9 Ang Huling Big Bang Nasyonalismo at ang paglitaw ng monolinggwalismo ay maikling inilarawan sa Nasyonalismo ni Timothy Baycroft sa Europa (1789-1945. - Cambridge University Press, 1998). Ang pagkawala ng mga wika sa mundo ay tinalakay sa aklat nina David Nettle at Suzanne Romaine

5.2. Biological Explosion at Kakulangan ng Substance

Ang pinagmulan ng mga arthropod - "arthropodization" (panahon ng Vendian at Cambrian) Sa "panahon ng pre-molecular" ang mga siyentipiko ay may tatlong pang-agham na disiplina sa kanilang pagtatapon, sa tulong kung saan posible na muling buuin ang kasaysayan ng ebolusyon ng mga organismo: 1. comparative anatomya, 2.

Cognitive Explosion Ang hypothesis ng Machiavellian intelligence ay lumitaw noong huling bahagi ng 1980s at patuloy na lumalakas mula noon. Noong 2006, sina Sergey Gavrilets at Aaron Vause ng University of Tennessee sa Knoxville ay bumuo ng isang mathematical model na malinaw na nagpapakita

10. Pagsabog ng kultura Matapos ang pagtaas ng laki ng utak ay nagbukas ng mga posibilidad para sa mga Homo sapiens na sakupin ang mundo, ang alon ng tao ay tumalsik palabas ng Africa at, henerasyon pagkatapos ng henerasyon, tangayin ang Lumang Daigdig, winalis ang lahat ng bagay sa landas nito. . Ang kultura, sa una ay hindi mahahalata, pagkatapos ay dito, pagkatapos

Bumangon sila sa hangganan ng Cambrian halos biglaan, hindi mga inapo ng isang pre-existing fauna.

Gayunpaman, ang iba pang mga pag-aaral, na parehong itinayo noong 1970s at nang maglaon, ay nabanggit na ang mga kumplikadong hayop na katulad ng mga modernong species ay lumitaw bago pa magsimula ang Cambrian. Sa anumang kaso, maraming katibayan na pabor sa pagkakaroon ng buhay bago pa man inalis ng Cambrian sa agenda ang tanong ng "pagsabog ng Cambrian", bilang isang kababalaghan ng biglaang paglitaw ng buhay.

Ang tanong ng mga sanhi at mekanismo ng susunod na pagtaas sa pagiging kumplikado at pagkakaiba-iba ng mga anyo ng buhay sa hangganan ng Cambrian, na hindi mga inapo ng nawala na Hainan at Vendian biota, ay nananatiling bukas. Sa ngayon, ang mga problema ng "Cambrian explosion" ay nakatuon sa dalawang pangunahing isyu:

• kung talagang nagkaroon ng "pasabog" na pagtaas sa pagkakaiba-iba at pagiging kumplikado ng mga organismo sa unang bahagi ng Cambrian, at
• ano kaya ang dahilan ng mabilis na ebolusyon.

Mga mapagkukunan ng impormasyon

Ang pagbuo ng isang tumpak na kronolohiya ng mga kaganapan sa hangganan sa pagitan ng Precambrian at ng Early Cambrian ay nagpapakita ng isang malaking kahirapan. Dahil dito, ang paglalarawan ng pagkakasunud-sunod at pagkakaugnay ng ilang mga phenomena sa balangkas ng talakayan ng pagsabog ng Cambrian ay dapat isaalang-alang nang may ilang pag-iingat.

Bilang karagdagan sa mga problema sa pakikipag-date, ang pag-aaral ng mga kaganapan sa hangganan ng Cambrian ay nahahadlangan ng kakulangan ng paleontological na materyal mismo. Sa kasamaang palad, habang ang panahon ng pag-aaral ay mula sa amin, hindi gaanong naa-access ang mga fossil nito para sa pag-aaral. Sa iba pang mga bagay, ang mga dahilan para dito ay:

Mga labi ng mga buhay na organismo

Kasama ng mga fossil, ang mga deposito ng Cambrian ay naglalaman ng hindi pangkaraniwan mataas na bilang mga deposito na napanatili ang mga imprint malambot na bahagi katawan ng iba't ibang organismo. Ang ganitong mga kopya ay nagpapahintulot sa amin na pag-aralan nang detalyado ang mga hayop na hindi napanatili bilang mga fossil, pati na rin ang panloob na istraktura at paggana ng mga organismo na kadalasang kinakatawan lamang ng mga shell, spine, claws, atbp.

Sa Cambrian, ang pinakamahalagang deposito ay: Maagang Cambrian

Gitnang Cambrian

at Upper Cambrian na deposito

• Orsten (Sweden).

Kahit na ang lahat ng mga deposito na ito ay mahusay na napreserba ang anatomical na mga detalye ng mga organismo, malayo sila sa perpekto. Karamihan sa mga Cambrian fauna, marahil, ay hindi kinakatawan sa kanila, dahil ang mga deposito ay nabuo sa mga tiyak na kondisyon (pagguho ng lupa o abo ng bulkan, na napakabilis na napanatili ang malambot na mga bahagi ng mga katawan). Bilang karagdagan, ang mga kilalang deposito ay sumasakop lamang ng isang limitadong panahon ng Cambrian at hindi nakakaapekto mahalagang oras kaagad bago ito magsimula. Dahil sa pangkalahatan ay bihira ang maayos na napreserbang mga libing, at ang mga deposito ng fossil ay napakabihirang, malamang na hindi ito kumakatawan sa lahat ng uri ng mga organismo na umiral.

Fossilized footprint na iniwan ng mga buhay na organismo

Ang mga fossilized footprint ay pangunahing binubuo ng mga landas at lungga na natitira seabed. Napakahalaga ng mga naturang track dahil binibigyan nila ang mananaliksik ng data sa mga organismo na ang mga katawan ay hindi napanatili sa mga fossil. Kadalasan, ginagawa lamang nilang posible na pag-aralan ang mga organismo na kabilang sa isang panahon kung saan ang mga labi ng mga hayop na may kakayahang mag-iwan ng gayong mga bakas ay hindi napanatili. Bagama't sa pangkalahatan ay hindi posible na tumpak na ipatungkol ang mga track sa mga organismo na umalis sa kanila, ang mga track ay maaaring magbigay ng pinakamaagang ebidensya para sa pagkakaroon ng medyo kumplikadong mga hayop (tulad ng mga earthworm, halimbawa).

Mga obserbasyon ng geochemical

Sa mga geological na bato na kabilang sa mas mababang hangganan ng Cambrian at ang simula nito, ang malakas na pagbabagu-bago sa isotopic na komposisyon ng tatlong elemento ay nabanggit - strontium (87 Sr/ 86 Sr), sulfur (34 S/ 32 S) at carbon (13 C/ 12 C).

• malawakang pagkapatay. Ang malawakang pagkalipol ng mga organismo ay dapat direktang tumaas ang proporsyon ng 12 C isotope sa mga sediment at sa gayon ay bawasan ang 13 C/ 12 C ratio.
• Paglabas ng methane. Sa permafrost at sa continental shelf, ang mga molecule ng methane na gawa ng bakterya ay nakulong sa isang "hawla" ng mga molekula ng tubig, na bumubuo ng pinaghalong tinatawag na methane clathrate. Dahil ginawa ng mga buhay na organismo, ang methane na ito ay pinayaman ng 12 C isotope. Habang tumataas ang temperatura o bumababa ang presyur sa atmospera, ang mga clathrates ay nasisira. Ang pagkabulok na ito ay naglalabas ng nakaimbak na methane na pinayaman sa carbon-12 sa atmospera. Sa atmospera, ang methane ay na-convert sa carbon dioxide at tubig, at ang carbon dioxide ay tumutugon sa mga mineral upang bumuo ng mga carbonaceous na bato na may labis na carbon-12. Bilang resulta, ang isotopic na komposisyon ng mga geological na deposito ay lumilipat patungo sa 12 C.

Comparative anatomy

Ang cladistics ay isang paraan ng pagbuo ng isang "evolutionary tree" ng mga organismo, kadalasan sa pamamagitan ng paghahambing ng kanilang anatomical structure. Sa tulong ng naturang pagsusuri, ang mga makabago at fossil na organismo ay maihahambing sa isa't isa upang maitatag ang takbo ng kanilang ebolusyon. Sa isang bilang ng mga kaso maaari itong tapusin na ang pangkat A ay dapat na lumitaw bago ang mga grupo B at C, dahil mas magkapareho sila sa isa't isa kaysa sa A. Sa sarili nito (nang walang kaugnayan sa data ng mga paleontological excavations), ang pamamaraang ito ay hindi nagsasabi ng anuman tungkol sa oras kung kailan naganap ang mga pagbabago, ngunit nagagawa nitong ibalik ang pagkakasunud-sunod ng ebolusyonaryong pag-unlad ng mga organismo.

Molecular phylogenetics

Paleontological na ebidensya

Sa seksyong ito, ang pangunahing ebidensya ay iniutos sa oras ng pagbuo ng mga deposito kung saan ito natagpuan, dahil ang pakikipag-date ay isang pangunahing isyu sa pag-aaral ng pagsabog ng Cambrian. Kasabay nito, dapat isaisip ng isa ang kalabuan ng kronolohiya ng mga fossil na kabilang sa panahong ito.

