लगभग 530 मिलियन वर्ष पहले, कैम्ब्रियन युग की शुरुआत में, पृथ्वी पर एक अनोखी घटना घटी - अचानक, जल्दी और लगभग एक साथ, कई नए जैविक रूप उत्पन्न हुए जो मनुष्य तक के सबसे महत्वपूर्ण प्रकार के आधुनिक जीवों के अग्रदूत बन गए। कई जीवविज्ञानियों को अभी भी इस कैम्ब्रियन विस्फोट की वास्तविकता के साथ आने में मुश्किल होती है। उदाहरण के लिए, अमेरिकी विश्वविद्यालयों के लिए मानक जीव विज्ञान पाठ्यपुस्तकों में से एक में, कोई अभी भी इस कथन को पढ़ सकता है कि "उस (कैम्ब्रियन) काल में रहने वाले रूप पूर्वजों से निकले होंगे जो कम से कम सैकड़ों लाखों, और यहां तक ​​​​कि अरबों वर्षों से मौजूद थे। इससे पहले"। लेकिन यह कैम्ब्रियन विस्फोट का रहस्य है, कि कोई भी संक्रमणकालीन, मध्यवर्ती रूप नए प्रकार के जीवों से जुड़ा नहीं है जो उस समय बैक्टीरिया और प्रोटोजोअन शैवाल के साथ दिखाई देते थे जो बसे हुए थे। स्थलीय महासागरउन पर। और सामान्य "पुल" की यह अनुपस्थिति जीवविज्ञानी के लिए एक मुश्किल काम बन गई है - यह समझाने के लिए कि इस तरह की रहस्यमय विकासवादी छलांग कैसे हो सकती है।

कैम्ब्रियन विकास के इतिहास में एक अनूठा मोड़ था। इसका मतलब है कि इस अनोखे जैविक विस्फोट के कारण भी अनोखे रहे होंगे। लेकिन ये कारण क्या हैं? एक या अनेक? किस तरह - विशुद्ध रूप से जैविक? या हो सकता है भौतिक और रासायनिकया भूवैज्ञानिक? या एक, और दूसरा, और तीसरा एक साथ?

क्या कोई विस्फोट हुआ था?

कैल्टेक प्रोफेसर किर्शविंक और उनके सहयोगियों रिपरडन और इवांस द्वारा हाल ही में एक पेपर, जिसने सनसनीखेज दावा किया कि लगभग आधा अरब साल पहले, हमारे ग्रह ने बाहरी अंतरिक्ष में एक वास्तविक सोमरस किया था, ने असाधारण ध्यान आकर्षित किया है। लेखकों के अनुसार, इस प्रलय के दौरान, हमारा ग्रह अपनी धुरी के सापेक्ष 90 डिग्री तक घूम गया, जिसके परिणामस्वरूप पृथ्वी के मुख्य महाद्वीपों ने अपना पूर्व स्थान - ध्रुवों पर - वर्तमान में बदल दिया।

बेशक, वैज्ञानिक और लोकप्रिय विज्ञानदुनिया की पत्रिकाओं ने तुरंत अपने पाठकों को नई सनसनीखेज परिकल्पना के प्रति सचेत किया। लेकिन आश्चर्य की बात यह है कि इसके बारे में सभी संदेश शीर्षकों के तहत गए जैसे: "बदलती पृथ्वी कैम्ब्रियन रहस्य बताती है", या "ग्रह का सोमरस - कैम्ब्रियन विस्फोट के कारण।" वास्तव में, अपने लेख के अंत में, लेखकों ने सीधे अपने शोध के परिणामों को उस महान विकासवादी छलांग के साथ जोड़ा जो पृथ्वी पर उसी आधा अरब साल पहले हुई थी। उन्होंने लिखा है कि उनके द्वारा खोजी गई प्राचीन ग्रह प्रलय इस रहस्यमयी छलांग के लिए प्रारंभिक प्रेरणा बन सकती है।

मैं आपको कैम्ब्रियन "जैविक बिग बैंग" को समर्पित एक और प्रकाशन की भी याद दिलाता हूं: तीन अन्य अमेरिकी वैज्ञानिकों का एक लेख, इस बार जीवविज्ञानी - वैलेन्टिन, याब्लोन्स्की और इरविन। और यद्यपि लेख का शीर्षक कड़ाई से वैज्ञानिक था: "बहुकोशिकीय जीवों की शारीरिक योजना की उत्पत्ति," उपशीर्षक ने कोई संदेह नहीं छोड़ा कि यह काम भी सीधे कैम्ब्रियन रहस्य से संबंधित था। "हाल ही में खोजे गए जीवाश्म और विकास प्रक्रिया की एक नई समझ," लेखकों ने लिखा, "कैम्ब्रियन युग की शुरुआत में नई प्रजातियों के विस्फोटक उद्भव के रहस्य को समझाने के लिए अप्रत्याशित संभावनाएं खोलें।"

एक सामान्य, ऐसा प्रतीत होता है, विकासवादी छलांग, जैसा कि कैम्ब्रियन विस्फोट एक अशिक्षित व्यक्ति को लगता है, की व्याख्या करने के इन निरंतर नवीनीकृत प्रयासों को कौन से कारण देते हैं? आखिरकार, विकास का इतिहास अन्य जानता है, कोई कम भयावह और कोई कम रहस्यमय घटना नहीं - उदाहरण के लिए, 65 मिलियन वर्ष पहले हुए डायनासोरों का कुल और लगभग एक साथ विलुप्त होना, या तथाकथित महान मृत्यु ("पर्म तबाही", जैसा कि इसे भी कहा जाता है) - 245 मिलियन वर्ष पहले पर्मियन युग में पृथ्वी के महासागरों में जीवित जीवों का एक द्रव्यमान और तेजी से विलुप्त होना, जब सभी समुद्री जीवों का लगभग 95 प्रतिशत "एक ही बार में" मर गया था। वे इतने गहन और निरंतर ध्यान आकर्षित क्यों नहीं करते? ऐसा क्यों है कि कैम्ब्रियन विस्फोट एक सौ पचास वर्षों से सबसे तीव्र और अविश्वसनीय विवाद पैदा कर रहा है, लगभग अपनी खोज के क्षण से ही?

इसका उत्तर यह है कि पृथ्वी के जैविक अतीत के तमाम रहस्यों में से कैम्ब्रियन विस्फोट एक विशेष स्थान रखता है। अन्य सभी आपदाओं के विपरीत, निश्चित रूप से कुछ जीवित प्रजातियों के विलुप्त होने से जुड़ी, इस विस्फोट ने कई नई प्रजातियों के तेजी से उभरने का कारण बना दिया। जैविक रूप.

नए रूपों का यह जन्म काफी अचानक हुआ था। इस बात का कोई सबूत नहीं है कि यह क्रमिक परिवर्तनों और जटिलताओं के लंबे संचय से पहले था।

इसके अलावा, नए रूपों का यह अतुलनीय उद्भव पूरे कैम्ब्रियन युग में, या कम से कम इसके एक महत्वपूर्ण हिस्से में विस्तारित नहीं हुआ, बल्कि लगभग तीन से पांच मिलियन वर्षों के भीतर लगभग एक साथ हुआ। भूवैज्ञानिक समय के पैमाने पर, यह एक बिल्कुल महत्वहीन अवधि है - यह विकास की कुल अवधि का केवल एक हजारवां हिस्सा है, जो हमें इस विकासवादी छलांग को "जैविक विस्फोट" कहता है। इस विस्फोट के परिणामों का हमारे ग्रह पर जीवन के विकास के लिए एक अनूठा महत्व था - उन्होंने इस विकास के इतिहास को दो असमान भागों में विभाजित किया। यदि पूर्व-कैम्ब्रियन युग एकमात्र प्रभुत्व का समय था एककोशिकीय जीव, तब पोस्ट-कैम्ब्रियनबहुकोशिकीय रूपों का युग बन गया। कैम्ब्रियन विस्फोट के दौरान, विकास के इतिहास में पहली बार, बहुकोशिकीय जीवआधुनिक प्रकार के, उन शारीरिक "योजनाओं" की सभी मुख्य विशेषताएं, जिनके अनुसार ये जीव अभी भी बने हैं, गठित किए गए थे, इन जीवों के भविष्य में समुद्र से भूमि पर बाहर निकलने और संपूर्ण पर उनकी विजय के लिए पूर्वापेक्षाएँ रखी गई थीं। पृथ्वी की सतह।

वर्तमान वैज्ञानिक समझ के आधार पर यह कैसा दिखता है। पृथ्वी, के अनुसार आधुनिक अनुमान, लगभग साढ़े चार अरब साल पहले बना था। इसके महासागरों में पहला एकल-कोशिका वाला जीव लगभग साढ़े तीन से चार अरब साल पहले दिखाई दिया था। दूसरे शब्दों में, इसके लिए आवश्यक परिस्थितियों के उत्पन्न होने के लगभग तुरंत बाद पृथ्वी पर जीवन का उदय हुआ - ग्रह का ठंडा होना, पृथ्वी की पपड़ी और महासागरों का निर्माण। हालाँकि, इसे पहले बनाने के बाद, अधिकांश महत्वपूर्ण कदम, विकास किसी कारण से तीन अरब वर्षों तक धीमा रहा। मानो उसके सामने कोई अदृश्य बाधा थी, जिसे वह पार नहीं कर सकती थी। यह सब समय, यह केवल पहले से मौजूद प्रजातियों के परिवर्तन और सुधार तक ही सीमित था - सूक्ष्म बैक्टीरिया और प्रोटोजोआ शैवाल।

और फिर के लिए सबसे छोटा समय, मैं आपको याद दिला दूं - तीन से पांच मिलियन वर्षों में, एक होता है नया जीवन": आधुनिक का प्रोटोटाइप और अग्रदूत।

तो फिर क्या हुआ - 530-540 मिलियन साल पहले?

कैम्ब्रियन विस्फोट की विशेषताओं की विशिष्टता और रहस्य - यही पिछले डेढ़ सौ वर्षों में जीवविज्ञानी का निरंतर ध्यान आकर्षित करता है।

हालाँकि, समस्या की जटिलता केवल कैम्ब्रियन "जैविक बिग बैंग" के इस रहस्य में ही नहीं है और इसके कारण भी हैं। इसके चारों ओर तेज और चल रही बहस के लिए एक समान रूप से महत्वपूर्ण प्रोत्साहन यह तथ्य है कि कैम्ब्रियन विस्फोट की समस्या भी सीधे विकास के डार्विनियन सिद्धांत से संबंधित है। अधिक सटीक रूप से, यह बस इसका खंडन करता है। इसे सबसे पहले डार्विन ने ही महसूस किया था। वह सुझाव देने वाले पहले व्यक्ति थे संभव रास्ताइस विरोधाभास से। हालाँकि, डार्विन द्वारा प्रस्तावित परिकल्पना ने उनके कई अनुयायियों को संतुष्ट नहीं किया, और परिणामस्वरूप विकासवादी जीवविज्ञानीदो युद्धरत खेमों में बंटा हुआ है, जिसके बीच यह विवाद डेढ़ सदी से चला आ रहा है। आइए इस विवाद को सुलझाने की कोशिश करते हैं।

कैम्ब्रियन विस्फोट के खोजकर्ता रॉबर्ट मर्चिसन थे, जो एक अंग्रेजी अभिजात थे, जिन्होंने अपनी महत्वाकांक्षी पत्नी के प्रभाव में विज्ञान में जाने का फैसला किया। संबंधित निक्षेपों में पाए जाने वाले प्राचीन काल के जीवाश्मों का अध्ययन करते हुए उन्होंने पाया कि इन निक्षेपों की परतें एक तीक्ष्ण सीमा से अलग होती हैं। इस सीमा से नीचे, वे जैविक अवशेषों में बेहद गरीब हैं और केवल सबसे सरल एककोशिकीय जीवों - बैक्टीरिया और शैवाल की सर्वव्यापकता दिखाते हैं, और फिर, लगभग 550 मिलियन वर्ष पहले, कैम्ब्रियन युग से शुरू होकर, अचानक नए जैविक रूपों का एक अभूतपूर्व धन प्राप्त कर लेते हैं। . एक आस्तिक होने के नाते और महान लिनिअस के विश्वास को साझा करते हुए कि "बिल्कुल उतनी ही प्रजातियां हैं जितनी कि निर्माता ने मूल रूप से उन्हें बनाया था," मर्चिसन ने उस घटना को माना जिसे उन्होंने जीवन के विकास में भगवान के हाथ के हस्तक्षेप के प्रत्यक्ष प्रमाण के रूप में खोजा था। यह स्पष्ट है कि सृजनवादी क्या है (शब्द . से) सृजन के- निर्माण) स्पष्टीकरण जैविक रूपों के प्राकृतिक विकास के विचार के साथ असंगत था।

मर्चिसन ने पिछली शताब्दी के तीसवें दशक में अपने शोध के परिणामों को प्रकाशित किया। कुछ दशक बाद डार्विन की प्रसिद्ध कृति "द ओरिजिन ऑफ स्पीशीज़" प्रकाशित हुई, जिसमें पहली बार पृथ्वी पर जीवन के विकास का सिद्धांत, आनुवंशिक परिवर्तन और प्राकृतिक चयन के विचारों पर आधारित, लगातार प्रस्तुत किया गया और विस्तार से तर्क दिया गया। . बेशक, डार्विन ने सृजनवाद को स्वीकार नहीं किया। लेकिन उसने तुरंत देखा कि कैम्ब्रियन धमाकादूसरे में उनके सिद्धांत के लिए एक ठोकर है - कोई कम महत्वपूर्ण नहीं - पहलू।

तथ्य यह है कि, डार्विन के अनुसार, विकास को धीरे-धीरे, सुचारू रूप से और लगातार होना था, अर्थात्, जैसा कि वे आज कहते हैं, धीरे-धीरे। अपनी पुस्तक में, उन्होंने बहुत स्पष्ट रूप से लिखा: "प्राकृतिक चयन दैनिक और प्रति घंटा विषय दुनिया में होने वाले सभी परिवर्तनों, यहां तक ​​​​कि सबसे छोटे लोगों को भी, सबसे कठोर जांच के लिए, जो बुरा है उसे अस्वीकार करना, जो अच्छा है उसे संरक्षित करना और सुधारना ... हम इन धीमी परिवर्तनों को उनके क्रमिक गठन में नोटिस न करें और उन्हें केवल तभी नोटिस करें जब समय के दौरान पूरे ऐतिहासिक युगों के विशाल अंतराल को मापें।

यह स्पष्ट है कि डार्विनियन क्रमिकवाद कैम्ब्रियन विस्फोट जैसी तेज, अल्पकालिक और तीव्र घटना की उपस्थिति के साथ असंगत था। क्रमिकतावाद डार्विनवाद के प्रसिद्ध लोकप्रियवादी टी.एच. हक्सले: "प्रकृति छलांग बर्दाश्त नहीं करती है।" मर्चिसन के डेटा के साथ विरोधाभास ने डार्विन को इतना चिंतित कर दिया कि अपनी पुस्तक के नवीनतम संस्करण की प्रस्तावना में, उन्होंने विशेष रूप से उल्लेख किया "वर्तमान में, यह घटना (कैम्ब्रियन धमाका। - आर.एन.) अकथनीय बनी हुई है, और इसे वास्तव में एक आश्वस्त करने वाला माना जा सकता है। इस पुस्तक में विकसित विचारों के खिलाफ तर्क।

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, डार्विन ने स्थिति से बाहर निकलने का रास्ता खोजने की कोशिश की। शायद, उन्होंने सुझाव दिया, कैम्ब्रियन विस्फोट, वास्तव में, एक सच्चा "विस्फोट" नहीं था; शायद वास्तव में वह पहले था एक लंबी अवधिविकासवादी परिवर्तनों का क्रमिक संचय और नए जैविक रूपों का निर्माण; लेकिन मर्चिसन इन पूर्ववर्ती, मध्यवर्ती रूपों का पता लगाने में असफल रहा। इस स्पष्टीकरण ने विकास की उस सतत और चिकनी प्रकृति को संरक्षित करना संभव बना दिया, जिसे डार्विन ने अपने द्वारा एकत्र किए गए अनुभवजन्य डेटा के आधार पर रखा था और जो उनकी दृष्टि में संपूर्ण विकासवादी प्रक्रिया की मुख्य विशेषता थी।

कुछ विकासवादी जीवविज्ञानीडार्विन की कैम्ब्रियन पहेली की व्याख्या से असहमत थे। (पहले से ही हक्सले ने द ओरिजिन ऑफ स्पीशीज़ के प्रकाशन की पूर्व संध्या पर डार्विन को लिखे अपने पत्र में चेतावनी दी थी: "आपने अनावश्यक रूप से यह स्वीकार कर लिया कि प्रकृति छलांग बर्दाश्त नहीं करती है।") ये डार्विनवादी डार्विन के क्रमिकवाद को स्वीकार नहीं कर सके। बिल्कुल भी। उन्हें ऐसा लग रहा था कि अनुभवजन्य तथ्यों से इतना अधिक नहीं निकला है (आखिरकार, उन्होंने मर्चिसन के तथ्यों का खंडन किया!) जैसा कि बाहर से जीव विज्ञान में पेश किया गया था।

