Có nghĩa là) sự xuất hiện ở các mỏ hóa thạch đầu kỷ Cambri (khoảng 540 triệu năm trên quy mô tiến hóa) của các đại diện của nhiều bộ phận trong giới động vật, trong bối cảnh không có hóa thạch của chúng hoặc hóa thạch của tổ tiên được cho là của chúng trong các trầm tích Tiềncam .

Thuyết tiến hóa không có lời giải thích đáng tin cậy nào cho "hiện tượng" này. Thuyết sáng tạo thấy trong hiện tượng này một bằng chứng khác về sự thất bại của thuyết tiến hóa và bằng chứng ủng hộ thuyết Sáng tạo.

Lịch sử khám phá

Người phát hiện ra vụ nổ kỷ Cambri là người Anh Robert Murchison, một quý tộc bẩm sinh, người dưới ảnh hưởng của người vợ đầy tham vọng của mình, đã quyết định đi vào lĩnh vực khoa học. Nghiên cứu các hóa thạch của các thời đại cổ đại đa bào và các lớp đá mà chúng nằm ở đó, ông bắt gặp một ranh giới được xác định rõ ràng, bên dưới chỉ có những dấu vết đơn giản nhất. Sinh vật đơn bào- vi khuẩn và tảo. Và một lớp ở trên (trong trầm tích "Cambri") - nơi có nhiều dạng sinh vật phong phú nhất. Murchison là một Cơ đốc nhân sùng đạo và chia sẻ niềm tin của Linnaeus rằng "có chính xác nhiều loài như Đấng tạo hóa ban đầu đã tạo ra chúng". Trong lần xuất hiện cởi mở, anh thấy bằng chứng về bàn tay Đức Chúa Trời đang làm việc. Vào những năm 1830, Murchison đã công bố kết quả nghiên cứu của mình.

Sự bùng nổ kỷ Cambri và học thuyết Darwin

Khám phá gần đây

Trong hàng trăm năm qua, động vật có xương sống được cho là xuất hiện muộn hơn trong lịch sử sự sống. Tuy nhiên, vào năm 1999, hóa thạch cá được phát hiện trong đá Cambri ở Trung Quốc. điều này xác nhận rằng cá xuất hiện đột ngột trong hồ sơ hóa thạch cùng với tất cả các phyla động vật khác. Vụ nổ kỷ Cambri càng trở nên lớn hơn. Để những loài cá được hình thành đầy đủ này xuất hiện trong kỷ Cambri, tổ tiên động vật có xương sống giả định sẽ phải cách đây hàng triệu năm trở lại thời kỳ Tiềncambrian, nơi không có các dạng chuyển tiếp cho chúng hoặc cho tất cả các phyla chính.

Năm 2006, tại Trung Quốc, các nhà địa chất đã phát hiện ra một phôi động vật hóa thạch mà các nhà tiến hóa tin rằng đã 600 triệu năm tuổi. Nếu quá trình tiến hóa thực sự xảy ra, thì những phôi thai hiện đại, sau hàng trăm triệu năm tiến hóa, sẽ phải rất khác so với những phôi thai được tìm thấy ở Trung Quốc. Tuy nhiên, những phôi thai được tìm thấy ở Trung Quốc hoàn toàn giống với phôi của động vật hiện đại.

Năm 2008, hóa thạch sứa được phát hiện trong các tầng Cambri, chúng gần giống với các loài sống hiện đại. Một số trong số chúng có cơ bắp, một loạt tế bào châm chích, các cơ quan sinh dục và hành vi phức tạp (bao gồm cả nhận dạng và tán tỉnh bạn đời), và đôi mắt kép. Theo quá trình tiến hóa, mặc dù những loài sứa này vẫn giống như sứa cho đến ngày nay, nhưng trong thời gian này (khoảng 500 triệu năm), hầu như tất cả tự nhiên đã phải tiến hóa - chim, thông, cá sấu, chuột túi, voi, chó, hoa, cà chua, cá voi, tắc kè, v.v.