Ang pagsusuri ng mga natuklasan ay nagsisimula mula sa isang panahon bago ang Cambrian at nagtatapos sa unang bahagi ng Ordovician, dahil mayroong isang opinyon na ang pagbuo ng mga pangunahing uri ng modernong fauna ay nagsimula bago at natapos pagkatapos ng Cambrian.

Molecular phylogenetic data (1.2 - 0.5 Ga)

Mayroon pa ring patuloy na debate tungkol sa kronolohikal na interpretasyon ng molecular phylogenetic data:

Sa anumang kaso, ang data ng molecular phylogenetics ay nagmumungkahi na ang pagbuo ng mga pangunahing uri ng mga hayop ay isang napakahabang proseso, malayo sa 10 milyong taon (mga 543-533 milyong taon na ang nakalilipas) ng "Cambrian explosion".

Mga bakas ng precambrian ng metazoans

Mayroong parehong hindi direkta at direktang paleontological na katibayan na ang mga multicellular na organismo ay unang lumitaw bago ang simula ng Cambrian.

Pagbaba ng bacterial mat (1.25 Ga)

Precambrian stromatolite

modernong stromatolites. Kanlurang Australia.

Ang mga Stromatolite ay bumubuo ng isang mahalagang bahagi ng fossil record mula mga 3 bilyong taon na ang nakalilipas. Ang kanilang kapanahunan ay bumagsak sa panahon ng 1.25 bilyong taon na ang nakalilipas, pagkatapos ay nagsimula silang bumaba (kapwa sa kabuuang bilang at sa pagkakaiba-iba). Sa simula ng Cambrian, ang pagbawas na ito ay halos 20%.

Ang pinakakaraniwang paliwanag para sa pagbaba ay ang pagpapalagay na ang mga microorganism na bumubuo sa bacterial mat ay nabiktima ng iba pang mga buhay na organismo (na dapat magpahiwatig ng pagkakaroon ng medyo kumplikadong mga mandaragit na mga 1 bilyong taon na ang nakalilipas). Ang pagpapalagay na ito ay nakumpirma ng naobserbahang anticorrelations sa pagitan ng pagkakaiba-iba at kasaganaan ng mga stromatolite - sa isang banda, at ang kayamanan marine fauna- kasamang iba. Kaya, ang paulit-ulit na pagbaba ng mga stromatolite ay naganap sa huling Ordovician - kaagad pagkatapos ng isa pang "pagsiklab" ng pagkakaiba-iba at kasaganaan ng marine fauna. Sa panahon ng Ordovician-Silurian at Permian-Triassic extinctions, ang pagbawi ng stromatolites ay muling naobserbahan - na may kasunod na mga pagtanggi habang ang marine fauna ay nakuhang muli.

Ang pagbuo ng mga paraan ng proteksyon sa mga akritarch. Maagang predation (1 Ga)

Ang mga Acritarch ay mga fossilized na fossil na hindi tiyak ang kalikasan, kadalasan ang mga shell ng mga cyst ng unicellular at multicellular algae. Sa unang pagkakataon ay natagpuan ang mga ito sa mga deposito na itinayo noong 2 bilyong taon na ang nakalilipas.

Humigit-kumulang 1 bilyong taon na ang nakalilipas ay nagkaroon ng matinding pagtaas sa kanilang bilang, pagkakaiba-iba, laki, anatomical complexity at, lalo na, sa bilang at uri ng mga spine. Ang bilang ng mga architarch ay nabawasan nang husto sa panahon ng global glaciation, ngunit kasunod na nakuhang muli sa pagkamit ng maximum na pagkakaiba-iba na sa Paleozoic.

Ang kanilang mga kakaibang matinik na anyo na itinayo noong 1 bilyong taon na ang nakakaraan ay maaaring magpahiwatig ng pagkakaroon ng mga mandaragit na sapat na malaki upang durugin sila o lamunin nang buo. Ang ibang mga grupo ng maliliit na Neoproterozoic na organismo ay mayroon ding ilang paraan ng depensa laban sa mga mandaragit.

Mga bakas na iniwan ng mga multicellular na organismo (1 bilyong taon)

Sa India, ang mga sediment na may petsang 1 bilyong taon na ang nakakaraan ay naglalaman ng mga fossil na maaaring mga bakas ng mga organismo na gumagalaw sa malambot na bato. Ang mga bakas na natagpuan ay tila direktang iniwan sa ilalim ng isang layer ng cyanobacterial mat na tumatakip sa seabed. Napagpasyahan ng mga mananaliksik na ang mga track ay may utang sa kanilang hitsura sa peristalsis ng tatlong-layered na multicellular na mga organismo hanggang sa 5 mm ang laki - sa madaling salita, mga hayop na ang diameter ay maihahambing sa mga earthworm, at posibleng may coelom. Naniniwala ang ibang mga mananaliksik na ang mga ito at ang mga katulad na natuklasan na mas matanda sa 600 milyong taon ay naiwan hindi ng mga buhay na organismo, ngunit sa pamamagitan ng mga pisikal na proseso.

Multicellular embryo mula sa Doushanto (632-550 Ma)

Gayunpaman, ang pagtuklas noong 2007 ng mga embryo na napapalibutan ng isang kumplikadong shell (sa mga bato na may edad na 580-550 milyong taon) ay nagpapahiwatig na ang mga fossil sa Doushanto ay walang iba kundi ang nagpapahinga ng mga itlog ng multicellular invertebrates. Bukod dito, naging malinaw na ang ilan sa mga acritarka na natagpuan sa naunang mga bato ng Doushanto (632 Ma) ay aktwal na kumakatawan sa mga shell ng naturang mga embryo.

Isa pang fossil mula sa Doushantuo - Vernananimalcula(mula sa 0.1 hanggang 0.2 mm ang lapad, edad mga 580 milyong taon) - ay itinuturing ng isang bilang ng mga siyentipiko bilang mga labi ng isang tatlong-layer na bilateral na organismo na may kabuuan, iyon ay, isang hayop na kasing kumplikado ng mga earthworm o mollusk. Sa kabila ng mga pagdududa tungkol sa organikong kalikasan ang mga fossil na ito, dahil natagpuan ang lahat ng 10 specimens Vernananimalcula ay may parehong laki at pagsasaayos, hindi malamang na ang gayong pagkakapareho ay resulta ng mga di-organikong proseso.

Ang pinakahuling mga deposito ng Doushantuo ay nagpapakita rin ng matinding pagbaba sa 13C/12C carbon isotope ratio. Bagama't ang pagbabagong ito ay sa buong mundo, hindi ito kasabay ng iba pangunahing kaganapan tulad ng mass extinctions. Posibleng paliwanag binubuo sa isang "chain reaction" ng magkakaugnay na ebolusyon ng mga organismo at mga pagbabago sa kemikal na komposisyon ng tubig dagat. Ang mga multiselular na organismo, na aktibong sumisipsip ng carbon mula sa tubig, ay maaaring mag-ambag sa pagtaas ng konsentrasyon ng oxygen na natunaw sa tubig sa dagat, na nagbibigay naman ng paglitaw ng mga bagong multicellular na organismo (tulad ng Namapoikia).

Ediacaran fauna (610-543 Ma)

spriggin

Ang mga multicellular fossil ng panahon ng Ediacaran ay unang natuklasan sa Ediacaran Hills sa Australia, at pagkatapos ay sa mga deposito mula sa ibang mga rehiyon: Charnwood Forest (England) at Avalon Peninsula (Canada). Ang mga fossil na ito ay 610-543 milyong taong gulang (ang panahon ng Ediacaran ay nauna sa Cambrian). Karamihan sa kanila ay may sukat na ilang sentimetro at mas malaki kaysa sa mga nauna sa kanila. Marami sa mga organismong ito ay walang mga analogue sa alinman sa mga species na nabuhay bago o pagkatapos ng panahon ng Ediacaran. Iminungkahi na ang pinaka "kakaibang" kinatawan ng Ediacaran fauna ay dapat italaga sa isang hiwalay na kaharian - ang "Vendozoa" (Vendozoa). Kabilang sa mga ito na ang charnia ay kasama - ang pinaka sinaunang mga natuklasan sa panahon ng Ediacaran (edad - 580 milyong taon).

Gayunpaman, ang ilang mga organismo ng Ediacaran ay maaaring maging mga pasimula ng susunod na fauna:

Mga butas sa lababo Cloudina. Pagpili sa "predator-prey" system

Sa ilang mga lugar hanggang sa 20% ng mga fossil Cloudina naglalaman ng mga butas na may diameter na 15 hanggang 400 microns na iniwan ng mga mandaragit. Ang ilan Cloudina ay nasira ng maraming beses, na nagpapahiwatig ng kanilang kakayahang makaligtas sa mga pag-atake (ang mga mandaragit ay hindi muling umaatake sa mga walang laman na shell). halos kapareho ng Cloudina mga fossil Sinotubulites na matatagpuan sa parehong mga libing ay hindi naglalaman ng mga butas sa lahat. Ang ganitong pagpili ay maaaring magpahiwatig ng pagkakaroon na sa panahon ng Ediacaran ng ebolusyonaryong pagpili ng mga klase ng laki, pati na rin ang espesyalisasyon ng biktima bilang tugon sa predation, na itinuturing na isa sa mga sanhi ng pagsabog ng Cambrian.

