9 Ultimul Big Bang Naționalismul și apariția monolingvismului sunt descrise pe scurt în „Naționalismul în Europa” a lui Timothy Baycroft (1789-1945. - Cambridge University Press, 1998). Dispariția limbilor lumii este discutată în cartea lui David Nettle și Suzanne Romaine

5.2. Explozie biologică și lipsă de substanță

Originea artropodelor - „artropodizarea” (perioadele Vendian și Cambrian) În „era pre-moleculară” oamenii de știință aveau la dispoziție trei discipline științifice, cu ajutorul cărora s-a putut reconstitui istoria evolutivă a organismelor: 1. comparativă anatomie, 2.

Explozie cognitivă Ipoteza inteligenței machiavelice a apărut la sfârșitul anilor 1980 și de atunci a câștigat în mod constant teren. În 2006, Sergey Gavrilets și Aaron Vause de la Universitatea din Tennessee din Knoxville au dezvoltat un model matematic care demonstrează în mod clar

10. Explozie culturală După ce creșterea dimensiunii creierului a deschis posibilități pentru Homo sapiens de a cuceri lumea, valul uman a împrăștiat Africa și, generație după generație, a măturat Lumea Veche, măturând totul în cale. . Cultura, la început imperceptibilă, apoi aici, apoi

Au apărut la granița Cambrianului aproape brusc, nefiind descendenți ai unei faune preexistente.

Cu toate acestea, alte studii, ambele datând din anii 1970 și mai târziu, au remarcat că animale complexe asemănătoare speciilor moderne au apărut cu mult înainte de începerea Cambrianului. În orice caz, numeroase dovezi în favoarea existenței vieții cu mult înaintea cambrianului au scos de pe ordinea de zi chestiunea „exploziei cambriene”, ca fenomen al apariției subite a vieții.

Întrebarea cauzelor și mecanismelor următoarei creșteri a complexității și diversității formelor de viață de la granița Cambrianului, care nu sunt descendenți ai biotei Hainan și Vendian dispărute, rămâne deschisă. Până în prezent, problemele „exploziei cambriene” sunt concentrate pe două aspecte cheie:

• dacă a existat într-adevăr o creștere „explozivă” a diversității și complexității organismelor în Cambrianul timpuriu și
• care ar putea fi motivul unei evoluţii atât de rapide.

Surse de informare

Construirea unei cronologii precise a evenimentelor la granița dintre Precambrian și Cambrianul timpuriu prezintă o dificultate semnificativă. Din această cauză, descrierea secvenței și a interrelației anumitor fenomene în cadrul discuției despre explozia cambriană ar trebui luată în considerare cu oarecare precauție.

Pe lângă problemele legate de datare, studiul evenimentelor de la limita Cambriană este îngreunat de lipsa materialului paleontologic în sine. Din păcate, cu cât perioada studiată este mai departe de noi, cu atât fosilele sale sunt mai puțin accesibile pentru studiu. Printre altele, motivele pentru aceasta sunt:

Rămășițe ale organismelor vii

Alături de fosile, depozitele cambriene conțin neobișnuite număr mare depozite care au păstrat amprente părți moi corpurile diferitelor organisme. Astfel de amprente ne permit să studiem în detaliu animalele care nu sunt conservate ca fosile, precum și structura internă și funcționarea organismelor care sunt de obicei reprezentate doar de scoici, țepi, gheare etc.

În Cambrian, cele mai importante zăcăminte sunt: ​​Cambrianul timpuriu

Cambrianul mijlociu

și depozitul Cambrian superior

• Orsten (Suedia).

Deși toate aceste depozite au păstrat excelent detaliile anatomice ale organismelor, ele sunt departe de a fi perfecte. Cea mai mare parte a faunei cambriene, poate, nu este deloc reprezentată în ele, deoarece depozitele s-au format în condiții specifice (alunecări de teren sau cenușă vulcanică, care au păstrat foarte repede părțile moi ale corpurilor). În plus, depozitele cunoscute acoperă doar o perioadă limitată a Cambrianului și nu afectează moment crucial imediat înainte de a începe. Deoarece înmormântările bine conservate sunt în general rare, iar depozitele de fosile extrem de rare, este foarte puțin probabil ca acestea să reprezinte toate tipurile de organisme care au existat.

Urme fosilizate lăsate de organismele vii

Urmele fosilizate constau în principal din poteci și vizuini lăsate fundul mării. Astfel de urme sunt extrem de importante deoarece oferă cercetătorului date despre organisme ale căror corpuri nu au fost păstrate în fosile. Adesea, numai ele fac posibilă studierea organismelor aparținând unei perioade din care nu s-au păstrat rămășițele animalelor capabile să lase astfel de urme. Deși o corelație exactă a urmelor cu organismele care le-au lăsat este de obicei imposibilă, urmele pot oferi cele mai timpurii dovezi ale existenței unor animale relativ complexe (cum ar fi râmele, de exemplu).

Observații geochimice

În rocile geologice aparținând limitei inferioare a Cambrianului și începutul acestuia, se remarcă fluctuații puternice în compoziția izotopică a trei elemente - stronțiu (87 Sr/ 86 Sr), sulf (34 S/ 32 S) și carbon (13 C/). 12 C).

• extincție în masă. Extincțiile în masă ale organismelor ar trebui să crească direct proporția izotopului 12 C în sedimente și astfel să reducă raportul 13 C/12 C.
• Eliberarea de metan. În permafrost și pe platforma continentală, moleculele de metan produse de bacterii sunt prinse într-o „cușcă” de molecule de apă, formând un amestec numit clatrat de metan. Fiind produs de organismele vii, acest metan este îmbogățit cu izotopul de 12 C. Pe măsură ce temperatura crește sau scade presiunea atmosferică, clatrații se descompun. Această degradare eliberează în atmosferă metanul stocat îmbogățit cu carbon-12. În atmosferă, metanul este transformat în dioxid de carbon și apă, iar dioxidul de carbon reacționează cu mineralele pentru a forma roci carbonice cu un exces de carbon-12. Ca urmare, compoziția izotopică a depozitelor geologice se deplasează către 12 C.

Anatomie comparată

Cladistica este o metodă de construire a unui „arbore evolutiv” al organismelor, cel mai adesea prin compararea structurii lor anatomice. Cu ajutorul unei astfel de analize, atât organismele moderne, cât și cele fosile pot fi comparate între ele pentru a stabili cursul evoluției lor. Într-o serie de cazuri se poate concluziona că trebuie să fi apărut grupa A înaintea grupurilor B și C, deoarece sunt mai asemănătoare între ele decât cu A. Prin ea însăși (fără corelare cu datele săpăturilor paleontologice), această metodă nu spune nimic despre momentul în care au avut loc schimbări, dar este capabilă să restabilească succesiunea de dezvoltare evolutivă a organismelor.

Filogenetica moleculară

Dovezi paleontologice

În această secțiune, dovezile principale sunt ordonate după momentul formării zăcămintelor în care a fost găsită, întrucât datarea este o problemă centrală în studiul exploziei cambriene. În același timp, trebuie avută în vedere ambiguitatea cronologiei fosilelor aparținând acestei perioade.

