und gleichzeitig die Konzentration an freiem Kohlenstoff verringert haben. Mit anderen Worten, das Auftreten von Mesozooplankton hat die tiefen Teile des Ozeans sowohl mit Nahrung als auch mit Sauerstoff angereichert und dadurch hergestellt mögliche Erscheinung und die Entwicklung größerer und vielfältiger Bewohner der Tiefsee.

Schließlich könnte das Auftreten von Phytophagen unter Mesozooplankton eine zusätzliche ökologische Nische für größere Mesozooplankton-Raubtiere bilden, deren Körper beim Eintauchen ins Meer zu einer weiteren Anreicherung mit Nahrung und Sauerstoff führten. Vielleicht waren die ersten Räuber unter dem Mesozooplankton Larven benthischer Tiere, deren weitere Entwicklung das Ergebnis einer allgemeinen Zunahme der Räuber in den Meeren der Ediacara-Zeit war.

Viele leere Nischen

James W. Valentine machte in mehreren Artikeln folgende Annahmen: Abrupte Veränderungen der Körperstruktur seien „peinlich“; Veränderung ist viel wahrscheinlicher, wenn sie auf wenig (oder keine) Konkurrenz für die ökologische Nische trifft, auf die sie abzielt. Letzteres ist notwendig, damit die neue Art von Organismen genügend Zeit hat, sich an ihre neue Rolle anzupassen.

Dieser Umstand sollte dazu führen, dass die Umsetzung großer evolutionärer Veränderungen in den Anfangsstadien der Ökosystembildung viel wahrscheinlicher ist, da die spätere Diversifizierung fast alle ökologischen Nischen füllt. In Zukunft werden zwar immer neue Arten von Organismen entstehen, aber das Fehlen leerer Nischen verhindert ihre Ausbreitung im Ökosystem.

Valentins Modell erklärt gut die Einzigartigkeit der kambrischen Explosion – warum sie nur einmal stattfand und warum ihre Dauer begrenzt war.

Anmerkungen

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Im selben Buch „The Origin of Species“ schrieb Charles Darwin: „Wenn zahlreiche Arten derselben Klasse zu existieren begannen gleichzeitig, dann ist dies ein Todesstoß für die Theorie, die eine Evolution von einem gemeinsamen Vorfahren durch natürliche Selektion vorsieht.

Moderne Wissenschaftler, die die fossilen Überreste eingehend studiert haben, sind überzeugt, dass plötzlich Lebewesen auf der Erde erschienen sind. In der sogenannten kambrischen Schicht wurden Überreste von Trilobiten, Schwämmen, Würmern, Seesternen, Schnecken, schwimmenden Krebstieren, Kopffüßern, Arthropoden usw. gefunden.Hier und etwas tiefer wurden auch Einzeller und Bakterien gefunden. Das Vorhandensein von mehrzelligen Organismen vor dem Kambrium ist umstritten. So ist es offensichtlich, dass viele Arten, die voneinander verschieden sind und bereits vollkommene Organismen haben, gleichzeitig existierten und keine Vorfahren haben, von denen sie hätten abstammen können. In der Geologie wird dieses Phänomen als Kambrische Explosion bezeichnet.

Reis. Einwohner des Kambriums

Übrigens ist es auch für Evolutionisten schwierig, die Frage eindeutig zu beantworten, warum es in der modernen Natur ebenso wie in der Natur des Kambriums (das angeblich vor mehr als 500 Millionen Jahren war) Schwämme, Würmer, Seesterne, Schnecken, Schwimmkrebse etc.? Warum sind sie dafür eine lange Zeit hat sich nicht entwickelt höhere Formen? Wenn die Evolution eine positive, unvermeidliche Aufwärtsbewegung aller Lebewesen ist, warum hat sie dann nicht alle Wesen berührt? Es wäre logischer, wenn derzeit nur eine Krone der Evolution auf dem Planeten verbleiben würde – der Mensch!

Warum leben Amöben, Insekten, Fische, Amphibien, Reptilien, Säugetiere, Affen und Menschen gleichzeitig auf der Erde? Vielleicht aus dem gleichen Grund, aus dem es den Quastenflosser immer noch gibt: Er lebte vor langer Zeit und lebt auch heute noch. Auch wenn Sie versuchen, an die Evolution zu glauben, werden Sie die Frage beantworten müssen: Hat die Evolution heute aufgehört oder nicht? Die Beantwortung dieser Frage wirft jedoch andere Fragen auf, die unbeantwortet bleiben.

Wenn wir davon ausgehen, dass sich alle Lebewesen, von einfach bis komplex, noch in der Evolution befinden, dann müssen wir gleich erklären, warum es unter ihnen keine lebenden Übergangsformen gibt. Wenn wir uns vorstellen, dass die Evolution beendet ist und die Lebewesen, die Perfektion erreicht haben, ihre Entwicklung vor langer Zeit eingestellt haben und der Rest durch natürliche Selektion ausgerottet wird, dann unerklärliche Tatsache warum es in der Evolution nicht genügend tote Zwischenglieder gibt. Aber die Überreste von Übergangsformen sollten in die Billionen und sogar Sextillionen gehen, die sich angeblich über Millionen von Jahren in den Eingeweiden der Erde angesammelt haben.