Ang pagtaas ng pagkakaiba-iba ng mga bakas na iniwan ng mga organismo (565-543 Ma)

Ang pinakaunang Ediacaran fossil, na itinayo noong 610-600 milyong taon na ang nakalilipas, ay naglalaman lamang ng mga bakas na iniwan ng mga cnidarians. Mga 565 milyong taon na ang nakalilipas, lumilitaw ang mas kumplikadong mga bakas. Upang iwanan ang mga ito, ang mga organismo ay nangangailangan ng isang balat-muscular pouch, at ang kanilang pangkalahatang istraktura ay dapat na mas kumplikado kaysa sa mga cnidarians o flatworms.

Bago ang simula ng Cambrian (mga 543 Ma), maraming mga bagong track ang lilitaw, kabilang ang mga patayong burrow. Diplocraterion at Skolithos), pati na rin ang mga bakas ng posibleng mga arthropod ( Cruziana at Rusophycus). Ang mga patayong burrow ay katibayan na ang mga hayop na tulad ng uod ay nakakuha ng mga bagong pag-uugali at posibleng mga bagong pisikal na kakayahan. Bakas Cruziana at Rusophycus pag-usapan ang pagkakaroon ng isang exoskeleton sa mga naunang nauna sa mga arthropod, bagaman marahil ay hindi kasing higpit ng huli.

Mga fossil ng Cambrian

Shell fauna (543-533 Ma)

Mga fossil na kilala bilang "maliit na shelly fauna" (eng. maliliit na shelly fossil) ay natagpuan sa iba't ibang bahagi ng mundo at mula pa noong katapusan ng Vendian (Nemakit–Daldynian Stage) at ang unang 10 Ma mula noong simula ng Cambrian (Tommotian Stage). Kabilang dito ang isang napaka-magkakaibang koleksyon ng mga fossil: mga karayom, sclerites (mga plato ng baluti), mga tubo, archaeocyates (isang grupo ng mga espongha o hayop na malapit sa kanila), pati na rin ang mga maliliit na shell, na lubhang nakapagpapaalaala sa mga brachiopod at parang snail na mollusc, bagaman napakaliit (1-2 mm ang haba).

Mga sinaunang Cambrian trilobite at echinoderms (530 Ma)

Fauna Sirius Passet (527 Ma)

Ang pinakakaraniwang fossil ng Sirius Passet Greenland burial ay mga arthropod. Mayroon ding ilang mga organismo na may solid (mineralized) na bahagi ng katawan: trilobites, chiolites, sponges, brachiopods. Ang mga echinoderms at mollusk ay ganap na wala.

Ang pinaka-kakaibang mga organismo ni Sirius Passet ay Pambdelurion at Kerygmachela. Ang kanilang mahaba at malambot na segment na mga katawan, na may isang pares ng malalawak na "fins" sa karamihan ng mga segment at isang pares ng naka-segment na mga appendage sa likod, ay ginagawa silang katulad ng mga anomalocarids. Kasabay nito, ang mga panlabas na bahagi ng itaas na ibabaw ng "mga palikpik" ay may mga corrugated na ibabaw, na maaaring mga hasang. Sa ilalim ng bawat "palikpik" ay may isang maikling binti na walang buto. Ang istraktura na ito ay nagpapahintulot sa iyo na iugnay ang mga ito sa mga arthropod.

Chengjiang fauna (525-520 Ma)

Haikouichthys - muling pagtatayo

Anomalocaris - muling pagtatayo

Hallucigenia - muling pagtatayo

Ang fauna na ito ay inilarawan mula sa ilang fossil site sa Chengjiang County (Yuxi City, Yunnan Province, China). Ang pinakamahalaga ay Pisara ng Maotianshan- isang libing kung saan ang mga fossil ng malambot na katawan ng mga hayop ay napakahusay na kinakatawan. Ang Chengjiang fauna ay nabibilang sa panahon 525-520 milyong taon na ang nakalilipas - ang gitna ng unang bahagi ng Cambrian, ilang milyong taon na ang lumipas. Sirius Passet at hindi bababa sa 10 Ma ang nauna sa Burgess Shale.

Ang mga bahagi ng katawan ng mga pinaka sinaunang chordates (ang uri kung saan nabibilang ang lahat ng vertebrates) ay natagpuan sa mga fossil:

Ang mga kinatawan ng mga pangkat na malapit sa mga arthropod ay natagpuan sa parehong mga deposito:

Ang mga organismong ito ay malamang na kabilang sa grupo Lobopodia, kung saan kabilang sa mga modernong grupo ang Onychophora.

Humigit-kumulang kalahati ng mga fossil ng Chengjiang ay mga arthropod, ang ilan sa mga ito ay may matitigas, mineralized na mga exoskeleton, tulad ng karamihan sa mga huling marine arthropod. 3% lamang ng mga organismo ang may matitigas na shell (karamihan ay trilobite). Ang mga kinatawan ng maraming iba pang mga uri ng hayop ay natagpuan din dito:

• Priapulids (burrowing sea worm - ambush predator);
• Bristle-jawed (marine invertebrates na bahagi ng plankton);
• Ctenophores (bituka, panlabas na katulad ng dikya);
• Echinoderms (starfish, sea cucumber, atbp.),
• Chiolites (mahiwagang hayop na may maliliit na conical shell),

Mga sinaunang Cambrian crustacean (520 Ma)

Burgess Shale (515 Ma)

Pangunahing artikulo: Burgess Shale

Marrella

Pikaia - muling pagtatayo

Ang Burgess Shale ay ang unang kilalang malaking libingan noong panahon ng Cambrian, na natuklasan ni Wolcott noong 1909. Ang muling pagsusuri ng mga fossil ni Whittington at ng kanyang mga kasamahan noong 1970s ay naging batayan ng aklat ni Gould " kahanga-hangang buhay”, na nagbukas ng pagsabog ng Cambrian sa pangkalahatang publiko.

Sa mga talaan ng fossil ng Burgess, ang mga arthropod ang pinakakaraniwan, ngunit marami sa kanila ay hindi pangkaraniwan at mahirap uriin:

Opabinia - muling pagtatayo

Wiwaxia - muling pagtatayo

Bilang karagdagan, ang mga halimbawa ng mga kakaibang organismo ay ipinakita sa libing:

Pag-usbong ng mga bagong ecosystem at uri pagkatapos ng Cambrian

Dahil sa isang malaking pagkalipol sa hangganan ng Cambrian-Ordovician, ang mga tipikal na Paleozoic marine ecosystem ay nabuo lamang sa panahon ng kasunod na pagbawi ng marine fauna. Ang pinakaunang mga fossil na nauugnay sa mga bryozoan ay unang natuklasan din sa panahon ng Ordovician - pagkatapos ng "Cambrian explosion".

natuklasan

Ang mahabang proseso ng paglitaw ng multicellular

Sa panahon ni Darwin, ang lahat ng nalalaman tungkol sa mga fossil ay nagmungkahi na ang mga pangunahing uri ng metazoan ay lumitaw at nabuo sa loob lamang ng ilang milyong taon - mula sa simula hanggang sa gitnang Cambrian. Hanggang sa 1980s, ang mga ideyang ito ay wasto pa rin.

Gayunpaman, ang mga kamakailang natuklasan ay nagmumungkahi na hindi bababa sa ilang tatlong-layer na bilateral na organismo ang umiral bago ang simula ng Cambrian: Kimberella ay maaaring ituring na mga maagang mollusk, at ang mga gasgas sa mga bato malapit sa mga fossil na ito ay nagmumungkahi ng parang mollusk na paraan ng pagpapakain (555 milyong taon na ang nakalilipas). Kung ipagpalagay natin iyon Vernananimalcula nagkaroon ng tatlong-layer na bilateral na coelom, itinutulak nito pabalik ang paglitaw ng mga kumplikadong hayop ng isa pang 25-50 milyong taon na ang nakalilipas. Shell Hole Detection Cloudina nagmumungkahi din ng pagkakaroon ng mga advanced na mandaragit sa pagtatapos ng panahon ng Ediacaran. Bilang karagdagan, ang ilang bakas sa mga fossil na itinayo noong kalagitnaan ng panahon ng Ediacaran (mga 565 milyong taon na ang nakalilipas) ay maaaring iwan ng mga hayop na mas kumplikado kaysa sa mga flatworm at may balat-muscular sac.