बहुत पहले नहीं, प्रसिद्ध आधुनिक जीवविज्ञानी और डार्विनवाद के लोकप्रिय, स्टीफन जे। गोल्ड ने इस संबंध में सुझाव दिया था कि डार्विन ने अपने पूर्ववर्ती से क्रमिकता में अपना अडिग विश्वास उधार लिया था, प्रसिद्ध संस्थापकचार्ल्स लिएल का आधुनिक भूविज्ञान, जो उनके करीबी सहयोगी और व्यक्तिगत सलाहकार थे (डार्विन ने भूविज्ञान में अपना पहला वैज्ञानिक कदम उठाया)। खुद लिएल के लिए, गोल्ड का तर्क है, क्रमिकता केवल एक अनुभवजन्य वैज्ञानिक सिद्धांत से अधिक थी। यह उन्हें वास्तव में वैज्ञानिक समझ और दृष्टिकोण के लिए आवश्यक आधार लगा। लिएल के अनुसार, यह दावा कि विकास के अलग-अलग चरणों को तेज, विनाशकारी छलांगों से अलग किया जा सकता है, अलौकिक चमत्कारों में विश्वास को पुनर्जीवित करता है और इतिहास में भगवान के हस्तक्षेप, दूसरे शब्दों में, मानव विचार को वैज्ञानिकता में लौटाता है, धार्मिक समय. (वही गोल्ड देखता है कि छलांग, तबाही और क्रांतियों की यह निर्धारित अस्वीकृति आंशिक रूप से विक्टोरियन युग की सामान्य भावना का प्रतिबिंब भी थी, जिसमें सहज, क्रमिक और अजेय प्रगति में विश्वास था।)

हालांकि, हमें याद रखना चाहिए कि पहले से ही लायल और डार्विन के समय में एक और दृष्टिकोण था, जिसे फ्रांसीसी प्रकृतिवादी जॉर्जेस कुवियर द्वारा सबसे अधिक दृढ़ता से विकसित किया गया था और जिसे आज "आपदावाद" कहा जाता है। इस अवधारणा के अनुसार, पृथ्वी का भूवैज्ञानिक (और, परिणामस्वरूप, जैविक) इतिहास सुचारू रूप से सामने नहीं आया, बल्कि, इसके विपरीत, एक भयावह प्रकृति की छलांग और असंतुलन से भरा हुआ था, हालांकि, इसका कोई लेना-देना नहीं था। अलौकिक चमत्कार या भगवान के हस्तक्षेप के साथ, लेकिन काफी स्वाभाविक, तर्कसंगत व्याख्या के लिए उत्तरदायी हैं। कैम्ब्रियन विस्फोट इस अवधारणा में पूरी तरह से फिट बैठता है, और यह वह परिस्थिति थी जिसने कई विकासवादियों को डार्विन की परिकल्पना को चुनौती देने, कैम्ब्रियन लीप की वास्तविकता को पहचानने और "आपदावाद" की स्थिति में जाने के लिए प्रेरित किया।

ऐसा हुआ कि कैम्ब्रियन रहस्य शुरू से ही विभाजित हो गया डार्विनियन विकासवादीदो विरोधी शिविरों में जैविक विकास के पाठ्यक्रम की अलग-अलग समझ रखते हैं। वाटरशेड के एक तरफ कट्टर "क्रमिक" थे, दूसरी तरफ - जैसे कट्टर "आपदावादी"। (तीसरा शिविर, जो सामान्य रूप से विकास के अपने पूर्ण खंडन में "क्रमिकतावादी" और "विपत्तिवादी" दोनों का विरोध करता है, में आधुनिक शामिल हैं "सृजनवादी".

डार्विनियन क्रमिकवाद के समर्थक प्रीकैम्ब्रियन मध्यवर्ती रूपों की अनुपस्थिति के लिए विभिन्न संभावित स्पष्टीकरण प्रदान करते हैं। कुछ लोगों का तर्क है कि कैम्ब्रियन से पहले के जैविक रूप जीवित नहीं थे क्योंकि उनके पास एक कंकाल या बाहरी आवरण नहीं था और वे नरम, जेली जैसे थे (जो, वैसे, ज्यादातर सच है)। अन्य लोग पूर्व-कैम्ब्रियन निक्षेपों में संक्रमणकालीन रूपों की अनुपस्थिति को विशुद्ध रूप से भौतिक कारणों से समझाते हैं, यह तर्क देते हुए कि प्री-कैम्ब्रियन चट्टानों को इतने मजबूत ताप और दबाव के अधीन किया गया था कि उनमें कोई जैविक अवशेष संरक्षित नहीं थे (जो पूरी तरह से सच नहीं है)। फिर भी अन्य लोगों ने इस धारणा को आगे रखा कि पूर्व-कैम्ब्रियन जीवन झीलों में विकसित हुआ, और कैम्ब्रियन विस्फोट केवल इन झीलों में समुद्र और महासागरों में पहले से ही गठित जैविक रूपों के तेजी से और तेजी से प्रवास का परिणाम है (इस परिकल्पना को एक अजीबोगरीब विकास प्राप्त हुआ किर्शविंक और ऊपर उल्लिखित सहयोगियों का काम)। ये सभी परिकल्पनाएं यह दिखाने की इच्छा से एकजुट हैं कि पूर्व-कैम्ब्रियन रूपों से संक्रमण पोस्ट-कैम्ब्रियनचिकना और निरंतर था, इसके केवल निशान, एक कारण या किसी अन्य के लिए, अभी तक नहीं पाए गए हैं या बिल्कुल भी संरक्षित नहीं किए गए हैं।

वास्तव में, बहुत पहले नहीं, शोधकर्ताओं ने पहले प्रकार के बहुकोशिकीय जीवों की खोज करने में कामयाबी हासिल की, जो कैम्ब्रियन से तुरंत पहले थे। वे एडियाकारा के ऑस्ट्रेलियाई निपटान के पास जमा में पाए गए थे और इसलिए उन्हें "एडियाकरन" नाम मिला। लगभग हाल ही में, अस्सी के दशक तक, एडियाकरन जीवों की व्याख्या डार्विनियन क्रमिकवाद की भावना में की गई थी - क्रमिक जटिलता के इतिहास में एक मध्यवर्ती कड़ी के रूप में, या पूर्व-कैम्ब्रियन से जैविक रूपों के विकास के लिए। कैम्ब्रियन के बाद।

लेकिन लगभग पंद्रह साल पहले, इन अवशेषों की बारीकी से जांच करने पर पता चला कि, वास्तव में, इनका आधुनिक जैविक रूपों से कोई संबंध नहीं है। शायद वे आम तौर पर जैविक विकास की कुछ विशेष, मृत-अंत शाखा का प्रतिनिधित्व करते थे, जिसने कोई निरंतरता नहीं दी। कुछ जीवविज्ञानी मानते हैं कि जीवन की यह शाखा कैम्ब्रियन विस्फोट से पहले किसी प्रकार की तबाही में नष्ट हो गई थी। आगे की कहानी के दौरान, हमें रहस्यमय एडियाकारन जीवों की ओर लौटना होगा।

बेशक, यह बाहर करना असंभव है कि डार्विन और अन्य "क्रमिकतावादियों" की उम्मीदें अभी भी उचित होंगी और कुछ अन्य जमा जैविक रूपों की समृद्धि के साथ बर्गेस शेल्फ या चीन में पाए जाएंगे, लेकिन केवल ये जमा होंगे पूर्व-कैम्ब्रियन हो, और रूप कैंब्रियन से पहले मध्यवर्ती होते हैं। इस मामले में, विकासवाद के डार्विनियन सिद्धांत को उसके सभी क्रमिकतावाद, क्रमिकतावाद और विकास की सहजता के साथ संरक्षित किया जाएगा। लेकिन अभी तक ऐसा कुछ नहीं मिला है और इसी आधार पर "आपदा" जीवविज्ञानीडार्विन के सिद्धांत को संशोधित करने की आवश्यकता पर जोर दिया जा रहा है। उनके अनुसार, कैम्ब्रियन विस्फोट (साथ ही अन्य समान आकस्मिक घटनाएं, जैसे कि सभी डायनासोरों की तीव्र मृत्यु या ऊपर वर्णित "पर्म तबाही") विकासवाद के सिद्धांत के ऐसे विस्तार की अनिवार्यता को निर्धारित करती है, जो अनुमति नहीं देगा जैविक विविधता में केवल सहज, बल्कि "विस्फोटक" परिवर्तन, न केवल क्रमिकता, बल्कि जैविक दुनिया के विकास में "छलांग" और "तबाही" भी। इस लंबे विवाद ने 1970 के दशक की शुरुआत से विशेष रूप से तात्कालिकता प्राप्त कर ली है, जब पहले से ही उल्लेख किए गए स्टीफन गोल्ड और उनके सहयोगी, जीवाश्म विज्ञानी निक एल्ड्रिज ने डार्विनवाद के इस तरह के विस्तार का एक कट्टरपंथी संस्करण प्रस्तावित किया - तथाकथित "बिंदीदार संतुलन" सिद्धांत।

हम विकासवादी सिद्धांत के इस नवीनतम विकास और इसके आसपास के विवाद पर लौटेंगे, लेकिन पहले हमें शायद कैम्ब्रियन विस्फोट की व्याख्या करने के कारणों के बारे में अपनी बाधित कहानी को समाप्त करना चाहिए, जो इसे एक विकासवादी वास्तविकता मानते हैं, जो कि भौतिक और रासायनिकया जैविक परिकल्पनाओं को आज कैम्ब्रियन पहेली को समझाने के लिए सामने रखा गया है। आखिर के लिए हाल के दशकइस तरह की कुछ परिकल्पनाओं का प्रस्ताव किया गया है, और लेख की शुरुआत में किर्शविंक और वैलेन्टिन के हाल के कार्यों का उल्लेख इस लंबी श्रृंखला में केवल नवीनतम समय में किया गया है। इनमें से प्रत्येक परिकल्पना एक प्रकार की "तर्क-ईंधन वाली टाइम मशीन" है जो आपको पृथ्वी के सुदूर अतीत को देखने की अनुमति देती है। आइए इस शानदार वाहन का उपयोग करें और अगले लेख में हम कैम्ब्रियन युग में जाएंगे - अंतिम मतिभ्रम और पहले त्रिलोबाइट्स तक।

ग्रह को गिराएं

ऑस्ट्रेलिया और अमेरिका की महाद्वीपीय प्लेटें, जो ध्रुवों के क्षेत्र में हुआ करती थीं, लगभग 15 मिलियन वर्षों में एक मोड़ और भूमध्य रेखा की ओर बढ़ीं - भूगर्भीय पैमाने पर एक महत्वहीन अवधि। यह पूरे ग्रह का एक वास्तविक "कलाबाजी" था।

"जैविक बिग बैंग" का रहस्य - कैम्ब्रियन में सभी आधुनिक जैविक प्रकारों की अचानक और एक साथ उपस्थिति - कई शोधकर्ताओं को साज़िश करना जारी रखता है। नवीनतम परिकल्पनाओं में से दो - "ऑक्सीजन" और "पृथ्वी सोमरस" - एक तीव्र परिवर्तन द्वारा विकास में इस छलांग की व्याख्या करते हैं भौतिक और रासायनिकपूरे ग्रह पर स्थितियां। इसके विपरीत, जीवविज्ञानी अन्य धारणाओं को सामने रखते हैं जो कैम्ब्रियन विस्फोट को नाटकीय पारिस्थितिक या आनुवंशिक बदलाव से जोड़ते हैं।

कैम्ब्रियन पहेली की व्याख्या करने के लिए प्रस्तावित परिकल्पनाओं में, तथाकथित ऑक्सीजन परिकल्पना को हाल तक सबसे गंभीर माना जाता था। यह इस धारणा पर आधारित है कि कैम्ब्रियन धमाका एक अचानक परिवर्तन के कारण हुआ था जो इससे पहले हुआ था। रासायनिक संरचनापृथ्वी का वायुमंडल और महासागर।

भौतिक रासायनिकपरिस्थितियाँ जैविक विकास की दर को प्रभावित करती हैं - यह लंबे समय से ज्ञात है। कई जीवविज्ञानी आश्वस्त हैं कि उनके अस्तित्व के पहले तीन अरब वर्षों के दौरान जैविक रूपों में असामान्य रूप से धीमी गति से परिवर्तन मुक्त ऑक्सीजन की कमी के कारण हुआ था।

पृथ्वी के प्राथमिक वातावरण में बिल्कुल भी ऑक्सीजन नहीं थी, क्योंकि यह तुरंत अन्य तत्वों के साथ प्रतिक्रिया करता था और ऑक्साइड के रूप में पृथ्वी की मोटाई और वायुमंडल में बंधा रहता था। लेकिन पहले एककोशिकीय शैवाल के आगमन के साथ - लगभग आधा अरब - पृथ्वी के गठन के एक अरब साल बाद - प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया शुरू हुई, जिसमें कार्बन डाइऑक्साइड (हवा से शैवाल द्वारा अवशोषित) और पानी की सहायता से सूरज की रोशनी, मुक्त ऑक्सीजन और कार्बनिक पदार्थों में बदल गई। हालाँकि, यहाँ भी ऑक्सीजन "दुर्भाग्यपूर्ण" थी - इसे लालच से समुद्र के पानी में घुले लोहे द्वारा पकड़ लिया गया था। परिणामस्वरूप लोहे के आक्साइड धीरे-धीरे समुद्र तल पर बस गए, रासायनिक चक्र को छोड़कर, दुनिया, जैसा कि भू-रसायनविदों में से एक ने रखा था, लगातार जंग खा रहा था, और इसमें मुक्त ऑक्सीजन नहीं जोड़ा गया था।

मुक्त ऑक्सीजन के अभाव में जीव अवायवीय रहने को विवश थे। इसका मतलब यह था कि उनमें उत्पादों का प्रसंस्करण, चयापचय, या चयापचय ऑक्सीजन की भागीदारी के बिना हुआ - धीरे-धीरे और अक्षम रूप से। यह, जीवविज्ञानियों के अनुसार, पहले जीवों के विकास में बाधा उत्पन्न करता है। स्थिति कुछ हद तक उसी क्षण से बदल गई जब महासागरों में घुलने वाले लोहे को ऑक्सीजन से संतृप्त किया गया था और वातावरण में इस गैस की सांद्रता, उसी प्रकाश संश्लेषण के लिए धन्यवाद, अंततः धीरे-धीरे बढ़ने लगी। इसने पहले एरोबिक जीवों की उपस्थिति को संभव बनाया। वे अभी भी एकल-कोशिका वाले थे, लेकिन उनका चयापचय बहुत अधिक कुशल था, और इसलिए वे तेजी से गुणा करते थे और महासागरों को अधिक घनी आबादी में रखते थे। तो पहले 3.5 अरब साल बीत गए, जिसके अंत तक वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा पहुंच गई, जैसा कि माना जाता है, लगभग एक प्रतिशत। इस बिंदु पर, विकास ने अगला महत्वपूर्ण कदम उठाया - पहला बहुकोशिकीय जीव दिखाई दिया। और फिर, आधा अरब साल बाद, कैम्ब्रियन विस्फोट आया और तुरंत आधुनिक जीवन की सभी जटिल विविधता की नींव रखी।

यह कहा जा सकता है कि जैविक विकास का इतिहास - एक निश्चित अर्थ में - ऑक्सीजन का इतिहास रहा है। तो क्या कैम्ब्रियन "विकास की छलांग" वातावरण में मुक्त ऑक्सीजन में अचानक वृद्धि का परिणाम नहीं था?

यह धारणा 1965 में दो अमेरिकी भौतिकविदों, बर्कनर और मार्शल द्वारा बनाई गई थी। उन्होंने इस प्रकार तर्क दिया। जटिल बहुकोशिकीय जीवों को बड़ी मात्रा में ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है, और इसके दो रूपों में - सबसे पहले, सांस लेने के लिए आवश्यक मुक्त ऑक्सीजन के रूप में (अर्थात, चयापचय के लिए)और कोलेजन का निर्माण, यह शारीरिक संरचना का सबसे महत्वपूर्ण तत्व है, और दूसरा, ओजोन परत के रूप में, हानिकारक सौर पराबैंगनी विकिरण से सुरक्षा के लिए आवश्यक है। चूंकि ऐसे जीव कैम्ब्रियन युग तक प्रकट नहीं हुए थे, इसका मतलब है कि वातावरण में आवश्यक ऑक्सीजन एकाग्रता की कमी के कारण उनकी उपस्थिति में देरी हुई थी। इस आधार पर, यह माना जा सकता है कि यह कैम्ब्रियन युग में था कि पहली बार ऐसी मात्राएँ दिखाई दीं। कैम्ब्रियन विस्फोट का मुख्य कारण बर्कनर और मार्शल के अनुसार, यह अनूठी घटना- "ऑक्सीजन सीमांत" को पार करना, वायुमंडलीय ऑक्सीजन के स्तर में वर्तमान 21 प्रतिशत की अचानक वृद्धि थी।

सबसे पहले, इस "ऑक्सीजन परिकल्पना" की पर्याप्त पुष्टि नहीं हुई थी। लेकिन वस्तुतः हाल के वर्षों (1994 - 1996) में स्थिति नाटकीय रूप से बदल गई है। इसका कारण अमेरिकी शोधकर्ता नोल की खोज थी। प्रीकैम्ब्रियन और कैम्ब्रियन काल की चट्टानों में दो कार्बन समस्थानिकों, C-12 और C-13 के अनुपात का अध्ययन करते हुए, नोल को अकाट्य प्रमाण मिले कि कैम्ब्रियन युग की शुरुआत में यह अनुपात नाटकीय रूप से बदल गया - C-12 समस्थानिक "पर एक बार" पहले से कम हो गया। और इस तरह के "कार्बन जंप" के साथ जरूरी "ऑक्सीजन जंप" होना चाहिए, जो बिल्कुल बर्कनर-मार्शल धारणा से मेल खाता है।

नोल के काम के बाद, कैम्ब्रियन काल में "ऑक्सीजन जंप" की उपस्थिति को अधिकांश वैज्ञानिकों द्वारा मान्यता प्राप्त है। लेकिन यह स्पष्ट नहीं है: पर्यावरण में C-12 के "गैर-वापसी" का क्या कारण हो सकता है, जिसके कारण यह "ऑक्सीजन कूद" हुआ?