Revizuirea descoperirilor începe cu mult înainte de Cambrian și se termină în Ordovicianul timpuriu, deoarece există opinia că formarea principalelor tipuri de faună modernă a început înainte și s-a încheiat după Cambrian.

Date filogenetice moleculare (1,2 - 0,5 Ga)

Există încă dezbateri în curs cu privire la interpretarea cronologică a datelor filogenetice moleculare:

În orice caz, datele filogeneticii moleculare sugerează că formarea principalelor tipuri de animale a fost un proces foarte lung, cu mult peste 10 milioane de ani (acum aproximativ 543-533 milioane de ani) ai „exploziei cambriene”.

Urme precambriene de metazoare

Există dovezi paleontologice atât indirecte, cât și directe că organismele multicelulare au apărut cu mult înainte de începerea Cambrianului.

Declinul covorașelor bacteriene (1,25 Ga)

Stromatolit precambrian

stromatolite moderne. Australia de Vest.

Stromatoliții formează o parte importantă a evidenței fosile de acum aproximativ 3 miliarde de ani. Perioada lor de glorie se încadrează într-o perioadă de acum 1,25 miliarde de ani, după care au început să scadă (atât ca număr total, cât și ca diversitate). La începutul Cambrianului, această reducere era deja de aproximativ 20%.

Cea mai obișnuită explicație pentru declin este presupunerea că microorganismele care alcătuiesc covorașele bacteriene au fost pradă alte organisme vii (ceea ce ar trebui să indice existența unor prădători destul de complexi deja cu aproximativ 1 miliard de ani în urmă). Această presupunere este confirmată de anticorelațiile observate între diversitatea și abundența stromatoliților - pe de o parte, și bogăția. fauna marina- cu altul. Astfel, declinul repetat al stromatoliților s-a produs la ordovicianul târziu – imediat după un alt „focar” al diversității și abundenței faunei marine. În timpul extincțiilor Ordovician-Silurian și Permian-Triasic s-a observat din nou refacerea stromatoliților - cu scăderi ulterioare pe măsură ce fauna marina s-a restabilit.

Dezvoltarea mijloacelor de protecție în rândul akritarhilor. Predare timpurie (1 Ga)

Acritarhii sunt fosile fosilizate de natură nedeterminată, de obicei cochilii de chisturi ale algelor unicelulare și multicelulare. Pentru prima dată se găsesc în depozite care datează de acum 2 miliarde de ani.

Cu aproximativ 1 miliard de ani în urmă s-a înregistrat o creștere bruscă a numărului, diversității, dimensiunilor, complexității anatomice și, mai ales, a numărului și tipurilor de coloane. Numărul de arhitarhi a scăzut brusc în timpul glaciației globale, dar s-a recuperat ulterior odată cu atingerea diversității maxime deja în Paleozoic.

Formele lor excepțional de înțepătoare, datând de acum 1 miliard de ani, pot indica existența unor prădători deja atunci, suficient de mari încât să-i zdrobească sau să-i înghită întregi. Alte grupuri de organisme mici neoproterozoice au, de asemenea, o formă de apărare împotriva prădătorilor.

Urme lăsate de organismele multicelulare (1 miliard de ani)

În India, sedimentele datate cu 1 miliard de ani în urmă conțin fosile care pot fi urme ale unor organisme care se deplasează prin și prin roci moi. Urmele găsite se pare că au fost lăsate direct sub un strat de rogojini de cianobacterie care acopereau fundul mării. Cercetătorii au ajuns la concluzia că urmele își datorează aspectul peristaltismului organismelor multicelulare cu trei straturi de până la 5 mm în dimensiune - cu alte cuvinte, animale al căror diametru era comparabil cu cel al râmelor și, posibil, aveau un celom. Alți cercetători cred că aceste descoperiri și altele similare mai vechi de 600 de milioane de ani au fost lăsate nu de organismele vii, ci de procese fizice.

Embrioni multicelulari din Doushanto (632-550 Ma)

Cu toate acestea, descoperirea în 2007 a embrionilor înconjurați de o cochilie complexă (în roci cu vârsta cuprinsă între 580-550 de milioane de ani) indică faptul că fosilele din Doushanto nu sunt altceva decât ouă de odihnă ale nevertebratelor multicelulare. Mai mult, a devenit clar că unii dintre acritarhii găsiți în rocile anterioare din Doushanto (632 Ma) reprezintă de fapt cochilii de astfel de embrioni.

O altă fosilă din Doushantuo - Vernanimalcula(de la 0,1 la 0,2 mm în diametru, vârsta de aproximativ 580 de milioane de ani) - este considerat de un număr de oameni de știință rămășițele unui organism bilateral cu trei straturi care avea un întreg, adică un animal la fel de complex precum râmele sau moluștele. În ciuda îndoielilor cu privire la natura organica aceste fosile, deoarece toate cele 10 exemplare găsite Vernanimalcula sunt de aceeași dimensiune și configurație, este puțin probabil ca o astfel de uniformitate să fie rezultatul proceselor anorganice.

Cele mai recente zăcăminte de Doushantuo arată, de asemenea, o scădere bruscă a raportului izotopilor de carbon 13C/12C. Deși această schimbare este globală, ea nu coincide în timp cu alte evenimente majore precum extincțiile în masă. Explicație posibilă constă într-o „reacție în lanț” a evoluției interconectate a organismelor și modificări ale compoziției chimice a apei de mare. Organismele multicelulare, care absorb activ carbonul din apă, ar putea contribui la creșterea concentrației de oxigen dizolvat în apa de mare, asigurând, la rândul lor, apariția de noi organisme multicelulare (cum ar fi Namapoikia).

Fauna ediacarană (610-543 Ma)

crenga

Fosile multicelulare din perioada Ediacaran au fost descoperite mai întâi în Dealurile Ediacaran din Australia, iar apoi în depozite din alte regiuni: Pădurea Charnwood (Anglia) și Peninsula Avalon (Canada). Aceste fosile au o vechime de 610-543 milioane de ani (perioada Ediacaran precede cea cambriană). Majoritatea dintre ei măsurau câțiva centimetri și erau semnificativ mai mari decât predecesorii lor. Multe dintre aceste organisme nu au analogi cu niciuna dintre speciile care au trăit înainte sau după perioada Ediacaran. S-a sugerat că cei mai „ciudați” reprezentanți ai faunei Ediacaran ar trebui să fie repartizați într-un regat separat - „Vendozoa” (Vendozoa). Printre acestea se numără și charnia - cea mai veche dintre descoperirile din perioada Ediacaran (vârstă - 580 de milioane de ani).

Cu toate acestea, unele organisme ediacarene se pot dovedi a fi precursorii faunei ulterioare:

Găuri în chiuvete Cloudina. Selecția în sistemul „prădător-pradă”.

În unele locuri până la 20% din fosile Cloudina conțin găuri cu un diametru de 15 până la 400 de microni lăsate de prădători. niste Cloudina au fost avariate de mai multe ori, ceea ce indică capacitatea lor de a supraviețui atacurilor (prădătorii nu reatacă obuzele goale). foarte asemănător cu Cloudina fosile Sinotubulite găsite în aceleași înmormântări nu conțin găuri deloc. O astfel de selectivitate poate indica existența deja în perioada Ediacaran a selecției evolutive a claselor de mărime, precum și specializarea prăzii ca răspuns la prădare, care este considerată una dintre cauzele exploziei cambriene.