Zur Erleichterung des Studiums wurde die Geschichte unseres Planeten und des Lebens auf ihm in Zeiträume unterteilt, deren Grenzen geologische Veränderungen in der Erdkruste sind - die Prozesse des Gebirgsbaus, der Aufstieg und Fall von Land, Veränderungen der Umrisse der Kontinente, globaler Klimawandel.

Die längsten chronologischen Perioden in der Geschichte der Erde werden Epochen genannt (sie dauerten Hunderte von Millionen von Jahren). Epochen werden weiter in Perioden unterteilt.

Wissenschaftler erhalten alle Informationen über die Vergangenheit der Erde, indem sie die geologischen Beweise der Weltchronik untersuchen. Die Eingeweide des Planeten bestehen aus verschiedenen Schichten von Fels- und Sedimentgesteinen, die unter dem ständigen Einfluss äußerer Bedingungen entstanden sind, die das Erscheinungsbild der Erde in ferner Vergangenheit bestimmt haben. Geologische Formationen haben Informationen über lebende Organismen, die in verschiedenen geologischen Perioden die Ozeane und das Land bewohnten, über Millionen von Jahren aufbewahrt und transportiert. Dank dessen haben wir heute die Möglichkeit, uns das Aussehen der Erde in ferner Vergangenheit vorzustellen und die Entwicklung des Lebens über 3,5 Milliarden Jahre seit ihrem Erscheinen zu verfolgen.

Bei der Erforschung alter Gesteine ​​und Fossilien haben Wissenschaftler zwei ungeklärte Phänomene in der geologischen und biologischen Vergangenheit der Erde entdeckt. Das erste Phänomen heißt World Disagreement und ist ein Kontakt Felsen von verschiedenen geologische Perioden nicht hintereinander folgen. Ein solcher Kontakt verstößt gegen die logische Abfolge der Schichten, so die chronologischen Zeitschriften verschiedener historischer Stadien der Geologie. Es sollte beachtet werden, dass überall unlogischer Kontakt von Felsen zu finden ist. Dies liegt an der Durchmischung der Strukturen der Erdkruste infolge tektonischer Aktivität und Erosionsprozesse. Die globale Diskordanz kann damit jedoch nicht erklärt werden, da sie allgegenwärtig ist und einen unkoordinierten Kontakt zwischen etwa 2,9 Milliarden Jahre alten Gesteinen und jungen kambrischen Ablagerungen widerspiegelt, die sich vor etwa 500 Millionen Jahren gebildet haben.

Das zweite Phänomen, das die biologische Vergangenheit der Erde betrifft, wird als "Kambrische Explosion" bezeichnet. Paläontologen gaben diesen Begriff dem plötzlichen schnellen Wachstum der Artenvielfalt lebender Organismen im Kambrium (ganz am Anfang des Paläozoikums). Es geschah für chronologischer Zeitraum bei 30 Millionen Jahren (vor ungefähr 542–510 Millionen Jahren). Für einen so unbedeutenden Zeitraum nach paläontologischen Maßstäben ist die Zahl Spezies hundertfach erhöht. Plötzlich tauchte eine große Vielfalt an Schalentieren auf, die ersten Chordaten und Prothoraziden (die sogenannten Trilobiten) entstanden.

Der berühmteste und am besten untersuchte Beweis für die Existenz dieser beiden wissenschaftliche Phänomene befindet sich in den USA. Das Grand Canyon liegt auf dem Colorado-Plateau, Arizona. Ein beliebter Ort für Touristen aus aller Welt. Dort haben Paläontologen die größte Anzahl versteinerter Lebensformen gefunden, ganz anders als die Weichkörper-Organismen, die in der präkambrischen Ediacara-Periode lebten.

Seit langem suchen Wissenschaftler aus aller Welt nach einem Hinweis auf die Phänomene des Kambriums. Kürzlich ist in wissenschaftlichen Kreisen eine Theorie aufgetaucht, die die Art der Entstehung des globalen Zwiespalts und der „kambrischen Explosion“ erklärt und die Beziehung zwischen diesen beiden einzigartigen Tatsachen der Planetengeschichte herstellt.

Vor etwa 600 Millionen Jahren begannen große Veränderungen in den Tiefen der Erde, die enorme Verschiebungen auf der Oberfläche des Planeten verursachten. Es hat eine Bewegung gegeben lithosphärische Platten, der den einst einzigen Kontinent Gondwana zerriss, viele Vulkane gleichzeitig Lavawellen ausbrachen. Weit verbreitete Erdbeben erzeugten riesige Tsunamis. Die Oberfläche des Landes wurde mehrmals von den Gewässern der Ozeane überschwemmt, was der Hauptgrund für die Entstehung des World Discord war.

