Značenje) pojava u ranom kambriju (oko 540 milijuna godina na evolucijskoj skali) naslaga fosila predstavnika mnogih odjela životinjskog carstva, na pozadini odsutnosti njihovih fosila ili fosila njihovih navodnih predaka u pretkambrijskim naslagama .

Teorija evolucije nema pouzdano objašnjenje za ovaj "fenomen". Teorija kreacionizma u ovom fenomenu vidi još jedan dokaz neuspjeha teorije evolucije i dokaz u korist Kreacije.

Povijest otkrića

Pronalazač kambrijske eksplozije bio je Englez Robert Murchison, aristokrat podrijetlom, koji je pod utjecajem svoje ambiciozne supruge odlučio krenuti u znanost. Proučavajući fosile višestaničnih antičkih era i slojeve stijena u kojima su se nalazili, naišao je na jasno definiranu granicu ispod koje su bili tragovi samo najjednostavnijih jednostanični organizmi- bakterije i alge. A sloj iznad (u "kambrijskim" naslagama) - najbogatija raznolikost bioloških oblika. Murchison je bio pobožni kršćanin i dijelio je Linnaeusovo uvjerenje da "Postoji točno onoliko vrsta koliko ih je Stvoritelj izvorno stvorio". U otvorenom izgledu vidio je dokaze djelovanja Božje ruke. 1830-ih Murchison je objavio rezultate svog istraživanja.

Kambrijska eksplozija i darvinizam

Nedavna otkrića

Posljednjih stotinu godina vjerovalo se da su se kralježnjaci pojavili kasnije u povijesti života. Međutim, 1999. godine fosili riba otkriveni su u kambrijskim stijenama u Kini. što potvrđuje da se ribe iznenada pojavljuju u fosilnom zapisu zajedno sa svim ostalim životinjskim vrstama. Kambrijska eksplozija postala je još glasnija. Da bi se ove potpuno formirane ribe pojavile u kambriju, pretpostavljeni predak kralježnjaka morao bi biti milijunima godina unatrag u pretkambrijskom razdoblju, gdje ne postoje prijelazni oblici za njih ili za sve glavne vrste.

Godine 2006. u Kini su geolozi otkrili fosilni životinjski embrij za koji evolucionisti vjeruju da je star 600 milijuna godina. Ako se evolucija doista dogodila, onda bi moderni embriji, nakon stotina milijuna godina evolucije, morali biti vrlo različiti od onih koji se nalaze u Kini. Međutim, embriji pronađeni u Kini potpuno su identični onima modernih životinja.

Godine 2008. u kambrijskim slojevima otkrivene su fosilne meduze, koje su gotovo identične suvremenim živim vrstama. Neki od njih imali su mišiće, niz ubodnih stanica, složene spolne organe i ponašanja (uključujući prepoznavanje partnera i udvaranje) i složene oči. Prema evoluciji, dok su ove meduze do danas ostale iste meduze, za to vrijeme (oko 500 milijuna godina) trebala je evoluirati gotovo sva priroda - ptice, borovi, krokodili, klokani, slonovi, psi, cvijeće, rajčice, kitovi, gekoni itd.

vidi također

Linkovi

evolucija biološka Argumentacija Terminologija Pojava života Povijest nastave Kritike i činjenice

Yastrebov S.A.

("HiZh", 2016, br. 10)

Vendijski preludij

Era Zemlje Snowball završila je prije 635 milijuna godina. Započelo je posljednje razdoblje proterozoika - Edijakara (prije 635-542 milijuna godina). Sada će nam biti prikladnije pratiti vrijeme ne u milijardama godina, već u milijunima - to jasno pokazuje kako se događaji ubrzavaju. Iako je, možda, stvar jednostavno u tome da su nam bliži i da su se od njih sačuvali. više tragova. Prije su se Edijakarci zvali Vend, u čast drevnih slavenskih plemena - Veneda (od njih je došao i naziv grada Venecije). Nažalost, sada je ovo lijepo ime sačuvano samo kao nestrogi sinonim.

Glavni događaj Ediacarana (morate dodati: s našeg antropocentričnog stajališta) treba nazvati pojavom višestaničnih životinja. Nije lako datirati ovaj događaj. U paleontološkom zapisu Ediacarana ima dovoljno dokaza o prijelazu na višestanični tip životinjskog tipa - međutim, što su ranije, to su kontroverznije ("Priroda", 2014, 516, 7530, 238-241, vidi i članak Alexander Markov, http://elementy.ru/novosti_nauki/431720). U drugoj polovici Ediacarana pojavljuju se vendobionti u izobilju - velika, do metar duga, tajanstvena bića s ravnim tijelom u obliku diska ili lista, koje se sastoji od mnogih ponavljajućih "segmenata" istog tipa. "Segmenti" su ovdje pod navodnicima jer segmentacija venodobionta gotovo sigurno nema nikakve veze sa segmentacijom pravih metazoana. Sam izraz "vendobionti" skovao je njemački paleontolog Adolf Zeilacher, koji je smatrao da su ova stvorenja vrlo poseban oblik života - divovske višejezgrene stanice ("Planetarni sustavi i Origins of Life", Cambridge University Press, 2007, 193-209). Doista, postoji razlog vjerovati da su vendobionti u mnogočemu bili bliži ne višestaničnim životinjama, već amebama ili gljivama (usput, velike višejezgrene stanice nisu neuobičajene u obje). Pokušali su postići veliku veličinu, što je u početku dovelo do uspjeha, ali je završilo neuspjehom: na kraju Ediacarana Vendobionti su izumrli.

S druge strane, treba uzeti u obzir da su venodobionti bili vrlo raznoliki. Nije činjenica da se mogu smatrati barem u određenoj aproksimaciji kao jedna grupa. To je više evolucijska razina. I unatoč činjenici da većina venodobionta nije ostavila potomke, suvremene životinje mogle su izravno potjecati od nekih od njih - na primjer, lamelarnih i ktenofora ("Evolucija i razvoj", 2011, 13, 5, 408-414). Nema ništa nevjerojatno u vezi s edijakarskim korijenima ovih evolucijskih grana.

Najstarija neosporna fosilna višestanična životinja tzv Kimberella quadrata. Ovo je obostrano simetrično stvorenje dugo do 15 centimetara, koje puže po morskom dnu. Priroda promjena oblika tijela pronađenih kimberela (a ima ih mnogo, u različitim dijelovima svijeta), zajedno s otiscima tragova, ne ostavlja sumnju da su aktivno puzale, istezale, skupljale i savijale. uz pomoć mišića. Karakteristične značajke kimberells - izduženo, ali kompaktno tijelo s nogom (mišićna donja površina) i plaštem (nabor koji graniči s trupom). Po tim značajkama vrlo je sličan ne bilo kome, već mekušcima (Paleontološki časopis, 2009, 43, 601, doi: 10.1134/S003103010906001X). Vjeruje se da je Kimberella čak imala i radulu, “jezik” svojstven mekušcima s hitinskim zubima, prilagođen za struganje algi (PALAIOS, 2010, 25, 565-575, doi: 10.2110/palo.2009.p09-079r). Na ovaj ili onaj način, ovo je po svemu sudeći prava višestanična životinja.

Kimberella je živjela prije 555 milijuna godina ("Znanost", 2000, 288, 5467, 841-845). A otprilike u isto vrijeme, po prvi se put pojavljuju brojni fosilni otisci stopala životinja koje očito aktivno puze po dnu (“Philosophical Transactions of the Royal Society B”, 2008, 363, 1496, doi: 10.1098/rstb.2007.2232). Treba napomenuti da "prave višestanične životinje" nije vrlo strog pojam; ovdje se dovoljno složiti da životinje nazivamo mišićima, ustima i crijevima. Vendobionti, koliko se može suditi, nisu imali ništa od ovoga. Jeli su u najboljem slučaju mikroskopske alge, ali najvjerojatnije samo tvari otopljene u morskoj vodi (“Trends in Ecology & Evolution”, 2009, 24, 1, 31-40). Tek na kraju Ediacarana pojavila su se višestanična stvorenja koja su bila u stanju aktivno tražiti plijen i uhvatiti ga u velikim komadima kako bi ga probavila unutra. Vendobionti su bili bespomoćni pred takvim čudovištima - nije iznenađujuće da je njihovo "zlatno doba" završilo tamo. Počelo je potpuno drugačije doba u povijesti bentoskih zajednica.

"Veliki prasak života"

Kraj Edijakarskog razdoblja ujedno je i granica dvaju eona - proterozoika i fanerozoika; i ovdje trebamo malo objašnjenje. "Fanerozoik" doslovno znači "manifestirani život". Ovo je doba kojem pripada velika većina fosila koje su proučavali paleontolozi. Sva prijašnja vremena, uključujući proterozoik, arhej i katarhej, zajednički se nazivaju kriptozoik - "skriveni život". Fanerozoik je pak podijeljen u tri ere, čija su imena najvjerojatnije poznata većini nas: paleozoik, mezozoik i kenozoik. "Paleozoik" znači "drevni život", "mezozoik" - "srednji život", "kenozoik" - "novi život". Svaka od ovih era podijeljena je na razdoblja. Razdoblje od kojeg počinje paleozoik (a time i cijeli fanerozoik) naziva se kambrij. Kao i mnoga druga geološka razdoblja, kambrij je dobio ime po geografiji: Cambria je rimski naziv za Wales, keltsku zemlju na zapadu Britanije. Prema tome, vrlo čest sinonim za kriptozoik je prekambrij.

Da bismo ispravno vidjeli perspektivu, prisjetimo se sljedećeg: cijeli fanerozoik je (zaokružen) samo oko 1/9 vremena postojanja Zemlje i povijesti života na njoj. Preostalih 8/9 su prekambrijski. Druga je stvar što su u fanerozoiku događaji vrlo koncentrirani.

Godine 1845., veliki škotski geolog Roderick Murchison predložio je da se sva vremena prije početka kambrija nazove azoičkom erom, odnosno - doslovno - beživotnim. Ovo ime nije dugo trajalo: već su paleontolozi 19. stoljeća pokazali da u debljini pretkambrijske stijene ima tragova života (“The Journal of Geology”, 1927, 35, 8, 734-742). A sada sa sigurnošću znamo da je život na Zemlji postojao tijekom većeg dijela pretkambrija, i možemo datirati mnoge ključne pretkambrijske događaje - na primjer, revoluciju kisika ili pojavu višećeličnosti.

Glavna razlika između fanerozojskog i prekambrijskog života je kolosalno obilje višestaničnih životinja, od kojih velika većina već pripada modernim tipovima. U kambriju se pojavljuju spužve, ctenofori, koelenterati, sve vrste crva, člankonožaci, mekušci, brahiopodi, bodljikaši, hemihordati i hordati. Iznenadna pojava ovih životinja u fosilnim zapisima obično se naziva kambrijska eksplozija. U starijim slojevima nema ih (barem su nedvosmisleno i nedvojbeno utvrđeni). Kambrij je vrijeme rođenja faune bliske modernoj. Kambrijska eksplozija imala je takav učinak i dogodila se tako brzo da se često naziva "evolucijskim Velikim praskom" - po analogiji s Velikim praskom u kojem je rođen Svemir.

Kambrijska eksplozija se također ponekad naziva "koštana revolucija". Doista, mnoge skupine životinja koje su se pojavile u tom trenutku dobile su čvrste kosture, a bile su potpuno različite i na drugačijoj osnovi: na primjer, nema doslovno ništa zajedničko između spikula spužvi, školjki mekušaca i hitinskih školjki člankonožaca. Takva simultanost nikako ne može biti slučajna. Međutim, "kambrijska eksplozija" i "skeletna revolucija" nisu sinonimi. Prvo, nisu sve kambrijske životinje imale tvrde kosture (na primjer, prvi hordati ih nisu imali). Drugo, čak iu pretkambriju ponekad se nalaze očite skeletne strukture - na primjer, nije jasno tko je pripadao stambenim cijevima ("Priroda", 2006, 2, 37-40). Općenito, koncept "kambrijske eksplozije" mnogo je specifičniji i ne čudi što suvremeni autori često govore o tome.

Je li došlo do eksplozije?

Ali pitanje je: je li doista došlo do kambrijske eksplozije? Postoji mišljenje da su se mnoge moderne skupine životinja pojavile u dubokom pretkambriju, ali dugo vremena nisu ostavljale gotovo nikakve fosilne ostatke, pa su stoga paleontološki „nevidljive“ („Znanost“, 2011, 334, 6059, 1091-1097, doi: 10.1126/znanost .1206375). Razlozi za to mogu biti različiti: mala veličina životinja, nedostatak čvrstih kostura ili jednostavno neprikladni fizički uvjeti za pokop. Hipotezu o "dugo skrivenoj pretkambrijskoj evoluciji" dobro podupire molekularna sistematika, odnosno usporedba aminokiselinskih i nukleotidnih sekvenci proteina i gena različitih životinja (naravno, modernih - od kambrija nisu ostali ni proteini ni DNK ). Rekonstrukcije napravljene isključivo na temelju molekularnih podataka često ne vuku korijene suvremenih životinjskih tipova čak ni do edijakarskog, već do prethodnog razdoblja, kriogenog (Systematic Biology, 2013, 62, 1, 93-109). Tada se ispostavlja da kambrijska eksplozija nije toliko evolucijski događaj koliko artefakt očuvanja. Na prijelazu kambrija, evolucijske grane životinja jednostavno su se "manifestirale", stekle čvrste kosture i počele biti zakopane u sedimentnim slojevima; ali su nastale mnogo ranije.