Creșterea diversității urmelor lăsate de organisme (565-543 Ma)

Cele mai timpurii fosile Ediacaran, datând de acum 610-600 de milioane de ani, conțineau doar urme lăsate de cnidari. Cu aproximativ 565 de milioane de ani în urmă, apar urme mai complexe. Pentru a le părăsi, organismele aveau nevoie de o pungă piele-musculară, iar structura lor generală urma să fie mai complexă decât cea a cnidarilor sau a viermilor plati.

Chiar înainte de începutul Cambrianului (aproximativ 543 Ma), apar multe piste noi, inclusiv vizuini verticale. Diplocraterionși Skolithos), precum și urme de posibile artropode ( Cruzianași Rusophycus). Vizuinile verticale sunt dovezi că animalele asemănătoare viermilor au dobândit noi comportamente și posibil noi abilități fizice. Urme Cruzianași Rusophycus vorbim despre existența unui exoschelet la predecesorii imediati ai artropodelor, deși poate nu atât de rigid ca mai târziu.

fosile cambriene

Fauna scoici (543-533 Ma)

Fosile cunoscute sub numele de „faună de scoici mici” (ing. mici fosile de scoici) au fost găsite în diferite părți ale lumii și datează de la sfârșitul vendianului (etapa Nemakit-Daldynian) și primii 10 Ma de la începutul Cambrianului (stadiul tommotian). Acestea includ o colecție foarte diversă de fosile: ace, sclerite (plăci de armură), tuburi, arheociate (un grup de bureți sau animale apropiate acestora), precum și mici scoici, care amintesc foarte mult de brahiopode și moluște asemănătoare melcilor, deși foarte mic (1-2 mm lungime).

Trilobiți și echinoderme cambrieni timpurii (530 Ma)

Fauna Sirius Passet (527 Ma)

Cea mai comună fosilă a înmormântării Sirius Passet Groenlanda este artropodele. Există, de asemenea, o serie de organisme cu părți solide (mineralizate) ale corpului: trilobiți, chioliți, bureți, brahiopode. Echinodermele și moluștele sunt complet absente.

Cele mai bizare organisme ale lui Sirius Passet au fost Pambdelurionși Kerygmachela. Corpurile lor lungi, moi-segmentate, cu o pereche de „aripioare” largi pe majoritatea segmentelor și o pereche de apendice segmentate în spate, le fac asemănătoare cu anomalocaridele. În același timp, părțile exterioare ale suprafeței superioare a „ariotoarelor” aveau suprafețe ondulate, care pot fi branhii. Sub fiecare „înotatoare” se află un picior scurt, dezosat. Această structură vă permite să le asociați cu artropode.

Fauna Chengjiang (525-520 Ma)

Haikouichthys - reconstrucție

Anomalocaris - reconstrucție

Halucigenia – reconstrucție

Această faună a fost descrisă din mai multe situri de fosile din județul Chengjiang (orașul Yuxi, provincia Yunnan, China). Cel mai important este șist Maotianshan- o înmormântare în care sunt foarte bine reprezentate fosile de animale cu corp moale. Fauna Chengjiang aparține perioadei de acum 525-520 de milioane de ani - mijlocul Cambrianului timpuriu, câteva milioane de ani mai târziu Sirius Passetși cel puțin 10 Ma precedă șistul Burgess.

Părțile corpului celor mai vechi cordate (tipul căruia îi aparțin toate vertebratele) au fost găsite în fosile:

În aceleași zăcăminte au fost găsiți reprezentanți ai unor grupuri apropiate de artropode:

Aceste organisme aparțin probabil grupului Lobopodia, căruia dintre grupurile moderne aparțin Onychophora.

Aproximativ jumătate din fosilele Chengjiang sunt artropode, dintre care unele aveau exoschelete dure, mineralizate, ca majoritatea artropodelor marine de mai târziu. Doar 3% dintre organisme aveau cochilii dure (mai ales trilobiți). Reprezentanți ai multor alte tipuri de animale au fost găsiți aici:

• Priapulide (viermi de mare îngropatori - prădători de ambuscadă);
• Fălci cu peri (nevertebrate marine care fac parte din plancton);
• Ctenofori (intestinali, similari în exterior cu meduzele);
• Echinoderme (stea de mare, castraveți de mare etc.),
• Chioliți (animale misterioase care aveau cochilii conice mici),

Crustacee din Cambrian timpuriu (520 Ma)

șist Burgess (515 Ma)

Articolul principal: Burgess Shale

Marrella

Pikaia - reconstrucție

Burgess Shale este primul loc de înmormântare mare cunoscut din perioada Cambriană, descoperit de Wolcott în 1909. Reanalizarea fosilelor de către Whittington și colegii săi în anii 1970 a stat la baza cărții lui Gould " viata uimitoare”, care a deschis publicului larg explozia Cambriană.

Dintre ardeziile fosile Burgess, artropodele sunt cele mai comune, dar multe dintre ele sunt neobișnuite și greu de clasificat:

Opabinia - reconstrucție

Wiwaxia - reconstrucție

În plus, în înmormântare sunt prezentate mostre de organisme exotice:

Apariția de noi ecosisteme și tipuri după Cambrian

Datorită unei extincții majore la limita cambrian-ordoviciană, ecosistemele marine tipice paleozoice s-au format numai în timpul recuperării ulterioare a faunei marine. Cele mai timpurii fosile legate de briozoare sunt descoperite pentru prima dată în perioada ordoviciană - mult după „explozia cambriană”.

concluzii

Procesul lung de apariție a multicelulare

Pe vremea lui Darwin, tot ceea ce se știa despre fosile sugera că principalele tipuri de metazoare au apărut și s-au format în doar câteva milioane de ani - de la începutul până la Cambrianul mijlociu. Până în anii 1980, aceste idei erau încă valabile.

Cu toate acestea, descoperiri recente sugerează că cel puțin unele organisme bilaterale cu trei straturi au existat înainte de începutul Cambrianului: Kimberella pot fi considerate moluște timpurii, iar zgârieturile pe rocile din apropierea acestor fosile sugerează o metodă de hrănire asemănătoare moluștelor (acum 555 de milioane de ani). Dacă presupunem că Vernanimalcula avea un celom bilateral cu trei straturi, acest lucru împinge apariția animalelor complexe cu încă 25-50 de milioane de ani în urmă. Detectarea găurii cochiliei Cloudina sugerează de asemenea prezența prădătorilor avansați la sfârșitul perioadei Ediacaran. În plus, unele urme din fosile care datează de la mijlocul perioadei Ediacaran (acum aproximativ 565 de milioane de ani) ar putea fi lăsate de animale care sunt mai complexe decât viermii plati și au un sac muscular-cutanat.