Xem thêm

Liên kết

tiến hóa sinh học Lập luận Thuật ngữ Sự xuất hiện của cuộc sống Lịch sử giảng dạy Phê bình và sự thật

Yastrebov S.A.

("HiZh", 2016, số 10)

Vendian Prelude

Kỷ nguyên Trái đất Snowball đã kết thúc cách đây 635 triệu năm. Thời kỳ cuối cùng của Đại nguyên sinh bắt đầu - kỷ Ediacaran (635-542 triệu năm trước). Giờ đây, sẽ thuận tiện hơn cho chúng ta khi theo dõi thời gian không phải hàng tỷ năm mà là hàng triệu - điều này cho thấy rõ ràng các sự kiện đang tăng tốc như thế nào. Mặc dù, có lẽ, vấn đề đơn giản là chúng gần gũi hơn với chúng ta và đã được bảo tồn khỏi chúng. thêm dấu vết. Trước đây, người Ediacarans được gọi là Vend, để vinh danh các bộ tộc Slav cổ đại - Veneds (tên của thành phố Venice cũng bắt nguồn từ họ). Thật không may, bây giờ cái tên đẹp đẽ này đã được bảo tồn chỉ như một từ đồng nghĩa không nghiêm ngặt.

Sự kiện chính của Ediacaran (phải nói thêm: theo quan điểm nhân học của chúng ta) nên được gọi là sự xuất hiện của động vật đa bào. Không dễ dàng để xác định niên đại của sự kiện này. Trong hồ sơ cổ sinh vật học của Ediacaran, có đủ bằng chứng về sự chuyển đổi sang đa bào của loại động vật - tuy nhiên, chúng càng sớm thì càng gây tranh cãi ("Nature", 2014, 516, 7530, 238-241, xem thêm bài viết của Alexander Markov, http: // elementy. ru / novosti_nauki / 431720). Trong nửa sau của kỷ Ediacaran, các loài sinh vật ăn cỏ xuất hiện rất nhiều - những sinh vật bí ẩn to lớn, dài tới một mét với thân hình đĩa dẹt hoặc hình chiếc lá, bao gồm nhiều "đoạn" lặp lại cùng loại. "Phân đoạn" nằm trong dấu ngoặc kép ở đây vì việc phân đoạn các loài venodobionts gần như chắc chắn không liên quan gì đến việc phân đoạn các metazoan thực sự. Bản thân thuật ngữ “sinh vật cung cấp” được đặt ra bởi nhà cổ sinh vật học người Đức Adolf Zeilacher, người coi những sinh vật này là một dạng sống rất đặc biệt - các tế bào đa nhân khổng lồ (“Hệ hành tinh và Nguồn gốc cuộc sống ”, Nhà xuất bản Đại học Cambridge, 2007, 193-209). Thật vậy, có lý do để tin rằng các tế bào sinh vật ở nhiều khía cạnh không gần với động vật đa bào, mà là với amip hoặc nấm (nhân tiện, các tế bào đa nhân lớn không phải là hiếm ở cả hai loài này). Họ đã cố gắng đạt được một kích thước lớn, lúc đầu dẫn đến thành công, nhưng kết thúc trong thất bại: vào cuối Ediacaran, Vendobionts bị tuyệt chủng.

Mặt khác, cần lưu ý rằng loài ăn cỏ rất đa dạng. Thực tế không phải là chúng có thể được coi là ít nhất trong một số gần đúng như một nhóm duy nhất. Đó là một cấp độ tiến hóa hơn. Và mặc dù thực tế là hầu hết các loài venodobionts không để lại bất kỳ hậu duệ nào, các động vật hiện đại có thể là hậu duệ trực tiếp của một số loài - ví dụ, lamellar và ctenophores ("Evolution and Development", 2011, 13, 5, 408-414). Không có gì đáng kinh ngạc về gốc rễ Ediacaran của những nhánh tiến hóa này.