Međutim, kada se molekularni biološki podaci objektivno uspoređuju korak po korak s paleontološkim podacima, hipoteza o “dugo skrivenoj pretkambrijskoj evoluciji” ne izdržava pomno ispitivanje (“Current Biology”, 2013, 23, 19, 1889-1895). I pokazalo se da kambrijska eksplozija uopće nije artefakt. Većina glavnih evolucijskih grana životinja doista je nastala u neposrednoj vremenskoj blizini kambrijske granice (dajte ili uzmite nekoliko milijuna godina). Također postoje matematički modeli, potvrđujući da "debla" evolucijskih stabala modernih životinjskih vrsta, uronjena u pretkambrij, moraju biti kratka ("Philosophical Transactions of the Royal Society B", 2016, 371, 1685, doi: 10.1098/rstb.02875). Vrijeme njihovog postojanja pitanje je milijuna godina, možda prvih desetaka milijuna, ali svakako ne stotina. Općenito, na ovaj trenutak imamo dovoljno osnova da hipotezu o “dugo skrivenoj pretkambrijskoj evoluciji” smatramo prilično netočnom, a kambrijsku eksploziju stvarnošću, jer to, zapravo, izravno slijedi iz paleontoloških podataka.

Da bismo oslabili kategoričnost, dodajemo: zaključak koji smo upravo donijeli, naravno, ima svojstvo krivotvorenja. To znači da je moguće formulirati jasne uvjete pod kojima će biti opovrgnuta. Na primjer, za to je sasvim dovoljno pronaći barem jednog pouzdano prepoznatljivog škorpiona (ili stonogu, ili puža) kriogenske starosti. No, do sada se to nije dogodilo, a vjerojatnost da će se to ikada dogoditi svake je godine sve manja.

Uzroci eksplozije

Dakle, na početku kambrija mnoge su nove velike evolucijske grane životinja nastale jedinstveno brzo. Ovo se nikada više nije ponovilo, ni prije ni poslije. Čak i nakon katastrofalnih masovnih izumiranja (o kojima će biti riječi kasnije), životinjski svijet je obnovljen zbog povećanja raznolikosti već postojećih velikih skupina, a ne zbog pojave novih. Zato kambrijska eksplozija nužno zahtijeva objašnjenje.

Istina, "brzo" ne znači "odmah". Nove skupine životinja ne pojavljuju se odjednom u punoj snazi, poput glumaca nakon podizanja zavjese. Kambrijska eksplozija bila je, iako vrlo stisnuta u vremenu, ali ipak postupna; brzina evolucijskih procesa u njemu može se izmjeriti, a postoje i takve studije. Kambrij je trajao otprilike 57 milijuna godina (prije 542-485 milijuna godina), dok je na samom početku (prvih šest milijuna godina) morska fauna još uvijek prilično siromašna. Nove skupine životinja tamo se pojavljuju vrlo brzo prema standardima povijesti Zemlje, ali ne odmah.

o čemu se radilo? U stoljeće i pol koje je prošlo otkako su znanstvenici (uključujući Charlesa Darwina) shvatili misterij kambrijske eksplozije, predložena su razna objašnjenja za ovaj događaj, od genetskih do kozmičkih. Jedan suvremeni pregledni članak o ovoj temi zove se “Beyond the Cambrian Explosion: From the Galaxy to the Genome” (“Gondwana Research”, 2014, 25, 3, 881-883, doi: 10.1016/j.gr.2014.01.001) . Na primjer, trend masovnog formiranja mineralnih skeleta - poznata "skeletna revolucija", to je i "biomineralizacija" - na početku kambrija je obuhvatio ne samo široku paletu višestaničnih životinja, već i jednostanične eukariote, a neke alge. To sugerira da je to zbog globalne promjene u kemijskom sastavu vanjsko okruženje, odnosno u ovom slučaju morska voda. Doista, pokazalo se da se na početku kambrija, iz nekih čisto geoloških razloga, koncentracija kalcija (Ca2+) u morskoj vodi, iona koji je potreban za stvaranje čvrstih kostura kao nitko drugi, povećala za oko tri puta (Geologija , 2004, 32, 6, 473-476). Mineralna osnova životinjskih skeleta najčešće je kalcijev karbonat (školjke mekušaca, iglice i čašice koraljnih polipa, spužve spikule), a ponekad i kalcijev fosfat (kosti kralježnjaka).

Problem je u tome što objašnjenje skeletne revolucije nije isto što i objašnjenje same kambrijske eksplozije. Skeletna revolucija je samo opskrbila tvrda, mineralizirana tkiva brojnim životinjama koje su već postojale u vrijeme kada je počela. A nije se ni odnosilo na sve njih. Na onim kambrijskim lokalitetima, čiji način očuvanja dopušta ukapanje neskeletnih stvorenja, odmah se otkriva da je znatan dio kambrijske faune bio prilično „meka tijela“. Dakle, nije riječ o kosturima. Fenomen koji se prije svega mora objasniti je jedinstveno ubrzanje evolucije višestaničnih životinja, koje su vrlo brzo (na kraju ediakarana - početkom kambrija) stvorile mnoge nove velike skupine, skeletne ili ne.

U sljedećoj priči polazit ćemo od scenarija koji je još ranih 70-ih godina prošlog stoljeća ukratko iznio američki paleontolog Stephen Stanley. Naravno, paleontologija je znanost koja se vrlo brzo razvija; četrdesetogodišnji radovi u njemu uvijek zahtijevaju izmjene i dopune, a mi ćemo te izmjene uvesti u toku razgovora. Istina, zapravo, bit će to više dodatak. Stanleyeva glavna ideja izuzetno je dobro izdržala test vremena. Zbroj dosad poznatih činjenica savršeno se uklapa u to.

Početi ispočetka. U zagradama napominjemo: odlučiti što točno treba uzeti kao "početak", kada analiziramo bilo povijesni proces nije lak zadatak, jer se uzročno-posljedični lanci mogu protezati u prošlost gotovo beskonačno, zbunjujući neopreznog istraživača. U našem slučaju, "početak" će biti Ediacaran biota. Što je predstavljala?

U ekologiji je uobičajeno izdvajati organizme koji tvore okoliš, čija aktivnost određuje strukturu cijelih zajednica. Takvi se organizmi nazivaju edifikatorima.

Na primjer, u modernoj hrastovoj šumi, edifikator je hrast, u malom mirnom ribnjaku može biti patka itd. Dakle, u edijakarskim morima, edifikatori su bili "tepisi" nitastih algi koji su prekrivali dno - tj. -zvane algalne prostirke (PALAIOS, 1999, 14, 1, 86-93, doi: 10.2307/3515363). Na tim "ćilimima" živjeli su nam već poznati vendobionti. Većina njih vodila je privržen način života; kako su jeli nije sasvim jasno, ali najvjerojatnije - vizualno, sišući otopljene tvari iz vode cijelom površinom tijela. Neke se morske protozoe još hrane na ovaj način, na primjer, velike - do 20 centimetara! - multinuklearni ksenofiofori, slični divovskim amebama. Vendobionti bi im mogli biti bliski po načinu života.

Postoje i druge verzije. Godine 1986. paleontolog Mark McMenamin je sugerirao da su vendobionti ekološki analozi modernih pogonofora - dubokomorskih annelida bez usta i crijeva. Pogonofori žive u oceanu na dubini gdje sunčeva svjetlost ne prodire. Ali postoje topli izvori koji ispuštaju sumporovodik (H 2 S) u vodu. Tijelo pogonophora je ispunjeno simbiotskim bakterijama koje oksidiraju sumporvodik u sumpor, a dobivena energija se koristi za fiksiranje ugljičnog dioksida, kao u fotosintezi. Ovaj proces hrani i bakterije i crva u kojima žive. Vendobiontima je bilo lakše: često su živjeli u plitkoj vodi, gdje je bilo dovoljno sunčeve svjetlosti za fotosintezu, i mogli su se dobro hraniti simbiotičkim jednostaničnim algama koje su ispunjavale njihovo tijelo. To je također sasvim realno, postoje moderni crvi i mekušci koji upravo to rade – međutim, za njih je ovaj izvor hrane dodatni. Ali zašto ne bi bio glavni? Svijet Vendobionta, u kojem nitko nikoga nije jeo, McMenamin je nazvao "Ediacara vrt", s očitom šaljivom aluzijom na Rajski vrt (PALAIOS, 1986, 1, 2, 178-182, doi: 10.2307/3514512) . Veliki nedostatak ove hipoteze je što ju je još uvijek teško testirati; štoviše, sigurno se ne može primijeniti na sve venodobionte bez iznimke - neki od njih živjeli su u moru dublje od razine na kojoj prodire dovoljno svjetla za fotosintezu (“Proceedings of the National Academy of Sciences USA”, 2009, 106, 34, 14438-14443 ). Ali, na kraju, u različitim uvjetima, mogli su jesti drugačije.

Paradoks je u tome što se čini da je koncept "Ediacarinog vrta" blizak istini uz bilo kakvu realističnu pretpostavku o načinu ishrane vendobionta. Nije bitno jesu li u njima živjele alge ili ne. U edijakarskom svijetu nitko zapravo nikoga nije jeo (osim jednostaničnih objekata, ali jednostanični eukarioti mogu sami proždirati jedni druge). Od temeljne je važnosti da do određenog trenutka u edijakarskim zajednicama nisu postojali samo grabežljivci (koji bi jeli druge životinje), već i “biljojedi” (koji bi strugali alge ili ih na drugi način aktivno jeli). Dakle, nitko nije ometao rast prostirki algi.

Sve se promijenilo kada je povećanje koncentracije kisika u morskoj vodi (sudeći prema geološkim podacima, događalo se postupno u cijelom Ediacaranu) omogućilo nekim višestaničnim bićima da ubrzaju svoj metabolizam dovoljno da počnu stvarno aktivna slikaživot. Pojavili su se "kombateri" - velike životinje s motoričkim sustavom i ustima, koje su se kretale duž prostirki algi i pojele velike površine. Jedna od tih “beračica” bila je nama poznata kimberela. Po načinu života i brzini kretanja, prve životinje koje su se hranile edijakarskim algama najvjerojatnije su nalikovale modernim puževima; za nas to izgleda bezazleno, ali "sa gledišta" stanovnika Ediacarana, pojava takvih stvorenja bila je prava katastrofa. Prostirke od morskih algi odmah su prestale biti čvrste; životinje su ih ne samo strugale odozgo, već su i jele odozdo, svladavši prodiranje u zemlju za to (zoolozi takve radnje nazivaju "rudarstvom"). Ovdje su ga dobili i vendobionti, koji su na kraju Ediacarana jednostavno nestali.

Od tog trenutka počeo je djelovati opći obrazac, koji su davno utvrdili ekolozi i testirani na razne načine, sve do izravnih eksperimenata: pod pritiskom grabežljivca povećava se raznolikost njegovog plijena u odnosu na zajednicu u kojoj nema grabežljivaca uopće (“Proceedings of the National Academy of Sciences USA”, 1973, 70, 5, 1486-1489). Ako su ranije bentoske zajednice bile zasićene s vrlo malo dominantnih vrsta algi, sada je ravnoteža urušena i započela je brza evolucija. U međuvremenu se širio i skup ekoloških niša dostupnih životinjama. Pojavili su se aktivni kornjaši, prilagođeni stalnom životu u jazbinama, prolazeći donju zemlju kroz crijeva i izvlačeći iz nje hranjive tvari; toliko još živi morskih crva – pješčanih, na primjer. Po prvi put, crvi koji jedu zemlju počeli su kopati ne samo horizontalne, već i vertikalne prolaze u morskom dnu, uzrokujući da se tlo obogaćuje kisikom i time dodatno olakšava njegovu kolonizaciju drugim životinjama. Ovi događaji su nazvani "revolucijom supstrata" (GSA Today, 2000, 10, 9, 1-7, ftp://rock.geosociety.org/pub/GSAToday/gt0009.pdf). Dakle, životinje u razvoju ne samo da su okupirale gotove ekološke niše, ali i aktivno stvarao nove, pretvarajući proces u autokatalitički (samoubrzavajući).

Neki stanovnici površine dna počeli su širiti svoje ekološke niše ne prema tlu, već, naprotiv, prema vodenom stupcu. Kao rezultat toga, nastao je zooplankton - zajednica malih životinja koje lebde u vodi i plutaju zajedno s njom. U pravilu se predstavnici zooplanktona hrane filtriranjem vode i cijeđenjem iz nje fitoplanktona, odnosno jednostaničnih algi smještenih u istom vodenom stupcu (bilo ih je već toliko u vrijeme kambrijske eksplozije). I doista, u ranom kambriju pojavili su se prvi planktonski filter hranitelji u paleontološkom zapisu - granopodi ("Paleobiologija", 1997, 23, 2, 247-262). Škrge, kao i svi rakovi, vlasnici su zglobnih udova, izvorno namijenjenih za hodanje po tlu, odnosno po dnu. Stoga nema sumnje da rani stadiji oni su svoju evoluciju proveli na dnu, a planktonskom načinu života okrenuli su se tek kasnije.

Posljedice pojave zooplanktona pokazale su se globalnim. Činjenica je da plankterske životinje filtriraju ne samo alge iz vode, već i svaku suspenziju u kojoj može biti barem neke hranjive tvari. To su uglavnom razbacani ostaci mrtvih organizama. Nakon filtriranja suspenzije i isisavanja korisnih molekula iz nje, plankteri (po tome se prvenstveno razlikuju rakovi) ostatak pažljivo "pakiraju" u crijevima u guste grudice - fekalne kuglice koje brzo tonu i idu na dno. Transport suspenzije peleta - najvažniji faktor, što smanjuje zamućenost vode u oceanu. Tako je nakon pojave planktonskih filtarskih hranilica voda postala prozirna, svjetlost je prodirala u nju na veću dubinu, a koncentracija kisika u njoj se povećala (dio je prethodno utrošen na oksidaciju iste mrtve suspenzije). Prvi faktor povećao je dubinu zone u kojoj je moguća fotosinteza, drugi je poboljšao uvjete za bentosku faunu. Prema svim podacima, prozirni oksigenirani fanerozojski ocean oštro se razlikuje od blatnog pretkambrijskog oceana (“Geobiologija”, 2009, 7, 1, 1-7). Istodobno se povećala i koncentracija kisika u atmosferi. Naravno, u novim uvjetima raznolikost i biljaka i životinja dodatno se povećala. Druga autokatalitička petlja je zatvorena.