1993 में अमेरिकी भूविज्ञानी मूर द्वारा एक और परिकल्पना प्रस्तावित की गई थी। मूर के अनुसार, C-12 के पतन का कारण तीव्र विवर्तनिक बदलाव थे, जैसे कि महाद्वीपों की गति, जो कैम्ब्रियन युग की पूर्व संध्या पर हुई थी। मूर कहते हैं कि इस तरह के बदलाव से महासागरों का विखंडन छोटे और इसके अलावा पानी के बंद निकायों - समुद्रों और झीलों में हो सकता है, और इससे जल परिसंचरण की तीव्रता कम हो जानी चाहिए थी। नतीजतन, शैवाल के कार्बनिक अवशेष, उनके कार्बन के साथ, समुद्र तल पर बने रहे और सतह पर नहीं उठे, जहां वे बैक्टीरिया द्वारा विघटित हो सकते थे। इस प्रकार, कार्बन परिसंचरण से मुक्त हो गया, जिससे शैवाल द्वारा संश्लेषित ऑक्सीजन को वातावरण में जल्दी से जमा करने की अनुमति मिलती है।

मूर की "टेक्टोनिक परिकल्पना" की भी पहली बार में कोई वास्तविक पुष्टि नहीं हुई थी। लेकिन तीन साल बाद, उसे पूरी तरह से अप्रत्याशित मिला, कोई भी कह सकता है - सनसनीखेज विकास। पिछले साल के मध्य में, वैज्ञानिक, और फिर मास प्रेस, अचानक सुर्खियों से भर गया था: "पृथ्वी का सोमरसल्ट कैम्ब्रियन विस्फोट का रहस्य बताता है!" सबसे आश्चर्यजनक बात यह है कि कुख्यात "सोमरस" ( या "सोमरसॉल्ट", जैसा कि इसे भी कहा जाता था) किसी प्रकार की पत्रकारिता अतिशयोक्ति नहीं थी। ग्रंथों से निम्नानुसार, यह एक बहुत ही गंभीर (यद्यपि कट्टरपंथी) वैज्ञानिक परिकल्पना थी जिसने कैम्ब्रियन रहस्य को उन "टेक्टोनिक शिफ्ट्स" द्वारा ठीक से समझाया, जिनके बारे में हमने अभी बात की थी, केवल बहुत बड़े पैमाने पर - एक बार की शिफ्ट की तरह कुछ पूरी पृथ्वी की पपड़ी। सचमुच एक "झटका"!

उनके काम ने 550 - 500 मिलियन वर्ष पहले - कैम्ब्रियन युग की शुरुआत में पृथ्वी पर हुए भूवैज्ञानिक परिवर्तनों की एक स्पष्ट तस्वीर बनाना संभव बना दिया। यह तस्वीर काफी अप्रत्याशित और वास्तव में सनसनीखेज निकली। इस प्रकार, किर्शविंक के अनुसार, तत्कालीन भूवैज्ञानिक घटनाएं.

कैम्ब्रियन युग की शुरुआत से कुछ समय पहले, सबसे प्राचीन सुपरकॉन्टिनेंट का विभाजन, जिसमें अधिकांश आधुनिक महाद्वीप शामिल थे, समाप्त हो गया (पैलियोजियोलॉजिस्ट्स ने इस सुपरकॉन्टिनेंट को रोडिनिया नाम दिया)। इसके लगभग तुरंत बाद, अलग हुई मुख्य भूमि की जनता एक नए महामहाद्वीप - गोंडवाना में एकजुट होकर फिर से संगठित होने लगी। गोंडवाना के गठन के अंतिम चरणों में, महाद्वीपीय जनता के वितरण में के सापेक्ष एक तीव्र असंतुलन उत्पन्न हुआ पृथ्वी की धुरी. सांसारिक "शीर्ष" ने स्थिरता खो दी है। एक घूर्णन पिंड सबसे अधिक स्थिर होता है जब इसे बनाने वाले द्रव्यमान भूमध्य रेखा पर केंद्रित होते हैं (जो इसे जड़ता का अधिकतम क्षण देता है) या इसके सापेक्ष कम या ज्यादा समान रूप से वितरित किया जाता है, जबकि गोंडवाना ध्रुव के बहुत करीब स्थित था।

पृथ्वी की स्थिरता को बहाल करने के लिए महाद्वीपीय द्रव्यमान के तेजी से पुनर्वितरण की आवश्यकता थी। इसलिए, ग्रह के पूरे ठोस खोल ने पूरी तरह से मंडल को नीचे स्लाइड करना शुरू कर दिया, जब तक कि यह घूर्णन की धुरी के सापेक्ष नब्बे डिग्री स्थानांतरित नहीं हो गया। जैसा कि किर्शविंक के आंकड़ों से पता चलता है, ऑस्ट्रेलिया और अमेरिका की महाद्वीपीय प्लेटें, जो पहले ध्रुवों के क्षेत्र में थीं, ने यह मोड़ बनाया और लगभग पंद्रह मिलियन वर्षों में भूमध्य रेखा की ओर बढ़ गई - नगण्य भूवैज्ञानिक पैमानों की अवधि (तीन दस-हजारवां) सामान्य आयुधरती)। यह पूरे ग्रह का एक वास्तविक "कलाबाजी" था। इसका परिणाम यह हुआ कि इसके घूर्णन की धुरी, अंतरिक्ष में अपनी पूर्व दिशा को बनाए रखते हुए, अब ठोस खोल के सापेक्ष 90 डिग्री घूम गई। पृथ्वी की चोटी का घूर्णन फिर से स्थिर हो गया।

अमेरिका और ऑस्ट्रेलिया की चट्टानों में एकत्रित किर्शविंक के पैलियोमैग्नेटिक डेटा के अनुसार, इन दोनों महाद्वीपीय प्लेटों (जिसमें पूरी पृथ्वी की पपड़ी का लगभग दो-तिहाई हिस्सा शामिल है) ने 534 और 518 मिलियन वर्ष पहले पृथ्वी की धुरी के सापेक्ष लगभग एक साथ अपनी गति बनाई। ऐसी भव्य भूगर्भीय घटनाएं अत्यंत दुर्लभ हैं। किसी भी मामले में, पिछले दो सौ मिलियन वर्षों में, पर्मियन युग के अंत के बाद से, वे निश्चित रूप से एक बार भी नहीं हुए हैं। किर्शविंक, हालांकि, इस बात को बाहर नहीं करता है कि उनके द्वारा वर्णित भूवैज्ञानिक प्रलय के समान कुछ कैम्ब्रियन और पर्मियन युगों के बीच के अंतराल में खुद को दोहरा सकता है।

किर्शविंक की तस्वीर के रूप में असामान्य है, यह लेखक के डेटा द्वारा बहुत ठोस रूप से प्रमाणित है, और इसके अलावा, इसे तुरंत कई स्वतंत्र पुष्टिकरण प्राप्त हुए, ताकि भूवैज्ञानिकों ने इसे स्वीकार करने के लिए अपनी तत्परता व्यक्त की। लेकिन इस तस्वीर में जीवविज्ञानियों की भी दिलचस्पी है। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, लेखकों के अनुसार, यह ग्रह का "सोमरस" था जो कैम्ब्रियन जैविक विस्फोट का मुख्य कारण हो सकता है। "महाद्वीपों की तीव्र गति," किर्शविंक के सह-लेखकों में से एक, रिपरडन कहते हैं, "कुछ के बंद होने और अन्य जल घाटियों के गठन के लिए नेतृत्व नहीं कर सका - ये उस समय जीवन के एकमात्र क्षेत्र थे, एक के लिए तत्कालीन समुद्री धाराओं में परिवर्तन, अचानक जलवायु परिवर्तन और अन्य समान रूप से विनाशकारी घटनाओं के लिए। ये सभी आपदाएं जीवन के नए रूपों के उदय को प्रोत्साहन देने वाली थीं, जो बदली हुई परिस्थितियों के अनुकूल थीं। लेकिन यह नए रूपों का इतना तेजी से उभरना था जो "कैम्ब्रियन विस्फोट" की विशेषता थी।

खुद किर्शविंक के अनुसार, तेजी से परिवर्तनमहाद्वीपों के खिसकने के कारण महासागरीय क्षेत्रों में समुद्र की धाराओं में काफी बार-बार और अचानक परिवर्तन होने चाहिए थे। "ऐसा प्रत्येक परिवर्तन वैश्विक था," वे कहते हैं। - इसने मौजूदा क्षेत्रीय पारिस्थितिक तंत्र को छोटे क्षेत्रों में नष्ट कर दिया। इन छोटे क्षेत्रों में, बड़े क्षेत्रों की तुलना में जीवन के नए रूपों के जीवित रहने की संभावना अधिक थी। हमारा डेटा बताता है कि इस तरह के वर्तमान परिवर्तन लगभग हर दस लाख वर्षों में हुए हैं। दस लाख वर्षों में, विकास पिछले चक्र के बचे हुए लोगों में से सर्वश्रेष्ठ का चयन करने और नई क्षेत्रीय प्रणाली बनाने में कामयाब रहा है। लेकिन फिर यह प्रक्रिया फिर से शुरू हुई, और इसलिए पूरे प्रलय के दौरान डेढ़ से दो दर्जन बार। महान जैविक विविधता के उद्भव के लिए ये सबसे अच्छी स्थितियां हैं, खासकर जब से यह सब उन जीनों की उपस्थिति के तुरंत बाद हुआ जो बहुकोशिकीय जीवों के भ्रूण विकास के मुख्य चरणों को नियंत्रित करते हैं।

आइए अंतिम वाक्य पर एक नज़र डालें। पहली नज़र में - एक अशिक्षित व्यक्ति का दृश्य - यह बल्कि रहस्यमय लगता है: ये "जीन जो भ्रूण के विकास के मुख्य चरणों को नियंत्रित करते हैं", और कैम्ब्रियन विस्फोट से उनका क्या लेना-देना है? हालांकि, ऐसे लोग थे जिन्होंने इस वाक्यांश में उन कट्टरपंथी जैविक विचारों की लंबे समय से प्रतीक्षित मान्यता को सुना, जिन्हें उन्होंने पिछले दो वर्षों में वैज्ञानिक दुनिया का ध्यान आकर्षित करने की उम्मीद में आगे रखा था। और न केवल मान्यता, बल्कि इन विचारों को नए के ढांचे के भीतर "ग्रहों के सोमरस" के समान रूप से कट्टरपंथी भूवैज्ञानिक विचारों के साथ संयोजित करने की संभावना पर एक पूरी तरह से पारदर्शी संकेत भी है। भौतिक और जैविककैम्ब्रियन विस्फोट का सिद्धांत।

कैम्ब्रियन पहेली की इन जैविक व्याख्याओं की कहानी को ही हम अपने निबंध का अंतिम भाग समर्पित करते हैं।

कैम्ब्रियन विस्फोट की व्याख्या करने के लिए सामने रखी गई "विशुद्ध रूप से जैविक" परिकल्पनाओं में से पहली "रीपर परिकल्पना" थी, जिसे 1973 में अमेरिकी स्टीफन स्टेनली द्वारा तैयार किया गया था। स्टेनली पारिस्थितिकी में जाने-माने "पतले सिद्धांत" से आगे बढ़े। यह देखा गया है कि एक कृत्रिम तालाब में शिकारी मछलियों के आने से इस तालाब में जूप्लवक की विविधता में तेजी से वृद्धि होती है। और इसके विपरीत, विभिन्न शैवाल के संचय से उन पर फ़ीड करने वाले समुद्री अर्चिन को हटाने के लिए पर्याप्त है, क्योंकि यह विविधता कम होने लगती है। दूसरे शब्दों में, पारिस्थितिक आला का "पतला होना" "रीपर-शिकारी"इसकी जैविक विविधता को बनाए रखने या विस्तार करने के लिए इसके निवासियों पर भोजन करना आवश्यक है।

पहली नज़र में, यह उल्टा लगता है। ऐसा लगता है कि इस तरह के "रीपर", एक जगह की आबादी को खत्म करने से, इसमें रहने वाली प्रजातियों की संख्या कम हो जाएगी, और कुछ, सबसे छोटी, इसे भी खत्म कर देगी। लेकिन, जैसा कि हम देखते हैं, वास्तविकता इस सहज तर्क का खंडन करती है। और यही कारण है। तथाकथित प्राथमिक उत्पादकों (अर्थात, जीव जो अपना भोजन सीधे प्रकाश संश्लेषण से प्राप्त करते हैं, और दूसरों को खाने से नहीं) द्वारा बसे हुए किसी भी स्थान में, एक या अधिक प्रजातियां अनिवार्य रूप से "एकाधिकारवादी" बन जाती हैं - वे सभी जीवित स्थान और पोषक तत्वों पर कब्जा कर लेते हैं आला और अन्य प्रजातियों को विकसित करने की अनुमति नहीं देते हैं। इन परिस्थितियों में दिखाई देने वाले "रीपर" इन प्रमुख प्रजातियों पर फ़ीड करेंगे (यदि केवल इसलिए कि वे इसे सबसे बड़ी मात्रा में भोजन प्रदान करने में सक्षम हैं) और इसलिए, मुख्य रूप से उनके बायोमास को कम कर देंगे। लेकिन इसके लिए धन्यवाद, वह रहने की जगह के एक हिस्से को साफ कर देगा और इस तरह नई प्रजातियों के लिए जगह बनाएगा। और इससे पूरे आला की जैविक विविधता में वृद्धि होगी। वही सिद्धांत, जैसा कि ऊपर के उदाहरणों से देखा जा सकता है, दूसरे पर लागू होता है पारिस्थितिक तंत्र. दूसरी ओर, स्टेनली ने कैम्ब्रियन विस्फोट के रहस्य को समझाने के लिए "पतला सिद्धांत" लागू किया।

यह देखना आसान है कि यह विस्फोट इस योजना में पूरी तरह फिट बैठता है। प्री-कैम्ब्रियन युग में, पृथ्वी के महासागर लगभग विशेष रूप से किसके द्वारा बसे हुए थे एककोशिकीय जीवाणुऔर कुछ प्रजातियों के शैवाल। अरबों वर्षों तक किसी ने उन्हें "पतला" नहीं किया, और इसलिए उन्हें जल्दी से विकसित होने का अवसर नहीं मिला। यदि कुछ एकल-कोशिका वाले शाकाहारी "शिकारी" अचानक ऐसे वातावरण में दिखाई देते हैं, तो यह निश्चित रूप से - "पतला सिद्धांत" के अनुसार - नई प्रजातियों के तेजी से उद्भव का कारण होगा। यह, बदले में, नए, अधिक विशिष्ट "रीपर" के उद्भव के लिए प्रेरित होना चाहिए था, जिससे अगली नई प्रजातियों के लिए रास्ता साफ हो गया, ताकि जैविक रूपों की विविधता एक स्नोबॉल की तरह बढ़ने लगे - और यही स्थिति है कैम्ब्रियन विस्फोट।

इस प्रकार, स्टेनली के अनुसार, कैम्ब्रियन विस्फोट का "ट्रिगर" प्री-कैम्ब्रियन युग के सबसे सरल एककोशिकीय जीवों के वातावरण में एक निश्चित "शिकारी" की आकस्मिक उपस्थिति थी। और तथ्य यह है कि इस विस्फोट में एक तेज छलांग का चरित्र था, कोई विशेष रहस्य प्रस्तुत नहीं करता है। पर्याप्त रूप से मुक्त रहने की जगह और पर्याप्त मात्रा में भोजन की उपस्थिति में एक ही चरित्र में कई जैविक प्रणालियों का विकास होता है। यदि, उदाहरण के लिए, एक प्रयोगशाला पेट्री डिश में पोषक माध्यम पर बैक्टीरिया की एक छोटी कॉलोनी लगाई जाती है, तो यह उसी "हिमस्खलन" कानून के अनुसार गुणा करेगी, और यह स्पस्मोडिक प्रजनन तभी रुकेगा जब सभी उपलब्ध स्थान भर जाएंगे और पोषक तत्व समाप्त हो जाएंगे। थका हुआ। नई जैविक प्रजातियों के लिए कैम्ब्रियन महासागर एक ऐसा प्राकृतिक "पेट्री डिश" था। जब उन्होंने इन महासागरों को भर दिया, तो कूदने की स्थिति गायब हो गई और फिर कभी नहीं हुई, जो कि स्टेनली के अनुसार, कैम्ब्रियन विस्फोट की विशिष्टता बताती है।