Cu mult înainte de aceasta, declinul îndelungat al stromatoliților (începând cu aproximativ 1,25 miliarde de ani în urmă) vorbește despre apariția timpurie a animalelor destul de greu de „mutuit”. Creșterea abundenței și diversității spinilor la acritarhi în același timp duce la concluzia că și atunci existau prădători suficient de mari pentru a fi necesară o astfel de protecție. La celălalt capăt al scalei de timp referitoare la explozia cambriană, trebuie remarcată absența unui număr de tipuri principale ale faunei actuale până la sfârșitul Cambrianului și a ecosistemelor tipice paleozoice - până la ordovician.

Astfel, astăzi este infirmat punctul de vedere conform căruia animalele de nivel „modern” de complexitate (comparabile cu nevertebratele vii) au apărut în doar câteva milioane de ani de la Cambrianul timpuriu. Cu toate acestea, marea majoritate a filelor moderne au apărut pentru prima dată în Cambrian (cu excepția moluștelor, echinodermelor și artropodelor, care au apărut posibil în perioada Ediacaran). În plus, o creștere explozivă a diversității taxonomice a fost observată și la începutul Cambrianului.

„Explozia” diversității taxonomice în Cambrianul timpuriu

„Diversitatea taxonomică” înseamnă numărul de organisme care diferă semnificativ în structura lor. În același timp, „diversitatea morfologică” înseamnă numărul total de specii și nu spune nimic despre numărul de „desene” de bază (sunt posibile multe variații ale unui număr mic de tipuri de bază de structură anatomică). Nu există nicio îndoială că diversitatea taxonomică a crescut dramatic la începutul Cambrianului și a rămas la acest nivel de-a lungul perioadei - putem găsi animale cu aspect modern (cum ar fi crustacee, echinoderme și pești) aproape în același timp și adesea - și în înmormântări comune cu organisme precum Anomalocaris și Halkieria, care sunt considerați „unchi” sau „stră-unchi” speciilor moderne.

O examinare mai atentă dezvăluie o altă surpriză - unele animale cu aspect modern, cum ar fi crustaceele timpurii din Cambrian, trilobiții și echinodermele, se află în depozite mai timpurii decât unele „unchi” sau „stră-unchi” din grupuri vii care nu au lăsat descendenți direcți. Acesta poate fi rezultatul întreruperilor și variațiilor în formarea depozitelor de fosile sau poate însemna că strămoșii organismelor moderne au evoluat în momente diferite și, posibil, în ritmuri diferite.

Cauze posibile ale „exploziei”

În ciuda faptului că animalele destul de complexe cu trei straturi au existat înainte (și posibil cu mult înainte) de Cambrian, dezvoltarea evolutivă la începutul Cambrian pare a fi extrem de rapidă. Au fost făcute multe încercări de a explica motivele acestei dezvoltări „explozive”.

Schimbări de mediu

Creșterea concentrației de oxigen

Prima atmosferă a Pământului nu conținea deloc oxigen liber. Oxigenul pe care îl respiră animalele moderne – atât în ​​aer, cât și dizolvat în apă – este produsul a miliarde de ani de fotosinteză, în principal microorganisme (cum ar fi cianobacteriile). Cu aproximativ 2,5 miliarde de ani în urmă, concentrația de oxigen din atmosferă a crescut dramatic. Până în acel moment, tot oxigenul produs de microorganisme era cheltuit în totalitate pentru oxidarea elementelor cu o mare afinitate pentru oxigen, precum fierul. Până când au fost complet legați pe uscat și în straturile superioare ale oceanului, în atmosferă au existat doar „oaze de oxigen” locale.

Lipsa oxigenului ar putea împiedica dezvoltarea unor organisme complexe mari pentru o lungă perioadă de timp. Problema este că cantitatea de oxigen din care poate absorbi un animal mediu inconjurator, este limitat de suprafata (plamanii si branhiile la cele mai complexe animale; pielea - la cele mai simple). Cantitatea de oxigen necesară vieții este determinată de masa și volumul organismului, care, pe măsură ce dimensiunea crește, crește mai repede decât zona. O creștere a concentrației de oxigen din aer și din apă ar putea slăbi sau elimina complet această limitare.

De remarcat că o cantitate suficientă de oxigen pentru existența marilor vendobionts era deja prezentă în perioada Ediacarană. Cu toate acestea, o creștere suplimentară a concentrației de oxigen (între perioadele Ediacaran și Cambrian) ar putea oferi organismelor energie suplimentară pentru producerea de substanțe (cum ar fi colagenul) necesare dezvoltării unor structuri corporale fundamental mai complexe, inclusiv cele utilizate pentru prădare și apărare împotriva acestuia.

Pământ bulgăre de zăpadă

Există dovezi abundente că la sfârșitul Neoproterozoicului (inclusiv perioada Ediacaran timpurie) Pământul a fost supus unei glaciații globale în timpul căreia cea mai mare parte a fost acoperită cu gheață, iar temperatura suprafeței era aproape de îngheț chiar și la ecuator. Unii cercetători subliniază că această circumstanță poate fi strâns legată de explozia cambriană, deoarece cele mai vechi fosile cunoscute datează dintr-o perioadă la scurt timp după sfârșitul ultimei glaciații complete.

Cu toate acestea, este destul de dificil să se indice o relație cauzală a unor astfel de catastrofe cu creșterea ulterioară a dimensiunii și complexității organismelor. Poate, temperaturi scăzute a crescut concentrația de oxigen în ocean - solubilitatea sa în apa de mare aproape se dublează atunci când temperatura scade de la 30 ° C la 0 ° C.

Fluctuații în compoziția izotopică a carbonului

În depozitele de la limita perioadelor Ediacaran și Cambrian, există o scădere foarte accentuată, urmată de fluctuații neobișnuit de puternice ale raportului izotopilor de carbon 13C/12C în timpul Cambrianului timpuriu.

Mulți oameni de știință au presupus că căderea inițială se datorează extincției în masă chiar înainte de începutul Cambrianului. . De asemenea, se poate presupune că dispariția în sine a fost o consecință a descompunerii anterioare a clatraților de metan. Este cunoscut faptul că emisia de metan și saturarea ulterioară a atmosferei cu dioxid de carbon provoacă un efect de seră global, însoțit de diverse dezastre ecologice. O imagine similară (o scădere bruscă a raportului 13 C/12 C, urmată de fluctuații) a fost observată în Triasic, când viața se reface după extincția în masă a Permianului.

Cu toate acestea, este destul de dificil de explicat cum o extincție în masă ar putea provoca o creștere bruscă a diversității taxonomice și morfologice. Deși extincțiile în masă, cum ar fi Permianul și Cretacicul-Paleogen, au condus la o creștere ulterioară a numărului anumite tipuri de la nesemnificativ la „dominant”, însă, în ambele cazuri, nișele ecologice au fost înlocuite, deși cu alte organisme, dar la fel de complexe. În același timp, nu a fost observată o creștere bruscă a diversității taxonomice sau morfologice în noul ecosistem.

O serie de cercetători au presupus că fiecare scădere pe termen scurt a proporției de 13 C/ 12 C în Cambrianul timpuriu reprezintă o eliberare de metan, care, datorită micului efect de sera iar o creștere a temperaturii, a dus la creșterea diversității morfologice. Dar nici măcar această ipoteză nu explică creșterea bruscă a diversității taxonomice la începutul Cambrianului.