Dolazak grabežljivca

Sve životinje o kojima smo do sada govorili bile su "biljojedi" u najširem smislu. Jeli su ili fotosintetske organizme, ili, u najgorem slučaju, nečije mrtve ostatke. Istodobno, vlastita biomasa “biljojeda” bila je vrijedan (i do nekog trenutka potpuno netražen) resurs za životinje koje se hrane drugim životinjama, odnosno za grabežljivce. Isprva, grabežljivci jednostavno nisu postojali. Ali u prisutnosti takvih atributa aktivnog života kao što su živčani sustav, mišići i oralni aparat, njihov izgled bio je samo pitanje vremena. Prvi veliki grabežljivci, već sasvim sigurno specijalizirani za hranjenje drugim višestaničnim životinjama, pojavljuju se prije oko 520 milijuna godina; to su dinokaridi - dobro plivajuća stvorenja srodna člankonošcima ("Gondwana Research", 2014, 25, 896-909, doi, 10.1016/j.gr.2013.06.001). Najpoznatiji predstavnik dinokarida je anomalocaris, vitko, segmentirano stvorenje dugačko oko metar sa složenim fasetiranim očima i snažnim zglobnim udovima blizu usta koji su jasno služili za hvatanje plijena u pokretu. Na samom početku kambrija takvih grabežljivaca nije bilo. "Revolucija kostura" je bez sumnje, u određenoj mjeri, bila odgovor na njihovu pojavu; promjena kemijskog sastava morske vode samo je olakšala. A pojava kostura je zauzvrat pokrenula razvoj novih ekoloških niša. Stephen Stanley je to sasvim ispravno napisao kako bi objasnio kambrijsku eksploziju, čisto biološki razlozi; čimbenici koji djeluju na biosferu izvana mogu utjecati na brzinu ovog ili onog procesa, ali svi glavni događaji mogu se objasniti bez njih. Eksplozija višestanične životinjske raznolikosti prirodni je rezultat niza autokatalitičkih procesa pokrenutih pojavom prvih "biljojeda" (poput Kimberele) i koji se javljaju na razini zajednica, drugim riječima, ekosustava. Izvan ekologije, zaista je nemoguće objasniti kambrijsku eksploziju.

Pojavom grabežljivaca proces formiranja novih oblika života počeo se malo usporavati. Razvio se repertoar ekoloških niša, gotovo sve su već raspoređene i zauzete. Naravno, širenje zajednica se nastavilo dalje – samo sporije. Na primjer, tek nakon kraja kambrijskog razdoblja pojavili su se mekušci lopatonogi, koji su zauzimali prilično egzotičnu nišu grabežljivaca koji se ukopavaju (“Advances in Marine Biology”, 2002, 42, 137-236). Ali takve razmjere kao na prijelazu Edijakara i Kambrija, evolucija životinja velikih razmjera nikada više nije dosegla.

Sa stajališta povijesti događaja, početak kambrijske eksplozije može se smatrati pojavom prvih učinkovitih jedača algi (Kimberella), a završetkom - pojavom prvih učinkovitih grabežljivaca (Anomalocaris). Kimberella se pojavila prije 555 milijuna godina, anomalocaris - prije 520 milijuna godina, razmak između njih je 35 milijuna godina. Ne tako brzo.

Nastali su na granici kambrija gotovo iznenada, nisu bili potomci već postojeće faune.

Međutim, druge studije, koje datiraju iz 1970-ih i kasnije, primijetile su da su složene životinje slične modernim vrstama nastale mnogo prije početka kambrija. U svakom slučaju, brojni dokazi u prilog postojanju života mnogo prije kambrija skinuli su s dnevnog reda pitanje "kambrijske eksplozije", kao fenomena iznenadne pojave života.

Pitanje uzroka i mehanizama sljedećeg povećanja složenosti i raznolikosti oblika života na granici kambrija, koji nisu potomci nestale hainanske i vendske biote, ostaje otvoreno. Do danas su problemi "kambrijske eksplozije" usmjereni na dva ključna pitanja:

• je li doista došlo do "eksplozivnog" povećanja raznolikosti i složenosti organizama u ranom kambriju, i
• što bi mogao biti razlog za tako brzu evoluciju.

Izvori informacija

Izgradnja točne kronologije događaja na granici između pretkambrija i ranog kambrija predstavlja značajnu poteškoću. Zbog toga bi opis slijeda i međuodnosa pojedinih pojava u okviru rasprave o kambrijskoj eksploziji trebalo razmatrati s određenim oprezom.

Osim problema s datiranjem, proučavanje događaja na kambrijskoj granici otežava i nedostatak samog paleontološkog materijala. Nažalost, što je razdoblje koje se proučava dalje od nas, to su njegovi fosili manje dostupni za proučavanje. Između ostalog, razlozi za to su:

Ostaci živih organizama

Uz fosile, kambrijske naslage sadrže neobično velik broj naslaga koje imaju sačuvane otiske. mekani dijelovi tijela raznih organizama. Takvi otisci nam omogućuju detaljno proučavanje životinja koje nisu sačuvane u obliku fosila, kao i unutarnja organizacija i funkcioniranje organizama, koji su obično predstavljeni samo školjkama, bodljama, kandžama itd.

U kambriju su najvažnije naslage: rani kambrij

Srednji kambrij

i gornjokambrijsku naslagu

• Orsten (Švedska).

Iako su sve te naslage izvrsno sačuvale anatomske detalje organizama, daleko su od savršenstva. Većina kambrijske faune možda u njima uopće nije zastupljena, budući da su naslage nastale u specifičnim uvjetima (klizišta ili vulkanski pepeo, koji je vrlo brzo zadržao mekane dijelove tijela). Osim toga, poznate naslage pokrivaju samo ograničeno razdoblje kambrija i ne pokrivaju kritično vrijeme neposredno prije njegovog početka. Budući da su dobro očuvani ukopi općenito rijetki, a fosilne naslage iznimno rijetke, vrlo je malo vjerojatno da predstavljaju sve vrste organizama koji su postojali.

Fosilizirani otisci stopala koje su ostavili živi organizmi

Fosilizirani otisci stopala sastoje se uglavnom od staza i jazbina ostavljenih na morskom dnu. Takvi tragovi iznimno su važni jer istraživaču pružaju podatke o organizmima čija tijela nisu sačuvana u fosilima. Često samo oni omogućuju proučavanje organizama koji pripadaju razdoblju iz kojeg nisu sačuvani ostaci životinja koje bi mogle ostaviti takve tragove. Iako je točna korelacija tragova s ​​organizmima koji su ih ostavili obično nemoguća, tragovi mogu pružiti najranije dokaze o postojanju relativno složenih životinja (poput glista, na primjer).

Geokemijska promatranja

U geološkim stijenama koje pripadaju donjoj granici kambrija i njegovom početku bilježe se jake fluktuacije u izotopskom sastavu triju elemenata - stroncija (87 Sr/ 86 Sr), sumpora (34 S/ 32 S) i ugljika (13 C/ 12 C).

• masovno izumiranje. Masovna izumiranja organizama trebala bi izravno povećati udio izotopa 12 C u sedimentima i time smanjiti omjer 13 C/12 C.
• Oslobađanje metana. U permafrostu i na kontinentalnom pojasu, molekule metana koje proizvode bakterije zarobljene su u "kavezu" molekula vode, tvoreći smjesu zvanu metan klatrat. Proizvode ga živi organizmi, ovaj metan je obogaćen izotopom 12 C. Kako temperatura raste ili pada atmosferski pritisak, klatrati se raspadaju. Ovaj raspad oslobađa pohranjeni metan obogaćen ugljikom-12 u atmosferu. U atmosferi se metan pretvara u ugljični dioksid i vodu, a ugljični dioksid reagira s mineralima i nastaje ugljične stijene s viškom ugljika-12. Kao rezultat toga, izotopski sastav geoloških naslaga pomiče se prema 12 C.

Komparativna anatomija

Kladistika je metoda izgradnje "evolucijskog stabla" organizama, najčešće usporedbom njihove anatomske strukture. Uz pomoć takve analize mogu se međusobno usporediti i moderni i fosilni organizmi kako bi se ustanovio tijek njihove evolucije. U nizu slučajeva može se zaključiti da se skupina A morala pojaviti prije skupina B i C, budući da su međusobno sličnije nego A. Sama po sebi (bez korelacije s paleontološkim iskapanjima) ova metoda ne govori ništa o vremenu kada je došlo do promjena, ali je u stanju obnoviti slijed evolucijskog razvoja organizama.

Molekularna filogenetika

Paleontološki dokazi

U ovom dijelu glavni dokazi su poredani prema vremenu nastanka naslaga u kojima su pronađeni, budući da je datiranje središnje pitanje u proučavanju kambrijske eksplozije. Pritom treba imati na umu nejasnoću kronologije fosila koji pripadaju ovom razdoblju.

Pregled nalaza počinje od vremena mnogo prije kambrija i završava u ranom ordoviciju, budući da postoji mišljenje da je formiranje glavnih tipova moderne faune počelo prije i završilo nakon kambrija.

Molekularno-filogenetski podaci (1,2 - 0,5 Ga)

Još uvijek traje rasprava o kronološkom tumačenju molekularno-filogenetskih podataka:

U svakom slučaju, podaci molekularne filogenetike sugeriraju da je formiranje glavnih vrsta životinja bio vrlo dug proces, daleko iznad 10 milijuna godina (prije oko 543-533 milijuna godina) "kambrijske eksplozije".

Pretkambrijski tragovi metazoana

Postoje neizravni i izravni paleontološki dokazi da su višestanični organizmi prvi put nastali mnogo prije početka kambrija.

Pad bakterijskih prostirki (1,25 Ga)

Pretkambrijski stromatolit

moderni stromatoliti. Zapadna Australija.

Stromatoliti čine važan dio fosilnog zapisa od prije oko 3 milijarde godina. Njihov procvat pada na razdoblje od prije 1,25 milijardi godina, nakon čega su počeli opadati (i u ukupnom broju i u raznolikosti). Do početka kambrija ovo smanjenje je već bilo oko 20%.

Najčešće objašnjenje opadanja je pretpostavka da su mikroorganizmi koji čine bakterijske prostirke bili plijen drugih živih organizama (što bi trebalo ukazivati ​​na postojanje prilično složenih grabežljivaca već prije otprilike 1 milijardu godina). Ovu pretpostavku potvrđuju uočene antikorelacije između raznolikosti i obilja stromatolita, s jedne strane, i bogatstva morske faune, s druge strane. Tako se opetovano opadanje stromatolita dogodilo u kasnom ordoviciju - odmah nakon još jednog "izbijanja" raznolikosti i obilja morske faune. Tijekom ordovicijsko-silurskog i permsko-trijaskog izumiranja ponovno je uočen oporavak stromatolita - s naknadnim padom kako se morska fauna oporavila.

Razvoj sredstava zaštite među akritarhima. Rani grabežljivac (1 Ga)

Akritarhi su fosilizirani fosili neodređene prirode, obično školjke cista jednostaničnih i višestaničnih algi. Prvi put su pronađeni u naslagama od prije 2 milijarde godina.

Prije otprilike milijardu godina došlo je do naglog povećanja njihovog broja, raznolikosti, veličine, anatomske složenosti i, posebno, broja i vrsta kralježnica. Broj arhitarha naglo se smanjio tijekom globalne glacijacije, ali se naknadno oporavio postizanjem maksimalne raznolikosti već u paleozoiku.

Njihovi iznimno šiljasti oblici, koji datiraju prije milijardu godina, mogu ukazivati ​​na postojanje grabežljivaca već tada, dovoljno velikih da ih zgnječe ili progutaju cijele. Druge skupine malih neoproterozojskih organizama također imaju neki oblik obrane od grabežljivaca.

Tragovi koje su ostavili višestanični organizmi (1 milijarda godina)

U Indiji, sedimenti datirani prije 1 milijardu godina sadrže fosile koji mogu biti tragovi organizama koji se kreću kroz i kroz meku stijenu. Pronađeni tragovi očito su ostavljeni izravno ispod sloja cijanobakterijskih prostirki koje su prekrivale morsko dno. Istraživači su zaključili da tragovi svoj izgled duguju peristaltici troslojnih višestaničnih organizama veličine do 5 mm - drugim riječima, životinja čiji je promjer bio usporediv s promjerom kišnih crva, a vjerojatno su imale i celim. Drugi istraživači vjeruju da ove i slične nalaze starije od 600 milijuna godina nisu ostavili živi organizmi, već fizički procesi.

Višestanični embriji iz Doushanta (632-550 Ma)

Međutim, otkriće embrija 2007. okruženih složenom ljuskom (u stijenama starim 580-550 milijuna godina) ukazuje na to da fosili u Doushantu nisu ništa drugo do mirna jajašca višestaničnih beskralježnjaka. Štoviše, postalo je jasno da neki od akritarha pronađenih u ranijim stijenama Doushanta (632 Ma) zapravo predstavljaju ljuske takvih embrija.

Još jedan fosil iz Doushantuoa - Vernanimalcula(od 0,1 do 0,2 mm u promjeru, starost oko 580 milijuna godina) - brojni znanstvenici smatraju ostacima troslojnog obostranog organizma koji je imao cjelinu, odnosno životinju složenu poput glista ili mekušaca. Unatoč sumnjama u organsku prirodu ovih fosila, budući da je svih 10 pronađenih primjeraka Vernanimalcula su iste veličine i konfiguracije, malo je vjerojatno da je takva uniformnost rezultat anorganskih procesa.