1994-1997 में कैम्ब्रियन विस्फोट के लिए एक पूरी तरह से अलग जैविक व्याख्या प्रस्तावित की गई थी। अमेरिकी जीवविज्ञानीवैलेन्टिन, इरविन और याब्लोन्स्की। उनकी राय में, यह विस्फोट इस तथ्य के कारण हुआ कि कुछ आदिम पूर्व-कैम्ब्रियन जीव, यादृच्छिक आनुवंशिक परिवर्तनों के परिणामस्वरूप, संभावित शारीरिक संरचनाओं की सीमा का नाटकीय रूप से विस्तार करने की क्षमता रखते थे। वास्तव में, कैम्ब्रियन विकासवादी छलांग की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक पूरी तरह से नई शारीरिक विशेषताओं के साथ कई जैविक रूपों की अचानक उपस्थिति थी। इन नए जीवों में से कुछ ने अलग-अलग सिर और पूंछ विकसित की हैं, अन्य के अलग-अलग खंड और पेट हैं, फिर भी अन्य के अंग हैं, कुछ ने खोल पहने हुए हैं, कुछ हैं एंटीनाया गलफड़े - और इसी तरह। कुल मिलाकर, शोधकर्ता 37 नई शारीरिक योजनाओं की गणना करते हैं जो हिंसक विकासवादी गतिविधि के उस युग में उत्पन्न हुईं - और, इसके अलावा, लगभग एक साथ। और आधुनिक जीवों की शारीरिक वास्तुकला के सभी बुनियादी सिद्धांत ठीक उसी समय उत्पन्न हुए थे।

हालांकि, यहाँ किस पर, जीन? नई परिकल्पना के लेखकों के जीन के साथ इस "वास्तुशिल्प छलांग" के संबंध का विचार तथाकथित विकासात्मक जीव विज्ञान की नवीनतम उपलब्धियों से प्रेरित था। यह पहले से ही ज्ञात था कि किसी भी बहुकोशिकीय जीव के भ्रूण के विकास के दौरान, उसकी कोशिकाएं विशेषज्ञता से गुजरती हैं - कुछ से, उदाहरण के लिए, पैर, दूसरों से, जैसे, मांसपेशियों, गलफड़ों या आंखों से प्राप्त होते हैं। यह भी ज्ञात था कि कोशिका विशेषज्ञता के लिए आदेश कुछ जीनों द्वारा दिए जाते हैं। लेकिन हाल के वर्षों में यह स्थापित किया गया है कि विकास के लिए एक निश्चित योजना के अनुसार आगे बढ़ने के लिए - उदाहरण के लिए, एक आंख नहीं बढ़ती जहां एक पैर होना चाहिए - यह आवश्यक है कि इन जीनों को "चालू" किया जाए निश्चित क्रम, एक के बाद एक, सही समय पर, और विशेष, तथाकथित नियामक जीन ऐसे व्यवस्थित समावेशन को नियंत्रित करते हैं। उनकी किस्मों का सबसे अधिक अध्ययन के जीन हैं होक्स". उन्हें सबसे पहले ड्रोसोफिला का अध्ययन करते हुए खोजा गया था।

यह पाया गया कि इस समूह के जीन सबसे बुनियादी और सबसे अधिक बिछाने की प्रक्रिया को नियंत्रित करते हैं सामान्य सिद्धांतोंशरीर की शारीरिक संरचना। ड्रोसोफिला में मौजूद इस समूह के आठ जीन एक के बाद एक गुणसूत्रों में क्रमिक रूप से स्थित होते हैं। वे एक ही क्रमिक तरीके से काम करते हैं: पहला जीन सिर बनाने की आज्ञा देता है, दूसरा अपनी धुरी के साथ शरीर के अगले खंड के निर्माण का आदेश देता है, और इसी तरह, पूंछ तक। जब शोधकर्ताओं ने इन जीनों के अनुक्रम को कृत्रिम रूप से बदल दिया, तो उन्हें मक्खियाँ मिलीं, उदाहरण के लिए, उनके सिर से पैर निकल रहे थे।

समूह जीन होक्समेंढकों में भी अध्ययन किया। इस अध्ययन से पता चला है कि हालांकि मेंढक और फल मेंढक विकासवादी पेड़ की दो अलग-अलग शाखाओं पर स्थित होते हैं (ये शाखाएं भ्रूण में मुंह बनने के तरीके में भिन्न होती हैं), उनके छह जीन होक्सआश्चर्यजनक रूप से समान। उदाहरण के लिए, ड्रोसोफिला में उनमें से एक मेंढक में इसके एनालॉग से केवल एक "संकेत" से भिन्न होता है: ड्रोसोफिला में यह पेट की उपस्थिति को नियंत्रित करता है, और मेंढक में यह पीठ को नियंत्रित करता है। यदि आप इसे ड्रोसोफिला से मेंढक में प्रत्यारोपित करते हैं, तो विकास की प्रक्रिया बिल्कुल भी बाधित नहीं होगी, केवल मेंढक की पीठ और पेट की जगह बदलेगी। जाहिर है, यह अंतर उत्परिवर्तन के परिणामस्वरूप उत्पन्न हुआ। यह गिनकर कि समान जीनों में कितने ऐसे उत्परिवर्तनीय अंतर जमा हुए हैं होक्समक्खियों और मेंढकों के अलग-अलग अस्तित्व के दौरान, और हर सौ साल में होने वाले उत्परिवर्तन की औसत संख्या को जानकर, शोधकर्ताओं ने निर्धारित किया कि मेंढक और फल मक्खियों के सामान्य पूर्वज कितने समय पहले रहते थे। यह समय खतरनाक रूप से कैम्ब्रियन विस्फोट के समय के करीब निकला - लगभग 565 मिलियन वर्ष।

जैसा कि हम पहले ही कह चुके हैं, ड्रोसोफिला के पास केवल आठ हैं होक्सजीन, स्तनधारियों में, उदाहरण के लिए, उनमें से लगभग 38 हैं। लेकिन यह पाया गया कि ये सभी 38 जीन आठ प्राथमिक जीनों के केवल थोड़े संशोधित डुप्लिकेट हैं। इन आठ प्राथमिक जीनों के लिए, वे सभी में बहुत समान थे आधुनिक प्रकारस्तनधारियों से लेकर कीड़ों तक के जीव। मेंढक और ड्रोसोफिला के मामले में, इस समानता ने सटीक गणना करना संभव बना दिया जब ये आठ प्रारंभिक होक्सजीन जो सभी आधुनिक जीवों के शरीर संरचना के सबसे सामान्य सिद्धांतों को निर्धारित (और अभी भी निर्धारित) करते हैं (इस संरचना और उनके शरीर के आकार में विशिष्ट अंतर - कहते हैं, मर्लिन मुनरो और के बीच मक्खी-ड्रोसोफिला- अन्य समूहों के नियामक जीन में अंतर से उत्पन्न होते हैं जो बाद में प्रकट हुए, बाद के विकास के दौरान)।

इन गणनाओं ने मेंढकों और फल मक्खियों में इन जीनों की तुलना के समान परिणाम दिए। यह पता चला कि समूह के प्राथमिक जीन होक्स, जो सभी आधुनिक जीवों में समान हैं, इन जीवों के सामान्य पूर्वजों के समय के हैं, जो लगभग 565 मिलियन वर्ष पहले उत्पन्न हुए थे, यानी कैम्ब्रियन विकासवादी विस्फोट से तुरंत पहले के युग में। जैसा कि हम पहले से ही जानते हैं, वे शरीर की योजनाएँ जो आज तक जीवित हैं, आधुनिक जीवों की शारीरिक वास्तुकला के सबसे सामान्य सिद्धांतों के रूप में कैम्ब्रियन युग में उत्पन्न हुईं। और अब हम देखते हैं कि नियामक जीन ऐसे के लिए जिम्मेदार हैं सामान्य योजना, कुछ समय पहले दिखाई दिया। यह मान लेना काफी स्वाभाविक है कि यह जीन के पहले पूर्ण समूह की उपस्थिति है होक्स(आठ प्राथमिक जीनों से मिलकर) ने रूपों के उस अनूठे विस्फोट के लिए एक ट्रिगर के रूप में कार्य किया जिसे हम कैम्ब्रियन विस्फोट कहते हैं।

सबसे पहले, वैलेन्टिन और उनके सह-लेखकों ने तर्क दिया कि इतिहास इस प्रकार विकसित हुआ: कुछ समय के लिए, केवल सबसे सरल जीव मौजूद थे, जिसमें पूरे समूह होक्सथका हुआ सिर्फ एकजीनोम, प्री-कैम्ब्रियन युग में पहले बहुकोशिकीय जीवों का उदय हुआ, जिसमें इन जीनों की संख्या धीरे-धीरे बढ़कर पाँच या छह (फ्लैटवर्म में) हो गई, और कैम्ब्रियन युग में यह संख्या अचानक बढ़कर आठ हो गई, और यह पर्याप्त था विभिन्न प्रकार के रूपों का उदय।

उनके सिद्धांत का एक बाद का संस्करण बहुत अधिक जटिल लगता है। अब वे मानते हैं कि नियामक जीन के पूरे आवश्यक सेट की उपस्थिति 565 मिलियन वर्ष पहले प्रीकैम्ब्रियन युग में हुई थी। लेकिन इस घटना की सभी जैविक मौलिकता के लिए, फिर भी, कैम्ब्रियन विस्फोट के लिए यह केवल एक आवश्यक, लेकिन पर्याप्त शर्त नहीं थी। यह बहुत संभव है कि उन जीनों में से एक के साथ भी, इसके पहले मालिक, कुछ फ्लैटवर्म की आंख नहीं थी, लेकिन केवल एक "आंख की शक्ति" थी - सिर पर एक प्रकार का प्रकाश-संवेदनशील स्थान।

जीव यांत्रिक खिलौने नहीं हैं जिन्हें स्वचालित उत्तर प्राप्त करने के लिए केवल धक्का देने की आवश्यकता होती है, बल्कि कैम्ब्रियन विस्फोट के समान, वास्तविकता बनने की संभावना और विकास में उछाल के लिए विभिन्न स्थितियों का एक जटिल संयोजन होता है।

दूसरे शब्दों में, कैम्ब्रियन युग में कुछ अतिरिक्त हुआ होगा, जिसने इन जीनों को क्रिया में लगाने के लिए एक "ट्रिगर" की भूमिका निभाई, अर्थात विभिन्न रूपों और प्रकारों की एक किस्म बनाने के लिए, जो उस समय की इतनी विशेषता है . वैलेन्टिन और उनके सहयोगियों ने यह निर्दिष्ट नहीं किया कि ऐसा "अतिरिक्त ट्रिगर" क्या हो सकता है। वे केवल यह लिखते हैं कि "मान्यताएं एक निश्चित से ऊपर वायुमंडलीय ऑक्सीजन में तेज वृद्धि से होती हैं" महत्वपूर्ण स्तरएक पारिस्थितिक "हथियारों की दौड़" के लिए जिसमें शिकारियों और शिकार की विकासवादी बातचीत विभिन्न नई प्रजातियों की एक श्रृंखला को जन्म दे सकती है।"

इन शब्दों में बर्कनर-मार्शल की "ऑक्सीजन परिकल्पना" और स्टेनली की "शिकारी-रीपर परिकल्पना" के संकेतों को पहचानना आसान है। दूसरी ओर, "अर्थ सोमरसॉल्ट परिकल्पना" के निर्माता, किर्शविंक का मानना ​​​​है कि सभी के एक साथ फिसलने से कैम्ब्रियन विस्फोट की उनकी व्याख्या स्थलीय महाद्वीपवैलेंटाइन, याब्लोन्स्की और इरविन द्वारा प्रस्तावित "नियामक जीन की छलांग" के सिद्धांत के साथ भी जोड़ा जा सकता है। इसलिए, संक्षेप में, हम कह सकते हैं कि कैम्ब्रियन विस्फोट के नवीनतम सिद्धांत कई अलग-अलग परिकल्पनाओं को जोड़ते हैं और इस तरह इस अद्वितीय और रहस्यमय घटनाकिसी एक कारण से नहीं, बल्कि अनेकों की परस्पर क्रिया से कई कारक, जैसा भौतिक और रासायनिक,साथ ही जैविक।

इस पर हम कैम्ब्रियन विस्फोट के रहस्यों की कहानी के तहत एक रेखा खींच सकते हैं और उन्हें समझाने का प्रयास कर सकते हैं। लेकिन इन रहस्यों की हमारी सूची में एक और अनसुलझी समस्या है।

जैसा कि हम पहले ही कह चुके हैं, कैम्ब्रियन विकासवादी छलांग डार्विन के "रूढ़िवादी" सिद्धांत के लिए एक मौलिक कठिनाई प्रस्तुत करती है, जिसमें विकास को "चिकनी" और "निरंतर" माना जाता है। इस कठिनाई को दूर करने के लिए, कुछ जीवविज्ञानी कैम्ब्रियन विस्फोट की वास्तविकता को पूरी तरह से नकारते हैं, जबकि अन्य "रूढ़िवादी डार्विनवाद" में आमूल-चूल परिवर्तन का प्रस्ताव करते हैं। हाल के वर्षों में, प्रत्येक पक्ष ने अपने पक्ष में नए तर्क दिए हैं, और इसने डार्विनवाद की नींव पर विवाद को तेजी से बढ़ा दिया है। यह विवाद निश्चित रूप से एक अलग कहानी का हकदार है।

"ज्ञान धब्बा है"

कैम्ब्रियन (पैलियोजोइक युग की पहली अवधि) की तलछटी चट्टानों में, सबसे निचले क्षितिज से शुरू होकर, एक विशाल विविधता और जीवाश्म की बहुतायत अचानक दिखाई देती है। कैम्ब्रियन के अंत तक, लगभग सभी ज्ञात प्रकार के बहुकोशिकीय जानवर दिखाई देते हैं। प्रोटेरोज़ोइक और पैलियोज़ोइक की सीमा पर मॉर्फोजेनेसिस का यह विस्फोट पृथ्वी पर जीवन के इतिहास की सबसे रहस्यमय घटनाओं में से एक है। इसके कारण, कैम्ब्रियन काल की शुरुआत एक ऐसा महत्वपूर्ण मील का पत्थर है जो अक्सर पूरे पिछले समय में होता है भूवैज्ञानिक इतिहास, यानी, संपूर्ण क्रिप्टोज़ोइक, को "प्रीकैम्ब्रियन" कहा जाता है।

हालांकि कई प्रकार के मेटाज़ोआ पहले से ही लेट प्रोटेरोज़ोइक में विकसित हो चुके हैं, लेट प्रोटेरोज़ोइक डिपॉजिट में इन समूहों के प्रतिनिधियों के दफन दुर्लभ हैं, जो कि अधिकांश प्रीकैम्ब्रियन जानवरों में एक कठोर कंकाल की अनुपस्थिति से समझाया गया है। प्रारंभिक कैम्ब्रियन में, ऐसा कंकाल सबसे अधिक दिखाई दिया विभिन्न समूहजानवरों। एक ही समय में, कंकाल के ऊतक और कंकाल की शारीरिक रचना अलग-अलग समूहों में पूरी तरह से भिन्न थी: आर्थ्रोपोड्स के लचीले संयुक्त चिटिनस गोले से लेकर मोलस्क और ब्राचिओपोड्स के मोनोलिथिक कैलकेरियस शेल तक।

एक उल्लेखनीय जीवाश्म जीव, जिसमें विभिन्न प्रकार के जानवर शामिल हैं, दोनों एक कंकाल और "नरम शरीर" से संपन्न हैं, 1980 के दशक की शुरुआत में खोजा गया था। मध्य कैम्ब्रियन बर्गेस शेल में ब्रिटिश कोलंबियाकनाडा में। इस जीव में लगभग 120 पीढ़ी शामिल हैं, जिनमें स्पंज, कोइलेंटरेट्स के प्रतिनिधि शामिल हैं, एनेलिडों-पॉलीचैट्स, मोलस्क, आर्थ्रोपोड्स, इचिनोडर्म, हेमी-कॉर्डोटा, कॉर्डेट्स, ब्राचिओपोड्स और अन्य समूह, जिनमें अज्ञात टैक्सोनॉमिक संबद्धता के रहस्यमय जीव शामिल हैं। उनमें से, बड़े Anomalocans शिकारी बाहर खड़े हैं, लंबाई में 2 मीटर तक पहुंचते हैं और एक अजीब उपस्थिति रखते हैं: एक लम्बी सुव्यवस्थित शरीर, बड़ी डंठल वाली आंखें, संयुक्त पेरियोरल उपांगों की एक जोड़ी, जो शायद शिकार को पकड़ने के लिए काम करती थी; कई चल प्लेटों का जबड़ा तंत्र, उदर पंख, कई क्रमिक लोबों में विभाजित।