Jüngere und oberflächlich gelegene Sedimentschichten werden durch Wasser und verwandte Faktoren um ein Vielfaches langsamer zerstört als ältere und tiefere Gesteine. Während der Überschwemmungsperioden der Kontinente kam es zu Erosion und Abbau von Sedimentgesteinen, der Freilegung alter Gesteine, die einer schnellen Erosion ausgesetzt waren. Die Produkte der Zerstörung von Gesteinen lösten sich in Milliarden Tonnen in den Gewässern prähistorischer Ozeane auf. Die Konzentration von Kalium, Calcium, Magnesium, Eisen, Phosphat, Sulfationen stieg plötzlich an. Das Säure-Basen-Gleichgewicht der Weltmeere hat sich stark auf die basische Seite verschoben.

Das Hauptprinzip des Lebens besagt, dass ein lebender Organismus, um zu existieren, ständig die Konstanz der inneren Umgebung aufrechterhalten muss. Die primitiven Nachkommen moderner Organismen mit weichem Körper mussten sich schnell weiterentwickeln, um zu widerstehen drastische Veränderung Lebensbedingungen. Der momentane Sprung in der Evolution des antiken Lebens war eine erzwungene Reaktion auf einen plötzlichen Anstieg der Konzentration verschiedener Salze im Meerwasser. Das Ergebnis dieses Evolutionssprungs waren die Mechanismen der Mineralisierung, die die Evolution der alten Tiere in eine andere Richtung lenkten.

Diese Theorie wird durch das gleichzeitige Auftreten eines Mineralskeletts in nicht verwandten Organismen während des Kambriums gestützt. Die drei Hauptarten von Mineralsalzen bestimmten die Richtung der weiteren Evolution des Lebens - dies sind Calciumphosphat, die mineralische Basis des Akkordat-Skeletts, Calciumcarbonat und Siliziumoxid, die das Material der Schalen der ersten Schalentiere sind. Kalzium, Silizium und Phosphate sind die Hauptbestandteile der kambrischen Formationen, die die Gebiete der weltweiten Diskordanz bildeten.

Die neu entstandenen jungen Lebensformen hatten einen Vorteil gegenüber den primitiven Weichkörpern ohne harte Organe. Die neuen Organismen hatten Zähne für Angriff und Verteidigung, Panzer zur Verteidigung, Sehnen und harte Skelette, die es ihnen ermöglichten, sich zielgerichtet und mit höherer Geschwindigkeit durch das Wasser zu bewegen. Die plötzlich erworbenen Mechanismen der Mineralisierung ermöglichten es den jungen Lebewesen, sich in beispielloser Zahl zu vermehren und die alten Lebensformen zu verdrängen. Die Masse der allerersten Lebewesen mit mineralischen Organen war die Grundlage für die Bildung geologischer Schichten des Kambriums, die sich auf den alten Gesteinsschichten bildeten.

Lebensformen mit mineralischen Skeletten begannen sich bereits im Präkambrium zu bilden, aber es waren die geologischen Anomalien, die die World Diskordance bildeten, die diesen Prozess um ein Vielfaches beschleunigten und ihm einen explosiven Charakter verliehen. Der Auslöser der Prozesse, die den Großteil der modernen Tierarten hervorgebracht haben, war die rasche Mineralisierung der Weltmeere. Geologische Prozesse bestimmten die biologische Evolution für Millionen von Jahren.

Freiwilliger Leserbeitrag zur Unterstützung des Projekts

02.12.2016

Hallo zusammen nochmal! In diesem Beitrag werde ich versuchen, über ein einzigartiges Ereignis in der Geschichte des Lebens auf der Erde zu sprechen. Wir werden über die kambrische Explosion oder, wie sie auch genannt wird, die kambrische Strahlung sprechen. Die kambrische Explosion ist das hellste Ereignis in der paläontologischen Aufzeichnung des Planeten, wenn in relativ kurzer Zeit (mehrere zehn Millionen Jahre) die Zahl der fossilen Überreste von Lebewesen und auf den ersten Blick stark zunimmt , wie aus dem Nichts tauchen fast alle modernen Tierarten auf (Akkordate, Arthropoden , Mollusken, Stachelhäuter usw.).

Es hatte Vorgänger, aber Cloud gelang es, die Idee der kambrischen Explosion mit größter Eloquenz und geologischer Raffinesse einzufangen. Zusätzlich zu seiner großartigen Führung und Betreuung einer Generation von Paläontologen entwickelte er einen integrativen Ansatz zur Paläontologie und fügte Fähigkeiten in Paläogeographie, Karbonatstratigraphie und Karbonatsedimentologie hinzu. Seine spätere Karriere in Universität von Kalifornien, Santa Barbara, erweiterte sein Interesse auf Astrobiologie und den Ursprung des Lebens. Seine Beobachtungen als Paläontologe führten ihn dazu, den Fossilienbestand des Phanerozoikums als eine Reihe evolutionärer Eruptionen zu charakterisieren, wobei das Kambrium die größte von allen war.