Najnovija ležišta Doushantuo također pokazuju oštar pad omjera izotopa ugljika 13 C/12 C. Iako je ova promjena prisutna širom svijeta, ne podudara se s drugim velikim događajima kao što su masovna izumiranja. Moguće objašnjenje je " lančana reakcija» međusobno povezana evolucija organizama i promjene u kemijskom sastavu morske vode. Višestanični organizmi, koji aktivno apsorbiraju ugljik iz vode, mogli bi pridonijeti povećanju koncentracije kisika otopljenog u morskoj vodi, zauzvrat, osiguravajući nastanak novih višestaničnih organizama (kao npr. Namapoikia).

Edijakarska fauna (610-543 Ma)

spriggin

Višestanični fosili ediakarskog razdoblja prvo su otkriveni u Ediacaran Hillsu u Australiji, a zatim u naslagama iz drugih regija: Charnwood Forest (Engleska) i poluotok Avalon (Kanada). Ovi fosili su stari 610-543 milijuna godina (Edijakarsko razdoblje prethodi kambriju). Većina njih mjerila je nekoliko centimetara i bila je znatno veća od svojih prethodnika. Mnogi od ovih organizama nemaju analogiju ni s jednom vrstom koja je živjela prije ili poslije edijakarskog razdoblja. Predloženo je da se „najčudniji“ predstavnici edijakarske faune dodijele posebnom kraljevstvu - „Vendozoa“ (Vendozoa). Među njima je i charnia - najstariji od nalaza edijakarskog razdoblja (starost - 580 milijuna godina).

Međutim, neki ediakarski organizmi mogu se pokazati kao prethodnici kasnije faune:

Rupe u umivaonicima Cloudina. Odabir u sustavu "predator-plijen".

Ponegdje i do 20% fosila Cloudina sadrže rupe promjera od 15 do 400 mikrona koje su ostavili grabežljivci. Neki Cloudina su više puta oštećeni, što ukazuje na njihovu sposobnost preživljavanja napada (grabežljivci ne napadaju ponovno prazne školjke). vrlo sličan Cloudina fosili Sinotubuliti pronađeni u istim ukopima uopće ne sadrže rupe. Takva selektivnost može ukazivati ​​na postojanje već u edijakarskom razdoblju evolucijske selekcije klasa veličine, kao i specijalizacije plijena kao odgovora na grabež, što se smatra jednim od uzroka kambrijske eksplozije.

Sve veća raznolikost tragova koje ostavljaju organizmi (565-543 Ma)

Najraniji edijakarski fosili, koji datiraju od prije 610-600 milijuna godina, sadržavali su samo tragove koje su ostavili cnidarijanci. Prije oko 565 milijuna godina pojavljuju se složeniji tragovi. Da bi ih napustili, organizmi su zahtijevali kožno-mišićnu vrećicu, a njihova je opća struktura trebala biti složenija od one u cnidarijana ili ravnih crva.

Neposredno prije početka kambrija (oko 543 Ma) pojavljuju se mnogi novi tragovi, uključujući uspravne jazbine. Diplokraterija i Skolithos), kao i tragovi mogućih člankonožaca ( Cruziana i Rusophycus). Uspravne jazbine sugeriraju da su životinje slične crvima stekle nova ponašanja, a možda i nova fizičke sposobnosti. Tragovi Cruziana i Rusophycus govore o postojanju egzoskeleta kod neposrednih prethodnika člankonožaca, iako možda ne tako krut kao kasnije.

Kambrijski fosili

Fauna školjki (543-533 Ma)

Fosili poznati kao "fauna malih školjki" (eng. mali fosili školjki) pronađeni su u različitim dijelovima svijeta i potječu s kraja venda (nemakit-daldinijski stadij) i prvih 10 Ma od početka kambrija (tamotski stadij). To uključuje vrlo raznoliku zbirku fosila: iglice, sklerite (oklopne ploče), cijevi, arheocijate (skupina spužvi ili njima bliskih životinja), kao i male školjke, koje vrlo podsjećaju na brahiopore i puževe mekušce, iako vrlo male (1-2 mm duljine).

Rani kambrijski trilobiti i bodljikaši (530 Ma)

Fauna Sirius Passet (527 Ma)

Najčešći fosil ukopa Sirius Passet Grenlanda su člankonošci. Postoji i niz organizama s čvrstim (mineraliziranim) dijelovima tijela: trilobiti, kioliti, spužve, brahiopodi. Echinoderms i mekušci su potpuno odsutni.

Najbizarniji organizmi Siriusa Passeta bili su Pambdelurion i Kerygmachela. Njihova duga, mekana segmentirana tijela, s parom širokih "peraja" na većini segmenata i parom segmentiranih dodataka na stražnjoj strani, čine ih sličnima anomalokaridima. Istodobno, vanjski dijelovi gornje površine "peraja" imali su valovite površine, koje mogu biti škrge. Ispod svake "peraje" nalazi se kratka noga bez kosti. Ova struktura omogućuje vam da ih povežete s člankonošcima.

Fauna Chengjiang (525-520 Ma)

Haikouichthys - rekonstrukcija

Anomalocaris - rekonstrukcija

Hallucigenia - rekonstrukcija

Ova fauna je opisana s nekoliko fosilnih nalazišta u okrugu Chengjiang (Grad Yuxi, provincija Yunnan, Kina). Najvažnije je Maotianshan škriljevca- ukop u kojemu su vrlo dobro zastupljeni fosili životinja mekog tijela. Fauna Chengjianga pripada razdoblju prije 525-520 milijuna godina - sredinom ranog kambrija, nekoliko milijuna godina kasnije Sirius Passet i najmanje 10 milijuna godina prije Burgess Shalea.

U fosilima su pronađeni dijelovi tijela najstarijih hordata (vrsta kojoj pripadaju svi kralježnjaci):

U istim naslagama pronađeni su predstavnici skupina bliskih člankonošcima:

Ovi organizmi vjerojatno pripadaju skupini Lobopodija, kojoj od modernih skupina Onichofora pripada.

Otprilike polovica fosila Chengjianga su člankonošci, od kojih su neki imali tvrde, mineralizirane egzoskelete, kao i većina kasnijih morskih člankonožaca. Samo 3% organizama imalo je tvrde ljuske (uglavnom trilobiti). Ovdje su pronađeni i predstavnici mnogih drugih vrsta životinja:

• Priapulidi (morski crvi koji se ukopavaju - grabežljivci iz zasjede);
• čeljusti (morski beskralješnjaci koji su dio planktona);
• Ktenofori (crijevni, izvana slični meduzama);
• bodljikaši (morske zvijezde, morski krastavci, itd.),
• Kioliti (misteriozne životinje koje su imale male konične školjke),

Rani kambrijski rakovi (520 Ma)

Burgess Shale (515 Ma)

Glavni članak: Burgess Shale

Marrella

Pikaia - rekonstrukcija

Burgess Shale je prvo poznato veliko groblje iz kambrijskog razdoblja, koje je otkrio Wolcott 1909. godine. Reanaliza fosila od strane Whittingtona i njegovih kolega 1970-ih činila je osnovu Gouldove knjige " nevjerojatan život“, koji je široj javnosti otvorio kambrijsku eksploziju.

Među fosilnim škriljevcima Burgess, člankonošci su najčešći, ali mnogi od njih su neobični i teško ih je klasificirati:

Opabinia - rekonstrukcija

Wiwaxia - rekonstrukcija

Osim toga, u ukopu su prikazani uzorci egzotičnih organizama:

Pojava novih ekosustava i tipova nakon kambrija

Zbog velikog izumiranja na granici kambrija i ordovicija, tipični paleozojski morski ekosustavi nastali su tek tijekom naknadnog oporavka morske faune. Najraniji fosili vezani uz briozoane također su prvi put otkriveni u razdoblju ordovicija - znatno nakon "kambrijske eksplozije".

nalazima

Dugi proces nastanka višestaničnih

U Darwinovo vrijeme, sve što se znalo o fosilima sugeriralo je da su glavni tipovi metazoana nastali i formirani unutar samo nekoliko milijuna godina – od ranog do srednjeg kambrija. Sve do 1980-ih ove su ideje još uvijek vrijedile.

Međutim, nedavni nalazi upućuju na to da su barem neki troslojni bilateralni organizmi postojali prije početka kambrija: Kimberella mogu se smatrati ranim mekušcima, a ogrebotine na stijenama u blizini ovih fosila upućuju na metodu hranjenja poput mekušaca (prije 555 milijuna godina). Ako pretpostavimo da Vernanimalcula imao troslojni bilateralni coelom, što potiskuje pojavu složenih životinja prije 25-50 milijuna godina. Detekcija rupa od školjke Cloudina također sugerira prisutnost naprednih grabežljivaca na kraju edijakarskog razdoblja. Osim toga, neke tragove u fosilima koji datiraju iz srednjeg ediakarskog razdoblja (prije oko 565 milijuna godina) mogle bi ostaviti životinje složenije od pljosnati crvi i imaju kožno-mišićnu vrećicu.

Mnogo prije toga, dugo opadanje stromatolita (počevši prije oko 1,25 milijardi godina) govori o ranoj pojavi životinja koje je bilo dovoljno teško "grickati". Povećanje brojnosti i raznolikosti bodlji u akritarha istodobno dovodi do zaključka da su i tada postojali grabežljivci dovoljno veliki da takva zaštita bude neophodna. Na drugom kraju vremenske skale koja se odnosi na kambrijsku eksploziju, treba uočiti odsutnost niza glavnih tipova sadašnje faune do kraja kambrija, te tipičnih paleozojskih ekosustava - do ordovicija.

Tako je danas opovrgnuto stajalište prema kojem su životinje "moderne" razine složenosti (usporedive sa živim beskralješnjacima) nastale unutar samo nekoliko milijuna godina od ranog kambrija. Međutim, velika većina modernih phyla prvi put se pojavila u kambriju (s izuzetkom mekušaca, bodljokožaca i člankonožaca, koji su se vjerojatno pojavili u edijakarskom razdoblju). Osim toga, eksplozivno povećanje taksonomske raznolikosti također je uočeno na početku kambrija.

"Eksplozija" taksonomske raznolikosti u ranom kambriju

„Taksonomska raznolikost” znači broj organizama koji se značajno razlikuju po svojoj strukturi. Istodobno, "morfološka raznolikost" znači ukupan broj vrsta i ne govori ništa o broju osnovnih "dizajna" (moguće su mnoge varijacije malog broja osnovnih tipova anatomske strukture). Nema sumnje da se taksonomska raznolikost dramatično povećala u ranom kambriju i ostala na ovoj razini tijekom cijelog razdoblja - možemo pronaći životinje modernog izgleda (kao što su rakovi, bodljikaši i ribe) gotovo u isto vrijeme, a često - iu uobičajeni ukopi s organizmima kao što su Anomalocaris i Halkieria, koji se smatraju "stričevima" ili "praujacima" modernih vrsta.

Detaljnije ispitivanje otkriva još jedno iznenađenje - neke životinje modernog izgleda, poput ranih kambrijskih rakova, trilobita i bodljokožaca, nalaze se u ranijim naslagama nego neki "stričevi" ili "praujaci" živih skupina koje nisu ostavile izravne potomke. To može biti rezultat prekida i varijacija u formiranju fosilnih naslaga, ili može značiti da su preci moderni organizmi evoluirao u različito vrijeme i moguće različitim brzinama.

Mogući uzroci "eksplozije"

Unatoč činjenici da su prilično složene troslojne životinje postojale prije (a vjerojatno i mnogo prije) kambrija, čini se da je evolucijski razvoj u ranom kambriju bio iznimno brz. Mnogo je pokušaja da se objasne razlozi ovog "eksplozivnog" razvoja.

Promjene okoliša

Povećanje koncentracije kisika

Najranija Zemljina atmosfera uopće nije sadržavala slobodan kisik. Kisik koji moderne životinje udišu – kako u zraku tako i otopljen u vodi – proizvod je milijardi godina fotosinteze, uglavnom mikroorganizama (kao što su cijanobakterije). Prije otprilike 2,5 milijarde godina koncentracija kisika u atmosferi dramatično se povećala. Do tada se sav kisik koji su proizvodili mikroorganizmi u potpunosti trošio na oksidaciju elemenata s visokim afinitetom prema kisiku, poput željeza. Dok nisu bili potpuno vezani na kopnu iu gornjim slojevima oceana, u atmosferi su postojale samo lokalne "oaze kisika".

Nedostatak kisika mogao bi dugo spriječiti razvoj velikih složenih organizama. Problem je u količini kisika iz koje životinja može apsorbirati okoliš, ograničena je površinom (pluća i škrge kod najsloženijih životinja; koža - kod jednostavnijih). Količina kisika potrebna za život određena je masom i volumenom organizma, koji, kako se veličina povećava, raste brže od površine. Povećanje koncentracije kisika u zraku i vodi moglo bi oslabiti ili potpuno ukloniti ovo ograničenje.

Treba napomenuti da je dovoljna količina kisika za postojanje velikih vendobionta bila prisutna već u edijakarskom razdoblju. Međutim, daljnje povećanje koncentracije kisika (između edijakarskog i kambrijskog razdoblja) moglo bi organizmima osigurati dodatnu energiju za proizvodnju tvari (kao što je kolagen) nužnih za razvoj temeljno složenijih tjelesnih struktura, uključujući one koje se koriste za grabež i zaštitu. protiv toga.

Zemlja snježna gruda

Postoje brojni dokazi da je u kasnom neoproterozoju (uključujući rano edijakarsko razdoblje) Zemlja bila podvrgnuta globalnoj glacijaciji tijekom koje je veći dio bio prekriven ledom, a površinska temperatura bila je blizu smrzavanja čak i na ekvatoru. Neki istraživači ističu da bi ova okolnost mogla biti usko povezana s kambrijskom eksplozijom, budući da najraniji poznati fosili potječu iz razdoblja nedugo nakon završetka posljednje potpune glacijacije.