प्रीकैम्ब्रियन और पोस्ट-कैम्ब्रियन विकास के दौरान सबसे महत्वपूर्ण घटनाओं में से कई को 60 के दशक में सामने रखी गई परिकल्पना द्वारा समझाया गया है। एल. बर्कनर और एल. मार्शल, जो प्राचीन जीवों के आवास में स्थितियों में नियमित परिवर्तन पर आधारित है। यह परिकल्पना पृथ्वी पर जीवन के विकास को पृथ्वी के वायुमंडल में ऑक्सीजन सामग्री में परिवर्तन के साथ जोड़ती है।

पर आधुनिक वातावरणपृथ्वी में लगभग 21% ऑक्सीजन है।

हालांकि, सौरमंडल के सभी ग्रहों के बीच, इस तत्व से भरपूर ऑक्सीजन वातावरण, पृथ्वी के लिए अद्वितीय है। यह आकस्मिक नहीं है: ऑक्सीजन की उच्च रासायनिक गतिविधि इस तथ्य की ओर ले जाती है कि ग्रहों की स्थिति में, एक मुक्त अवस्था में ऑक्सीजन लंबे समय तक मौजूद नहीं रह सकती है: विभिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग लेते हुए, यह ऑक्साइड के रूप में बंधी हुई है और अन्य यौगिक। वातावरण में ऑक्सीजन की प्रचुरता आधुनिक पृथ्वी- हरे पौधों द्वारा 3 अरब वर्षों तक किए गए प्रकाश संश्लेषण का परिणाम। कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रियाओं में, सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा का उपयोग करके कार्बनिक पदार्थों को संश्लेषित किया जाता है (प्राथमिक जैव उत्पादन) और मुक्त ऑक्सीजन जारी किया जाता है।

पृथ्वी के प्राथमिक वातावरण में मुक्त ऑक्सीजन की मात्रा उसकी वर्तमान सामग्री के 0.001 से अधिक नहीं हो सकती थी। यह छोटी मात्रा पराबैंगनी किरणों द्वारा पानी के फोटोडिसोसिएशन के परिणामस्वरूप जारी की गई थी; ऑक्सीजन जल्दी से विभिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश कर गया और फिर से खुद को रासायनिक रूप से बाध्य अवस्था में पाया।

जीवन प्रक्रियाओं में आवश्यक ऊर्जा को मुक्त करने के लिए, अवायवीय प्रसार (किण्वन) का मूल रूप से उपयोग किया गया था:

C6H12O6 → 2CH3CH2CH + 2CO2 + 210 kJ/mol

ऑक्सीजन मुक्त वातावरण में जीवन का प्रसार आज की तुलना में कहीं अधिक सीमित था। आधुनिक वातावरण में, कठोर पराबैंगनी विकिरण को ओजोन स्क्रीन द्वारा अवशोषित किया जाता है - ओजोन (O3) की एक परत, जो सौर विकिरण के प्रभाव में ऑक्सीजन (O2) से लगभग 50 किमी की ऊंचाई पर बनती है और मुख्य रूप से वितरित की जाती है 15- से 60 किमी पृथ्वी की सतह. प्रारंभिक प्रोटेरोज़ोइक के ऑक्सीजन मुक्त वातावरण में, कोई ओजोन स्क्रीन नहीं थी, और जीवन केवल 10 मीटर मोटी पानी की एक परत के नीचे विकसित हो सकता था। पानी की सतह की परतें, जो सौर विकिरण ऊर्जा की सबसे बड़ी मात्रा प्राप्त करती थीं, दुर्गम थीं जीवों को। स्वाभाविक रूप से, महाद्वीप भी पूरी तरह से बेजान थे।

प्रकाश संश्लेषण के आगमन के साथ, वायुमंडल में ऑक्सीजन का उत्सर्जन शुरू हुआ।

C6H12О6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О + 2880 kJ/mol

- किण्वन के दौरान जारी 210 kJ/mol की तुलना में। यह जीवन के विकास में एक महत्वपूर्ण मोड़ था।

आधुनिक जीवों में, तथाकथित ऐच्छिक एरोबेस, जो कई बैक्टीरिया और कुछ खमीर कवक हैं, जब पाश्चर बिंदु से नीचे ऑक्सीजन सामग्री कम हो जाती है, किण्वन का उपयोग किया जाता है, जब इसकी सामग्री इस बिंदु से ऊपर उठती है, श्वसन (पाश्चर प्रभाव)।

प्राचीन जीवों के विकास में एरोबिक प्रसार के लिए संक्रमण, निश्चित रूप से तुरंत नहीं हुआ - इसके लिए उपयुक्त एंजाइमेटिक सिस्टम के विकास की आवश्यकता होती है - लेकिन जिन प्रजातियों ने सांस लेने की क्षमता हासिल कर ली है, उन्हें एक बड़ा ऊर्जा लाभ प्राप्त हुआ और परिणामस्वरूप, चयापचय और सभी जीवन प्रक्रियाओं को तेज करने का अवसर (जैसा कि यह एंजाइम प्रणाली निकला) कोशिकीय श्वसनप्रकाश संश्लेषण की एंजाइमी प्रणाली के एक मामूली संशोधन से उत्पन्न हुआ, क्योंकि ये दोनों प्रक्रियाएं रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लगभग समान अनुक्रम पर आधारित हैं, केवल विपरीत दिशाओं में जा रही हैं; यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि व्यावहारिक रूप से सभी जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएंप्रतिवर्ती। यह आगे के प्रगतिशील विकास के लिए एक पूर्वापेक्षा थी और संभवतः विकासवादी परिवर्तनों के त्वरण में योगदान दिया।

ऐसा माना जाता है कि लगभग 20 हजार वर्षों तक ऑक्सीजन का संचय विस्फोटक रूप से होता रहा।

लेकिन पृथ्वी के वायुमंडल के विकास में पाश्चर बिंदु की उपलब्धि को न केवल एरोबिक प्रसार की संभावना की उपस्थिति से चिह्नित किया गया था। जब वायुमंडल में ऑक्सीजन की मात्रा वर्तमान की 0.01 होती है, तो एक ओजोन स्क्रीन बनती है, जो पहले से ही जलाशयों में पानी की ऊपरी परतों को कठोर पराबैंगनी विकिरण से बचा सकती है (केवल "मदद" के लिए लगभग 1 मीटर पानी की आवश्यकता होती है)। यह, सबसे पहले, जीवों को जल निकायों की ऊपरी परतों में महारत हासिल करने की अनुमति देता है, सबसे अमीर सौर ऊर्जा; नतीजतन, प्रकाश संश्लेषण की दक्षता में तेजी से वृद्धि होती है, जैव उत्पादन और मुक्त ऑक्सीजन की रिहाई में वृद्धि होती है। दूसरे, जीवन के क्षेत्र का अत्यधिक विस्तार हो रहा है: जल निकायों की स्थितियाँ उथली गहराई पर महान लोगों की तुलना में बहुत अधिक विविध हैं। ऊर्जा से भरपूर वातावरण में इस तरह की स्थितियों का विकास अनिवार्य रूप से जीवन रूपों की विविधता में तेज वृद्धि की ओर ले जाएगा, जो कि मोर्फोजेनेसिस के वास्तविक विस्फोट के लिए होगा।

बर्कनर और मार्शल की गणना के अनुसार, पृथ्वी के वायुमंडल के विकास में पाश्चर बिंदु लगभग 620 मिलियन वर्ष पहले पारित किया गया था; कुछ अन्य वैज्ञानिकों के अनुसार, शायद बहुत पहले - 700-1000 मिलियन वर्ष पहले के अंतराल में। लेकिन, किसी भी मामले में, पाश्चर प्वाइंट को लेट प्रोटेरोज़ोइक में, लोअर कैम्ब्रियन की सीमा से कुछ ही समय पहले (शब्द के भूवैज्ञानिक अर्थ में) पारित किया गया था। बर्कनर और मार्शल इसे जीवों के विकास में मोर्फोजेनेसिस के निचले कैम्ब्रियन विस्फोट के रहस्य को सुलझाने की कुंजी के रूप में देखते हैं, जो वातावरण में पाश्चर बिंदु की उपलब्धि के बाद और तार्किक रूप से इस घटना के परिणामों से अनुसरण करता है (चयापचय गहनता, विकास कई नए विविध आवास, प्रकाश संश्लेषण में वृद्धि, जैव उत्पादन में वृद्धि, त्वरित विकास)।

आधुनिक एक (दूसरा पाश्चर बिंदु) के 0.1 के बराबर वातावरण में ऑक्सीजन सामग्री तक पहुंचने के बाद, ओजोन स्क्रीन पहले से ही जीवों को कठोर पराबैंगनी विकिरण की क्रिया से पूरी तरह से बचाने में सक्षम है। इस बिंदु से, जीव भूमि को आवास के रूप में विकसित करना शुरू कर सकते हैं। बर्कनर और मार्शल की गणना के अनुसार, यह ऑर्डोविशियन (लगभग 420 मिलियन वर्ष पहले) के अंत में होना चाहिए था। दरअसल, पहले स्थलीय जीवों की उपस्थिति लगभग इसी समय की है। (कई अन्य वैज्ञानिकों के अनुसार, लगभग 580 मिलियन वर्ष पूर्व कैम्ब्रियन की शुरुआत तक वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा आधुनिक के 10% के अनुरूप थी)।

वातावरण में वर्तमान ऑक्सीजन सामग्री पर्मियन काल के अंत में पहुंच गई थी।

बर्कनर और मार्शल की परिकल्पना न केवल इसके तर्क और निरंतरता के लिए आकर्षक है, बल्कि इन विचारों के आगे विकास की संभावना के लिए भी आकर्षक है। जैसा कि हमने पहले ही उल्लेख किया है, लोअर कैम्ब्रियन के मोड़ पर, बहुत विभिन्न समूहजीव एक कठोर कंकाल विकसित करते हैं जो उनके जीवाश्मीकरण की सुविधा प्रदान करता है। कंकाल का निर्माण वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा में वृद्धि का प्रत्यक्ष परिणाम भी हो सकता है। जैसा कि R. और E. Raffa द्वारा दिखाया गया है, जिसमें ऑक्सीजन की मात्रा कम है वातावरणबहुकोशिकीय जीवों के शरीर का आकार बड़ा नहीं हो सकता (जीवों के चयापचय और ऊर्जा के निम्न स्तर के कारण); बाहरी वातावरण के साथ गैस विनिमय, शायद, शरीर की सतह के माध्यम से अलग-अलग तरीके से किया गया था; जबकि शरीर की दीवारों की मोटाई कुछ मिलीमीटर से अधिक नहीं हो सकती। ऐसे जीवों के लिए, एक सहायक आंतरिक कंकाल की आवश्यकता नहीं थी, और सुरक्षात्मक बाहरी कंकाल संरचनाएं गैस विनिमय को रोक देंगी। के.टोव इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि पर्यावरण में कम ऑक्सीजन सामग्री की स्थितियों में, प्रीकैम्ब्रियन जानवरों में अच्छी तरह से विकसित संयोजी ऊतक संरचनाएं नहीं हो सकती हैं जो कंकाल के विकास का आधार बनती हैं। संयोजी ऊतक संरचनाओं की ताकत उनमें कोलेजन प्रोटीन की सामग्री पर आधारित होती है, जिसमें अमीनो एसिड हाइड्रॉक्सीप्रोलाइन शामिल होता है। इसका गठन पर्यावरण में पर्याप्त रूप से उच्च ऑक्सीजन सामग्री के साथ ही संभव है। नतीजतन, कम ऑक्सीजन सामग्री पर, कोलेजन संश्लेषण जैव रासायनिक रूप से बाधित था, और जीवों में मजबूत संयोजी ऊतक संरचनाएं नहीं हो सकती थीं, और इसलिए एक कंकाल, और एक अत्यधिक विकसित पेशी प्रणाली (जो केवल उपयुक्त सहायक संरचनाओं की उपस्थिति में प्रभावी होती है)।

डी. रोड्स और जे. मोर्स ने आधुनिक जलाशयों में पानी में कम ऑक्सीजन सामग्री (कैलिफोर्निया की खाड़ी और काला सागर में) के साथ विभिन्न जानवरों के वितरण का अध्ययन किया। पानी में ऑक्सीजन की मात्रा और बेंथिक जीवों (बेन्थोस) की प्रकृति के बीच एक स्पष्ट संबंध पाया गया। जब ऑक्सीजन की मात्रा 0.1 मिली प्रति 1 लीटर पानी से कम होती है, तो बेंटोस में कोई बहुकोशिकीय जानवर नहीं होते हैं; 0.3-1 मिली/ली पर छोटे नरम शरीर वाले (कंकाल) जानवर होते हैं जो गाद में डूब जाते हैं; अंत में, 1 मिली / लीटर से अधिक की ऑक्सीजन सामग्री के साथ अधिक सतही परतों में, एक शांत कंकाल वाले जानवरों की एक विस्तृत विविधता रहती है। ये डेटा बर्कनर और मार्शल की अवधारणा का एक प्रकार का सजीव चित्रण प्रदान करते हैं।

आइए कुछ परिणामों का योग करें। अधिकांश प्रकार के जानवरों का अलगाव संभवतः 550-800 मिलियन वर्ष पहले लेट प्रोटेरोज़ोइक में हुआ था। मेटाज़ोन्स के सभी समूहों के आदिम प्रतिनिधि छोटे, कंकाल वाले जानवर थे। वातावरण में ऑक्सीजन का निरंतर संचय और प्रोटेरोज़ोइक के अंत तक ओजोन स्क्रीन की शक्ति में वृद्धि ने जानवरों को अपने शरीर के आकार को बढ़ाने की अनुमति दी। जीवों को विभिन्न जल निकायों की उथली गहराई में व्यापक रूप से फैलने का अवसर मिला, जिसने पशु रूपों (वेंडियन जीवों) की विविधता में उल्लेखनीय वृद्धि में योगदान दिया।

हालांकि, लेट वेंडियन में, मेटाज़ोन्स के इस प्राचीन जीवों में एक महत्वपूर्ण विलुप्ति हुई, जो विलुप्त होने से बचे जीवों के शरीर के आकार में एक नई महत्वपूर्ण कमी के साथ थी। शायद यह एक अत्यंत शक्तिशाली हिमनद द्वारा सुगम था (कुछ स्रोतों के अनुसार, इस समय पृथ्वी का औसत वार्षिक तापमान लगभग 5 ° C तक गिर गया)। वेंडियन के अंत तक, ग्लेशियर पीछे हट गए, और फिर से जीवों के व्यापक फैलाव के लिए परिस्थितियाँ अनुकूल हो गईं।

लगभग 15 मिलियन वर्षों की अवधि में प्रारंभिक कैम्ब्रियन में प्रारंभिक विकास के विस्फोट ने लगभग सभी ज्ञात प्रकार के जीवों के प्रतिनिधियों के जीवाश्म रिकॉर्ड में उपस्थिति का नेतृत्व किया। पैलियोज़ोइक युग के दौरान, जो 300 मिलियन से अधिक वर्षों तक चला, भौतिक और भौगोलिक स्थितियों में महत्वपूर्ण परिवर्तन हुए: भूमि और समुद्र तल की स्थलाकृति, महाद्वीपों और महासागरों के क्षेत्र का सामान्य अनुपात, महाद्वीपों की स्थिति, जलवायु और कई अन्य कारक। इन परिवर्तनों को अनिवार्य रूप से जीवन के विकास को प्रभावित करना पड़ा।

उसी पुस्तक "द ओरिजिन ऑफ स्पीशीज़" में, चार्ल्स डार्विन ने लिखा: "यदि एक ही वर्ग से संबंधित कई प्रजातियाँ अस्तित्व में आने लगीं इसके साथ ही, तो यह उस सिद्धांत के लिए एक मौत का झटका होगा जो प्राकृतिक चयन द्वारा एक सामान्य पूर्वज से विकास प्रदान करता है।

आधुनिक वैज्ञानिक, जीवाश्म अवशेषों का विस्तार से अध्ययन करने के बाद, आश्वस्त हैं कि जीवित प्राणी पृथ्वी पर अचानक प्रकट हुए। तथाकथित कैम्ब्रियन परत में त्रिलोबाइट्स, स्पंज, वर्म्स, स्टारफिश, घोंघे, तैरते क्रस्टेशियंस, सेफलोपोड्स, आर्थ्रोपोड्स आदि के अवशेष पाए गए। यहां एककोशिकीय और बैक्टीरिया भी पाए गए और थोड़ा कम। कैम्ब्रियन से पहले किसी भी बहुकोशिकीय जीवों की उपस्थिति है विवाद का बिंदु. इस प्रकार यह स्पष्ट है कि कई प्रजातियां, जो एक-दूसरे से अलग हैं और पहले से ही परिपूर्ण जीव हैं, एक ही समय में मौजूद थीं और उनके कोई पूर्वज नहीं थे जिनसे वे उतर सकते थे। भूविज्ञान में, इस घटना को कैम्ब्रियन विस्फोट कहा जाता है।

चावल। कैम्ब्रियन काल के निवासी

वैसे, विकासवादियों के लिए इस सवाल का स्पष्ट रूप से जवाब देना भी मुश्किल है कि आधुनिक प्रकृति में, साथ ही कैम्ब्रियन काल की प्रकृति में (जो कि 500 ​​मिलियन वर्ष पहले माना जाता था), स्पंज, कीड़े, स्टारफिश क्यों हैं। घोंघे, तैरते क्रस्टेशियंस, आदि? इतनी लंबी अवधि में वे उच्च रूपों में विकसित क्यों नहीं हुए? यदि विकास सभी जीवित चीजों का एक सकारात्मक, अपरिहार्य ऊर्ध्व गति है, तो इसने सभी प्राणियों को क्यों नहीं छुआ है? यह और अधिक तार्किक होगा यदि वर्तमान में ग्रह पर विकास का केवल एक मुकुट बना रहे - मनुष्य!