Matagal bago ito, ang mahabang paghina ng mga stromatolite (nagsisimula mga 1.25 bilyong taon na ang nakalilipas) ay nagsasalita ng maagang paglitaw ng mga hayop na mahirap "nibble" sa. Ang pagtaas sa kasaganaan at pagkakaiba-iba ng mga spine sa mga acritarch sa parehong oras ay humahantong sa konklusyon na kahit na noon ay may mga mandaragit na sapat na malaki para sa naturang proteksyon ay kinakailangan. Sa kabilang dulo ng sukat ng oras na may kaugnayan sa Pagsabog ng Cambrian, dapat tandaan ng isa ang kawalan ng isang bilang ng mga pangunahing uri ng kasalukuyang fauna hanggang sa dulo ng Cambrian, at karaniwang mga Paleozoic ecosystem - hanggang sa Ordovician.

Kaya, ngayon ang punto ng pananaw ay pinabulaanan, ayon sa kung aling mga hayop ng "modernong" antas ng pagiging kumplikado (maihahambing sa mga nabubuhay na invertebrates) ay lumitaw sa loob lamang ng ilang milyong taon ng Early Cambrian. Gayunpaman, ang karamihan sa modernong phyla ay unang lumitaw sa Cambrian (maliban sa mga mollusc, echinoderms, at arthropod, na posibleng umusbong sa panahon ng Ediacaran). Bilang karagdagan, ang isang paputok na pagtaas sa pagkakaiba-iba ng taxonomic ay naobserbahan din sa simula ng Cambrian.

"Pagsabog" ng pagkakaiba-iba ng taxonomic sa unang bahagi ng Cambrian

Ang ibig sabihin ng "taxonomic diversity" ay ang bilang ng mga organismo na malaki ang pagkakaiba sa kanilang istraktura. Kasabay nito, ang "morphological diversity" ay nangangahulugang ang kabuuang bilang ng mga species at walang sinasabi tungkol sa bilang ng mga pangunahing "design" (maraming mga variation ng isang maliit na bilang ng mga pangunahing uri ng anatomical structure ay posible). Walang alinlangan na ang pagkakaiba-iba ng taxonomic ay tumaas nang malaki sa unang bahagi ng Cambrian at nanatili sa antas na ito sa buong panahon - makakahanap tayo ng mga modernong hayop (tulad ng mga crustacean, echinoderms, at isda) sa halos parehong oras, at madalas - at sa karaniwang mga libing na may mga organismo tulad ng Anomalocaris at Halkieria, na itinuturing na "mga tiyuhin" o "mga tiyuhin" ng mga modernong species.

Ang mas malapit na pagsusuri ay nagpapakita ng isa pang sorpresa - ang ilang mga hayop na mukhang modernong, tulad ng mga unang Cambrian crustacean, trilobite at echinoderms, ay nasa mas naunang deposito kaysa sa ilang "tiyuhin" o "great-tiyuhin" ng mga nabubuhay na grupo na walang direktang inapo. Ito ay maaaring resulta ng mga break at pagkakaiba-iba sa pagbuo ng fossil deposits, o maaaring nangangahulugan ito na ang mga ninuno ng mga modernong organismo ay nagbago sa iba't ibang panahon at posibleng sa iba't ibang mga rate.

Mga posibleng dahilan ng "pagsabog"

Sa kabila ng katotohanan na ang medyo kumplikadong tatlong-layer na hayop ay umiral bago (at posibleng matagal na bago) ang Cambrian, ang ebolusyonaryong pag-unlad sa unang bahagi ng Cambrian ay tila napakabilis. Maraming mga pagtatangka ang ginawa upang ipaliwanag ang mga dahilan para sa "paputok" na pag-unlad na ito.

Mga pagbabago sa kapaligiran

Pagtaas ng konsentrasyon ng oxygen

Ang pinakamaagang atmospera ng Earth ay walang anumang libreng oxygen. Ang oxygen na hinihinga ng mga modernong hayop - kapwa sa hangin at natunaw sa tubig - ay produkto ng bilyun-bilyong taon ng photosynthesis, pangunahin ang mga microorganism (tulad ng cyanobacteria). Mga 2.5 bilyong taon na ang nakalilipas, ang konsentrasyon ng oxygen sa atmospera ay tumaas nang husto. Hanggang sa panahong iyon, ang lahat ng oxygen na ginawa ng mga microorganism ay ganap na ginugol sa oksihenasyon ng mga elemento na may mataas na pagkakaugnay para sa oxygen, tulad ng bakal. Hanggang sa sila ay ganap na nakagapos sa lupa at sa itaas na mga layer ng karagatan, tanging mga lokal na "oxygen oases" ang umiiral sa atmospera.

Ang kakulangan ng oxygen ay maaaring maiwasan ang pagbuo ng malalaking kumplikadong mga organismo sa loob ng mahabang panahon. Ang problema ay ang dami ng oxygen na maaaring makuha ng isang hayop kapaligiran, ay limitado sa ibabaw ng lugar (baga at hasang sa pinaka kumplikadong mga hayop; balat - sa mas simple). Ang dami ng oxygen na kinakailangan para sa buhay ay tinutukoy ng masa at dami ng organismo, na, habang lumalaki ang laki, lumalaki nang mas mabilis kaysa sa lugar. Ang pagtaas sa konsentrasyon ng oxygen sa hangin at sa tubig ay maaaring magpahina o ganap na maalis ang limitasyong ito.

Dapat pansinin na ang isang sapat na dami ng oxygen para sa pagkakaroon ng malalaking vendobionts ay naroroon na sa panahon ng Ediacaran. Gayunpaman, ang karagdagang pagtaas sa konsentrasyon ng oxygen (sa pagitan ng mga panahon ng Ediacaran at Cambrian) ay maaaring magbigay sa mga organismo ng dagdag na enerhiya para sa paggawa ng mga sangkap (tulad ng collagen) na kinakailangan para sa pagbuo ng mas kumplikadong mga istruktura ng katawan, kabilang ang mga ginagamit para sa predation at pagtatanggol laban dito.

Snowball Earth

Maraming katibayan na sa huling bahagi ng Neoproterozoic (kabilang ang unang bahagi ng panahon ng Ediacaran) ang Earth ay sumailalim sa isang global glaciation kung saan ang karamihan sa mga ito ay natatakpan ng yelo, at ang temperatura sa ibabaw ay malapit sa pagyeyelo kahit na sa ekwador. Itinuturo ng ilang mananaliksik na ang pangyayaring ito ay maaaring malapit na nauugnay sa pagsabog ng Cambrian, dahil ang pinakaunang kilalang fossil ay nagmula sa isang panahon pagkatapos ng katapusan ng huling kumpletong glaciation.

Gayunpaman, sa halip mahirap ipahiwatig ang isang sanhi na kaugnayan ng naturang mga sakuna sa kasunod na paglaki sa laki at pagiging kumplikado ng mga organismo. siguro, mababang temperatura nadagdagan ang konsentrasyon ng oxygen sa karagatan - ang solubility nito sa tubig ng dagat ay halos doble kapag ang temperatura ay bumaba mula 30 ° C hanggang 0 ° C.

Mga pagbabago sa isotopic na komposisyon ng carbon

Sa mga deposito sa hangganan ng mga panahon ng Ediacaran at Cambrian, mayroong napakabilis na pagbaba, na sinusundan ng hindi pangkaraniwang malakas na pagbabagu-bago sa ratio ng carbon isotopes 13C/12C sa buong Early Cambrian.

Ipinapalagay ng maraming siyentipiko na ang orihinal na pagkahulog ay dahil sa malawakang pagkalipol bago ang simula ng Cambrian. . Maaari rin itong ipalagay na ang mismong pagkalipol ay bunga ng nakaraang pagkabulok ng methane clathrates. Malawakang kilala na ang paglabas ng methane at ang kasunod na saturation ng atmospera na may carbon dioxide ay nagdudulot ng global greenhouse effect, na sinamahan ng iba't ibang mga sakuna sa kapaligiran. Ang isang katulad na larawan (isang matalim na pagbaba sa 13 C/ 12 C ratio na sinusundan ng mga pagbabago) ay naobserbahan sa Triassic, noong ang buhay ay bumabawi mula sa mass Permian extinction.

Gayunpaman, medyo mahirap ipaliwanag kung paano maaaring magdulot ng matinding pagtaas sa taxonomic at morphological diversity ang isang malawakang pagkalipol. Bagaman ang malawakang pagkalipol, gaya ng Permian at Cretaceous-Paleogene, ay humantong sa kasunod na pagtaas ng bilang ibang mga klase mula sa hindi gaanong mahalaga hanggang sa "nangingibabaw", gayunpaman, sa parehong mga kaso, ang mga ekolohikal na niches ay pinalitan, kahit na sa pamamagitan ng iba, ngunit pantay na kumplikadong mga organismo. Kasabay nito, walang biglang paglaki ng taxonomic o morphological diversity na naobserbahan sa bagong ecosystem.

Ipinagpalagay ng ilang mananaliksik na ang bawat panandaliang pagbaba sa proporsyon ng 13 C/ 12 C sa Early Cambrian ay kumakatawan sa pagpapalabas ng methane, na, dahil sa maliit na greenhouse effect at pagtaas ng temperatura, na humantong sa pagtaas ng pagkakaiba-iba ng morphological. Ngunit kahit na ang hypothesis na ito ay hindi nagpapaliwanag ng matalim na pagtaas sa pagkakaiba-iba ng taxonomic sa simula ng Cambrian.