Explicații bazate pe dezvoltarea organismelor

O serie de teorii se bazează pe ideea că schimbări relativ mici în modul în care se dezvoltă animalele de la embrioni la adulți pot duce la schimbări dramatice ale formei corpului.

Apariția sistemului de dezvoltare bilaterală

Genele Hox diverse grupuri animalele sunt atât de asemănătoare încât, de exemplu, puteți transplanta gena umană de „formare a ochilor” într-un embrion de Drosophila, ceea ce va duce la formarea unui ochi - dar va fi un ochi de Drosophila, datorită activării corespunzatoare " genele care lucrează. Acest lucru arată că prezența unui set similar de gene Hox nu înseamnă deloc asemănarea anatomică a organismelor (deoarece aceleași gene Hox pot controla formarea unor structuri atât de diferite precum ochii omului și ochiul de insectă). Prin urmare, apariția unui astfel de sistem ar putea duce la o creștere bruscă a diversității - atât morfologice, cât și taxonomice.

Deoarece aceleași gene Hox controlează diferențierea tuturor organismelor bilaterale cunoscute, liniile evolutive ale acestora din urmă trebuie să fi divergit înainte ca orice organe specializate să se poată forma. Astfel, „ultimul strămoș comun” al tuturor organismelor bilaterale trebuie să fi fost mic, simplu din punct de vedere anatomic și cel mai probabil susceptibil la descompunere completă neconservat în fosile. Această împrejurare face descoperirea sa extrem de improbabilă. Cu toate acestea, o serie de venodobionts (de exemplu, kimberella, spriggin sau Arkarua), este posibil să fi avut o structură corporală bilaterală (conform mai multor oameni de știință, nu este așa - simetria venodobionților nu este bilaterală, ci alunecătoare, ceea ce le deosebește fundamental de majoritatea celorlalte organisme). Astfel, un astfel de sistem de dezvoltare ar fi putut apărea cu cel puțin câteva zeci de milioane de ani înainte de explozia cambriană. În acest caz, sunt necesare câteva motive suplimentare pentru a-l explica.

Dezvoltarea reproducerii sexuale

Organismele care nu folosesc reproducerea sexuală se schimbă foarte puțin. În majoritatea organismelor cu reproducere sexuală, descendenții primesc aproximativ 50% din genele lor de la fiecare părinte. Aceasta înseamnă că chiar și o mică creștere a complexității genomului poate da naștere la multe variații în structura și forma corpului. O mare parte din complexitatea biologică provine probabil din acțiunea relativ reguli simple asupra unui număr mare de celule care funcționează ca automate celulare (un exemplu de astfel de efect este jocul vieții Conway, în care formele complexe și comportamentul complex sunt demonstrate de celulele care acționează numai asupra reguli simple). Posibila apariție a reproducerii sexuale sau dezvoltarea sa semnificativă în timpul exploziei cambriene pentru creaturi foarte primitive și similare poate însemna că a existat posibilitatea încrucișării lor interspecifice și mai îndepărtate. Acest lucru a crescut dramatic variabilitatea. Numai odată cu dezvoltarea genomului apar specii cu adevărat izolate care nu se încrucișează cu altele. Un exemplu de creaturi moderne de acest fel sunt coralii.

pista de dezvoltare

Unii oameni de știință sugerează că, pe măsură ce organismele devin mai complexe, schimbările evolutive structura generala organismul a suprapus modificări secundare în direcția unei mai bune specializări a părților sale existente. Acest lucru reduce probabilitatea ca noi clase de organisme să treacă prin selecția naturală - datorită competiției cu strămoșii „îmbunătățiți”. Ca urmare, pe măsură ce se formează structura generală (la nivelul clasei taxonomice), se formează o „pistă de dezvoltare”, iar structura spațială a corpului este „înghețată”. În consecință, formarea de noi clase are loc „mai ușor” în primele etape ale evoluției cladelor principale, iar evoluția lor ulterioară are loc la niveluri taxonomice inferioare. Ulterior, autorul acestei idei a subliniat că o astfel de „înghețare” nu este principala explicație pentru explozia cambriană.

Fosilele care ar putea susține această idee sunt ambigue. S-a observat că variațiile în organismele din aceeași clasă sunt adesea cele mai mari în primele etape ale dezvoltării cladelor. De exemplu, unii trilobiți cambrieni au variat foarte mult în ceea ce privește numărul de segmente toracice, iar ulterior această diversitate a scăzut semnificativ. Cu toate acestea, mostrele de trilobiți silurieni s-au dovedit a avea aceeași variabilitate mare în structură ca și cele ale Cambrianului timpuriu. Cercetătorii au emis ipoteza că declin general diversitatea este asociată cu limitări ecologice sau funcționale. De exemplu, ne-am aștepta la o variație mai mică a numărului de segmente după ce trilobiții (asemănător păduchilor moderni) au dezvoltat o structură corporală convexă, care este o modalitate eficientă de a-l proteja.

Explicații de mediu

Astfel de explicații se concentrează pe interacțiunea dintre tipuri variate organisme. Unele dintre aceste ipoteze se referă la schimbările în lanțurile trofice; alții consideră o cursă a înarmărilor între prădători și pradă care ar fi putut cauza evoluția părților rigide ale corpului în Cambrianul timpuriu; o serie de alte ipoteze se concentrează pe mecanisme mai generale de coevoluție (cel mai faimos exemplu este coevoluția plantelor cu flori cu insecte polenizatoare).

„Cursa înarmărilor” între prădători și pradă

Prin definiție, prădarea presupune moartea prăzii, ceea ce o face cel mai puternic factor și accelerator al selecției naturale. Presiunea asupra prăzii pentru a se adapta mai bine trebuie să fie mai puternică decât asupra prădătorilor - deoarece, spre deosebire de pradă, aceștia au șansa să facă încearcă din nou(Această asimetrie este cunoscută ca principiul „viață versus prânz” – prădătorul riscă doar să-și piardă prânzul, în timp ce prada își riscă viața).

Cu toate acestea, există dovezi (de exemplu, fosile de acritarhi spinoși, precum și găuri făcute în coaja claudinidelor) că prădarea a fost prezentă cu mult înainte de începutul Cambrianului. Prin urmare, este puțin probabil ca ea în sine să fi provocat explozia cambriană, deși a avut o influență puternică asupra formelor anatomice ale organismelor care au apărut în timpul acesteia.

Apariția fitofagelor

Stanley (1973) a sugerat că apariția protozoarelor (eucariote unicelulare) în urmă cu 700 de milioane de ani, „roțând” covorașe microbiene, a extins foarte mult lanțurile trofice și ar fi trebuit să ducă la creșterea diversității organismelor. Cu toate acestea, astăzi se știe că „roșarea” a apărut cu mai bine de 1 miliard de ani în urmă, iar extincția stromatoliților a început cu aproximativ 1,25 miliarde de ani în urmă – cu mult înainte de „explozie”.

Creșterea în dimensiune și diversitatea planctonului

Observațiile geochimice arată în mod clar că masa totală a planctonului a devenit comparabilă cu cea actuală deja la începutul Proterozoicului. Cu toate acestea, până la Cambrian, planctonul nu a avut o contribuție semnificativă la nutriția organismelor de adâncime, deoarece corpurile lor erau prea mici pentru a se scufunda rapid pe fundul mării. Planctonul microscopic a fost consumat de alți plancton sau distrus prin procese chimice în straturile superioare ale mării cu mult înainte de a pătrunde în straturile profunde, unde ar putea deveni hrană pentru necton și bentos (organisme de înot și, respectiv, locuitorii fundului mării).