Động vật đa bào hóa thạch lâu đời nhất không thể tranh cãi được gọi là Kimberella quadrata. Đây là một sinh vật đối xứng hai bên dài tới 15 cm, bò dọc dưới đáy biển. Bản chất của những thay đổi về hình dạng cơ thể của những con kimberellas được tìm thấy (và có rất nhiều loài trong số chúng, ở các vùng khác nhau trên thế giới), cùng với dấu vết của dấu vết, chắc chắn rằng chúng đang tích cực bò, duỗi, co và uốn với sự trợ giúp của cơ bắp. Tính năng đặc trưng kimberells - một cơ thể thuôn dài nhưng nhỏ gọn với một chân (mặt dưới cơ bắp) và một lớp áo (một nếp gấp bao quanh thân). Theo các đặc điểm này, nó rất giống với bất kỳ ai, mà là với động vật thân mềm (Tạp chí Cổ sinh vật học, 2009, 43, 601, doi: 10.1134 / S003103010906001X). Người ta tin rằng Kimberella thậm chí còn có một radula, một đặc điểm "lưỡi" của động vật thân mềm có răng chitinous, thích nghi với việc cạo tảo (PALAIOS, 2010, 25, 565-575, doi: 10.2110 / palo.2009.p09-079r). Bằng cách này hay cách khác, đây là tất cả các tài khoản một động vật đa bào thực sự.

Kimberella sống cách đây 555 triệu năm ("Science", 2000, 288, 5467, 841-845). Và cùng thời gian đó, lần đầu tiên xuất hiện nhiều dấu chân hóa thạch của động vật đang tích cực bò dọc theo đáy (“Giao dịch triết học của Hiệp hội Hoàng gia B”, 2008, 363, 1496, doi: 10.1098 / rstb.2007.2232). Cần lưu ý rằng "động vật đa bào thực sự" không phải là một thuật ngữ quá nghiêm ngặt; ở đây đủ để đồng ý rằng chúng ta gọi động vật có cơ, có miệng và có ruột. Các Vendobionts, theo như người ta có thể đánh giá, không có điều này. Chúng ăn những loại tảo siêu nhỏ tốt nhất, nhưng rất có thể chỉ là những chất hòa tan trong nước biển (“Xu hướng sinh thái và tiến hóa”, 2009, 24, 1, 31-40). Chỉ vào cuối kỷ Ediacaran, những sinh vật đa bào mới xuất hiện có khả năng chủ động tìm kiếm con mồi và bắt nó thành từng mảnh lớn để tiêu hóa bên trong. Vendobionts đã không thể phòng thủ trước những con quái vật như vậy - không có gì ngạc nhiên khi "thời kỳ hoàng kim" của họ kết thúc ở đó. Một kỷ nguyên hoàn toàn khác đã bắt đầu trong lịch sử của các cộng đồng sinh vật đáy.

"Vụ nổ lớn của sự sống"

Sự kết thúc của kỷ Ediacaran đồng thời là ranh giới của hai eon - Đại nguyên sinh và Phanerozoi; và ở đây chúng ta cần giải thích một chút. "Phanerozoic" theo nghĩa đen có nghĩa là "sự sống hiển hiện". Đây là thời đại mà phần lớn các hóa thạch được nghiên cứu bởi các nhà cổ sinh vật học. Tất cả các thời điểm trước đó, bao gồm cả Đại nguyên sinh, Archean và Catarchean, được gọi chung là Cryptozoic - "sự sống ẩn". Đến lượt mình, Phanerozoic được chia thành ba thời đại, những cái tên của chúng rất có thể quen thuộc với hầu hết chúng ta: Paleozoi, Mesozoi và Kainozoi. "Paleozoi" có nghĩa là "sự sống cổ", "Mesozoi" - "sự sống giữa", "Kainozoi" - "sự sống mới". Mỗi thời đại này được chia thành các thời kỳ. Thời kỳ bắt đầu Đại Cổ sinh (và do đó là toàn bộ Phanerozoic) được gọi là Cambri. Giống như nhiều thời kỳ địa chất khác, Cambri được lấy tên từ địa lý: Cambria là tên La Mã của Wales, một quốc gia thuộc người Celt ở phía tây nước Anh. Theo đó, một từ đồng nghĩa rất phổ biến cho Cryptozoic là Precambrian.