Međutim, prilično je teško ukazati na uzročnu vezu takvih katastrofa s naknadnim porastom veličine i složenosti organizama. Može biti, niske temperature povećao koncentraciju kisika u oceanu - njegova se topljivost u morskoj vodi gotovo udvostručuje kada temperatura padne s 30 °C na 0 °C.

Fluktuacije u izotopskom sastavu ugljika

U naslagama na granici edijakarskog i kambrijskog razdoblja dolazi do vrlo oštrog pada, praćenog neobično jakim fluktuacijama u omjeru izotopa ugljika 13C/12C tijekom ranog kambrija.

Mnogi znanstvenici pretpostavljaju da je izvorni pad posljedica masovnog izumiranja neposredno prije početka kambrija. . Također se može pretpostaviti da je samo izumiranje posljedica prethodnog raspadanja metanskih klatrata. Opće je poznato da emisija metana i naknadno zasićenje atmosfere ugljičnim dioksidom uzrokuje globalni efekt staklenika, praćen raznim ekološkim katastrofama. Slična slika (oštar pad omjera 13 C/12 C praćen fluktuacijama) uočena je u trijasu, kada se život oporavljao od masovnog permskog izumiranja.

Međutim, prilično je teško objasniti kako bi masovno izumiranje moglo uzrokovati nagli porast taksonomske i morfološke raznolikosti. Iako su masovna izumiranja, poput perma i krede-paleogena, dovela do naknadnog povećanja broja određene vrste od beznačajnih u “dominantne”, međutim, u oba slučaja ekološke su niše zamijenjene, doduše, drugim, ali jednako složenim organizmima. Istodobno, u novom ekosustavu nije uočen nagli porast taksonomske ili morfološke raznolikosti.

Brojni istraživači pretpostavili su da svako kratkotrajno smanjenje udjela od 13 C/12 C u ranom kambriju predstavlja oslobađanje metana, što je zbog malog efekta staklenika i povećanja temperature uzrokovanog njime dovelo do povećanja morfološka raznolikost. Ali čak ni ova hipoteza ne objašnjava nagli porast taksonomske raznolikosti na početku kambrija.

Objašnjenja temeljena na razvoju organizama

Brojne teorije temelje se na ideji da relativno male promjene u načinu na koji se životinje razvijaju od embrija do odraslih mogu dovesti do dramatičnih promjena u obliku tijela.

Pojava sustava bilateralnog razvoja

Hox geni u različitim skupinama životinja toliko su slični da, na primjer, možete presaditi ljudski gen za "formiranje očiju" u embrij Drosophile, što će dovesti do stvaranja oka - ali to će biti oko Drosophile, zbog aktivacije odgovarajućih "radnih" gena. To pokazuje da prisutnost sličnog skupa Hox gena uopće ne znači anatomsku sličnost organizama (budući da isti Hox geni mogu kontrolirati stvaranje tako različitih struktura kao što su oči ljudi i kukaca). Stoga bi pojava takvog sustava mogla dovesti do naglog povećanja raznolikosti – i morfološke i taksonomske.

Budući da isti Hox geni kontroliraju diferencijaciju svih poznatih bilateralnih organizama, evolucijske linije ovih potonjih zacijelo su se razišle prije nego što su se mogli formirati specijalizirani organi. Dakle, "posljednji zajednički predak" svih bilateralnih organizama morao je biti mali, anatomski jednostavan i najvjerojatnije osjetljiv na potpuna razgradnja nisu sačuvani u fosilima. Ova okolnost čini njegovo otkriće krajnje malo vjerojatnim. Međutim, brojni venodobionti (na primjer, kimberella, spriggin ili Arkarua), možda su imali bilateralnu strukturu tijela (prema brojnim znanstvenicima, to nije tako - simetrija venodobionta nije bilateralna, već klizna, što ih bitno razlikuje od većine drugih organizama). Tako, sličan sustav razvoj se mogao dogoditi barem nekoliko desetaka milijuna godina prije kambrijske eksplozije. U ovom slučaju potrebni su neki dodatni razlozi da se to objasni.

Razvoj spolne reprodukcije

Organizmi koji ne koriste spolno razmnožavanje mijenjaju se vrlo malo. U većini organizama koji se spolno razmnožavaju, potomci dobivaju oko 50% svojih gena od svakog roditelja. To znači da čak i malo povećanje složenosti genoma može dovesti do mnogih varijacija u strukturi i obliku tijela. Velik dio biološke složenosti vjerojatno proizlazi iz djelovanja relativno jednostavnih pravila na veliki broj stanica koje funkcioniraju kao stanični automati (primjer ovog učinka je Conwayeva Igra života, gdje složene oblike i složeno ponašanje pokazuju stanice koje djeluju prema krajnje jednostavnim pravilima ). Moguća pojava spolnog razmnožavanja ili njegov značajniji razvoj tijekom kambrijske eksplozije za vrlo primitivna i slična bića može značiti da je postojala mogućnost njihovog međuvrstnog i udaljenijeg križanja. To je dramatično povećalo varijabilnost. Tek razvojem genoma pojavljuju se uistinu izolirane vrste koje se ne križaju s drugima. Primjer modernih stvorenja ove vrste su koralji.

razvojni put

Neki znanstvenici sugeriraju da kako organizmi postaju složeniji, evolucijske promjene opća struktura tijelo nadmetalo sekundarne promjene u smjeru bolje specijalizacije svojih postojećih dijelova. Time se smanjuje vjerojatnost prolaska novih klasa organizama kroz prirodnu selekciju - zbog natjecanja s "poboljšanim" precima. Kao rezultat toga, kako se formira opća (na razini taksonomske klase) struktura, formira se "razvojni put", a prostorna struktura tijela je "zamrznuta". Sukladno tome, formiranje novih klasa događa se "lakše" u ranim fazama evolucije glavnih klasa, a njihova daljnja evolucija odvija se na nižim taksonomskim razinama. Naknadno je autor ove ideje istaknuo da takvo "zamrzavanje" nije glavno objašnjenje kambrijske eksplozije.

Fosili koji bi mogli podržati ovu ideju su dvosmisleni. Primijećeno je da su varijacije u organizmima iste klase često najveće u prvim fazama razvoja klade. Na primjer, neki kambrijski trilobiti uvelike su varirali u broju torakalnih segmenata, a zatim se ta raznolikost značajno smanjila. Međutim, utvrđeno je da uzorci silurskih trilobita imaju istu veliku varijabilnost u strukturi kao i oni iz ranog kambrija. Istraživači su sugerirali da je ukupni pad raznolikosti posljedica ekoloških ili funkcionalnih ograničenja. Na primjer, očekivalo bi se manje varijacije u broju segmenata nakon što su trilobiti (nalik modernim ušima) razvili konveksnu strukturu tijela, što je učinkovit način da se zaštiti.

Ekološka objašnjenja

Takva se objašnjenja usredotočuju na interakcije između različitih vrsta organizama. Neke od ovih hipoteza bave se promjenama u prehrambenim lancima; drugi smatraju utrku u naoružanju između grabežljivaca i plijena koja je mogla uzrokovati evoluciju krutih dijelova tijela u ranom kambriju; niz drugih hipoteza usredotočuje se na općenitije mehanizme koevolucije (najpoznatiji primjer je koevolucija cvjetnica s kukcima oprašivačima).

"Utrka u naoružanju" između grabežljivaca i plijena

Po definiciji, grabežljivac pretpostavlja smrt plijena, što ga čini najjačim čimbenikom i akceleratorom prirodne selekcije. Pritisak na plijen da se bolje prilagodi mora biti veći nego na grabežljivce - jer, za razliku od plijena, oni imaju priliku napraviti novi pokušaj (ova asimetrija poznata je kao princip "život protiv ručka" - grabežljivac riskira da izgubi samo ručak, dok žrtva riskira svoj život).

Međutim, postoje dokazi (na primjer, fosili bodljikavih akritarha, kao i rupe napravljene u ljusci klaudinida) da je grabež bio prisutan mnogo prije početka kambrija. Stoga je malo vjerojatno da je ona sama po sebi uzrokovala kambrijsku eksploziju, iako je imala snažan utjecaj na anatomske oblike organizama koji su nastali tijekom toga.

Izgled fitofaga

Stanley (1973) je sugerirao da je pojava protozoa (jednostaničnih eukariota) prije 700 milijuna godina, "grickajućih" mikrobnih prostirki, uvelike proširila lance ishrane i trebala je dovesti do povećanja raznolikosti organizama. Međutim, danas je poznato da je "grizanje" nastalo prije više od milijardu godina, a izumiranje stromatolita počelo je prije oko 1,25 milijardi godina - mnogo prije "eksplozije".

Rast veličine i raznolikost planktona

Geokemijska promatranja to jasno pokazuju Totalna tezina plankton je postao usporediv sa strujom već u ranom proterozoju. Međutim, sve do kambrija plankton nije dao značajan doprinos ishrani dubokomorskih organizama, budući da su njihova tijela bila premala da bi brzo potonula na morsko dno. Mikroskopski plankton jeo je drugi plankton ili ga je uništio kemijskim procesima u gornjim slojevima mora mnogo prije nego što je prodro u duboke slojeve, gdje je mogao postati hrana za nekton i bentos (plivajuće organizme, odnosno stanovnike morskog dna).

U sastavu ranih kambrijskih fosila pronađen je mezozooplankton (plankton srednje veličine, vidljiv golim okom) koji je mogao filtrirati mikroskopski plankton (uglavnom fitoplankton – planktonska „vegetacija“). Novi mezozooplankton je možda bio izvor ostataka, kao i izlučivanje izmeta u obliku kapsula dovoljno velikih da se brzo potopi – to je možda bila hrana za nekton i bentos, uzrokujući njihovu veličinu i raznolikost. Ako su organske čestice dospjele do morskog dna, kao rezultat naknadnog zakopavanja, trebale su povećati koncentraciju kisika u vodi uz smanjenje koncentracije slobodnog ugljika. Drugim riječima, pojava mezozooplanktona obogatila je duboki ocean hranom i kisikom, te tako omogućila nastanak i evoluciju većih i raznolikijih stanovnika dubokog mora.

Konačno, pojava fitofaga među mezozooplanktonom mogla bi stvoriti dodatnu ekološku nišu za veće grabežljivce mezozooplanktona, čija su tijela, poniranjem u more, dovela do daljnjeg obogaćivanja hranom i kisikom. Možda su prvi grabežljivci među mezozooplanktonom bili ličinke bentoskih životinja, čija je daljnja evolucija rezultat općeg porasta grabežljivaca u morima edijakarskog razdoblja.

Mnogo praznih niša

James W. Valentine je u nekoliko radova iznio sljedeće pretpostavke: nagle promjene u građi tijela su "teške"; mnogo je vjerojatnije da će promjena postojati ako naiđe na malu (ili nikakvu) konkurenciju za ekološku nišu na koju cilja. Potonje je neophodno za novi tip organizmi su imali dovoljno vremena da se prilagode svojoj novoj ulozi.

Ova bi okolnost trebala dovesti do činjenice da je provedba velikih evolucijskih promjena mnogo vjerojatnija u početnim fazama formiranja ekosustava, zbog činjenice da kasnija diverzifikacija ispunjava gotovo sve ekološke niše. U budućnosti, iako se nove vrste organizama nastavljaju pojavljivati, nedostatak praznih niša sprječava njihovo širenje u ekosustavu.

Valentinov model dobro objašnjava jedinstvenost kambrijske eksplozije – zašto se dogodila samo jednom i zašto je njezino trajanje bilo ograničeno.