Mga paliwanag batay sa pag-unlad ng mga organismo

Ang ilang mga teorya ay batay sa ideya na ang medyo maliit na pagbabago sa paraan ng pag-develop ng mga hayop mula sa mga embryo hanggang sa mga matatanda ay maaaring humantong sa mga dramatikong pagbabago sa hugis ng katawan.

Ang paglitaw ng sistema ng pag-unlad ng bilateral

Hox genes iba't ibang grupo Ang mga hayop ay magkatulad na, halimbawa, maaari mong i-transplant ang gene ng "eye formation" ng tao sa isang Drosophila embryo, na hahantong sa pagbuo ng isang mata - ngunit ito ay magiging isang Drosophila eye, salamat sa pag-activate ng kaukulang " gumagana" na mga gene. Ipinapakita nito na ang pagkakaroon ng isang katulad na hanay ng mga Hox genes ay hindi nangangahulugang anatomical na pagkakatulad ng mga organismo (dahil ang parehong Hox genes ay maaaring makontrol ang pagbuo ng mga magkakaibang istruktura tulad ng mga mata ng tao at insekto). Samakatuwid, ang paglitaw ng naturang sistema ay maaaring humantong sa isang matalim na pagtaas sa pagkakaiba-iba - parehong morphological at taxonomic.

Dahil ang parehong Hox genes ang kumokontrol sa pagkakaiba-iba ng lahat ng kilalang bilateral na organismo, ang mga linya ng ebolusyon ng huli ay dapat na naghiwalay bago mabuo ang anumang espesyal na organo. Kaya, ang "huling karaniwang ninuno" ng lahat ng bilateral na organismo ay dapat na maliit, anatomikal na simple, at malamang na madaling kapitan sa ganap na pagkabulok hindi napanatili sa mga fossil. Dahil sa sitwasyong ito, ang pagtuklas nito ay lubhang hindi malamang. Gayunpaman, maraming venodobionts (halimbawa, kimberella, spriggin o Arkarua), ay maaaring magkaroon ng bilateral na istraktura ng katawan (ayon sa isang bilang ng mga siyentipiko, hindi ito ganoon - ang simetrya ng mga venodobionts ay hindi bilateral, ngunit dumudulas, na pangunahing nakikilala ang mga ito mula sa karamihan ng iba pang mga organismo). Kaya, ang ganitong sistema ng pag-unlad ay maaaring lumitaw ng hindi bababa sa ilang sampu-sampung milyong taon bago ang pagsabog ng Cambrian. Sa kasong ito, kailangan ang ilang karagdagang dahilan upang ipaliwanag ito.

Ang pag-unlad ng sekswal na pagpaparami

Ang mga organismo na hindi gumagamit ng sekswal na pagpaparami ay napakaliit na nagbabago. Sa karamihan ng mga organismo na nagpaparami ng sekswal, ang mga supling ay tumatanggap ng humigit-kumulang 50% ng kanilang mga gene mula sa bawat magulang. Nangangahulugan ito na kahit na ang isang maliit na pagtaas sa pagiging kumplikado ng genome ay maaaring magbunga ng maraming mga pagkakaiba-iba sa istraktura at hugis ng katawan. Karamihan sa biyolohikal na kumplikado ay malamang na nagmumula sa pagkilos ng medyo simpleng tuntunin sa isang malaking bilang ng mga cell na gumaganap bilang cellular automata (isang halimbawa ng naturang epekto ay ang laro ng Conway ng Buhay, kung saan ang mga kumplikadong hugis at kumplikadong pag-uugali ay ipinapakita ng mga cell na kumikilos lamang sa simpleng tuntunin). Ang posibleng paglitaw ng sekswal na pagpaparami o ang makabuluhang pag-unlad nito sa panahon ng pagsabog ng Cambrian para sa napaka primitive at katulad na mga nilalang ay maaaring mangahulugan na may posibilidad ng kanilang interspecific at mas malayong interbreeding. Ito ay kapansin-pansing nadagdagan ang pagkakaiba-iba. Sa pag-unlad lamang ng genome, lumilitaw ang tunay na nakahiwalay na mga species na hindi nakikipag-interbreed sa iba. Ang isang halimbawa ng mga modernong nilalang ng ganitong uri ay mga korales.

track ng pag-unlad

Iminumungkahi ng ilang siyentipiko na habang nagiging mas kumplikado ang mga organismo, nagbabago ang ebolusyon pangkalahatang istraktura body superimposed pangalawang pagbabago sa direksyon ng mas mahusay na pagdadalubhasa ng mga umiiral na bahagi nito. Binabawasan nito ang posibilidad ng mga bagong klase ng mga organismo na dumaan sa natural na seleksyon - dahil sa kumpetisyon sa "pinabuting" mga ninuno. Bilang isang resulta, habang ang pangkalahatang (sa antas ng klase ng taxonomic) ay nabuo, isang "track ng pag-unlad" ay nabuo, at ang spatial na istraktura ng katawan ay "frozen". Alinsunod dito, ang pagbuo ng mga bagong klase ay nangyayari "mas madali" sa mga unang yugto ng ebolusyon ng mga pangunahing clades, at ang kanilang karagdagang ebolusyon ay nagaganap sa mas mababang antas ng taxonomic. Kasunod nito, itinuro ng may-akda ng ideyang ito na ang naturang "freeze" ay hindi ang pangunahing paliwanag para sa pagsabog ng Cambrian.

Ang mga fossil na maaaring suportahan ang ideyang ito ay hindi maliwanag. Napansin na ang mga pagkakaiba-iba sa mga organismo ng parehong klase ay kadalasang pinakadakila sa pinakaunang mga yugto ng pag-unlad ng clade. Halimbawa, ang ilang Cambrian trilobite ay nag-iba nang malaki sa bilang ng mga thoracic segment, at pagkatapos ang pagkakaiba-iba na ito ay nabawasan nang malaki. Gayunpaman, ang mga sample ng Silurian trilobites ay natagpuan na may parehong mataas na pagkakaiba-iba sa istraktura tulad ng mga Early Cambrian. Ang mga mananaliksik ay nag-hypothesize na pangkalahatang pagbaba ang pagkakaiba-iba ay nauugnay sa mga ekolohikal o functional na limitasyon. Halimbawa, aasahan ng isang tao ang mas kaunting pagkakaiba-iba sa bilang ng mga segment pagkatapos bumuo ng isang matambok na istraktura ng katawan ang mga trilobit (na kahawig ng modernong woodlice), na isang epektibong paraan upang maprotektahan ito.

Mga paliwanag sa kapaligiran

Ang ganitong mga paliwanag ay nakatuon sa pakikipag-ugnayan sa pagitan iba't ibang uri mga organismo. Ang ilan sa mga hypotheses na ito ay tumatalakay sa mga pagbabago sa mga kadena ng pagkain; ang iba ay isinasaalang-alang ang isang arm race sa pagitan ng mga mandaragit at biktima na maaaring naging sanhi ng ebolusyon ng mga matibay na bahagi ng katawan sa unang bahagi ng Cambrian; ilang iba pang hypotheses ang tumutuon sa mas pangkalahatang mekanismo ng coevolution (ang pinakasikat ay ang pinakahuling halimbawa ng coevolution ng mga namumulaklak na halaman na may mga pollinating na insekto).

"Arms race" sa pagitan ng mga mandaragit at biktima

Sa pamamagitan ng kahulugan, presupposes ang pagkamatay ng biktima, na ginagawang pinakamalakas na kadahilanan at accelerator ng natural na seleksyon. Ang presyon sa biktima upang mas mahusay na umangkop ay dapat na mas malakas kaysa sa mga mandaragit - dahil, hindi tulad ng biktima, mayroon silang pagkakataon na gumawa subukan ulit(Ang kawalaan ng simetrya na ito ay kilala bilang ang prinsipyong "buhay laban sa hapunan" - ang maninila ay nanganganib lamang na mawala ang kanilang tanghalian, habang ang biktima ay nanganganib sa kanilang buhay).

Gayunpaman, mayroong katibayan (halimbawa, mga fossil ng matinik na acritarch, pati na rin ang mga butas na ginawa sa shell ng claudinids) na ang predation ay naroroon na bago ang simula ng Cambrian. Samakatuwid, hindi malamang na ito mismo ang naging sanhi ng pagsabog ng Cambrian, bagaman ito ay may malakas na impluwensya sa mga anatomikal na anyo ng mga organismo na lumitaw sa panahong ito.

Hitsura ng phytophages

Iminungkahi ni Stanley (1973) na ang paglitaw ng protozoa (single-celled eukaryotes) 700 milyong taon na ang nakalilipas, "nibbling" microbial mat, lubos na pinalawak ang mga kadena ng pagkain at dapat na humantong sa pagtaas ng pagkakaiba-iba ng mga organismo. Gayunpaman, ngayon ay kilala na ang "pagnganga" ay lumitaw higit sa 1 bilyong taon na ang nakalilipas, at ang pagkalipol ng mga stromatolite ay nagsimula mga 1.25 bilyong taon na ang nakalilipas - matagal bago ang "pagsabog".