În compoziția fosilelor timpurii cambriene s-a găsit mezozooplancton (plancton de mărime medie, vizibil cu ochiul liber), care ar putea filtra planctonul microscopic (în principal fitoplancton - „vegetație”) planctonic. Noul mezozooplancton ar fi putut fi sursa rămășițelor, precum și excrementele excretate sub formă de capsule suficient de mari pentru a se scufunda rapid - acestea ar fi putut fi hrana pentru nekton și bentos, făcându-le să crească în dimensiune și diversitate. Dacă particulele organice au ajuns pe fundul mării, ca urmare a îngropării ulterioare, ar fi trebuit să crească concentrația de oxigen din apă, reducând în același timp concentrația de carbon liber. Cu alte cuvinte, apariția mezozooplanctonului a îmbogățit părțile adânci ale oceanului atât cu hrană, cât și cu oxigen și, prin urmare, a făcut posibila aparitieși evoluția locuitorilor mai mari și mai diverși ai mării adânci.

În cele din urmă, apariția fitofagelor printre mezozooplancton ar putea forma o nișă ecologică suplimentară pentru prădătorii mai mari de mezozooplancton, ale căror corpuri, scufundându-se în mare, au dus la îmbogățirea sa în continuare cu hrană și oxigen. Poate că primii prădători dintre mezozooplancton au fost larvele animalelor bentonice, a căror evoluție ulterioară a fost rezultatul unei creșteri generale a prădării în mările perioadei Ediacaran.

Multe nișe goale

James W. Valentine a făcut următoarele presupuneri în mai multe lucrări: schimbările bruște în structura corpului sunt „penitoare”; schimbarea este mult mai probabil să existe dacă întâmpină puțină (sau deloc) concurență pentru nișa ecologică pe care o vizează. Acesta din urmă este necesar pentru ca noul tip de organisme să aibă suficient timp pentru a se adapta noului său rol.

Această împrejurare ar trebui să conducă la faptul că implementarea unor schimbări evolutive majore este mult mai probabilă în stadiile inițiale de formare a ecosistemului, datorită faptului că diversificarea ulterioară umple aproape toate nișele ecologice. În viitor, deși continuă să apară noi tipuri de organisme, lipsa nișelor goale împiedică răspândirea lor în ecosistem.

Modelul lui Valentin explică bine unicitatea exploziei cambriene - de ce s-a întâmplat o singură dată și de ce durata ei a fost limitată.

Note

1. Darwin, C. Despre originea speciilor prin selecție naturală. - Londra, Regatul Unit: Murray, 1859. - P. 315–316.
2. Walcott, C.D. Geologie și paleontologie cambriană // Colecții diverse Smithsonian. - 1914. - T. 57. - P. 14.
3. Whittington, H. B.; Studiul Geologic al Canadei. Originile și evoluția timpurie a prădării // The Burgess Shale. - Yale University Press, 1985.
4. Gould, S.J. Viața minunată: șistul Burgess și natura istoriei. - New York: W.W. Norton & Company, 1989. - ISBN 0-393-02705-8
5. McNamara, K.J. Datarea originii animalelor // Ştiinţă. - 20-12-1996. - T. 274. - Nr. 5295. - S. 1993–1997.
6. Awramik, S.M. Diversitatea stromatolitelor columnare precambriene: reflectarea aspectului metazoarelor // Ştiinţă. - 1971-11-19. - T. 174. - Nr. 4011. - S. 825–827.
7. Fedonkin, M. A.; Wagoner, B. Fosila precambriană târziu Kimberella este un organism bilaterian asemănător moluștelor // Natură. - 1997. - T. 388. - S. 868–871.
8. Eskov, K. Cite ale Domnului Dumnezeu // Cunoașterea este putere. - 2001. - № 6.
9. Jago, J. B., Haines, P. W. Datarea radiometrică recentă a unor roci cambriene din sudul Australiei: relevanță pentru scara de timp cambriană // Revista Española de Paleontologia. - 1998. - S. 115–22.
10. Eskov K. Yu. Paleontologie uimitoare: O istorie a Pământului și a vieții pe acesta. - M .: Editura NTs ENAS, 2007. - 540 p. - (Despre ce au tăcut manualele). - ISBN 978-5-93196-711-0
11. Gehling, J.; Jensen, S.; Droser M.; Myrow P.; Narbona, G. Vizuindu-se sub GSSP bazal Cambrian, Fortune Head, Newfoundland // Revista Geologică. - 2001-03. - T. 138. - Nr. 2. - S. 213–218.
12. Benton, M. J.; Wills, M.A.; Hitchin, R. Calitatea înregistrării fosilelor în timp // Natură. - 2000. - T. 403. - Nr. 6769. - S. 534–537.
13. Butterfield, N.J. Conservarea excepțională a fosilelor și explozia cambriană // . - 2003. - T. 43. - Nr. 1. - S. 166–177.
14. Cowen, R. Istoria Vieții. - Știința Blackwell.
15. Morris, S.C. Fauna șisturilor Burgess (cambrianul mediu) // Revizuirea anuală a ecologiei și sistematicii. - 1979. - T. 10. - Nr. 1. - S. 327–349.
16. Yochelson, E.L Descoperirea, colectarea și descrierea biotei de șist Burgess Cambrian mediu de Charles Doolittle Walcott // Proceedings of the American Philosophical Society. - 1996. - T. 140. - Nr. 4. - S. 469–545.
17. Butterfield, N.J. Ecologia și evoluția planctonului cambrian // Columbia University Press Ecologia radiației cambriene. - New York, 2001. - S. 200–216.
18. Domnule, P.W. Prejudecăți de eșantionare, modele de extincție treptată și catastrofe în înregistrarea fosilelor // Societatea Geologică a Americii Implicațiile geologice ale impactului asteroizilor și cometelor mari asupra pământului. - 1982. - S. 291-296.
19. Seilacher A. Cât de validă este Stratigrafia Cruziana? // Jurnalul Internațional de Științe Pământului. - 1994. - T. 83. - Nr. 4. - S. 752–758.
20. Magaritz, M.; Holser, W.T.; Kirschvink, J.L. Evenimente izotopice de carbon peste granița Precambrian/Cambrian pe Platforma Siberiană // Natură. - 1986. - T. 320. - Nr. 6059. - S. 258–259.
21. Kaufman, A. J., Knoll A. H. Variații neoproterozoice în compoziția C-izotopică a apei de mare: implicații stratigrafice și biogeochimice // Elsevier Cercetarea precambriană. - 1995. - T. 73. - S. 27-49.
22. Derry, L.A.; Brasier, M.D.; Corfield, R.M.; Rozanov, A.Yu.; Zhuravlev, A. Yu Izotopii Sr și C din carbonații din Cambrian inferior din cratonul siberian: o înregistrare paleoambientală în timpul „exploziei cambriene” // Elsevier Scrisori pentru Știința Pământului și Planetarei. - 1994. - T. 128. - S. 671-681.
23. Rothman, D. H.; Hayes, J.M.; Somatia, R.E. Dinamica ciclului carbonului neoproterozoic // Academia Națională de Științe Proceedings of the National Academy of Sciences of the SUA. - 2003-07-08. - T. 100. - Nr. 14. - S. 8124–8129.
24. Ripperdan, R.L. Variațiile globale ale compoziției izotopilor de carbon în timpul ultimului neoproterozoic și cel mai timpuriu Cambrian // Revizuirea anuală a științelor Pământului și Planetare. - 1994-05. - T. 22. - S. 385-417.
25. Marshall, C.R. Explicarea „exploziei” cambriene a animalelor // Revizuirea anuală a științelor planetare ale Pământului. - 2006. - T. 34. - S. 355-384.
26. Îmbrățișare, L.A.; Roger, A.J. Impactul fosilelor și al eșantionării taxonilor asupra analizelor antice de datare moleculară // . - 2007. - T. 24(8). - S. 1889-1897.
27. Wray, G.A.; Levinton, J.S.; Shapiro, L.H.(((titlu))) // Ştiinţă. - 1996-10. - T. 274. - Nr. 5287. - S. 568–573.
28. Ayala, F.J.; Rzhetsky, A.; Ayala, F.J.(((titlu))) // . - 1998-01. - T. 95. - Nr. 2. - S. 606-611.
29. Aris-Brosou, S.; Yang, Z. Modelele bayesiene de evoluție episodică susțin o diversificare explozivă precambriană târzie a metazoarelor // Biologie moleculară și evoluție. - 2003-08. - T. 20. - Nr. 12. - S. 1947-1954.
30. Peterson, K. J.; Lyons, J. B.; Nowak, K.S.; Takacs, C.M.; Wargo, M.J.; McPeek, M.J. Estimarea timpilor de divergență a metazoanelor cu un ceas molecular // Procedura de National Academia de Științe (SUA). - 2004-04. - T. 101. - Nr. 17. - S. 6536-6541.
31. Blair, J.E.; Vii vii, S.B. Ceasurile moleculare nu suportă explozia cambriană // Biologie moleculară și evoluție. - 2004-11. - T. 22. - Nr 3. - S. 387-390.
32. Bengtson, S. Originile și evoluția timpurie a prădării // Înregistrarea fosilă a prădării. The Paleontological Society Papers 8 / Kowalewski, M., and Kelley, P.H.. - New York: The Paleontological Society, 2002. - pp. 289–317.
33. Sheehan, P. M.; Harris, M.T. Resurgența microbială după extincția ordovicianului târziu // Natură. - 2004. - T. 430. - S. 75–78.
34. Stanley Predarea învinge competiția de pe fundul mării // paleobiologie. - 2008. - T. 34. - S. 1.
35. Seilacher, A.; Bose, P.K.; Pfluger, F. Animale cu mai bine de 1 miliard de ani în urmă: dovezi fosile din India // Ştiinţă. - 1998. - T. 282. - Nr. 5386. - S. 80–83.
36. Jensen, S. Proterozoic și cea mai timpurie înregistrare a fosilelor de urme cambriene; Modele, probleme și perspective // Biologie integrativă și comparată. - 2003. - T. 43. - Nr. 1. - S. 219–228.
37. Naimark, Elena Misterul embrionilor Doushantuo este dezvăluit. Proiect de știință populară „Elemente” (12 aprilie 2007). Arhivat din original pe 24 august 2011. Consultat la 21 mai 2008.