अमीबा, कीड़े, मछली, उभयचर, सरीसृप, स्तनधारी, बंदर और इंसान अभी भी एक ही समय में पृथ्वी पर क्यों रहते हैं? शायद इसी कारण से कोलैकैंथ मछली अभी भी मौजूद है: यह बहुत समय पहले रहती थी, आज भी जीवित है। यदि आप विकासवाद में विश्वास करने की कोशिश भी करते हैं, तो भी आपको इस प्रश्न का उत्तर देना होगा: क्या आज विकास रुका है या नहीं? हालाँकि, इस प्रश्न का उत्तर अन्य प्रश्न उठाता है जो अनुत्तरित रहते हैं।

यदि हम मान लें कि सरल से जटिल तक सभी जीवित प्राणी अभी भी विकास की प्रक्रिया में हैं, तो हमें तुरंत यह बताना होगा कि उनके बीच कोई जीवित संक्रमणकालीन रूप क्यों नहीं हैं। यदि हम कल्पना करें कि विकास समाप्त हो गया है और जो प्राणी पूर्णता तक पहुँच चुके हैं, उन्होंने अपना विकास बहुत पहले ही रोक दिया है, और बाकी प्राकृतिक चयन के माध्यम से समाप्त हो गए हैं, तो अकथनीय तथ्यविकास में पर्याप्त मृत मध्यवर्ती कड़ियाँ क्यों नहीं हैं। लेकिन संक्रमणकालीन रूपों के अवशेष खरबों और यहां तक ​​​​कि सेक्सटिलियन में भी होने चाहिए, जो लाखों वर्षों से पृथ्वी के आंतों में जमा हो रहे हैं।

इस दूर की अवधि के बारे में ज्ञात नवीनतम आंकड़ों के बारे में, अपनी पुस्तक द बर्थ ऑफ कॉम्प्लेक्सिटी में। विकासवादी जीव विज्ञान आज: अप्रत्याशित खोज और नए प्रश्न, ”अलेक्जेंडर मार्कोव ने लिखा, एक प्रसिद्ध जीवविज्ञानी और विज्ञान के लोकप्रिय। वास्तव में, आज विज्ञान को कैम्ब्रियन काल के बारे में बहुत कम जानकारी है, क्योंकि जिन घटनाओं के बारे में हम बात करेंगे, वे 542 मिलियन वर्ष पहले हुई थीं। पहले के समय के बारे में (पुरातन और प्रोटेरोज़ोइक ईन्स) विज्ञान बिल्कुल - हाल तक, लगभग कुछ भी ज्ञात नहीं था। यह समझ में आता है, क्योंकि प्रीकैम्ब्रियन स्तर वास्तव में व्यावहारिक रूप से मृत प्रतीत होते हैं, उनमें किसी भी जीवन के निशान का लगभग अनुमान नहीं लगाया गया था। लेकिन कैम्ब्रियन विस्फोट की विशेषता है अचानक उभरनाजीवन के सबसे विविध रूप जो कुछ भी नहीं से प्रकट हुए। डार्विन ने एक बार इस अवधि को एक ऐसा तथ्य कहा था जो क्रमिक विकासवादी परिवर्तन के उनके सिद्धांत में फिट नहीं बैठता है।

तब डार्विन को यह नहीं पता था कि कैम्ब्रियन विस्फोट के दौरान, जीवित जीवों के कई रूपों ने अचानक एक ठोस खनिजयुक्त कंकाल प्राप्त करना शुरू कर दिया। हालाँकि, प्रीकैम्ब्रियन (क्रिप्टोज़ोइक) में अभी भी जीवन था, यही वजह है कि इसे "छिपे हुए जीवन" की अवधि कहा जाता है। विज्ञान आज जानता है कि कैम्ब्रियन स्तर में पाए जाने वाले जानवरों के कई समूह क्रिप्टोज़ोइक में रहते थे। यह सिर्फ इतना है कि अधिकांश भाग के लिए वे नरम शरीर वाले जीव थे जिनके पास कठोर खोल या कंकाल नहीं था। लेकिन कैम्ब्रियन विस्फोट का रहस्य अभी भी बना हुआ है, बस बात यह है कि अब बातचीत किस बारे में नहीं है जटिल आकारजीवन कहीं से प्रकट नहीं हुआ, लेकिन इस बारे में कि उनमें से कई ने अचानक एक खनिज कंकाल क्यों हासिल कर लिया। "यह पर्यावरणीय परिस्थितियों में बदलाव के कारण हो सकता है। उदाहरण के लिए, पानी की अम्लता में तेज कमी से ऐसा प्रभाव हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप कैल्शियम कार्बोनेट, जानवरों में सबसे आम कंकाल बनाने वाली सामग्री, समुद्र के पानी में कम घुलनशील हो गई और अधिक आसानी से अवक्षेपित हो गई, ”अलेक्जेंडर लिखते हैं मार्कोव। लेकिन कई अन्य परिकल्पनाएं हैं।

मार्कोव अपेक्षाकृत हाल के एक अध्ययन के बारे में बात करता है जो कैम्ब्रियन विस्फोट के दौरान हुई घटनाओं और दोनों से संबंधित है तुलनात्मक जीनोमिक्स, और जानवरों के प्रारंभिक विकास के लिए।

जानवरों के लिए कार्बोनेट कंकाल होना ही पर्याप्त नहीं है कि वातावरण अनुकूल हो जाए। विशेष जीन और एंजाइम का होना भी आवश्यक है जिसकी मदद से जीवित जीव अपने शरीर के कुछ हिस्सों में कैल्शियम कार्बोनेट क्रिस्टल के निर्माण और वृद्धि की प्रक्रिया को नियंत्रित करने में सक्षम होंगे। आवश्यक मात्रा. ऐसे कंकालों के निर्माण में कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ एंजाइम बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं; वे पानी में घुले कार्बन डाइऑक्साइड को बाइकार्बोनेट में बदलने की प्रतिक्रिया को लगभग दस लाख गुना तेज कर देते हैं। जानवरों के साम्राज्य में कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ आम तौर पर बहुत आम हैं। इस तथ्य के अलावा कि वे कंकाल के निर्माण में योगदान करते हैं, वे कई अन्य कार्य भी करते हैं। कुछ समय पहले तक, यह ज्ञात नहीं था कि जीवित जीवों ने कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ कब और किस क्रम में प्राप्त किया था। हालांकि, बहुत पहले नहीं, ऑस्ट्रेलियाई और जर्मन विशेषज्ञों ने एक आदिम पुरातन स्पंज में कंकाल एंजाइमों का अध्ययन किया, एक जीवित जीवाश्म जो हमारे ग्रह पर 200 मिलियन से अधिक वर्षों से रह रहा है - एस्ट्रोस्क्लेरा विलियाना. इस अध्ययन के आधार पर, वैज्ञानिक यह निर्धारित करने में सक्षम थे कि सभी कई और विविध पशु कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ एक ही प्रोटीन से आते हैं, जिसमें सभी जानवरों का अंतिम सामान्य पूर्वज था।

"सभी जानवरों के 'अंतिम सामान्य पूर्वज' निस्संदेह कैम्ब्रियन कंकाल क्रांति से बहुत पहले रहते थे। यह पता चला है कि खनिज कंकाल के विकास के लिए जानवरों को शुरू में अच्छी तरह से तैयार (पूर्व-अनुकूलित) किया गया था - शुरू से ही उनके पास एंजाइम थे जो नाटकीय रूप से कैल्शियम कार्बोनेट के गठन को तेज कर सकते थे, ”मार्कोव लिखते हैं। संभवतः, इस तरह के एंजाइमों का उपयोग नरम शरीर वाले प्रीकैम्ब्रियन जानवरों द्वारा कंकाल के निर्माण के लिए नहीं किया गया था, लेकिन अन्य उद्देश्यों के लिए (तथ्य यह है कि कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ शरीर में अन्य कार्य करते हैं, ऊपर उल्लेख किया गया था)। जब पर्यावरण ने जैव-खनिजीकरण का पक्ष लेना शुरू किया, तो विभिन्न जानवरों ने स्वतंत्र रूप से अपने लिए इसका लाभ उठाया, इन एंजाइमों की मदद से अपने कंकाल और गोले बनाए।

यास्त्रेबोव एस.ए.

("हायज़", 2016, नंबर 10)

वेंडियन प्रस्तावना

स्नोबॉल अर्थ युग 635 मिलियन वर्ष पहले समाप्त हुआ था। प्रोटेरोज़ोइक की अंतिम अवधि शुरू हुई - एडियाकरन (635-542 मिलियन वर्ष पूर्व)। अब हमारे लिए अरबों वर्षों में नहीं, बल्कि लाखों में समय का हिसाब रखना अधिक सुविधाजनक होगा - यह स्पष्ट रूप से दिखाता है कि घटनाएं कैसे तेज हो रही हैं। हालांकि, शायद, बात यह है कि वे हमारे करीब हैं और उनके अधिक निशान संरक्षित किए गए हैं। पहले, प्राचीन स्लाव जनजातियों के सम्मान में एडियाकारन्स को वेंड कहा जाता था - वेन्ड्स (वेनिस शहर का नाम भी उन्हीं से आया था)। दुर्भाग्य से, अब इस खूबसूरत नाम को केवल एक गैर-सख्त पर्यायवाची के रूप में संरक्षित किया गया है।

एडियाकरन की मुख्य घटना (एक को जोड़ना होगा: हमारे मानवशास्त्रीय दृष्टिकोण से) को बहुकोशिकीय जानवरों की उपस्थिति कहा जाना चाहिए। इस घटना को डेट करना आसान नहीं है। एडियाकरन के पुरापाषाणकालीन रिकॉर्ड में जानवरों के प्रकार की बहुकोशिकीयता में संक्रमण के पर्याप्त सबूत हैं - हालांकि, पहले वे अधिक विवादास्पद ("प्रकृति", 2014, 516, 7530, 238-241, लेख भी देखें अलेक्जेंडर मार्कोव द्वारा, http://elementy.ru/novosti_nauki/431720)। एडियाकरन की दूसरी छमाही में, वेंडोबियोनेट बहुतायत में दिखाई देते हैं - बड़े, एक मीटर तक लंबे। रहस्यमय जीवएक सपाट डिस्क के आकार या पत्ती के आकार के शरीर के साथ, जिसमें एक ही प्रकार के कई दोहराए जाने वाले "खंड" होते हैं। "सेगमेंट" यहां उद्धरण चिह्नों में हैं क्योंकि वेनोडोबियोन्ट्स के विभाजन का लगभग निश्चित रूप से सच्चे मेटाज़ोन्स के विभाजन से कोई लेना-देना नहीं है। शब्द "वेंडोबियंट्स" जर्मन जीवाश्म विज्ञानी एडॉल्फ ज़िलाकर द्वारा गढ़ा गया था, जो इन प्राणियों को जीवन का एक बहुत ही विशेष रूप मानते थे - विशाल बहुसंस्कृति कोशिकाएं ("प्लैनेटरी सिस्टम्स एंड द ऑरिजिंस ऑफ लाइफ", कैम्ब्रिज यूनिवर्सिटी प्रेस, 2007, 193-209 ) वास्तव में, यह मानने का कारण है कि वेंडोबियोनेट कई मायनों में बहुकोशिकीय जानवरों के करीब नहीं थे, बल्कि अमीबा या कवक के करीब थे (वैसे, दोनों में बड़ी बहुराष्ट्रीय कोशिकाएं असामान्य नहीं हैं)। उन्होंने बाहर निकलने की कोशिश की बड़ा आकार, जो पहले सफलता की ओर ले गया, लेकिन विफलता में समाप्त हो गया: एडियाकरन के अंत में, वेंडोबियंट विलुप्त हो गए।

दूसरी ओर, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि venodobionts बहुत विविध थे। यह एक तथ्य नहीं है कि उन्हें कम से कम कुछ सन्निकटन में एक समूह के रूप में माना जा सकता है। यह एक विकासवादी स्तर का अधिक है। और इस तथ्य के बावजूद कि अधिकांश venodobionts ने कोई वंश नहीं छोड़ा, आधुनिक जानवर उनमें से कुछ से सीधे उतर सकते थे - उदाहरण के लिए, लैमेलर और केटेनोफोर्स ("विकास और विकास", 2011, 13, 5, 408-414)। इन विकासवादी शाखाओं की एडियाकरन जड़ों के बारे में कुछ भी अविश्वसनीय नहीं है।

सबसे पुराना निर्विवाद जीवाश्म बहुकोशिकीय प्राणी कहलाता है किम्बरेला क्वाड्राटा. यह 15 सेंटीमीटर लंबा एक द्विपक्षीय सममित प्राणी है, जो समुद्र के किनारे रेंगता है। पाए गए किम्बरेल्स के शरीर के आकार में परिवर्तन की प्रकृति (और उनमें से कई पाए गए, में विभिन्न भागप्रकाश) पैरों के निशान के साथ इसमें कोई संदेह नहीं है कि वे मांसपेशियों की मदद से सक्रिय रूप से रेंग रहे थे, खींच रहे थे, सिकुड़ रहे थे और झुक रहे थे। किम्बरेला की विशिष्ट विशेषताएं एक पैर (मांसपेशियों के नीचे की सतह) और एक मेंटल (एक तह जो धड़ की सीमा बनाती है) के साथ एक लम्बी लेकिन कॉम्पैक्ट बॉडी है। इन विशेषताओं के अनुसार, यह किसी के लिए नहीं, बल्कि मोलस्क के समान है (पैलियोन्टोलॉजिकल जर्नल, 2009, 43, 601, doi: 10.1134/S003103010906001X)। ऐसा माना जाता है कि किम्बरेला में रेडुला भी था, चिटिनस दांतों वाले मोलस्क की एक "जीभ" विशेषता, शैवाल को खुरचने के लिए अनुकूलित (PALAIOS, 2010, 25, 565-575, doi: 10.2110/palo.2009.p09-079r)। एक तरह से या किसी अन्य, यह सभी खातों में एक वास्तविक बहुकोशिकीय जानवर है।

किम्बरेला 555 मिलियन वर्ष पहले ("विज्ञान", 2000, 288, 5467, 841-845) रहते थे। और उसी समय के आसपास, जानवरों के कई जीवाश्म पैरों के निशान स्पष्ट रूप से नीचे के साथ सक्रिय रूप से रेंगते हुए पहली बार दिखाई देते हैं ("रॉयल सोसाइटी बी के दार्शनिक लेनदेन", 2008, 363, 1496, दोई: 10.1098/rstb.2007.2232)। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि "सच्चे बहुकोशिकीय जानवर" बहुत सख्त शब्द नहीं है; यहाँ यह सहमत होना ही काफी है कि हम मांसपेशियों, मुँह और आंत वाले जानवरों को कहते हैं। Vendobionts, जहां तक ​​​​कोई न्याय कर सकता है, इसमें से कुछ भी नहीं था। उन्होंने खाया सबसे अच्छा मामलासूक्ष्म शैवाल, लेकिन सबसे अधिक संभावना है कि समुद्र के पानी में घुलने वाले पदार्थ ("पारिस्थितिकी और विकास में रुझान", 2009, 24, 1, 31-40)। एडियाकरन के अंत में ही बहुकोशिकीय जीव दिखाई दिए जो सक्रिय रूप से शिकार की खोज करने और इसे बड़े टुकड़ों में पकड़ने में सक्षम थे ताकि इसे अंदर पचाया जा सके। ऐसे राक्षसों से पहले वेंडोबियंट रक्षाहीन थे - यह आश्चर्य की बात नहीं है कि उनका "स्वर्ण युग" वहीं समाप्त हो गया। बेंटिक समुदायों के इतिहास में एक पूरी तरह से अलग युग शुरू हुआ।

"जीवन का बड़ा धमाका"