Paglago sa laki at pagkakaiba-iba ng plankton

Ang mga obserbasyon ng geochemical ay malinaw na nagpapakita na ang kabuuang masa ng plankton ay naging maihahambing sa kasalukuyang isa na sa unang bahagi ng Proterozoic. Gayunpaman, hanggang sa Cambrian, ang plankton ay hindi gumawa ng isang makabuluhang kontribusyon sa nutrisyon ng mga organismo sa malalim na dagat, dahil ang kanilang mga katawan ay napakaliit upang mabilis na lumubog sa ilalim ng dagat. Ang microscopic plankton ay kinakain ng ibang plankton o sinira ng mga kemikal na proseso sa itaas na mga layer ng dagat bago pa sila tumagos sa malalim na mga layer, kung saan maaari silang maging pagkain para sa nekton at benthos (swimming organisms at mga naninirahan sa seabed, ayon sa pagkakabanggit).

Sa komposisyon ng mga unang fossil ng Cambrian, natagpuan ang mesozooplankton (medium-sized na plankton, nakikita ng mata), na maaaring mag-filter ng microscopic plankton (pangunahin ang phytoplankton - planktonic "vegetation"). Ang bagong mesozooplankton ay maaaring pinagmumulan ng mga labi, pati na rin ang paglabas ng dumi sa anyo ng mga kapsula na sapat ang laki upang mabilis na lumubog - ang mga ito ay maaaring pagkain para sa nekton at benthos, na nagiging sanhi ng paglaki ng mga ito sa laki at pagkakaiba-iba. Kung ang mga organikong particle ay umabot sa seabed, bilang isang resulta ng kasunod na paglilibing, dapat nilang nadagdagan ang konsentrasyon ng oxygen sa tubig habang binabawasan ang konsentrasyon ng libreng carbon. Sa madaling salita, ang hitsura ng mesozooplankton ay nagpayaman sa malalim na karagatan na may parehong pagkain at oxygen, at sa gayon ay ginawa posibleng hitsura at ang ebolusyon ng mas malaki at mas magkakaibang mga naninirahan sa malalim na dagat.

Sa wakas, ang paglitaw ng mga phytophage sa mga mesozooplankton ay maaaring bumuo ng isang karagdagang ecological niche para sa mas malalaking mesozooplankton predator, na ang mga katawan, na bumulusok sa dagat, ay humantong sa karagdagang pagpapayaman nito sa pagkain at oxygen. Posibleng, ang mga unang mandaragit sa mga mesozooplankton ay benthic larvae, na ang karagdagang ebolusyon ay resulta ng pangkalahatang pagtaas ng predation sa mga dagat ng panahon ng Ediacaran.

Maraming walang laman na niches

Ginawa ni James W. Valentine ang mga sumusunod na pagpapalagay sa ilang mga papel: "nakakahiya" ang mga biglaang pagbabago sa istraktura ng katawan; Ang pagbabago ay mas malamang na umiral kung makakatagpo ito ng kaunti (o hindi) kumpetisyon para sa ekolohikal na niche na tina-target nito. Ang huli ay kinakailangan upang ang bagong uri ng mga organismo ay may sapat na oras upang umangkop sa bagong papel nito.

Ang sitwasyong ito ay dapat humantong sa katotohanan na ang pagpapatupad ng mga pangunahing pagbabago sa ebolusyon ay mas malamang sa mga paunang yugto ng pagbuo ng ekosistema, dahil sa katotohanan na ang kasunod na pagkakaiba-iba ay pumupuno sa halos lahat ng ekolohikal na niches. Sa hinaharap, kahit na ang mga bagong uri ng mga organismo ay patuloy na lumilitaw, ang kakulangan ng mga walang laman na niches ay pumipigil sa kanilang pagkalat sa ecosystem.

Ipinaliwanag nang mabuti ng modelo ng Valentine ang kakaibang pagsabog ng Cambrian - kung bakit minsan lang ito nangyari at kung bakit limitado ang tagal nito.

Mga Tala

1. Darwin, C. Sa Pinagmulan ng mga Species sa pamamagitan ng Natural Selection. - London, United Kingdom: Murray, 1859. - P. 315–316.
2. Walcott, C.D. Cambrian Geology at Paleontology // Smithsonian Miscellaneous Collections. - 1914. - T. 57. - P. 14.
3. Whittington, H. B.; Geological Survey ng Canada. Mga pinagmulan at maagang ebolusyon ng predation // The Burgess Shale. - Yale University Press, 1985.
4. Gould, S.J. Kahanga-hangang Buhay: Ang Burgess Shale at ang Kalikasan ng Kasaysayan. - New York: W.W. Norton & Company, 1989. - ISBN 0-393-02705-8
5. McNamara, K.J. Pakikipag-date sa Pinagmulan ng mga Hayop // Agham. - 1996-12-20. - T. 274. - Hindi. 5295. - S. 1993–1997.
6. Awramik, S.M. Precambrian columnar stromatolite diversity: Reflection ng metazoan appearance // Agham. - 1971-11-19. - T. 174. - Hindi. 4011. - S. 825–827.
7. Fedonkin, M. A.; Wagoner, B. Ang yumaong Precambrian fossil na si Kimberella ay isang mollusc-like bilaterian organism // Kalikasan. - 1997. - T. 388. - S. 868–871.
8. Eskov, K. Mga draft ng Panginoong Diyos // Kaalaman ay kapangyarihan. - 2001. - № 6.
9. Jago, J. B., Haines, P. W. Kamakailang radiometric dating ng ilang Cambrian rock sa southern Australia: kaugnayan sa Cambrian time scale // Revista Española de Paleontologia. - 1998. - S. 115–22.
10. Eskov K. Yu. Kamangha-manghang Paleontology: Isang Kasaysayan ng Daigdig at Buhay Dito. - M .: Publishing house ng NTs ENAS, 2007. - 540 p. - (Ano ang tahimik sa mga aklat-aralin). - ISBN 978-5-93196-711-0
11. Gehling, J.; Jensen, S.; Droser M.; Myrow P.; Narbonne, G. Burrowing sa ilalim ng basal Cambrian GSSP, Fortune Head, Newfoundland // Geological Magazine. - 2001-03. - T. 138. - Hindi. 2. - S. 213–218.
12. Benton, M. J.; Wills, M.A.; Hitchin, R. Kalidad ng fossil record sa paglipas ng panahon // Kalikasan. - 2000. - T. 403. - No. 6769. - S. 534–537.
13. Butterfield, N.J. Pambihirang Fossil Preservation at ang Cambrian Explosion // . - 2003. - T. 43. - No. 1. - S. 166–177.
14. Cowen, R. Kasaysayan ng Buhay. - Blackwell Science.
15. Morris, S.C. Ang Burgess Shale (Middle Cambrian) Fauna // Taunang Pagsusuri ng Ekolohiya at Systematics. - 1979. - T. 10. - Blg. 1. - S. 327–349.
16. Yochelson, E. L Pagtuklas, Koleksyon, at Paglalarawan ng Middle Cambrian Burgess Shale Biota ni Charles Doolittle Walcott // Mga Pamamaraan ng American Philosophical Society. - 1996. - T. 140. - Bilang 4. - S. 469–545.
17. Butterfield, N.J. Ekolohiya at ebolusyon ng Cambrian plankton // Columbia University Press Ang Ekolohiya ng Cambrian Radiation. - New York, 2001. - S. 200–216.
18. Signor, P.W. Sampling bias, unti-unting pagkalipol ng mga pattern at mga sakuna sa fossil record // Geological Society of America Mga heolohikal na implikasyon ng mga epekto ng malalaking asteroid at kometa sa mundo. - 1982. - S. 291-296.
19. Seilacher A. Gaano kabisa ang Cruziana Stratigraphy? // International Journal of Earth Sciences. - 1994. - T. 83. - Bilang 4. - S. 752–758.
20. Magaritz, M.; Holser, W.T.; Kirschvink, J.L. Mga kaganapan sa carbon-isotope sa hangganan ng Precambrian/Cambrian sa Siberian Platform // Kalikasan. - 1986. - T. 320. - Blg. 6059. - S. 258–259.
21. Kaufman, A.J., Knoll A.H. Mga pagkakaiba-iba ng neoproterozoic sa C-isotopic na komposisyon ng tubig-dagat: mga implikasyon ng stratigraphic at biogeochemical // Elsevier Pananaliksik sa Precambrian. - 1995. - T. 73. - S. 27-49.
22. Derry, L.A.; Brasier, M.D.; Corfield, R.M.; Rozanov, A.Yu.; Zhuravlev, A. Yu Sr at C isotopes sa Lower Cambrian carbonates mula sa Siberian craton: Isang paleoenvironmental record sa panahon ng 'Cambrian explosion' // Elsevier Earth at Planetary Science Letters. - 1994. - T. 128. - S. 671-681.
23. Rothman, D. H.; Hayes, J.M.; Summons, R.E. Dynamics ng Neoproterozoic carbon cycle // Ang National Academy of Sciences Mga pamamaraan ng National Academy of Sciences ng USA. - 2003-07-08. - T. 100. - Hindi. 14. - S. 8124–8129.
24. Ripperdan, R.L. Mga Pandaigdigang Pagkakaiba-iba sa Komposisyon ng Carbon Isotope Sa Panahon ng Pinakabagong Neoproterozoic at Pinakamaagang Cambrian // Taunang Pagsusuri ng Earth at Planetary Sciences. - 1994-05. - T. 22. - S. 385-417.
25. Marshall, C.R. Pagpapaliwanag sa Cambrian "Pagsabog" ng mga Hayop // Taunang Pagsusuri ng Earth Planetary Sciences. - 2006. - T. 34. - S. 355-384.
26. Yakap, L.A.; Roger, A.J. Ang Epekto ng Fossils at Taxon Sampling sa Sinaunang Molecular Dating Analyses // . - 2007. - T. 24(8). - S. 1889-1897.
27. Wray, G.A.; Levinton, J.S.; Shapiro, L.H.(((pamagat))) // Agham. - 1996-10. - T. 274. - Hindi. 5287. - S. 568–573.
28. Ayala, F.J.; Rzhetsky, A.; Ayala, F.J.(((pamagat))) // . - 1998-01. - T. 95. - Hindi. 2. - S. 606-611.
29. Aris-Brosou, S.; Yang, Z. Ang Bayesian Models of Episodic Evolution ay sumusuporta sa isang Late Precambrian Explosive Diversification ng Metazoa // Molecular Biology at Ebolusyon. - 2003-08. - T. 20. - Hindi. 12. - S. 1947-1954.
30. Peterson, K. J.; Lyons, J. B.; Nowak, K.S.; Takacs, C.M.; Wargo, M.J.; McPeek, M.J. Pagtantya ng mga oras ng pagkakaiba-iba ng metazoan gamit ang isang molekular na orasan // Pagpapatuloy ng ang Pambansa Academy of Sciences (ng USA). - 2004-04. - T. 101. - Hindi. 17. - S. 6536-6541.
31. Blair, J.E.; Hedges, S.B. Ang Molecular Clock ay Hindi Sinusuportahan ang Cambrian Explosion // Molecular Biology at Ebolusyon. - 2004-11. - T. 22. - Hindi. 3. - S. 387-390.
32. Bengtson, S. Mga pinagmulan at maagang ebolusyon ng predation // Ang fossil record ng predation. 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. Ang muling pagkabuhay ng microbialite pagkatapos ng Late Ordovician extinction // Kalikasan. - 2004. - T. 430. - S. 75–78.
34. Stanley Tinalo ng predation ang kompetisyon sa ilalim ng dagat // paleobiology. - 2008. - T. 34. - S. 1.
35. Seilacher, A.; Bose, P.K.; Pfluger, F. Mga Hayop Mahigit 1 Bilyong Taon Na ang Nakaraan: Bakas ang Katibayan ng Fossil mula sa India // Agham. - 1998. - T. 282. - Hindi. 5386. - S. 80–83.
36. Jensen, S. Ang Proterozoic at Pinakaunang Cambrian Trace Fossil Record; Mga Pattern, Problema at Pananaw // Integrative at Comparative Biology. - 2003. - T. 43. - Blg. 1. - S. 219–228.
37. Naimark, Elena Nabubunyag ang misteryo ng mga embryo ng Doushantuo. Mga sikat na proyekto sa agham na "Mga Elemento" (Abril 12, 2007). Na-archive mula sa orihinal noong Agosto 24, 2011. Hinango noong Mayo 21, 2008.