Để có thể nhìn thấy viễn cảnh một cách chính xác, chúng ta hãy nhớ những điều sau: toàn bộ Phanerozoic chỉ (làm tròn) chỉ bằng khoảng 1/9 thời gian tồn tại của Trái đất và lịch sử của sự sống trên đó. 8/9 chiếc còn lại là Precambrian. Một vấn đề khác là trong các sự kiện Phanerozoic rất tập trung.

Vào năm 1845, nhà địa chất học vĩ đại người Scotland Roderick Murchison đã đề xuất gọi tất cả các thời điểm trước khi bắt đầu kỷ Cambri là kỷ Azoic, nghĩa là - theo nghĩa đen - không có sự sống. Tên gọi này không tồn tại lâu: các nhà cổ sinh vật học của thế kỷ 19 đã chỉ ra rằng có những dấu vết của sự sống trong độ dày của đá Precambrian (“Tạp chí Địa chất”, 1927, 35, 8, 734-742). Và bây giờ chúng ta biết chắc chắn rằng sự sống đã có trên Trái đất trong hầu hết thời kỳ tiền kỷ Precambrian, và chúng ta có thể xác định niên đại của nhiều sự kiện quan trọng của thời kỳ tiền cổ đại - ví dụ, cuộc cách mạng oxy hoặc sự xuất hiện của đa bào.

Sự khác biệt chính giữa đời sống Phanerozoic và Precambrian là sự phong phú khổng lồ của các loài động vật đa bào, phần lớn trong số chúng đã thuộc về các loại hiện đại. Bọt biển, động vật có xương sống, động vật có xương sống, tất cả các loại giun, động vật chân đốt, động vật thân mềm, động vật chân đốt, động vật da gai, động vật có dây sống và hợp âm xuất hiện trong kỷ Cambri. Sự xuất hiện đột ngột của những loài động vật này trong hồ sơ hóa thạch thường được gọi là Vụ nổ kỷ Cambri. Trong các lớp cũ hơn, không có phần còn lại của chúng (ít nhất, chúng được xác định rõ ràng và không thể chối cãi). Kỷ Cambri là thời điểm ra đời của một loài động vật gần với hiện đại. Vụ nổ kỷ Cambri có ảnh hưởng như vậy và xảy ra nhanh đến mức nó thường được gọi là "Vụ nổ lớn tiến hóa" - tương tự với Vụ nổ lớn mà Vũ trụ được sinh ra.

Vụ nổ kỷ Cambri đôi khi còn được gọi là "cuộc cách mạng bộ xương". Thật vậy, nhiều nhóm động vật xuất hiện vào thời điểm đó đã có được những bộ xương rắn, và chúng hoàn toàn khác nhau và trên cơ sở khác nhau: ví dụ, không có điểm chung nào giữa các gai của bọt biển, vỏ của động vật thân mềm và vỏ của động vật chân đốt. Sự đồng thời như vậy không thể là ngẫu nhiên. Tuy nhiên, "vụ nổ kỷ Cambri" và "cuộc cách mạng bộ xương" không đồng nghĩa với nhau. Đầu tiên, không phải tất cả các động vật thuộc kỷ Cambri đều có bộ xương cứng (ví dụ, các hợp âm đầu tiên không có chúng). Thứ hai, ngay cả trong thời kỳ Precambrian, đôi khi người ta cũng tìm thấy các cấu trúc xương rõ ràng - ví dụ, không rõ ai thuộc về các đường ống dân sinh ("Nature", 2006, 2, 37-40). Nhìn chung, khái niệm "bùng nổ kỷ Cambri" cụ thể hơn nhiều, và không có gì ngạc nhiên khi các tác giả hiện đại thường nói về nó.