एडियाकारन काल का अंत एक ही समय में दो युगों की सीमा है - प्रोटेरोज़ोइक और फ़ैनरोज़ोइक; और यहां हमें थोड़ा स्पष्टीकरण चाहिए। "फ़ानेरोज़ोइक" का शाब्दिक अर्थ है " शुद्ध जीवन". यह वह युग है जिसमें जीवाश्म विज्ञानियों द्वारा अध्ययन किए गए अधिकांश जीवाश्म संबंधित हैं। प्रोटेरोज़ोइक, आर्कियन और कैटरचियन सहित सभी पिछले समय को सामूहिक रूप से क्रिप्टोज़ोइक - "छिपा हुआ जीवन" कहा जाता है। फ़ैनरोज़ोइक, बदले में, तीन युगों में विभाजित है, जिनके नाम हम में से अधिकांश के लिए सबसे अधिक परिचित हैं: पैलियोज़ोइक, मेसोज़ोइक और सेनोज़ोइक। "पैलियोज़ोइक" का अर्थ है "प्राचीन जीवन", "मेसोज़ोइक" - " औसत आयु”, "सेनोज़ोइक" - "नया जीवन"। इनमें से प्रत्येक युग को अवधियों में विभाजित किया गया है। जिस अवधि से पैलियोज़ोइक (और इस प्रकार संपूर्ण फ़ैनरोज़ोइक) शुरू होता है उसे कैम्ब्रियन कहा जाता है। कई अन्य भूवैज्ञानिक काल की तरह, कैम्ब्रियन का नाम भूगोल से मिलता है: कैम्ब्रिया वेल्स के लिए रोमन नाम है, जो ब्रिटेन के पश्चिम में एक सेल्टिक देश है। तदनुसार, क्रिप्टोज़ोइक का एक बहुत ही सामान्य पर्याय प्रीकैम्ब्रियन है।

परिप्रेक्ष्य को सही ढंग से देखने के लिए, आइए निम्नलिखित को याद रखें: संपूर्ण फ़ैनरोज़ोइक (गोलाकार) पृथ्वी के अस्तित्व के समय और उस पर जीवन के इतिहास के समय का केवल 1/9 है। शेष 8/9 प्रीकैम्ब्रियन हैं। यह और बात है कि फ़ैनरोज़ोइक घटनाएं बहुत केंद्रित हैं।

1845 में, महान स्कॉटिश भूविज्ञानी रोडरिक मर्चिसन ने कैम्ब्रियन की शुरुआत से पहले हर समय अज़ोइक युग को बुलाने का सुझाव दिया, यानी - शाब्दिक रूप से - बेजान। यह नाम लंबे समय तक नहीं चला: पहले से ही 19 वीं शताब्दी के जीवाश्म विज्ञानियों ने दिखाया कि प्रीकैम्ब्रियन चट्टानों की मोटाई में जीवन के निशान थे ("जर्नल ऑफ जियोलॉजी", 1927, 35, 8, 734-742)। और अब हम निश्चित रूप से जानते हैं कि अधिकांश प्रीकैम्ब्रियन के दौरान पृथ्वी पर जीवन था, और हम कई प्रीकैम्ब्रियन को डेट कर सकते हैं मुख्य घटनाएं- उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन क्रांति या बहुकोशिकीय का उद्भव।

फ़ैनरोज़ोइक और प्रीकैम्ब्रियन जीवन के बीच मुख्य अंतर बहुकोशिकीय जानवरों की विशाल बहुतायत है, जिनमें से अधिकांश पहले से ही आधुनिक प्रकार के हैं। कैम्ब्रियन में स्पंज, केटेनोफोर्स, कोइलेंटरेट्स, सभी प्रकार के कीड़े, आर्थ्रोपोड, मोलस्क, ब्राचिओपोड्स, इचिनोडर्म, हेमीकोर्डेट्स और कॉर्डेट्स दिखाई देते हैं। अचानक प्रकट होनाजीवाश्म रिकॉर्ड में इन जानवरों को कैम्ब्रियन विस्फोट कहा जाता है। पुरानी परतों में, उनके कोई अवशेष नहीं हैं (कम से कम, वे स्पष्ट रूप से और निर्विवाद रूप से निर्धारित हैं)। कैम्ब्रियन आधुनिक के करीब जीवों के जन्म का समय है। कैम्ब्रियन विस्फोट का इतना प्रभाव था और यह इतनी जल्दी हुआ कि इसे अक्सर "विकासवादी बिग बैंग" कहा जाता है - उसी बिग बैंग के अनुरूप जिसमें ब्रह्मांड का जन्म हुआ था।

कैम्ब्रियन विस्फोट को कभी-कभी "कंकाल क्रांति" के रूप में भी जाना जाता है। वास्तव में, उस समय दिखाई देने वाले जानवरों के कई समूहों ने ठोस कंकाल प्राप्त किए, और वे पूरी तरह से अलग और आगे थे अलग आधार: उदाहरण के लिए, स्पंज स्पिक्यूल्स, मोलस्क शेल्स और आर्थ्रोपॉड चिटिनस शेल्स के बीच वस्तुतः कुछ भी समान नहीं है। ऐसा संयोग आकस्मिक नहीं हो सकता। हालांकि, "कैम्ब्रियन विस्फोट" और "कंकाल क्रांति" पर्यायवाची नहीं हैं। सबसे पहले, सभी कैम्ब्रियन जानवरों के पास कठोर कंकाल नहीं थे (उदाहरण के लिए, पहले कॉर्डेट्स में वे नहीं थे)। दूसरे, प्रीकैम्ब्रियन में भी, स्पष्ट कंकाल संरचनाएं कभी-कभी पाई जाती हैं - उदाहरण के लिए, यह स्पष्ट नहीं है कि आवासीय पाइप ("प्रकृति", 2006, 2, 37-40) से कौन संबंधित था। सामान्य तौर पर, "कैम्ब्रियन विस्फोट" की अवधारणा बहुत अधिक निश्चित है, और यह आश्चर्य की बात नहीं है कि समकालीन लेखकउसके बारे में और बात करो।

क्या कोई विस्फोट हुआ था?

लेकिन सवाल यह है कि क्या वास्तव में कैम्ब्रियन विस्फोट हुआ था? एक राय है कि जानवरों के कई आधुनिक समूह गहरे प्रीकैम्ब्रियन में दिखाई दिए, लेकिन लंबे समय तक उन्होंने लगभग कोई जीवाश्म अवशेष नहीं छोड़ा, और इसलिए जीवाश्मिक रूप से "अदृश्य" ("विज्ञान", 2011, 334, 6059, 1091-1097) थे। डोई: 10.1126/विज्ञान .1206375)। इसके कारण अलग हो सकते हैं: छोटे आकार काजानवर, ठोस कंकाल की कमी या बस दफनाने के लिए अनुपयुक्त भौतिक स्थितियों. "लंबे समय तक छिपे हुए प्रीकैम्ब्रियन विकास" की परिकल्पना को आणविक सिस्टमैटिक्स द्वारा अच्छी तरह से समर्थन किया जाता है, अर्थात, विभिन्न जानवरों के प्रोटीन और जीन के अमीनो एसिड और न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों की तुलना करके (बेशक, आधुनिक वाले - न तो प्रोटीन और न ही डीएनए कैम्ब्रियन के बाद से बने हुए हैं) ) पूरी तरह से आणविक डेटा के आधार पर किए गए पुनर्निर्माण अक्सर आधुनिक जानवरों के प्रकारों की जड़ों का पता लगाते हैं, यहां तक ​​​​कि एडियाकरन तक नहीं, बल्कि पिछली अवधि के लिए, क्रायोजेनियन (सिस्टमैटिक बायोलॉजी, 2013, 62, 1, 93-109)। तब यह पता चलता है कि कैम्ब्रियन विस्फोट इतना विकासवादी घटना नहीं है जितना कि संरक्षण की एक कलाकृति। कैम्ब्रियन के मोड़ पर, जानवरों की विकासवादी शाखाएं बस "प्रकट" हुईं, ठोस कंकाल हासिल कर लीं और तलछटी परतों में दबने लगीं; लेकिन वे बहुत पहले उठे।

हालाँकि, जब आणविक जैविक डेटा की निष्पक्ष रूप से पैलियोन्टोलॉजिकल डेटा के साथ कदम दर कदम तुलना की जाती है, तो "लंबे समय तक छिपे हुए प्रीकैम्ब्रियन इवोल्यूशन" की परिकल्पना सावधानीपूर्वक जांच ("वर्तमान जीवविज्ञान", 2013, 23, 19, 1889-1895) के लिए खड़ी नहीं होती है। और यह पता चला है कि कैम्ब्रियन विस्फोट एक कलाकृति नहीं है। जानवरों की अधिकांश प्रमुख विकासवादी शाखाएं वास्तव में कैम्ब्रियन सीमा के तत्काल अस्थायी क्षेत्र में उत्पन्न हुईं (कुछ मिलियन वर्ष दें या लें)। ऐसे गणितीय मॉडल भी हैं जो इस बात की पुष्टि करते हैं कि प्रीकैम्ब्रियन में डूबे हुए आधुनिक जानवरों के प्रकार के विकासवादी पेड़ों की "ट्रंक" छोटी होनी चाहिए ("रॉयल सोसाइटी बी के दार्शनिक लेनदेन", 2016, 371, 1685, दोई: 10.1098/rstb.2015.0287) . उनके अस्तित्व का समय लाखों वर्षों की बात है, शायद पहले दसियों लाख, लेकिन निश्चित रूप से सैकड़ों नहीं। सामान्य तौर पर, इस समय हमारे पास "लंबे समय से छिपे हुए प्रीकैम्ब्रियन विकास" की परिकल्पना पर विचार करने के लिए पर्याप्त आधार हैं, बल्कि गलत हैं, और कैम्ब्रियन विस्फोट एक वास्तविकता है, जैसा कि, वास्तव में, सीधे पैलियोन्टोलॉजिकल डेटा से होता है।

श्रेणीबद्धता को कमजोर करने के लिए, हम जोड़ते हैं: हमने जो निष्कर्ष निकाला है, उसमें निश्चित रूप से मिथ्याकरण की संपत्ति है। इसका मतलब यह है कि स्पष्ट शर्तों को तैयार करना संभव है जिसके तहत इसका खंडन किया जाएगा। उदाहरण के लिए, इसके लिए क्रायोजेनियन युग के कम से कम एक विश्वसनीय रूप से पहचाने जाने योग्य बिच्छू (या सेंटीपीड, या घोंघा) को ढूंढना काफी है। लेकिन अभी तक ऐसा नहीं हुआ है और इसके कभी भी होने की संभावना हर साल कम होती जा रही है।

विस्फोट के कारण

तो, कैम्ब्रियन की शुरुआत में, जानवरों की कई नई बड़ी विकासवादी शाखाएं विशिष्ट रूप से तेजी से उभरीं। ऐसा पहले या बाद में फिर कभी नहीं हुआ। आपदा के बाद भी सामूहिक विलुप्ति(जिस पर बाद में चर्चा की जाएगी) प्राणी जगतपहले से मौजूद की विविधता में वृद्धि के कारण बहाल किया गया था बड़े समूहनए के उद्भव के बजाय। इसलिए कैम्ब्रियन विस्फोट के लिए आवश्यक रूप से स्पष्टीकरण की आवश्यकता है।

सच है, "जल्दी" का अर्थ "तुरंत" नहीं है। जानवरों के नए समूह एक बार में पूरी ताकत से प्रकट नहीं होते हैं, जैसे अभिनेता पर्दे के ऊपर जाने के बाद। कैम्ब्रियन विस्फोट, हालांकि समय में अत्यधिक संकुचित था, लेकिन फिर भी धीरे-धीरे; रफ़्तार विकासवादी प्रक्रियाएंयह काफी मापने योग्य है, और ऐसे अध्ययन हैं। कैम्ब्रियन लगभग 57 मिलियन वर्ष (542-485 मिलियन वर्ष पूर्व) तक चला, जबकि बहुत शुरुआत में (पहले छह मिलियन वर्ष) समुद्री जीव अभी भी काफी खराब हैं। पृथ्वी के इतिहास के मानकों के अनुसार जानवरों के नए समूह वास्तव में बहुत जल्दी दिखाई देते हैं, लेकिन तुरंत नहीं।

यह सब क्या था? वैज्ञानिकों (चार्ल्स डार्विन सहित) को कैम्ब्रियन विस्फोट के रहस्य को समझने के बाद से डेढ़ सदी बीत चुकी है, इस घटना के लिए आनुवंशिक से लेकर ब्रह्मांडीय तक कई तरह के स्पष्टीकरण प्रस्तावित किए गए हैं। इस विषय पर एक आधुनिक समीक्षा लेख को "बियॉन्ड द कैम्ब्रियन एक्सप्लोजन: फ्रॉम द गैलेक्सी टू द जीनोम" ("गोंडवाना रिसर्च", 2014, 25, 3, 881-883, doi: 10.1016/j.gr.2014.01.001) कहा जाता है। . उदाहरण के लिए, खनिज कंकालों के बड़े पैमाने पर गठन की प्रवृत्ति - प्रसिद्ध "कंकाल क्रांति", यह "जैव खनिजकरण" भी है - कैम्ब्रियन की शुरुआत में न केवल बहुकोशिकीय जानवरों की एक विस्तृत विविधता, बल्कि एककोशिकीय यूकेरियोट्स, और कुछ शैवाल यह स्वयं सुझाव देता है कि यह बाहरी वातावरण की रासायनिक संरचना में वैश्विक परिवर्तन के कारण है, अर्थात इस मामले में, समुद्री जल। वास्तव में, यह दिखाया गया है कि कैम्ब्रियन की शुरुआत में, कुछ विशुद्ध रूप से भूवैज्ञानिक कारणों से, समुद्री जल में कैल्शियम (Ca2+) की सांद्रता, एक आयन जो किसी अन्य की तरह ठोस कंकाल बनाने के लिए आवश्यक है, लगभग तीन गुना बढ़ गया (भूविज्ञान) , 2004, 32, 6, 473-476)। जानवरों के कंकालों का खनिज आधार अक्सर कैल्शियम कार्बोनेट (मोलस्क के गोले, सुई और कोरल पॉलीप्स के कप, स्पंज स्पिक्यूल्स) और कभी-कभी कैल्शियम फॉस्फेट (कशेरुकी की हड्डियां) होते हैं।

समस्या यह है कि कंकाल क्रांति की व्याख्या करना कैम्ब्रियन विस्फोट की व्याख्या करने जैसा नहीं है। कंकाल क्रांति ने केवल कई जानवरों को कठोर, खनिजयुक्त ऊतकों की आपूर्ति की, जो उस समय पहले से मौजूद थे जब यह शुरू हुआ था। और यह उन सभी पर लागू भी नहीं हुआ। उन कैम्ब्रियन इलाकों में, जिनके संरक्षण का प्रकार गैर-कंकाल जीवों को दफनाने की अनुमति देता है, यह तुरंत पाया जाता है कि कैम्ब्रियन जीवों का एक बड़ा हिस्सा काफी "नरम शरीर" था। तो यह कंकाल के बारे में नहीं है। जिस घटना को सबसे पहले समझाया जाना चाहिए, वह बहुकोशिकीय जानवरों के विकास का अनूठा त्वरण है, जिसने बहुत जल्दी (एडियाकरन के अंत में - कैम्ब्रियन की शुरुआत) ने कई नए बड़े समूह बनाए, चाहे कंकाल हों या नहीं।

निम्नलिखित कहानी में, हम उस परिदृश्य से आगे बढ़ेंगे जिसे 1970 के दशक की शुरुआत में अमेरिकी जीवाश्म विज्ञानी स्टीफन स्टेनली द्वारा संक्षेप में रेखांकित किया गया था। बेशक, जीवाश्म विज्ञान एक बहुत तेजी से विकसित होने वाला विज्ञान है; इसमें चालीस साल पुराने कार्यों में हमेशा संशोधन की आवश्यकता होती है, और हम इन संशोधनों को बातचीत के दौरान पेश करेंगे। सच है, वास्तव में, यह एक अतिरिक्त होगा। मुख्य विचारस्टेनली ने असाधारण रूप से समय की कसौटी पर खरा उतरा है। अब तक ज्ञात तथ्यों का योग इसमें पूरी तरह फिट बैठता है।

प्रारंभ करें। कोष्ठक में, हम ध्यान दें: यह तय करने के लिए कि वास्तव में "शुरुआत" के रूप में क्या लिया जाना चाहिए, जब किसी को भी पार्स किया जाए ऐतिहासिक प्रक्रियाएक आसान काम नहीं है, क्योंकि कारण-और-प्रभाव श्रृंखला एक लापरवाह शोधकर्ता को भ्रमित करते हुए, लगभग अनंत तक अतीत में फैल सकती है। हमारे मामले में, "शुरुआत" एडियाकरन बायोटा होगी। उसने क्या प्रतिनिधित्व किया?