În aceeași carte Despre originea speciilor, Charles Darwin a scris: „Dacă au început să existe numeroase specii aparținând aceleiași clase. simultan, atunci aceasta va fi o lovitură de moarte pentru teoria care prevede evoluția dintr-un strămoș comun prin selecție naturală.

Oamenii de știință moderni, după ce au studiat în detaliu resturile fosilelor, sunt convinși că ființele vii au apărut pe Pământ brusc. În așa-numitul strat cambrian s-au găsit rămășițe de trilobiți, bureți, viermi, stele de mare, melci, crustacee plutitoare, cefalopode, artropode etc.. Aici s-au găsit și unicelulare și bacterii puțin mai jos. Prezența oricăror organisme multicelulare mai devreme decât Cambrianul este un punct controversat. Astfel, este evident că multe specii, distincte unele de altele și având deja organisme perfecte, au existat în același timp și nu au strămoși din care să fi putut descinde. În geologie, acest fenomen se numește explozia cambriană.

Orez. Locuitori din perioada Cambriană

Apropo, este, de asemenea, dificil pentru evoluționiști să răspundă fără ambiguitate la întrebarea de ce în natura modernă, precum și în natura perioadei cambriene (care se presupune că a fost acum peste 500 de milioane de ani), există bureți, viermi, stele de mare, melci, crustacee plutitoare etc.? De ce sunt pentru asta o perioadă lungă nu a evoluat în forme superioare? Dacă evoluția este o mișcare ascendentă pozitivă, inevitabilă a tuturor ființelor vii, atunci de ce nu a atins toate ființele? Mai logic ar fi dacă în prezent pe planetă ar rămâne o singură coroană a evoluției – omul!

De ce amebe, insecte, pești, amfibieni, reptile, mamifere, maimuțe și oameni încă mai trăiesc pe Pământ în același timp? Poate din același motiv pentru care peștele celacant mai există: a trăit cu mult timp în urmă, continuă să trăiască și astăzi. Chiar dacă încerci să crezi în evoluție, va trebui să răspunzi la întrebarea: evoluția s-a oprit astăzi sau nu? Cu toate acestea, răspunsul la această întrebare ridică alte întrebări care rămân fără răspuns.

Dacă presupunem că toate creaturile vii, de la simple la complexe, sunt încă în proces de evoluție, atunci va trebui imediat să explicăm de ce nu există forme vii de tranziție printre ele. Dacă ne imaginăm că evoluția s-a încheiat și creaturile care au ajuns la perfecțiune și-au oprit dezvoltarea cu mult timp în urmă, iar restul sunt exterminate prin selecție naturală, atunci fapt inexplicabil de ce nu există suficiente verigi intermediare moarte în evoluție. Dar rămășițele formelor de tranziție ar trebui să fie în trilioane și chiar sextilioane, fiind acumulate în măruntaiele pământului se presupune că de milioane de ani.

Pentru ușurința studiului, istoria planetei noastre și a vieții pe ea a fost împărțită în perioade de timp, ale căror limite sunt schimbări geologice în scoarța terestră - procesele de construire a munților, creșterea și căderea pământului, modificări ale contururilor. a continentelor, schimbările climatice globale.

Cele mai lungi perioade cronologice din istoria Pământului se numesc ere (au durat sute de milioane de ani). Epocile sunt subdivizate în continuare în perioade.

Oamenii de știință obțin toate informațiile despre trecutul Pământului examinând dovezile geologice ale cronicii mondiale. Intestinele planetei constau din diverse straturi de roci stancoase si sedimentare, care s-au format sub influenta continua a conditiilor externe care au determinat aparitia Pamantului in trecutul indepartat. Formațiunile geologice au păstrat și au transportat de-a lungul a milioane de ani informații despre organismele vii care au locuit oceanele și pământul în diferite perioade geologice. Datorită acestui fapt, astăzi avem ocazia să ne imaginăm apariția Pământului din trecutul îndepărtat și să urmărim evoluția vieții peste 3,5 miliarde de ani din momentul apariției sale.