Có một vụ nổ?

Nhưng câu hỏi đặt ra là: đã thực sự có một vụ nổ kỷ Cambri? Có ý kiến ​​cho rằng nhiều nhóm động vật hiện đại xuất hiện ở sâu Precambrian, nhưng trong một thời gian dài, chúng hầu như không để lại dấu tích hóa thạch, và do đó về mặt cổ sinh vật học là “vô hình” (“Khoa học”, 2011, 334, 6059, 1091-1097, doi: 10.1126 / khoa hoc .1206375). Lý do cho điều này có thể khác nhau: kích thước nhỏ của động vật, thiếu bộ xương rắn chắc của chúng, hoặc đơn giản là điều kiện vật chất không phù hợp để chôn cất. Giả thuyết về "sự tiến hóa lâu đời của người Precambrian bị ẩn giấu lâu" được hỗ trợ tốt bởi hệ thống phân tử, tức là bằng cách so sánh trình tự axit amin và nucleotide của protein và gen của các loài động vật khác nhau (tất nhiên là cả những loài hiện đại - cả protein và DNA đều không tồn tại kể từ kỷ Cambri ). Việc tái tạo được thực hiện chỉ dựa trên dữ liệu phân tử thường lần theo nguồn gốc của các loại động vật hiện đại, thậm chí không liên quan đến Ediacaran, mà là ở thời kỳ trước, loài cryogenian (Sinh học có hệ thống, 2013, 62, 1, 93-109). Sau đó, nó chỉ ra rằng vụ nổ kỷ Cambri không phải là một sự kiện tiến hóa quá nhiều như một hiện vật của sự bảo tồn. Vào đầu kỷ Cambri, các nhánh tiến hóa của động vật chỉ đơn giản là "biểu hiện", có được những bộ xương rắn và bắt đầu bị chôn vùi trong các tầng trầm tích; nhưng chúng đã phát sinh sớm hơn nhiều.

Tuy nhiên, khi dữ liệu sinh học phân tử được so sánh từng bước một cách khách quan với dữ liệu cổ sinh vật học, thì giả thuyết về một “quá trình tiến hóa của người Tiền Cam đã bị ẩn giấu lâu” sẽ không đứng vững trước sự nghiên cứu kỹ lưỡng (“Sinh học hiện tại”, 2013, 23, 19, 1889-1895). Và hóa ra vụ nổ kỷ Cambri hoàn toàn không phải là một hiện vật. Hầu hết các nhánh tiến hóa chính của động vật thực sự phát sinh trong vùng lân cận thời gian ngay lập tức của ranh giới Cambri (cho hoặc mất vài triệu năm). Cũng có mô hình toán học, xác nhận rằng "thân cây" của các cây tiến hóa của các loại động vật hiện đại được ngâm trong Precambrian phải ngắn ("Giao dịch triết học của Hiệp hội Hoàng gia B", 2016, 371, 1685, doi: 10.1098 / rstb.2015.0287). Thời gian tồn tại của chúng là vấn đề hàng triệu năm, có thể là hàng chục triệu đầu tiên, nhưng chắc chắn không phải hàng trăm. Nói chung, trên khoảnh khắc này chúng ta có đủ cơ sở để xem xét giả thuyết về một "quá trình tiến hóa Precambrian ẩn giấu lâu đời" là không chính xác, và sự bùng nổ kỷ Cambri là một thực tế, vì thực tế điều này diễn ra trực tiếp từ dữ liệu cổ sinh vật học.

Để làm suy yếu tính phân loại, chúng tôi nói thêm: tất nhiên, kết luận mà chúng tôi vừa đưa ra có tính chất sai lầm. Điều này có nghĩa là có thể hình thành các điều kiện rõ ràng mà theo đó nó sẽ bị bác bỏ. Ví dụ, đối với điều này là đủ để tìm thấy ít nhất một con bọ cạp (hoặc rết, hoặc ốc) có thể nhận dạng đáng tin cậy ở tuổi cryogenian. Nhưng cho đến nay điều này đã không xảy ra và khả năng điều này sẽ xảy ra đang giảm dần mỗi năm.