Sa parehong aklat na "The Origin of Species", isinulat ni Charles Darwin: "Kung maraming uri ng hayop na kabilang sa parehong klase ang nagsimulang umiral. sabay-sabay, kung gayon ito ay magiging isang kamatayang suntok sa teorya na nagbibigay ng ebolusyon mula sa isang karaniwang ninuno sa pamamagitan ng natural na pagpili.

Ang mga modernong siyentipiko, na pinag-aralan nang detalyado ang mga labi ng fossil, ay kumbinsido na ang mga nabubuhay na nilalang ay biglang lumitaw sa Earth. Sa tinatawag na Cambrian layer, natagpuan ang mga labi ng trilobites, sponge, worm, starfish, snails, floating crustaceans, cephalopods, arthropods, atbp. Ang unicellular at bacteria ay natagpuan din dito at medyo mas mababa. Ang pagkakaroon ng anumang multicellular na organismo na mas maaga kaysa sa Cambrian ay isang kontrobersyal na punto. Kaya't maliwanag na maraming mga species, na naiiba sa isa't isa at mayroon nang perpektong mga organismo, ay umiral nang sabay-sabay at walang mga ninuno kung saan sila maaaring nagmula. Sa geology, ang phenomenon na ito ay tinatawag na Cambrian Explosion.

kanin. Mga naninirahan sa panahon ng Cambrian

Siyanga pala, mahirap ding sagutin ng mga ebolusyonista ang tanong kung bakit sa makabagong kalikasan, gayundin sa kalikasan ng panahon ng Cambrian (na diumano ay mahigit 500 milyong taon na ang nakalilipas), mayroong mga espongha, bulate, isdang-bituin, kuhol, lumulutang na crustacean, atbp.? Bakit sila para dito mahabang panahon hindi nag-evolve sa mas mataas na anyo? Kung ang ebolusyon ay isang positibo, hindi maiiwasang pataas na paggalaw ng lahat ng nabubuhay na bagay, kung gayon bakit hindi nito nahawakan ang lahat ng nilalang? Ito ay magiging mas lohikal kung sa kasalukuyan ay isang korona na lamang ng ebolusyon ang nananatili sa planeta - ang tao!

Bakit ang mga amoeba, insekto, isda, amphibian, reptile, mammal, unggoy at tao ay nabubuhay pa rin sa Earth sa parehong oras? Marahil para sa parehong dahilan na ang isda ng coelacanth ay umiiral pa rin: ito ay nabuhay nang matagal na ang nakalipas, patuloy na nabubuhay ngayon. Kahit na subukan mong maniwala sa ebolusyon, kailangan mong sagutin ang tanong: huminto ba ang ebolusyon ngayon o hindi? Gayunpaman, ang pagsagot sa tanong na ito ay nagtataas ng iba pang mga tanong na hindi pa nasasagot.

Kung ipagpalagay natin na ang lahat ng nabubuhay na nilalang, mula sa simple hanggang sa kumplikado, ay nasa proseso pa rin ng ebolusyon, pagkatapos ay kailangan nating ipaliwanag kaagad kung bakit walang buhay na transitional form sa kanila. Kung iniisip natin na ang ebolusyon ay natapos na at ang mga nilalang na umabot sa pagiging perpekto ay tumigil sa kanilang pag-unlad matagal na ang nakalipas, at ang iba ay nalipol sa pamamagitan ng natural na pagpili, kung gayon hindi maipaliwanag na katotohanan bakit walang sapat na patay na intermediate link sa ebolusyon. Ngunit ang mga labi ng transisyonal na anyo ay dapat nasa trilyon at kahit sextillion, na naipon sa bituka ng daigdig diumano sa milyun-milyong taon.

Para sa kadalian ng pag-aaral, ang kasaysayan ng ating planeta at buhay dito ay nahahati sa mga yugto ng panahon, ang mga hangganan nito ay mga pagbabago sa geological sa crust ng lupa - ang mga proseso ng pagbuo ng bundok, pagtaas at pagbagsak ng lupa, pagbabago sa hugis. ng mga kontinente, pandaigdigang pagbabago ng klima.

Ang pinakamahabang kronolohikong panahon sa kasaysayan ng Daigdig ay tinatawag na mga panahon (nagtagal sila ng daan-daang milyong taon). Ang mga panahon ay higit na nahahati sa mga panahon.

Nakukuha ng mga siyentipiko ang lahat ng impormasyon tungkol sa nakaraan ng Earth sa pamamagitan ng pagsusuri sa heolohikal na katibayan ng world chronicle. Ang mga bituka ng planeta ay binubuo ng iba't ibang mga layer ng mabato at sedimentary na mga bato, na nabuo sa ilalim ng patuloy na impluwensya ng mga panlabas na kondisyon na tumutukoy sa hitsura ng Earth sa malayong nakaraan. Ang mga heolohikal na pormasyon ay nagpapanatili at nagdala sa milyun-milyong taon ng impormasyon tungkol sa mga buhay na organismo na naninirahan sa mga karagatan at lupain sa iba't ibang panahon ng geological. Salamat dito, ngayon ay mayroon tayong pagkakataon na isipin ang hitsura ng Earth sa malayong nakaraan at subaybayan ang ebolusyon ng buhay sa loob ng 3.5 bilyong taon mula sa sandali ng paglitaw nito.