Bilješke

1. Darwin, C. O podrijetlu vrsta prirodnom selekcijom. - London, Ujedinjeno Kraljevstvo: Murray, 1859. - P. 315–316.
2. Walcott, C.D. Kambrijska geologija i paleontologija // Smithsonian Miscellaneous Collections. - 1914. - T. 57. - Str. 14.
3. Whittington, H.B.; Geološki zavod Kanade. Porijeklo i rana evolucija grabežljivca // The Burgess Shale. - Yale University Press, 1985.
4. Gould, S.J. Prekrasan život: Burgess Shale i priroda povijesti. - New York: W.W. Norton & Company, 1989. - ISBN 0-393-02705-8
5. McNamara, K.J. Datiranje porijekla životinja // Znanost. - 1996-12-20. - T. 274. - Br. 5295. - S. 1993–1997.
6. Awramik, S.M. Raznolikost prekambrijskog stupastog stromatolita: odraz izgleda metazoana // Znanost. - 1971-11-19. - T. 174. - Br. 4011. - S. 825–827.
7. Fedonkin, M. A.; Vagoner, B. Kasni prekambrijski fosil Kimberella je bilateralni organizam sličan mekušcima // Priroda. - 1997. - T. 388. - S. 868–871.
8. Eskov, K. Nacrti Gospodina Boga // Znanje je moć. - 2001. - № 6.
9. Jago, J. B., Haines, P. W. Nedavno radiometrijsko datiranje nekih kambrijskih stijena u južnoj Australiji: relevantnost za kambrijsku vremensku skalu // Revista Española de Paleontologia. - 1998. - S. 115–22.
10. Eskov K. Yu. Nevjerojatna paleontologija: povijest Zemlje i života na njoj. - M .: Izdavačka kuća NTs ENAS, 2007. - 540 str. - (O čemu su udžbenici šutjeli). - ISBN 978-5-93196-711-0
11. Gehling, J.; Jensen, S.; Droser M.; Myrow P.; Narbonne, G. Kopanje ispod bazalnog kambrijskog GSSP-a, Fortune Head, Newfoundland // Geološki časopis. - 2001-03. - T. 138. - br. 2. - S. 213–218.
12. Benton, M. J.; Wills, M.A.; Hitchin, R. Kvaliteta fosilnog zapisa kroz vrijeme // Priroda. - 2000. - T. 403. - Br. 6769. - S. 534–537.
13. Butterfield, N.J. Iznimno očuvanje fosila i kambrijska eksplozija // . - 2003. - T. 43. - br. 1. - S. 166–177.
14. Cowen, R. Povijest života. - Blackwell Science.
15. Morris, S.C. Fauna Burgess Shale (srednji kambrij) // Godišnji pregled ekologije i sistematike. - 1979. - T. 10. - br. 1. - S. 327–349.
16. Yochelson, E.L Otkriće, prikupljanje i opis biote škriljaca iz srednjeg kambrija Burgess Charles Doolittle Walcott // Proceedings of the American Philosophical Society. - 1996. - T. 140. - br. 4. - S. 469–545.
17. Butterfield, N.J. Ekologija i evolucija kambrijskog planktona // Columbia University Press Ekologija kambrijskog zračenja. - New York, 2001. - S. 200–216.
18. Signor, P.W. Pristranost uzorkovanja, obrasci postupnog izumiranja i katastrofe u fosilnom zapisu // Geološko društvo Amerike Geološke implikacije udara velikih asteroida i kometa na Zemlju. - 1982. - S. 291-296.
19. Seilacher A. Koliko je validna Stratigrafija Cruziana? // Međunarodni časopis za znanosti o Zemlji. - 1994. - T. 83. - br. 4. - S. 752–758.
20. Magaritz, M.; Holser, W.T.; Kirschvink, J.L. Događaji izotopa ugljika preko granice prekambrija/kambrija na Sibirskoj platformi // Priroda. - 1986. - T. 320. - Br. 6059. - S. 258–259.
21. Kaufman, A.J., Knoll A.H. Neoproterozojske varijacije u C-izotopskom sastavu morske vode: stratigrafske i biogeokemijske implikacije // Elsevier Pretkambrijska istraživanja. - 1995. - T. 73. - S. 27-49.
22. Derry, L.A.; Brasier, M.D.; Corfield, R.M.; Rozanov, A.Yu.; Žuravlev, A. Yu Izotopi Sr i C u karbonatima donjeg Kambrija iz sibirskog kratona: Paleoekološki zapis tijekom 'kambrijske eksplozije' // Elsevier Pisma o Zemlji i planetarnoj znanosti. - 1994. - T. 128. - S. 671-681.
23. Rothman, D.H.; Hayes, J.M.; Poziv, R.E. Dinamika neoproterozojskog ciklusa ugljika // Nacionalna akademija znanosti Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. - 08.07.2003. - T. 100. - Br. 14. - S. 8124–8129.
24. Ripperdan, R.L. Globalne varijacije u sastavu izotopa ugljika tijekom najnovijeg neoproterozoika i najranijeg kambrija // Godišnji pregled znanosti o Zemlji i planeti. - 1994-05. - T. 22. - S. 385-417.
25. Marshall, C.R. Objašnjavanje kambrijske “eksplozije” životinja // Godišnji pregled planetarnih znanosti o Zemlji. - 2006. - T. 34. - S. 355-384.
26. Hug, L.A.; Roger, A.J. Utjecaj uzorkovanja fosila i taksona na analize drevnih molekularnih datiranja // . - 2007. - T. 24(8). - S. 1889-1897.
27. Wray, G.A.; Levinton, J.S.; Shapiro, L.H.(((naslov))) // Znanost. - 1996-10. - T. 274. - Br. 5287. - S. 568–573.
28. Ayala, F.J.; Rzhetsky, A.; Ayala, F.J.(((naslov))) // . - 1998-01. - T. 95. - br. 2. - S. 606-611.
29. Aris-Brosou, S.; Yang, Z. Bayesovski modeli epizodne evolucije podržavaju kasnu pretkambrijsku eksplozivnu diverzifikaciju metazoa // Molekularna biologija i evolucija. - 2003-08. - T. 20. - Broj 12. - S. 1947-1954.
30. Peterson, K.J.; Lyons, J. B.; Nowak, K.S.; Takacs, C.M.; Wargo, M.J.; McPeek, M.J. Procjena vremena divergencije metazoana molekularnim satom // Zbornik Nacionalne akademije znanosti (SAD). - 2004-04. - T. 101. - Br. 17. - S. 6536-6541.
31. Blair, J.E.; Hedges, S.B. Molekularni satovi ne podržavaju kambrijsku eksploziju // Molekularna biologija i evolucija. - 2004-11. - T. 22. - br. 3. - S. 387-390.
32. Bengtson, S. Porijeklo i rana evolucija grabežljivca // The fosil record of grabežljivac. The Paleontological Society Papers 8 / Kowalewski, M. i Kelley, P.H.. - New York: The Paleontological Society, 2002. - str. 289–317.
33. Sheehan, P.M.; Harris, M.T. Oživljavanje mikrobijalita nakon izumiranja kasnog ordovicija // Priroda. - 2004. - T. 430. - S. 75–78.
34. Stanley Predacija pobjeđuje konkurenciju na morskom dnu // paleobiologije. - 2008. - T. 34. - S. 1.
35. Seilacher, A.; Bose, P.K.; Pfluger, F.Životinje prije više od milijardu godina: tragovi fosilnih dokaza iz Indije // Znanost. - 1998. - T. 282. - Br. 5386. - S. 80–83.
36. Jensen, S. Proterozojski i najraniji kambrijski tragovi fosilnih zapisa; Obrasci, problemi i perspektive // Integrativna i komparativna biologija. - 2003. - T. 43. - br. 1. - S. 219–228.
37. Naimark, Elena Otkrivena je misterija embrija Doushantuo. Znanstveno-popularni projekt "Elementi" (12. travnja 2007.). Arhivirano iz izvornika 24. kolovoza 2011. Preuzeto 21. svibnja 2008.

Statistička analiza posjećenosti naše stranice uvjerljivo to ukazuje najveći uspjeh koriste se znanstveno-popularni članci, a materijali ove vrste dugo se stabilno gledaju. Stoga sam odlučio ponovno raditi u tom smjeru, pokrivajući temu koja me već dugo brine.

Pitanje kako bi svijet mogao izgledati na početku svog puta uzbuđuje umove ljudi od pamtivijeka. Dugo su misterije prošlih razdoblja ostale tajne iza sedam pečata, a u nedostatku znanstvenih spoznaja, čovječanstvo je stvaralo mitove, nalik djetetu okruženom bajkovitim fantazijama u kolijevci. Razvojem znanstvenog svjetonazora zagonetke nisu nigdje nestale, samo su dobile konkretan oblik. Jedna od tih misterija je kambrijska eksplozija.

Poznato je da se starost geoloških stijena može odrediti stratigrafski: mlađi slojevi u pravilu leže iznad starijih. Na temelju fosiliziranih ostataka izumrlih organizama koji zasićuju stijene, moguće je rekreirati sliku postupna evolucijaživot na zemlji. Međutim, ta se postupnost iznenada prekida na dubinama koje odgovaraju slojevima kambrijskog razdoblja "prije 541,0 ± 1,0 milijuna godina - prije 485,4 ± 1,9 milijuna godina). Ovdje se nalaze gotovo svi moderni tipovi višestaničnih životinja, a onda - kao da je praznina, tajanstveni prekambrij, kao da se dogodio čin stvaranja... Ovaj fenomen je u znanosti nazvan kambrijskim eksplozijom.

kambrijski

Međutim, u stvarnosti, znanstvenici su otkrili otiske drevnijih životinja, ali su dugo vremena pripisivani kambrijskim slojevima i identificirani s taksonomskim skupinama organizama koji su preživjeli do danas. Na slične artefakte susreli su se njemački geolozi u Namibiji u Južnoj Africi 1908. i R. Sprig u Ediacari u Južnoj Australiji početkom 1930-ih. XX. stoljeća, koji je 1947. objavio djelo "Ranokambrijske meduze iz lanca Flinders u Južnoj Australiji". Kako bi izbjegao iskušenje da nepoznato objasni poznatom - za to je istraživaču potrebna određena hrabrost. Tek 1952. akademik Akademije znanosti SSSR-a B.S. Sokolov je utvrdio postojanje venda, razdoblja koje je prethodilo kambriju. “... prvi put je takozvana edijakarska fauna skeletnih Metazoa, koja se prvobitno smatrala kambrijskom, zauzela svoj pravi geokronološki položaj... Vendsko razdoblje (Vend) nazvano je po najstarijem slavenskom plemenu Venda (odnosno Wends), koji je živio južno od Baltičkog mora.”

Boris Sergejevič Sokolov

S tim u vezi, ne mogu a da ne ispričam o neobičnom slučaju kada sam u dobi od 5 godina pobijedio kandidata geoloških znanosti u sporu o ovom pitanju. Opet su se u našoj kući okupili gosti, na nekakvom obiteljskom slavlju. Potpuno drugačije doba u životu zemlje bližilo se kraju, a sada se čini kao san o prosperitetnom sovjetskom Bakuu sa stolovima punim voća i kavijara od jesetri, uz redovite posjete prijateljske horde rođaka. S mojom sestričnom, pod vodstvom starije sestrične, te smo se večeri igrali astronauta, putujući poveznih očiju po prozorskim daskama i ormarićima, zamišljajući ih kao druge planete. A u djetinjstvu sam imao knjigu o paleontologiji “Živa prošlost Zemlje”, s geokronološkom tablicom, koja je uključivala vendsko razdoblje... Ujak, tada kandidat geoloških znanosti, pitao me: koje je razdoblje prvo , a ja sam odgovorio da Vendian. A stric odgovara: ne, kambrij. Nisam se slagao s njim. Nakon nekog vremena, preturajući po literaturi, moj ujak je priznao da su se pojavili novi znanstveni podaci, što je izazvalo poprilično zadovoljstvo mojih roditelja.

No, vratimo se kambrijskoj eksploziji. Uz t.sp. stratigrafski nije tako teško odgovoriti o razlozima uočenog eksplozivnog porasta broja nalaza s prijelazom iz pretkambrija u kambrij. U kambriju se pojavljuju skeletni organizmi: školjke, školjke, šiljci - sve je to savršeno očuvano u fosiliziranom obliku. Pretkambrijske forme su mekotjelesne i neskeletne, potreban je poseban splet okolnosti da bi njihovi otisci ostavili uspomenu u analima našeg planeta i zato se o njima dugo ništa nije znalo. Stoga je sada povijest organskog svijeta Zemlje podijeljena na 2 velika eona: Phanerosa - doba manifestnog života i Cryptosis - doba skrivenog života. No, što je bio pravi razlog tzv. "skeletna revolucija?"

Postoje vrlo raznolike verzije na ovu temu, zainteresirani se uvijek mogu upoznati s njima na internetu. Dugo je domaćom literaturom dominirala hipoteza da se povećanje koncentracije Ca2+ iona u morskoj vodi zbog geoloških razloga nužnih za izgradnju zaštitni sustavi kao što su školjke, školjke itd. - razlog. No, još 2007. godine pala mi je na pamet drugačija verzija u obliku intuitivnih vizualnih slika, koja se činila jednostavnijom i logičnijom (po principu Occamove britve da je najkraći put do istine u ravnoj liniji). S vremenom je postalo jasno da su mnogi znanstvenici koji se bave ovim problemom krenuli istim putem, a sada se ova hipoteza spominje čak i u ruskim školskim udžbenicima biologije.

“...Tisuće primjeraka predstavnika biote Venda već je proučeno, a ni na jednom od njih nije pronađeno oštećenje ili tragovi ugriza. To znači da su bioturbatori, makroskopski žderači strvine i grabežljivci koji melju hranu bili praktički odsutni u ekosustavu Venda. Mrtva organska tvar podvrgnuta je samo mikrobnoj razgradnji. Inače, 2007. godine ni te činjenice mi nisu bile poznate.

Dakle, odnosi grabežljivac-plijen među višestaničnim organizmima pojavljuju se tek u kambriju (iako postoje dokazi, i prirodno je da potječu iz Ediacarana (alternativni naziv za vendsko razdoblje). .), neke životinje počele su jesti druge, izazivajući kambrijsku eksploziju kroz eskalaciju "utrke u naoružanju" grabežljivaca i plijena". Ovdje mislimo da je pojava disanja kisika omogućila povećanje brzine metabolizma i energije, a ovdje moja znanstvena intuicija pipa u potrazi za uzročnom neuspjeh: pojava antagonističkih ekoloških odnosa grabežljivac-plijen određena je progresivnom, u smislu učinkovitosti korištenja resursa, aromorfozom (aromorfoza - progresivni evolucijski skok) - pojavom disanja kisika. Ako se prisjetimo takvog koncepta V. I. Vernadskog kao npr. pritisak života, zbog njegovog neprestanog mudrog stremljenja sakupljajući biomasu u procesu reprodukcije s jedne strane i ograničenim raspoloživim resursima s druge, logično je pretpostaviti da je odnos grabežljivac-plijen nastao kao rezultat onih koje je opisao V.I. Načela Vernadskog. Ukratko, jednog dana ih je bilo previše, a njihovo oružje i ono čime su se branili jedni od drugih pretvaraju se dobro u kamen...

Postoji hipoteza prema kojoj su se vendske životinje mogle hraniti mikroskopskim simbiontskim algama koje žive u njihovom tijelu, a koje su zauzvrat trošile sunčevu energiju u procesu fotosinteze, jer se čini da su mnogi predstavnici biote Ediacaran bili stanovnici plitkih voda preplavljenih sunčevom svjetlošću. . Dodatno, ova vrsta prehrane nalazi se i kod modernih životinja. U vendskom razdoblju ovaj je način prehrane mogao biti i glavni. Svijet Vendobionta, u kojem nitko nikoga nije jeo, McMenamin je nazvao "Ediacara vrt", s jasnom aluzijom na Rajski vrt. Imao sam istu aluziju.