Nguyên nhân của vụ nổ

Vì vậy, vào đầu kỷ Cambri, nhiều nhánh tiến hóa lớn mới của động vật đã nhanh chóng xuất hiện một cách độc đáo. Điều này đã không bao giờ xảy ra một lần nữa, trước đây hay kể từ đó. Ngay cả sau thảm họa tuyệt chủng hàng loạt (sẽ nói ở phần sau), thế giới động vật vẫn được phục hồi do sự gia tăng tính đa dạng của các nhóm lớn đã tồn tại chứ không phải do sự xuất hiện của những nhóm mới. Đó là lý do tại sao vụ nổ kỷ Cambri nhất thiết phải có lời giải thích.

Đúng, “nhanh chóng” không có nghĩa là “ngay lập tức”. Các nhóm động vật mới không xuất hiện cùng một lúc với đầy đủ lực lượng, giống như các diễn viên sau khi bức màn kéo lên. Vụ nổ kỷ Cambri, mặc dù bị nén chặt trong thời gian, nhưng vẫn diễn ra từ từ; Tốc độ của các quá trình tiến hóa trong đó có thể được đo lường, và có những nghiên cứu như vậy. Kỷ Cambri kéo dài khoảng 57 triệu năm (542-485 triệu năm trước), trong khi ở giai đoạn sơ khai (sáu triệu năm đầu), hệ động vật biển vẫn còn khá nghèo nàn. Các nhóm động vật mới xuất hiện ở đó thực sự nhanh chóng theo tiêu chuẩn của lịch sử Trái đất, nhưng không phải ngay lập tức.

Tất cả là về điều gì? Trong một thế kỷ rưỡi trôi qua kể từ khi các nhà khoa học (bao gồm cả Charles Darwin) nhận ra bí ẩn của vụ nổ kỷ Cambri, nhiều cách giải thích cho sự kiện này đã được đưa ra, từ di truyền đến vũ trụ. Một bài báo đánh giá hiện đại về chủ đề này có tên “Vụ nổ ngoài kỷ Cambri: Từ thiên hà đến bộ gen” (“Nghiên cứu Gondwana”, 2014, 25, 3, 881-883, doi: 10.1016 / j.gr.2014.01.001) . Ví dụ, xu hướng hướng tới sự hình thành hàng loạt các bộ xương khoáng vật - "cuộc cách mạng bộ xương" nổi tiếng, nó cũng là "quá trình hóa sinh học" - vào đầu kỷ Cambri đã bao trùm không chỉ nhiều loại động vật đa bào, mà còn cả sinh vật nhân thực đơn bào, và một số tảo. Điều này cho thấy rằng điều này là do sự thay đổi toàn cầu trong thành phần hóa học môi trường bên ngoài, nghĩa là, trong trường hợp này là nước biển. Thật vậy, người ta đã chỉ ra rằng vào đầu kỷ Cambri, vì một số lý do địa chất thuần túy, nồng độ canxi (Ca2 +) trong nước biển, một ion cần thiết để tạo ra những bộ xương rắn chắc không giống ai, đã tăng lên khoảng ba lần (Địa chất , 2004, 32, 6, 473-476). Cơ sở khoáng chất của bộ xương động vật thường là canxi cacbonat (vỏ của động vật thân mềm, kim và cốc của polyps san hô, spicules bọt biển), và đôi khi canxi photphat (xương của động vật có xương sống).