पारिस्थितिकी में, यह पर्यावरण बनाने वाले जीवों को अलग करने के लिए प्रथागत है, जिसकी गतिविधि पूरे समुदायों की संरचना को निर्धारित करती है। ऐसे जीवों को संपादक कहा जाता है।

उदाहरण के लिए, एक आधुनिक ओक के जंगल में, संपादक ओक है, एक छोटे से शांत तालाब में यह अच्छी तरह से बत्तख हो सकता है, आदि। इसलिए, एडियाकरन समुद्र में, संपादक नीचे को कवर करने वाले फिलामेंटस शैवाल के "कालीन" थे - इसलिए -अल्गल मैट (PALAIOS, 1999, 14, 1, 86-93, doi: 10.2307/3515363) कहा जाता है। इन "कालीनों" पर हम पहले से ही परिचित वेंडोबायंट रहते थे। उनमें से अधिकांश ने संलग्न जीवन शैली का नेतृत्व किया; उन्होंने कैसे खाया यह पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है, लेकिन सबसे अधिक संभावना है - नेत्रहीन, शरीर की पूरी सतह के साथ पानी से घुले हुए पदार्थों को चूसते हैं। कुछ समुद्री प्रोटोजोआ अभी भी इस तरह से खिलाते हैं, उदाहरण के लिए, बड़े - 20 सेंटीमीटर तक! - विशालकाय अमीबा के समान बहु-परमाणु ज़ेनोफ़ियोफ़ोर्स। जीवनशैली के मामले में Vendobionts उनके करीब हो सकते हैं।

अन्य संस्करण हैं। 1986 में, पेलियोन्टोलॉजिस्ट मार्क मैकमेनामिन ने सुझाव दिया कि वेंडोबियोनेट आधुनिक पोगोनोफोर्स के पारिस्थितिक एनालॉग थे - एक मुंह और आंतों से रहित गहरे समुद्र के एनेलिड। पोगोनोफोर्स समुद्र में ऐसी गहराई में रहते हैं जहां सूर्य का प्रकाश प्रवेश नहीं करता है। लेकिन ऐसे गर्म झरने हैं जो पानी में हाइड्रोजन सल्फाइड (एच 2 एस) छोड़ते हैं। पोगोनोफोरा का शरीर सहजीवी बैक्टीरिया से भरा होता है जो हाइड्रोजन सल्फाइड को सल्फर में ऑक्सीकृत करता है और परिणामी ऊर्जा का उपयोग कार्बन डाइऑक्साइड को ठीक करने के लिए किया जाता है, जैसा कि प्रकाश संश्लेषण में होता है। यह प्रक्रिया बैक्टीरिया और कृमि दोनों को खिलाती है जिसमें वे रहते हैं। वेंडोबियंट्स के लिए यह आसान था: वे अक्सर उथले पानी में रहते थे, जहां प्रकाश संश्लेषण के लिए पर्याप्त धूप थी, और वे अपने शरीर को भरने वाले सहजीवी एककोशिकीय शैवाल पर अच्छी तरह से भोजन कर सकते थे। यह भी काफी वास्तविक है, आधुनिक कीड़े और मोलस्क हैं जो ऐसा ही करते हैं - हालांकि, उनके लिए भोजन का यह स्रोत अतिरिक्त है। लेकिन यह मुख्य क्यों नहीं होना चाहिए? वेंडोबियंट्स की दुनिया, जहां किसी ने किसी को नहीं खाया, मैकमेनामिन ने "एडियाकारा का बगीचा" कहा, ईडन के बगीचे के लिए एक स्पष्ट मजाकिया संकेत के साथ (PALAIOS, 1986, 1, 2, 178-182, doi: 10.2307/3514512) . इस परिकल्पना का बड़ा नुकसान यह है कि इसका परीक्षण करना अभी भी मुश्किल है; इसके अलावा, यह निश्चित रूप से बिना किसी अपवाद के सभी venodobionts पर लागू नहीं हो सकता है - उनमें से कुछ उस स्तर से अधिक गहरे समुद्र में रहते थे जहां प्रकाश संश्लेषण के लिए पर्याप्त प्रकाश प्रवेश करता है ("कार्यवाही की राष्ट्रीयएकेडमी ऑफ साइंसेज यूएसए, 2009, 106, 34, 14438-14443)। लेकिन अंत में, अलग-अलग स्थितियांवे अलग तरह से खा सकते थे।

विरोधाभास यह है कि "गार्डन ऑफ एडियाकारा" की अवधारणा सच्चाई के करीब लगती है, जिसमें वेंडोबियोन्ट्स के पोषण के तरीके के बारे में कोई यथार्थवादी धारणा है। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि शैवाल उनमें रहते हैं या नहीं। एडियाकरन दुनिया में, किसी ने वास्तव में किसी को नहीं खाया (एकल-कोशिका वाली वस्तुओं के अलावा, लेकिन एककोशिकीय यूकेरियोट्सवे एक दूसरे को खा सकते हैं।) यह मौलिक महत्व का है कि एडियाकरन समुदायों में एक निश्चित बिंदु तक न केवल शिकारी (जो अन्य जानवरों को खाएंगे), बल्कि "शाकाहारी" भी थे (जो शैवाल को कुरेदेंगे या अन्यथा सक्रिय रूप से खाएंगे)। इस प्रकार, किसी ने भी शैवाल मैट के विकास में हस्तक्षेप नहीं किया।

यह सब तब बदल गया जब समुद्र के पानी में ऑक्सीजन की मात्रा में वृद्धि (जो, भूवैज्ञानिक आंकड़ों के अनुसार, पूरे एडियाकरन में धीरे-धीरे थी) ने कुछ बहुकोशिकीय जीवों को अपने चयापचय में तेजी लाने की अनुमति दी ताकि वे वास्तव में सक्रिय जीवन शैली का नेतृत्व कर सकें। "हार्वेस्टर" थे - बड़े जानवरों के साथ प्रणोदन प्रणालीऔर मुंह, जो शैवाल मैट के साथ चले गए और उनमें से बड़े क्षेत्रों को खा गए। इन "पिकर्स" में से एक किम्बरेला हमसे परिचित था। जीवन शैली और गति की गति के संदर्भ में, पहले एडियाकारन शैवाल खाने वाले जानवर सबसे अधिक संभावना आधुनिक घोंघे से मिलते जुलते थे; हमारे लिए यह हानिरहित दिखता है, लेकिन एडियाकरन निवासियों के "दृष्टिकोण से", ऐसे जीवों की उपस्थिति एक वास्तविक आपदा थी। समुद्री शैवाल मैट तुरंत ठोस होना बंद कर दिया; जानवरों ने न केवल उन्हें ऊपर से खुरच दिया, बल्कि उन्हें नीचे से भी खा लिया, इसके लिए जमीन में प्रवेश करने में महारत हासिल कर ली (प्राणी विज्ञानी इस तरह के कार्यों को "खनन" कहते हैं)। यहाँ वेंडोबियोन्ट्स को भी मिला, जो एडियाकरन के अंत में बस गायब हो गया।

उस क्षण से, एक सामान्य पैटर्न ने काम करना शुरू कर दिया, जिसे पारिस्थितिकीविदों द्वारा लंबे समय तक स्थापित किया गया और सत्यापित किया गया विभिन्न तरीके, प्रत्यक्ष प्रयोगों तक: एक शिकारी के दबाव में, उसके शिकार की विविधता उस समुदाय की तुलना में बढ़ जाती है जहां कोई शिकारी नहीं होते हैं ("प्रोसीडिंग्स ऑफ द नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज यूएसए", 1973, 70, 5, 1486 -1489)। यदि पहले बेंटिक समुदाय शैवाल की बहुत कम प्रमुख प्रजातियों से संतृप्त थे, तो अब संतुलन ध्वस्त हो गया है और तेजी से विकास शुरू हो गया है। इस बीच, सेट पारिस्थितिक पनाहजानवरों के लिए भी उपलब्ध विस्तार। सक्रिय भू-भक्षक प्रकट हुए हैं, जो लगातार बिलों में रहने के लिए अनुकूलित हैं, आंतों के माध्यम से नीचे की मिट्टी को पार करते हैं और इससे पोषक तत्व निकालते हैं; उदाहरण के लिए, कितने समुद्री कीड़े अभी भी जीवित हैं - सैंडवर्म। पहली बार, पृथ्वी खाने वाले कीड़े ने न केवल क्षैतिज, बल्कि समुद्र तल में ऊर्ध्वाधर मार्ग भी खोदना शुरू कर दिया, जिससे मिट्टी ऑक्सीजन से समृद्ध हो गई और इस तरह अन्य जानवरों द्वारा इसके उपनिवेश की सुविधा प्रदान की गई। इन घटनाओं को "सब्सट्रेट क्रांति" कहा गया है (जीएसए टुडे, 2000, 10, 9, 1-7, ftp://rock.geosociety.org/pub/GSAToday/gt0009.pdf)। इस प्रकार, विकसित हो रहे जानवरों ने न केवल तैयार पारिस्थितिक निचे पर कब्जा कर लिया, बल्कि सक्रिय रूप से नए भी बनाए, इस प्रक्रिया को एक ऑटोकैटलिटिक (स्व-त्वरित) में बदल दिया।

नीचे की सतह के कुछ निवासियों ने अपने पारिस्थितिक निचे को जमीन की ओर नहीं, बल्कि पानी के स्तंभ की ओर फैलाना शुरू किया। नतीजतन, ज़ोप्लांकटन उत्पन्न हुआ - छोटे जानवरों का एक समुदाय जो पानी में निलंबित हैं और इसके साथ बहते हैं। एक नियम के रूप में, ज़ोप्लांकटन के प्रतिनिधि पानी को छानकर और उसमें से फाइटोप्लांकटन को छानकर खिलाते हैं, यानी एक ही पानी के स्तंभ में स्थित एककोशिकीय शैवाल (कैम्ब्रियन विस्फोट के समय तक इनमें से कई पहले से ही थे)। और वास्तव में, प्रारंभिक कैम्ब्रियन में, पहले प्लवक के फिल्टर फीडर पैलियोन्टोलॉजिकल रिकॉर्ड में दिखाई दिए - ब्रांकिओपोड्स ("पैलियोबायोलॉजी", 1997, 23, 2, 247-262)। गलफड़े, सभी क्रस्टेशियंस की तरह, संयुक्त अंगों के मालिक होते हैं, जो मूल रूप से जमीन पर चलने के लिए, यानी नीचे की ओर चलने के लिए होते हैं। इसलिए, इसमें कोई संदेह नहीं है कि उन्होंने अपने विकास के शुरुआती चरणों को सबसे नीचे बिताया, और बाद में ही प्लवक की जीवन शैली की ओर रुख किया।

ज़ोप्लांकटन की उपस्थिति के परिणाम वैश्विक निकले। तथ्य यह है कि प्लवक जानवर न केवल पानी से शैवाल को छानते हैं, बल्कि किसी भी निलंबन को भी जिसमें कम से कम कुछ पोषक तत्व हो सकते हैं। ये मुख्य रूप से मृत जीवों के बिखरे हुए अवशेष हैं। निलंबन को छानने और उसमें से उपयोगी अणुओं को चूसने के बाद, प्लैंकर (मुख्य रूप से क्रस्टेशियंस इसमें भिन्न होते हैं) ध्यान से अपनी आंतों में बाकी को घने गांठों में "पैक" करते हैं - फेकल छर्रों जो जल्दी से डूब जाते हैं और नीचे तक जाते हैं। गोली निलंबन परिवहन - सबसे महत्वपूर्ण कारक, जो समुद्र में पानी की मैलापन को कम करता है। इस प्रकार, प्लवक के फिल्टर फीडरों की उपस्थिति के बाद, पानी पारदर्शी हो गया, प्रकाश ने इसे अधिक गहराई तक प्रवेश किया, और इसमें ऑक्सीजन की एकाग्रता में वृद्धि हुई (इसका कुछ हिस्सा पहले उसी मृत निलंबन के ऑक्सीकरण पर खर्च किया गया था)। पहले कारक ने उस क्षेत्र की गहराई में वृद्धि की जिसमें प्रकाश संश्लेषण संभव है, दूसरे ने बेंटिक जीवों के लिए स्थितियों में सुधार किया। सभी आंकड़ों के अनुसार, पारदर्शी ऑक्सीजन युक्त फ़ैनरोज़ोइक महासागर मैला प्रीकैम्ब्रियन महासागर ("जियोबायोलॉजी", 2009, 7, 1, 1-7) से बहुत अलग है। साथ ही वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा भी बढ़ गई। स्वाभाविक रूप से, नई परिस्थितियों में, पौधों और जानवरों दोनों की विविधता में और वृद्धि हुई। एक और ऑटोकैटलिटिक लूप बंद है।

शिकारी का आना

हमने अब तक जितने भी जानवरों की बात की है, वे सभी जानवरों में रहे हैं व्यापक अर्थों में"शाकाहारी"। उन्होंने या तो प्रकाश संश्लेषक जीवों को खा लिया, या, कम से कम, किसी के मृत अवशेष। उसी समय, "शाकाहारी" का अपना बायोमास जानवरों के लिए एक मूल्यवान (और कुछ बिंदु तक पूरी तरह से लावारिस) संसाधन था जो अन्य जानवरों पर फ़ीड करते हैं, यानी शिकारियों के लिए। सबसे पहले, कोई भी शिकारी बस अस्तित्व में नहीं था। लेकिन तंत्रिका तंत्र, मांसपेशियों और मौखिक तंत्र के रूप में सक्रिय जीवन की ऐसी विशेषताओं की उपस्थिति में, उनकी उपस्थिति केवल समय की बात थी। पहले बड़े शिकारी, जो पहले से ही निश्चित रूप से अन्य बहुकोशिकीय जानवरों को खिलाने में विशिष्ट थे, लगभग 520 मिलियन वर्ष पहले दिखाई देते हैं; ये डाइनोकारिड हैं - आर्थ्रोपोड्स से संबंधित अच्छी तरह से तैरने वाले जीव ("गोंडवाना रिसर्च", 2014, 25, 896-909, डोई, 10.1016/j.gr.2013.06.001)। डाइनोकारिड्स का सबसे प्रसिद्ध प्रतिनिधि एनोमलोकारिस है, एक पतला, खंडित प्राणी जो जटिल चेहरे वाली आंखों और शक्तिशाली संयुक्त निकट-मुंह के अंगों के साथ लगभग एक मीटर लंबा है जो स्पष्ट रूप से चलती शिकार को पकड़ने के लिए कार्य करता है। कैम्ब्रियन की शुरुआत में, ऐसे शिकारी नहीं थे। "कंकाल क्रांति" निस्संदेह किसी न किसी रूप में उनकी उपस्थिति की प्रतिक्रिया थी; समुद्र के पानी की रासायनिक संरचना को बदलने से ही यह आसान हो गया। और कंकालों की उपस्थिति ने, बदले में, नए पारिस्थितिक निशानों के विकास का शुभारंभ किया। स्टीफन स्टेनली ने बिल्कुल सही लिखा है कि कैम्ब्रियन विस्फोट की व्याख्या करने के लिए विशुद्ध रूप से जैविक कारण पर्याप्त हैं; बाहर से जीवमंडल पर कार्य करने वाले कारक इस या उस प्रक्रिया की दर को प्रभावित कर सकते हैं, लेकिन सभी मुख्य घटनाओं को उनके बिना समझाया जा सकता है। बहुकोशिकीय पशु विविधता का विस्फोट पहले "शाकाहारी" (किम्बरेला की तरह) की उपस्थिति और समुदायों के स्तर पर होने वाले, दूसरे शब्दों में, पारिस्थितिक तंत्र द्वारा गति में स्थापित ऑटोकैटलिटिक प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला का प्राकृतिक परिणाम था। पारिस्थितिकी के बाहर, कैम्ब्रियन विस्फोट की व्याख्या करना वास्तव में असंभव है।

शिकारियों के आगमन के साथ, नए जीवन रूपों के निर्माण की प्रक्रिया थोड़ी धीमी होने लगी। पारिस्थितिक निचे का एक प्रदर्शनों की सूची विकसित हुई है, उनमें से लगभग सभी को पहले ही वितरित और कब्जा कर लिया गया है। बेशक, समुदायों का विस्तार आगे भी जारी रहा - बस और धीरे-धीरे। उदाहरण के लिए, कैम्ब्रियन काल के अंत के बाद ही स्पैडफुट मोलस्क दिखाई देते हैं, जो कि शिकारियों को खोदने के बजाय एक विदेशी जगह पर कब्जा कर लेते हैं ("समुद्री जीवविज्ञान में अग्रिम", 2002, 42, 137-236)। लेकिन एडियाकरन और कैम्ब्रियन के मोड़ पर इस तरह के पैमाने पर, जानवरों का बड़े पैमाने पर विकास फिर कभी नहीं पहुंचा।

घटना के इतिहास के दृष्टिकोण से, कैम्ब्रियन विस्फोट की शुरुआत को पहले प्रभावी शैवाल खाने वालों (किम्बरेला) की उपस्थिति माना जा सकता है, और अंत - पहले प्रभावी शिकारियों (एनोमलोकारिस) की उपस्थिति माना जा सकता है। 555 मिलियन वर्ष पहले किम्बरेला दिखाई दिया, विसंगति - 520 मिलियन वर्ष पहले, उनके बीच का अंतराल 35 मिलियन वर्ष है। इतना शीघ्र नही।