Kakav je bio vendski svijet? Dan je bio 3 sata kraći, a godina 420 dana. Drugi kontinenti, drugi oceani... Prekambrijijski svijet slikovito opisuje Ya.E. Malakhovskaya i A.Yu. Ivancov ... "Dno golemih plitkih mora i niskih kopnenih područja bilo je prekriveno tepisima od bakterijskih prostirki, ponegdje su se ljuljale šume vrpcastih algi." “Bila je to velika glacijacija: prema znanstvenicima, tada je u moru led plutao čak i u tropsku zonu, a kopno je bilo gotovo potpuno prekriveno ledenjacima. Nakon završetka ledenog doba, zajednice mikroorganizama i algi koje su se vraćale u plitke vode već su uključivale višestanične životinje. Među tim stvorenjima mekog tijela bilo je divova, koji su dosezali duljinu od jednog i pol metra, i vrlo malih, ne više od 2-3 mm. Neki su plivali ili lebdjeli u vodenom stupcu, drugi su živjeli na dnu: vezani za njega, slobodno ležali ili puzali. “Unatoč stoljetnoj povijesti proučavanja vendskih otisaka, donedavno nije bilo zadovoljavajućeg odgovora na pitanje tko su bili vendski organizmi - biljke, životinje, gljive ili su pripadali nekom drugom kraljevstvu koje nije preživjelo do danas. Većina istraživača ih smatra višestaničnim životinjama, možda samo zbog vanjske sličnosti otisaka s nekim beskralježnjacima.

Charnia (Charnia masoni) vodio sjedilački način života.

Tribrachidium (Tribrachidium heraldicum) nepomično sjedio na dnu, samo su se trepljice na vanjskoj površini lagano pomicale. Cilia je hvatala male organske čestice iz vode i destilirala ih od periferije do središta do ušća, možda čak do tri ušća.

Dikinsonija (Dickinsonia lissa, Dickinsonia cf. tenuis, Dickinsonia costata) puzao. Najveći, dug 1,5 m, dolazi iz Ediacare.

Kimberella (Kimberella quadrata) pomalo podsjeća na školjke.

Yorgiya (Yorgia waggoneri), čija je trbušna strana tijela bila prekrivena nečim sličnim trepljastom epitelu, potonuvši na dno, izjedajući dio supstrata ispod sebe (cilije epitela su uhvatile i premjestile organske čestice u usta). Zatim je otplivala na drugo mjesto ... Nakon što je područje morskog dna na kojem su životinje pasle prekriveno sedimentom, njihovi tragovi mogli su se sačuvati zahvaljujući gustom organskom filmu na kojem su, takoreći, "ugravirani" .

Ventogyrus (Ventogyrus chistyakovi) vjerojatno plivao.

Nema smisla nabrajati sve u popularno-znanstvenom članku...

Kao tinejdžer, u postsovjetskom Bakuu, sanjao sam najljepši san u svom životu. Moje su pete milovale vode noćnog prapovijesnog mora. Na dnu među stijenama - pijesak i fluorescentni jorgovan, zelene, tirkizne spužve i grmlje koje nejasno podsjeća na koraljne polipe... Teret stotina milijuna godina okrutne evolucije i ljudske povijesti koja je uslijedila - sve je daleko ispred i iznad. .. Tamo, na obali Vendskog mora, obuzeli su me lakoća i spokoj.

Zatim je došao kambrijski trilobit. Dotaknuo sam njegovu školjku...

Kambrij je napredovao... Probudio sam se.

Književnost:

1. Malakhovskaya Ya. E., Ivantsov A. Yu. Šareni ilustrirani atlas najstarijih životinja mekog tijela vendskog razdoblja // Arkhangelsk, Publishing House of Pin RAS: 2003. 48 str.
2. Sokolov B. S. Eseji o formiranju Venda // M .: KMK Ltd., 1997. 157 str.
3. Mario Aguilera. Zora mesoždera objašnjava procvat životinja u dalekoj prošlosti // UC San Diego News Center, 30. srpnja 2013.
4. Yastrebov S. A. Kambrijska eksplozija // Kemija i život, 2016, br. 10.
5. Mark A. S. McMenamin. Vrt Ediacara // PALAIOS, Vol. 1, br. 2 (travanj 1986.), str. 178-182 (prikaz, stručni).

U video formatu:

O kambriju:

Sva izdanja "Evolucije":

Darwin je tvrdio da je razvoj bilo koje vrste od svog pretka dug i postupan proces promjene koji prolazi kroz nebrojene međuoblike.

Shvatio je da ako je njegova teorija bila točna, onda je sigurno postojalo tisuće tih međuoblika. Štoviše, bio je svjestan da snaga njegove teorije ovisi o postojanju ovih oblika.

Tako je Darwin napisao da je “između svih živih i izumrlih vrsta morao postojati nezamisliv broj srednjih i prijelaznih veza. Ali bez sumnje, ako je ova teorija točna, takva je postojala na našoj Zemlji.

Ali zašto ih onda, zapitao se, izražavajući vlastitu sumnju, "ne nalazimo ih bez računanja u naslagama zemljine kore?" Bio je bolno svjestan nedostatka takvih fosila u geološkim slojevima, ali je prevario sebe i svoje čitatelje: "Odgovor je uglavnom da podaci nisu tako potpuni kako se obično misli."

Ipak, ta činjenica mu nije dala odmora, te joj je čak posvetio cijelo poglavlje u svojoj knjizi, argumentirajući u njoj na temu "nepotpunosti geoloških podataka".

Unatoč svom snažnom obrazloženju, očito se još uvijek osjećao pomalo nelagodno u vezi s ovom situacijom, čim je smatrao potrebnim u tisku izraziti svoje uvjerenje da će u "budućim vijekovima ... biti otkrivene brojne fosilne veze".

Uzbuđeni teorijom i uvjereni da će hvatanjem više fosilnih slojeva uspješno popuniti ovu "nepotpunost", geolozi i paleontolozi (znanstvenici koji proučavaju fosile) uložili su ogromne napore da popune praznine u fosilnom zapisu.

Začudo, s obzirom na ogromna sredstva koja su godinama korištena za rješavanje problema, ti napori nisu dali rezultate. Profesor Gould je rekao da se "ekstremna rijetkost prijelaznih oblika u fosilnoj povijesti i dalje čuva kao poslovna tajna paleontologije."

Godine 1978. Gouldov kolega, profesor Niles Eldridge, priznao je u jednom intervjuu da "nitko nije uspio pronaći nikakva 'srednja' stvorenja: u fosilnom zapisu nema 'veza koje nedostaju', a mnogi su znanstvenici sada sve skloniji vjerovati da ovi prijelazni oblici nikada nisu postojali."

Profesor Stephen Stanley piše: “Zapravo, u fosilnoj povijesti ne postoji niti jedan uvjerljivo potvrđen slučaj prijelaza jedne vrste u drugu. Osim toga, vrste postoje zapanjujuće dugo vremena.” Nitko, primjerice, nije uspio pronaći fosilnu žirafu srednjeg vrata.

Ako fosilna povijest odbija pokazati očekivane veze, što to čini demonstrira? A što je ona dokazuje?

fosilna povijest

Fosilna povijest kakvu poznajemo počinje u onom što geolozi nazivaju kambrij, za koji procjenjuju da je bio prije oko 590 milijuna godina. Nekoliko sićušnih fosila pronađeno je u stijenama iz ranijeg vremena: nekoliko bakterija i neka vrlo neobična stvorenja, za razliku od bilo čega što je pronađeno prije ili poslije, fauna Ediacaran, koja je stara oko 565 milijuna godina.

Ali čini se da su svi izumrli ubrzo nakon toga. Čini se kao da je nekoliko vježbi za vježbanje upisano u knjigu života, a zatim precrtano debelom crtom: od tog trenutka je počela prava evolucija - ili je barem nešto počelo.

A to je nešto imalo dramatičan karakter: što se životinjskog carstva tiče, sve se pojavilo u isto vrijeme. Toliko je iznenadna i tajanstvena bila pojava raznih oblika života u to vrijeme da znanstvenici, kao što smo vidjeli, govore o kambrijskoj eksploziji, koja se dogodila, prema njihovim podacima, prije oko 530 milijuna godina.

Najnevjerojatnije otkriće bilo je da su se tada rodile životinje svih poznatih oblika, bilo fosilnih ili živih. U tom razdoblju život je odabrao svoje osnovne oblike i više ih nije mijenjao.

Štoviše, iako se vjeruje da je cijelo kambrijsko razdoblje trajalo oko 85 milijuna godina, stvarna pojava svih ovih novih oblika vjerojatno se dogodila za oko 10 milijuna godina ili manje.

Drugim riječima, povijest života na Zemlji otkriva oko 2 posto kreativnosti i 98 posto kasnijeg razvoja.

Pojednostavljena shema klasifikacije životinja TRENUTNO ŽIVI ORGANIZMI| Životinjsko carstvo| PHILUM/Eumetazoa(pravi višestanični)| VRSTA/Chordata (hordati)| PODTIP/Krešnjaci (kralješnjaci)| RAZRED/Sisavci (sisari)| RED/Mestožderi (mesožderi)| OBITELJ/Felidae (mačke)| ROD/Felis (mačke)| VRSTE/catus > Felis catus (domaća mačka)

Sva živa bića su prvo klasificirana prema njihovoj strukturi. Razvijen je složen sustav koji sve oblike života dijeli na dva golema carstva – životinjsko i biljno. Oni se, pak, prvo dijele na tipove (od grčke riječi za "pleme"), a zatim na sve manje jedinice, sve do vrsta i podvrsta.

Životinjsko se carstvo obično dijeli na trideset i sedam tipova. Sve ove vrste nastale su tijekom kambrijskog razdoblja. Od tada se evolucija odvijala samo duž linije modifikacije osnovnog plana. Osim toga, nema dokaza o njihovom prethodnom razvoju. Nema dokaza da su "evoluirali" u darvinističkom smislu tog pojma. Svi su se pojavili u fosilnoj povijesti gotovi - potpuno formirana bića sa svojim vlastitim vrlo različitim značajkama.

Znanstvenici su zbunjeni. Skrećući našu pozornost na činjenicu da su “svaka evolucijska promjena od kambrija samo varijacije na iste osnovne teme”, profesor Jeffrey Levintop sa Sveučilišta New York pita: “Zašto su drevni oblici tako stabilni?” On nema odgovor.

Ono što je vrlo jasno iz geoloških zapisa jest da je ta stabilnost norma. Fosilni oblici životinja ili biljaka pojavljuju se, postoje i razvijaju milijunima godina, a zatim nestaju – ali njihova se struktura malo mijenja.

Ako se uoče bilo kakve promjene, onda su one postupne prirode i ograničene su uglavnom veličinom: povećava se cijela životinja ili biljka - ili njezini pojedinačni znakovi. Nije zapaženo da se jedan oblik mijenja u drugi, čak i relativno blizak: miš nikada nije evoluirao u štakora; vrabac nikad nije postao drozd.

Osim toga, takve promjene su, očito, vrlo selektivne. Ogroman broj stvorenja koja žive na Zemlji do danas nisu pretrpjeli značajne promjene u svojoj strukturi tijekom cijelog dugog razdoblja svog postojanja. Ovo je protiv svih Darwinovih očekivanja.

Kamenice i školjke sada imaju školjke: prvi put su se pojavile prije oko 400 milijuna godina. Coelacanth i plućnjak žive na Zemlji bez ikakvih značajnih promjena oko 300 milijuna godina. Morski psi su zadržali svoj sadašnji izgled 150 milijuna godina. Jesetra, kajmanova kornjača, aligatori i tapiri – sve ove vrste pokazuju zavidnu stabilnost oblika više od 100 milijuna godina.

Moderni oposumi se razlikuju od onih koji su živjeli prije 65 milijuna godina samo na vrlo male načine. Prva kornjača imala je isti oklop kao i danas; prve zmije gotovo se ne razlikuju od modernih zmija; šišmiši su također ostali gotovo nepromijenjeni, kao i žabe i daždevnjaci.

Što je onda evolucija stala? Ili postoji neki drugi mehanizam ili faktor na djelu?

Primjer koji se često koristi za demonstriranje evolucije je konj. Pretpostavlja se da je započeo s malim četveroprstim hyracotheriumom koji je živio prije 55 milijuna godina i razvio se u modernu Equus,živi oko 3 milijuna godina. Posvuda možete vidjeti elegantne i uvjerljive dijagrame i muzejske izložbe koji prikazuju progresivnu evoluciju konja. Oni vješto pokazuju kako su se prsti postupno približavali jednom, kako se veličina životinje značajno povećavala i kako su se zubi mijenjali s promjenom prehrane.

Međutim, stručnjaci sada općenito prihvaćaju da je ova linija spore, ali sigurne transformacije životinje veličine psa u današnjeg velikog konja "u velikoj mjeri apokrifna". Problem je - a to je uobičajen problem u rekonstrukciji evolucije iz fosilnih podataka - postoje mnoge praznine između različitih fosilnih vrsta konja koje su uključene u ovu seriju.

Počevši od prve vrste hirakoterija,čiji vlastiti predak ostaje misterij, nije poznata nikakva veza s navodnim "drugim" konjem i tako dalje.

Ovo što imamo nije razvojna linija, nije čak ni obiteljsko stablo koje vodi u moderno Equus, ali to je golemi grm, u kojem se vide samo vrhovi brojnih grana, a svako pitanje o postojanju njegovog debla ostaje otvoreno.

U bilo kojem vremenskom razdoblju postojalo je nekoliko različitih vrsta konja - neki s četiri prsta, drugi s manje, neki s velikim zubima, drugi s malim. Konji su također prvo porasli u veličini, zatim se smanjili, a zatim ponovno povećali. I kao stalni izvor iritacije - odsutnost sjedinjenih vrsta.

Konačno, također moramo priznati da navodni konj predaka nije toliko različit od suvremenog konja. Osim nekoliko manjih promjena na stopalima i zubima te povećanja veličine, nije se puno toga značajno promijenilo.