Vấn đề là giải thích cuộc cách mạng bộ xương không giống như giải thích bản thân vụ nổ kỷ Cambri. Cuộc cách mạng về bộ xương chỉ đơn thuần cung cấp các mô cứng, khoáng hóa cho một số loài động vật đã tồn tại vào thời điểm nó bắt đầu. Và nó thậm chí không áp dụng cho tất cả chúng. Ở những địa phương Cambri, kiểu bảo tồn cho phép chôn cất các sinh vật không xương, người ta thấy ngay rằng một phần đáng kể của hệ động vật Cambri khá “thân mềm”. Vì vậy, nó không phải về những bộ xương. Hiện tượng cần được giải thích trước hết là sự gia tốc duy nhất của quá trình tiến hóa của động vật đa bào, rất nhanh chóng (cuối kỷ Ediacaran - đầu kỷ Cambri) đã tạo ra nhiều nhóm lớn mới, dù có xương hay không.

Trong câu chuyện sau đây, chúng ta sẽ tiếp tục từ kịch bản được phác thảo ngắn gọn vào đầu những năm 1970 bởi nhà cổ sinh vật học người Mỹ Stephen Stanley. Tất nhiên, cổ sinh vật học là một ngành khoa học phát triển rất nhanh chóng; Các tác phẩm có tuổi đời bốn mươi trong đó luôn yêu cầu sửa đổi, và chúng tôi sẽ giới thiệu những sửa đổi này trong quá trình trò chuyện. Đúng, trên thực tế, nó sẽ là một bổ sung. Ý tưởng chính của Stanley đã vượt qua thử thách của thời gian một cách đặc biệt xuất sắc. Tổng số các dữ kiện đã biết cho đến nay hoàn toàn phù hợp với nó.

Bắt đầu lại. Trong dấu ngoặc đơn, chúng tôi lưu ý: để quyết định chính xác điều gì nên được lấy làm "đầu", khi phân tích cú pháp bất kỳ quá trình lịch sử không phải là một nhiệm vụ dễ dàng, bởi vì chuỗi nguyên nhân và kết quả có thể kéo dài vào quá khứ gần như vô thời hạn, gây nhầm lẫn cho một nhà nghiên cứu bất cẩn. Trong trường hợp của chúng tôi, "đầu" sẽ là quần xã sinh vật Ediacaran. Cô ấy đã đại diện cho cái gì?

Trong sinh thái học, thông thường là đơn lẻ các sinh vật hình thành môi trường, hoạt động của chúng quyết định cấu trúc của toàn bộ quần xã. Những sinh vật như vậy được gọi là sinh vật ăn bám.

Ví dụ, trong một khu rừng sồi hiện đại, sinh vật ăn bám là cây sồi, trong một cái ao nhỏ yên tĩnh, nó có thể là bèo tấm, v.v. Vì vậy, ở vùng biển Ediacaran, sinh vật ăn bám là "thảm" tảo sợi phủ dưới đáy - như vậy - thảm tảo có tên gọi (PALAIOS, 1999, 14, 1, 86-93, doi: 10.2307 / 3515363). Trên những "tấm thảm" sống đã quen thuộc với những người bán hàng chúng tôi. Hầu hết trong số họ đã dẫn đầu một lối sống gắn bó; Chúng đã ăn như thế nào không hoàn toàn rõ ràng, nhưng rất có thể - bằng mắt thường, chúng hút các chất hòa tan trong nước bằng toàn bộ bề mặt của cơ thể. Một số động vật nguyên sinh ở biển vẫn kiếm ăn theo cách này, chẳng hạn như những con lớn - lên đến 20 cm! - Xenophyophores đa nhân, tương tự như amip khổng lồ. Người bán hàng cũng có thể gần gũi với họ về lối sống.