Cercetând roci și fosile antice, oamenii de știință au descoperit două fenomene inexplicabile în trecutul geologic și biologic al Pământului. Primul fenomen se numește Dezacord mondial și este un contact stânci din diferite perioade geologice nu urmând unul după altul. Un astfel de contact încalcă succesiunea logică a straturilor, conform periodicelor cronologice ale diferitelor etape istorice ale geologiei. Trebuie remarcat faptul că contactul ilogic al rocilor se găsește peste tot. Acest lucru se datorează amestecării structurilor scoarței terestre ca urmare a activității tectonice și a proceselor de eroziune. Cu toate acestea, neconformitatea globală nu poate fi explicată prin aceasta, deoarece este omniprezentă și reflectă un contact necoordonat între roci vechi de aproximativ 2,9 miliarde de ani și depozite tinere cambriene care s-au format acum aproximativ 500 de milioane de ani.

Al doilea fenomen referitor la trecutul biologic al Pământului se numește „Explozia Cambriană”. Paleontologii au dat acest termen creșterii rapide și bruște a diversității de specii a organismelor vii în perioada Cambriană (la începutul erei paleozoice). S-a întâmplat pentru perioada cronologică la 30 de milioane de ani (acum aproximativ 542–510 milioane de ani). Pentru o perioadă atât de nesemnificativă după standardele paleontologice, numărul specii crescut de sute de ori. Brusc, au apărut o mare varietate de soiuri de organisme coajă, au apărut primele cordate și protoracide (așa-numitele trilobiți).

Cea mai faimoasă și studiată dovadă a existenței acestor doi fenomene științifice situat în SUA. aceasta marele Canionîntins pe Platoul Colorado, Arizona. Un loc preferat de turiștii din întreaga lume. Acolo paleontologii au găsit cel mai mare număr de forme de viață fosilizate, deci spre deosebire de organismele cu corp moale care au trăit în perioada Ediacaran pre-Cambrian.

De multă vreme, oamenii de știință din întreaga lume au căutat un indiciu despre fenomenele din perioada Cambriană. Recent, în cercurile științifice a apărut o teorie care explică natura apariției Discordiei globale și a „Exploziei cambriene” și stabilește relația dintre aceste două fapte unice ale istoriei planetare.

Cu aproximativ 600 de milioane de ani în urmă, marile schimbări au început să aibă loc în adâncurile Pământului, provocând schimbări extraordinare pe suprafața planetei. A fost o mișcare plăci litosferice, care a sfâșiat odată un singur continent - Gondwana, mulți vulcani au erupt simultan valuri de lavă. Cutremurele larg răspândite au generat tsunami uriașe. Suprafața pământului a fost de mai multe ori supusă inundațiilor de către apele oceanelor, care a fost principalul motiv pentru formarea Discordiei Mondiale.

Straturile sedimentare mai tinere și localizate superficial sunt distruse de apă și de factorii legați de câteva ori mai lent decât rocile mai vechi și mai adânci. În perioadele de inundații ale continentelor a avut loc eroziunea și degradarea rocilor sedimentare, expunerea rocilor antice, care au fost supuse unei eroziuni rapide. Produsele distrugerii rocilor s-au dizolvat în miliarde de tone în apele oceanelor preistorice. Concentrația de ioni de potasiu, calciu, magneziu, fier, fosfat, sulfat a crescut brusc. Echilibrul acido-bazic al oceanelor lumii s-a mutat brusc spre partea alcalină.

Principiul principal al vieții spune că pentru a exista, un organism viu trebuie să mențină constant constanta mediului intern. Descendenții primitivi cu corp moale ai organismelor moderne au trebuit să evolueze rapid pentru a rezista schimbare drastică conditii de viata. Saltul de moment în evoluția vieții antice a fost un răspuns forțat la o creștere bruscă a concentrației diferitelor săruri în apa mării. Rezultatul acestui salt evolutiv au fost mecanismele de mineralizare, care au dirijat într-un mod diferit evoluția animalelor antice.

Această teorie este susținută de apariția simultană a unui schelet mineral în organisme neînrudite în timpul perioadei cambriene. Principalele trei soiuri de săruri minerale au determinat direcția evoluției ulterioare a vieții - acestea sunt fosfatul de calciu, baza minerală a scheletului cordatelor, carbonatul de calciu și oxidul de siliciu, care sunt materialul cochiliilor primelor creaturi de coajă. Calciul, siliciul și fosfații sunt principalele componente ale formațiunilor cambriene care au format zonele de neconformitate a lumii.

Formele de viață tinere nou apărute aveau un avantaj față de cele primitive cu corp moale, lipsite de organe dure. Noile organisme aveau dinți pentru atac și apărare, cochilii pentru apărare, coarde și schelete dure care le permiteau să se miște intenționat și cu viteze mai mari prin apă. Mecanismele de mineralizare dobândite brusc le-au permis tinerelor creaturi să se înmulțească în număr fără precedent și să înlocuiască vechile forme de viață. Masa primelor creaturi cu organe minerale a stat la baza formării straturilor geologice din perioada cambriană, care s-au format pe straturi antice de roci.

Formele de viață cu schelete minerale au început să se formeze încă din Precambrian, dar anomaliile geologice care au format Neconformitatea Mondială au accelerat de multe ori acest proces și i-au dat un caracter exploziv. Declanșatorul proceselor care au creat apariția majorității speciilor de animale moderne a fost mineralizarea rapidă a oceanelor lumii. Procesele geologice au determinat evoluția biologică pentru milioane de ani de acum încolo.

Contribuția voluntară a cititorului la sprijinirea proiectului

02.12.2016

Salutare tuturor din nou! În această postare voi încerca să vorbesc despre un eveniment unic din istoria vieții pe Pământ. Vom vorbi despre explozia cambriană sau, așa cum se mai numește, radiația cambriană. Explozia cambriană este cel mai strălucitor eveniment din înregistrarea paleontologică a planetei, când într-o perioadă relativ scurtă de timp (câteva zeci de milioane de ani) are loc o creștere bruscă a numărului de resturi fosile de ființe vii și, la prima vedere , ca de nicăieri, apar aproape toate tipurile moderne de animale (cordate, artropode, moluște, echinoderme etc.).

A avut predecesori, dar Cloud a reușit să surprindă ideea exploziei cambriene cu cea mai mare elocvență și sofisticare geologică. Pe lângă marea sa conducere și îndrumarea unei generații de paleontologi, el a dezvoltat o abordare integrativă a paleontologiei, adăugând abilități în paleogeografie, stratigrafie carbonatică și sedimentologie carbonatată. Cariera sa ulterioară în Universitatea din California, Santa Barbara, și-a extins interesele către astrobiologie și originea vieții. Observațiile sale ca paleontolog l-au determinat să caracterizeze înregistrarea fosilelor fanerozoice ca o serie de erupții evolutive, Cambrianul fiind cel mai mare dintre toate.