Ova vrlo mala razlika, predstavljena kao dokaz evolucije, čak i ako je istinita, teško da je impresivna u 52 milijuna godina koliko je trajalo. Iskreno rečeno, smatrati ovaj pseudo-slijed dokazom evolucije više je čin vjere nego znanstvena činjenica.

Iznenadno porijeklo vrsta

Fosilnu povijest karakteriziraju dvije stvari. Prvi je, kao što smo već vidjeli, stabilnost biljnih ili životinjskih oblika nakon što su se već pojavili. Drugi je iznenadnost kojom se ti oblici pojavljuju i, zapravo, naknadno nestaju.

Točnost fosilne povijesti

Ukupan broj živih kopnenih kralježnjaka 43

Ukupan broj zabilježen u povijesti fosila 42

Dakle, postotak otkrivenih fosila iznosi 97,7%

Ukupan broj živih obitelji kopnenih kralježnjaka 329

Ukupan broj zabilježen u povijesti fosila 261

Dakle, postotak otkrivenih fosila iznosi 79,3%

Možemo zaključiti da fosilna povijest daje točnu statističku sliku o oblicima života koji su postojali na Zemlji. Stoga pozivanje na nepotpunost fosilnog zapisa kao način objašnjavanja praznina nije baš uvjerljivo.

Novi oblici nastaju u fosilnoj povijesti bez očitih predaka; isto tako iznenada, nestaju bez ostavljanja očitih potomaka. Može se reći da su praktički fosilni dokazi povijest ogromnog lanca kreacija, ujedinjenih samo izborom oblika, a ne evolucijskim vezama.

Profesor Gould ovako sažima situaciju: „U bilo kojoj određenoj regiji vrsta ne nastaje postupno planiranom transformacijom svojih predaka; pojavljuje se iznenada i odmah i "potpuno formirana".

Taj proces možemo promatrati gotovo posvuda. Kada su se, recimo, prije oko 450 milijuna godina pojavile prve fosilne kopnene biljke, one su nastale bez ikakvih znakova prijašnjeg razvoja. Pa ipak čak i u tome rano doba prisutne su sve glavne sorte.

Prema teoriji evolucije, to ne može biti – osim ako to ne dopustimo nijedan od očekivanih veznih oblika nije fosiliziran, t.j. nije se pretvorio u fosil. Što se čini vrlo malo vjerojatnim.

Isto je i s biljkama cvjetnicama: iako razdoblje koje prethodi njihovoj pojavi karakterizira velika raznolikost fosila, nisu pronađeni oblici koji bi mogli biti njihovi preci. Njihovo porijeklo također ostaje nejasno.

Ista se anomalija nalazi u životinjskom carstvu. Ribe s bodljama i mozgom prvi put su se pojavile prije oko 450 milijuna godina. Njihovi izravni preci su nepoznati. A dodatni udarac evolucijskoj teoriji je da su ove prve ribe bez čeljusti, ali oljuštene, imale djelomično koštan kostur.

Uobičajena slika evolucije hrskavičnog kostura (kao kod morskih pasa i raža) u koštani kostur je, iskreno, netočna. Zapravo, ove ribe bez kostiju pojavljuju se u fosilnoj povijesti 75 milijuna godina kasnije.

Osim toga, bitna faza u navodnoj evoluciji riba bila je razvoj čeljusti. Međutim, prva riba s čeljustima u fosilnoj povijesti pojavila se iznenada i nemoguće je ukazati na bilo koju raniju ribu bez čeljusti kao izvor njezine buduće evolucije.

Još jedna neobičnost: lampuge - ribe bez čeljusti - savršeno postoje do danas. Ako su čeljusti nudile takvu evolucijsku prednost, zašto onda ove ribe nisu izumrle? Ništa manje misteriozan je razvoj vodozemaca - vodenih životinja sposobnih disati zrak i živjeti na kopnu. Kako dr. Robert Wesson objašnjava u svojoj knjizi Beyond Natural Selection:

“Fazije u kojima su ribe dale život vodozemcima su nepoznate… prve kopnene životinje pojavljuju se s četiri dobro razvijena uda, ramenim i zdjeličnim pojasom, rebrima i jasnom glavom… Nekoliko milijuna godina kasnije, prije više od 320 milijuna godina, iznenada pojavljuje se u fosilnoj povijesti desetak redova vodozemaca, od kojih se čini da niti jedan nije predak bilo kojeg drugog."

Sisavci pokazuju istu iznenadnost i brzinu razvoja. Najraniji sisavci bili su male, tajne životinje u doba dinosaura, prije 100 ili više milijuna godina. Zatim, nakon tajanstvenog i još uvijek neobjašnjenog izumiranja potonjeg (prije oko 65 milijuna godina), više od desetak skupina sisavaca pojavljuje se u fosilnoj povijesti u isto vrijeme - prije oko 55 milijuna godina.

Među fosilima ovog razdoblja nalaze se fosilizirani primjerci medvjeda, lavova i šišmiša, koji imaju moderan izgled. A ono što dodatno komplicira sliku je to što se ne pojavljuju na jednom određenom području, već istovremeno u Aziji, Južnoj Americi i Južna Afrika. Povrh svega toga, nije sigurno da su mali sisavci iz doba dinosaura doista bili preci kasnijih sisavaca.

Sva fosilna povijest puna je praznina i misterija. Na primjer, nisu poznate fosilne veze između prvih kralježnjaka i primitivnih stvorenja iz ranijeg razdoblja - hordata - koji se smatraju precima kralježnjaka.

Vodozemci koji postoje danas upečatljivo su različiti od prvih poznatih vodozemaca: postoji jaz od 100 milijuna godina između ovih drevnih i kasnijih oblika u fosilnoj povijesti. Čini se da se Darwinova teorija evolucije raspada u prah pred našim očima. Moguće je da se nekako darvinistička ideja "prirodne selekcije" može spasiti, ali samo u bitno izmijenjenom obliku.

Jasno je da nema dokaza o razvoju bilo kakvih novih oblika biljaka ili životinja. Tek kad se pojavi živi oblik, tek tada, možda, prirodna selekcija igra svoju ulogu. Ali radi samo na onome što već postoji.

Ne samo znanstvenici, već i studenti fakulteta i sveučilišta provode pokuse uzgoja na voćnoj mušici - Drosophila. Rečeno im je da pokazuju jasne dokaze evolucije. Oni mutiraju vrstu, dajući joj oči različitih boja, nogu koja joj raste iz glave ili možda dvostruki grudni koš.

Možda čak uspiju uzgojiti muhu s četiri krila umjesto uobičajena dva. Međutim, te su promjene samo modifikacija već postojećih obilježja vrste muhe: četiri krila, na primjer, nisu ništa više od udvostručenja originalnih dvaju. Nikad nisam mogao stvoriti novo unutarnji organ kako nije bilo moguće voćnu mušicu pretvoriti u nešto što nalikuje pčeli ili leptiru. Ne možete ga čak ni pretvoriti u drugu vrstu muhe.

Kao i uvijek, ona ostaje predstavnica roda Drosophila."Prirodna selekcija može objasniti podrijetlo adaptivnih promjena, ali ne može objasniti porijeklo vrsta." Čak i ova ograničena aplikacija nailazi na probleme.

Kako, na primjer, prirodna selekcija može objasniti činjenicu da ljudi, jedina vrsta živih bića, imaju različite krvne grupe? Kako je sposoban objasniti da jedna od najranijih fosilnih vrsta poznatih znanosti, kambrijski trilobit, ima oko tako složeno i tako učinkovito da ga nije nadmašio nijedan kasniji član njegovog tipa? I kako je perje moglo evoluirati? Dr. Barbara Stahl, autorica akademskog rada o evoluciji, priznaje: "Kako su nastali, vjerojatno iz ljuski gmazova, nije moguće analizirati."

Darwin je od samog početka znao da se suočava s dubokim problemima. Na primjer, razvoj složenih organa potkopao je njegovu teoriju do krajnjih granica. Jer dok takav organ nije počeo funkcionirati, zašto bi prirodna selekcija poticala njegov razvoj? Kao što profesor Gould pita: „Kakva je upotreba nesavršenih rudimentarnih faza, povoljnih struktura? Čemu služi pola čeljusti ili pola krila?” Ili možda pola oka? Isto pitanje se pojavilo negdje u Darwinovom umu. Godine 1860. priznao je jednom kolegi: "Oko me do danas hladi." I nije ni čudo.

Predložena evolucija kralježnjaka. Ovaj dijagram prikazuje raznolikost skupina kralježnjaka koje su se proširile od tog vremena. Isprekidane linije predstavljaju karike koje nedostaju koje su potrebne - kako bi se ove grupe povezale - evolucijska teorija. Ove veze nisu pronađene u fosilnoj povijesti.

Konačni primjer - dokaz, ako želite - da prirodna selekcija (ako je to doista pravi mehanizam promjene) zahtijeva više razumijevanja je činjenica koja se tiče fizioloških funkcija ljenjivca, koju navodi dr. Wesson:

“Umjesto da odmah urinira, kao i drugi stanovnici drveća, ljenjivac čuva svoj izmet tjedan dana ili više, što nije lako za životinju koja jede grubu biljnu prehranu. Nakon čega se spušta na tlo, na koje inače ne gazi, vrši nuždu i zakapa izmet.

Ovo opasno ponašanje bi trebalo imati evolucijsku prednost gnojenja kućice na drvetu. Odnosno, niz nasumičnih mutacija doveo je do činjenice da je lijenik razvio naviku za razliku od njega u ispunjavanju fizioloških potreba i da je to toliko poboljšalo kvalitetu lišća stabla koje je odabrao da je uzrokovao više brojni potomci od lijenčina koji vrše nuždu izravno na drveću...”

Ima li evolucija druge oblike ili načine "prirodne selekcije" za koje još niti ne znamo, ili je potrebno upotrijebiti nešto sasvim drugo za objašnjenje naglog širenja u fosilnoj povijesti - možda kozmički smisao za humor?

Pogrešna evolucija

Problemi s fosilnim podacima poznati su od početka. Stoljeće ili tako nešto, znanstvenici su se jednostavno nadali da su problemi privremeni, da će doći do otkrića koja će popuniti praznine. Ili će se možda pronaći neki dokazi da te praznine nisu posljedica problema s evolucijom, već nepravilnosti geološkog procesa.

Međutim, na kraju je strpljenje počelo ponestajati. Konsenzus u znanstvenom svijetu slomljen je 1972. kada su Stephen Jay Gould i Niles Eldridge predstavili revolucionarni zajednički rad na konferenciji o evoluciji. Njihovo izvješće izravno je opovrglo Darwinovu teoriju.

Tvrdili su da, iako je fosilni zapis zasigurno daleko od zadovoljavajućeg, opažene iznenadne pojave novih vrsta nisu dokaz nepotpunosti u fosilnom zapisu, već odražavaju stvarnost. Podrijetlo vrsta možda nije bilo postupno evolucijski proces, ali proces u kojem su duga razdoblja stabilnosti povremeno bila isprekidana iznenadnim velikim promjenama u živim oblicima. Ovim su argumentom Gould i Eldridge mogli objasniti odsutnost "karika koje nedostaju": tvrdili su da one jednostavno ne postoje.

Osim što objašnjava možda fosilnu povijest, ova se ideja još uvijek temelji na ideji da je razvoj života nasumičan, nasumičan. Međutim, može se pokazati da je malo vjerojatno da je evolucija, koliko god se dogodila slučajni proces.

Programi razvoja biljnih i životinjskih oblika sadržani su u genetskom kodu. Ovaj kod je vrlo složen, a broj varijacija koje bi mogle biti uključene je ogroman. Je li ovaj kod mogao evoluirati nasumično? Jednostavno upoznavanje s brojkama pokazuje da to ne bi moglo biti. Kad bi, na primjer, majmun sjedio za pisaćim strojem i svake sekunde nasumce kucao po tipkama, koliko bi mu trebalo vremena da - slučajno - smisli smislenu riječ od dvanaest slova? Za to bi bilo potrebno gotovo 17 milijuna godina.

Koliko bi dugo trebalo istom majmunu da - slučajno - dobije smislenu rečenicu od 100 slova - lanac znakova mnogo manje kompliciran od genetskog koda? Vjerojatnost za to je toliko niska da izgledi za to premašuju ukupan broj atoma u cijelom svemiru. Zapravo, trebali bismo govoriti o nemogućnosti nasumično generiranja smislenog niza od 100 znakova. Ostaje zaključiti da je jednako nemoguće da se složeni genetski kod života mogao dogoditi slučajno, kako to zahtijeva teorija evolucije.

Astronom Fred Hoyle, s karakterističnom točnošću, napisao je da je vjerojatnost slučajnog stvaranja viših oblika života slična vjerojatnosti da bi "tornado koji prolazi kroz smetlište mogao prikupiti Boeing 747".

I u ovom slučaju, ako genetski kod nije stvoren slučajnim procesom, onda se mora pretpostaviti da je stvoren neslučajnim procesom. Kamo bi nas ova misao mogla odvesti?

Vođena evolucija

Godine 1991. Wessonova knjiga "Beyond Natural Selection" postala je novi i snažan izazov mainstream znanosti. Odbacio je privrženost darvinističkoj evoluciji kao "prepuštanje drevnom snu o svemiru, usporedivo s ogromnim satom." Wesson ističe da se nijedna životinja ne može smatrati izoliranom.

Poziva nas da zauzmemo širi pogled: „Organizmi se razvijaju kao dio zajednice, odnosno kao ekosustav... koji se neizbježno razvija zajedno. Umjesto toga, ne trebamo govoriti o podrijetlu vrsta, već o razvoju ekosustava..."

U istinski radikalnoj reviziji, Wesson predlaže primjenu nalaza teorije kaosa na evoluciju kako bi dao smisao svim nevjerojatnim i čudnim fenomenima koje promatramo i u fosilnim podacima i u živim organizmima.

5. Fosili

6. Equus, ili pravi konj.

Iz knjige M. Baigenta "Zabranjena arheologija".