Sa pagsasaliksik ng mga sinaunang bato at fossil, natuklasan ng mga siyentipiko ang dalawang hindi maipaliwanag na phenomena sa geological at biological na nakaraan ng Earth. Ang unang phenomenon ay tinatawag na World Disagreement, at ito ay isang contact mga bato mula sa iba't ibang mga panahong heolohikal hindi sunod sunod. Ang nasabing pakikipag-ugnay ay lumalabag sa lohikal na pagkakasunud-sunod ng mga layer, ayon sa mga kronolohikal na peryodiko ng iba't ibang makasaysayang yugto sa heolohiya. Dapat pansinin na ang hindi makatwirang pakikipag-ugnay ng mga bato ay matatagpuan sa lahat ng dako. Ito ay dahil sa paghahalo ng mga istruktura ng crust ng lupa bilang resulta ng aktibidad ng tectonic at mga proseso ng pagguho. Gayunpaman, ang Global Unconformity ay hindi maipaliwanag sa pamamagitan nito, dahil ito ay nasa lahat ng dako at sumasalamin sa isang uncoordinated contact sa pagitan ng mga bato na humigit-kumulang 2.9 bilyong taong gulang at mga batang Cambrian na deposito na nabuo humigit-kumulang 500 milyong taon na ang nakalilipas.

Ang pangalawang phenomenon hinggil sa biological na nakaraan ng Earth ay tinatawag na "Cambrian Explosion". Ibinigay ng mga paleontologist ang terminong ito sa biglaang mabilis na pagtaas ng pagkakaiba-iba ng mga species ng mga buhay na organismo sa panahon ng Cambrian (sa pinakadulo simula ng panahon ng Paleozoic). Nangyari ito para sa kronolohikal na panahon sa 30 milyong taon (humigit-kumulang 542–510 milyong taon na ang nakalilipas). Para sa gayong hindi gaanong halaga ng panahon ayon sa mga pamantayang paleontological, ang bilang uri ng hayop nadagdagan ng daan-daang beses. Biglang lumitaw ang isang mahusay na iba't ibang uri ng mga organismo ng shell, ang mga unang chordates at prothoracids (ang tinatawag na trilobites) ay lumitaw.

Ang pinakasikat at pinag-aralan na patunay ng pagkakaroon ng dalawang ito mga pang-agham na phenomena matatagpuan sa USA. Ito ay grand canyon nakahiga sa Colorado Plateau, Arizona. Isang paboritong lugar para sa mga turista mula sa buong mundo. Doon natagpuan ng mga paleontologist ang pinakamalaking bilang ng mga fossilized na anyo ng buhay, kaya hindi katulad ng malambot na katawan na mga organismo na nabuhay noong panahon ng Ediacaran bago ang Cambrian.

Sa loob ng mahabang panahon, ang mga siyentipiko mula sa buong mundo ay naghahanap ng isang palatandaan sa mga phenomena ng panahon ng Cambrian. Kamakailan, isang teorya ang lumitaw sa mga siyentipikong bilog na nagpapaliwanag sa likas na katangian ng paglitaw ng Global Discord at ang "Cambrian Explosion" at nagtatatag ng ugnayan sa pagitan ng dalawang natatanging katotohanang ito ng kasaysayan ng planeta.

Mga 600 milyong taon na ang nakalilipas, nagsimulang maganap ang malalaking pagbabago sa kailaliman ng Earth, na nagdulot ng napakalaking pagbabago sa ibabaw ng planeta. Nagkaroon ng kilusan mga lithospheric plate, na pumunit sa dating nag-iisang kontinente - Gondwana, maraming bulkan ang sabay-sabay na nagbuga ng mga alon ng lava. Ang malawakang lindol ay nagdulot ng malalaking tsunami. Ang ibabaw ng lupa ay ilang beses na sumailalim sa pagbaha ng tubig ng mga karagatan, na siyang pangunahing dahilan ng pagbuo ng World Discord.

Ang mga mas bata at matatagpuan sa mababaw na sedimentary layer ay sinisira ng tubig at mga kaugnay na kadahilanan nang ilang beses na mas mabagal kaysa sa mas matanda at mas malalim na mga bato. Sa mga panahon ng pagbaha ng mga kontinente naganap ang pagguho at pagkasira ng mga sedimentary rock, ang pagkakalantad ng mga sinaunang bato, na sumailalim sa mabilis na pagguho. Ang mga produkto ng pagkasira ng mga bato ay natunaw sa bilyun-bilyong tonelada sa tubig ng mga sinaunang karagatan. Biglang tumaas ang konsentrasyon ng potassium, calcium, magnesium, iron, phosphate, sulfate ions. Ang balanse ng acid-base ng mga karagatan sa mundo ay mabilis na lumipat sa alkaline na bahagi.

Ang pangunahing prinsipyo ng buhay ay nagsasabi na upang umiral, ang isang buhay na organismo ay dapat na patuloy na mapanatili ang katatagan ng panloob na kapaligiran. Ang mga primitive soft-bodied descendants ng mga modernong organismo ay kailangang mabilis na umunlad upang makatiis matinding pagbabago kalagayan ng pamumuhay. Ang panandaliang paglukso sa ebolusyon ng sinaunang buhay ay isang sapilitang tugon sa biglaang pagtaas ng konsentrasyon ng iba't ibang asin sa tubig dagat. Ang resulta ng evolutionary leap na ito ay ang mga mekanismo ng mineralization, na nagdirekta sa ebolusyon ng mga sinaunang hayop sa ibang paraan.

Ang teoryang ito ay sinusuportahan ng sabay-sabay na paglitaw ng isang kalansay ng mineral sa mga hindi magkakaugnay na organismo sa panahon ng Cambrian. Ang pangunahing tatlong uri ng mga mineral na asing-gamot ay tumutukoy sa direksyon ng karagdagang ebolusyon ng buhay - ito ay calcium phosphate, ang mineral na batayan ng chordate skeleton, calcium carbonate at silicon oxide, na kung saan ay ang materyal ng mga shell ng mga unang nilalang na shell. Ang kaltsyum, silikon at mga pospeyt ay ang mga pangunahing bahagi ng mga pormasyon ng Cambrian na bumubuo sa mga lugar ng hindi pagkakaayon sa Mundo.

Ang mga bagong umusbong na mga anyo ng buhay ay may kalamangan sa mga primitive soft-bodied, walang matitigas na organo. Ang mga bagong organismo ay may mga ngipin para sa pag-atake at pagtatanggol, mga shell para sa depensa, mga chord, at mga matitigas na kalansay na nagpapahintulot sa kanila na gumalaw nang may layunin at sa mas mataas na bilis sa tubig. Ang biglaang nakuha na mga mekanismo ng mineralization ay nagpapahintulot sa mga batang nilalang na dumami sa hindi pa nagagawang bilang at palitan ang mga lumang anyo ng buhay. Ang masa ng pinakaunang mga nilalang na may mga organo ng mineral ay ang batayan para sa pagbuo ng mga geological layer ng panahon ng Cambrian, na nabuo sa mga sinaunang layer ng mga bato.

Ang mga anyo ng buhay na may mga kalansay ng mineral ay nagsimulang mabuo noong Precambrian, ngunit ang mga heolohikal na anomalya na bumuo sa World Unconformity na nagpabilis sa prosesong ito ng maraming beses at nagbigay dito ng isang sumasabog na karakter. Ang nag-trigger ng mga proseso na lumikha ng hitsura ng karamihan ng mga modernong species ng hayop ay ang mabilis na mineralization ng mga karagatan sa mundo. Tinukoy ng mga prosesong geological ang biological evolution para sa milyun-milyong taon na darating.

Ang kontribusyon ng boluntaryong mambabasa upang suportahan ang proyekto

02.12.2016

Hello sa lahat ulit! Sa post na ito ay susubukan kong pag-usapan ang tungkol sa isang natatanging kaganapan sa kasaysayan ng buhay sa Earth. Pag-uusapan natin ang tungkol sa pagsabog ng Cambrian, o kung tawagin din, ang radiation ng Cambrian. Ang pagsabog ng Cambrian ay ang pinakamaliwanag na kaganapan sa paleontological record ng planeta, kapag sa isang medyo maikling panahon (ilang sampu-sampung milyong taon) mayroong isang matalim na pagtaas sa bilang ng mga labi ng fossil ng mga nabubuhay na nilalang at, sa unang tingin. , na parang wala kahit saan, lumilitaw ang halos lahat ng modernong uri ng mga hayop (chordates, arthropods , mollusks, echinoderms, atbp.).

Mayroon itong mga nauna, ngunit nagawa ni Cloud na makuha ang ideya ng pagsabog ng Cambrian na may pinakadakilang kahusayan sa pagsasalita at pagiging sopistikado ng geological. Bilang karagdagan sa kanyang mahusay na pamumuno at pagtuturo ng isang henerasyon ng mga paleontologist, bumuo siya ng isang integrative na diskarte sa paleontology, pagdaragdag ng mga kasanayan sa paleogeography, carbonate stratigraphy, at carbonate sedimentology. Ang kanyang huling karera sa Unibersidad ng California, Santa Barbara, pinalawak ang kanyang mga interes sa astrobiology at ang pinagmulan ng buhay. Ang kanyang mga obserbasyon bilang isang paleontologist ay humantong sa kanya upang makilala ang Phanerozoic fossil record bilang isang serye ng evolutionary eruptions, kung saan ang Cambrian ang pinakamalaki sa lahat.