Có các phiên bản khác. Vào năm 1986, nhà cổ sinh vật học Mark McMenamin cho rằng các loài sinh vật có nguồn gốc sinh thái là tương tự sinh thái của các loài pogonophores hiện đại - những con sống dưới đáy biển sâu không có miệng và ruột. Pogonophores sống trong đại dương ở độ sâu mà ánh sáng mặt trời không xuyên qua được. Nhưng có những suối nước nóng giải phóng hydrogen sulfide (H 2 S) vào nước. Cơ thể của pogonophora chứa đầy vi khuẩn cộng sinh oxy hóa hydrogen sulfide thành lưu huỳnh và năng lượng thu được được sử dụng để cố định carbon dioxide, như trong quá trình quang hợp. Quá trình này cung cấp thức ăn cho cả vi khuẩn và giun mà chúng sống. Đối với Vendobionts thì dễ dàng hơn: chúng thường sống ở vùng nước nông, nơi có đủ ánh sáng mặt trời để quang hợp và chúng có thể ăn cả tảo đơn bào cộng sinh bám đầy cơ thể. Điều này cũng khá thực tế, có những loài giun và động vật thân mềm hiện đại làm được điều đó - tuy nhiên, đối với chúng nguồn thức ăn này là bổ sung. Nhưng tại sao nó không phải là cái chính? Thế giới của Vendobionts, nơi không ai ăn thịt ai, McMenamin gọi là "Khu vườn của Ediacara", với sự ám chỉ rõ ràng về Vườn Địa đàng (PALAIOS, 1986, 1, 2, 178-182, doi: 10.2307 / 3514512) . Nhược điểm lớn của giả thuyết này là nó vẫn còn khó kiểm tra; hơn nữa, nó chắc chắn không thể áp dụng cho tất cả các loài ăn venodobionts mà không có ngoại lệ - một số trong số chúng sống ở biển sâu hơn mức có đủ ánh sáng xuyên qua để quang hợp (“Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ”, 2009, 106, 34, 14438-14443 ). Nhưng, cuối cùng, trong những điều kiện khác nhau, họ có thể ăn khác nhau.

Điều nghịch lý là khái niệm "Vườn Ediacara" dường như gần với sự thật với bất kỳ giả định thực tế nào về chế độ dinh dưỡng của những người bán thực vật. Không thực sự quan trọng liệu tảo có sống trong chúng hay không. Trong thế giới Ediacaran, không ai thực sự ăn thịt ai (trừ các vật thể đơn bào, nhưng sinh vật nhân thực đơn bào có thể tự ăn thịt lẫn nhau). Về cơ bản, điều quan trọng là cho đến một thời điểm nhất định trong các cộng đồng Ediacaran không chỉ có những kẻ săn mồi (những kẻ sẽ ăn các động vật khác), mà còn có cả những “động vật ăn cỏ” (những kẻ sẽ cạo tảo hoặc chủ động ăn chúng). Vì vậy, không ai can thiệp vào sự phát triển của thảm tảo.

Tất cả đã thay đổi khi sự gia tăng nồng độ oxy trong nước biển (theo dữ liệu địa chất, là dần dần trong suốt Ediacaran) cho phép một số sinh vật đa bào tăng tốc độ trao đổi chất của chúng đủ để bắt đầu thực sự. hình ảnh hoạt độngđời sống. “Người thu hoạch” đã xuất hiện - những con vật lớn có hệ thống vận động và miệng, di chuyển dọc theo thảm tảo và ăn sạch những khu vực rộng lớn của chúng. Một trong những "người hái" là kimberella quen thuộc với chúng tôi. Về lối sống và tốc độ di chuyển, những động vật ăn tảo Ediacaran đầu tiên rất có thể giống ốc sên hiện đại; đối với chúng tôi nó trông vô hại, nhưng "theo quan điểm" của cư dân Ediacaran, sự xuất hiện của những sinh vật như vậy là một thảm họa thực sự. Các thảm rong biển ngay lập tức không còn chắc chắn nữa; động vật không chỉ cạo chúng từ trên cao, mà còn ăn từ bên dưới, đã thành thạo việc thâm nhập vào lòng đất cho việc này (các nhà động vật học gọi hành động như vậy là "khai thác"). Ở đây các nhà cung cấp cũng có được nó, mà vào cuối Ediacaran chỉ đơn giản là biến mất.

Kể từ thời điểm đó, một mô hình chung bắt đầu hoạt động, được các nhà sinh thái học thiết lập cách đây rất lâu và được thử nghiệm theo nhiều cách khác nhau, cho đến các thí nghiệm trực tiếp: dưới áp lực của một kẻ săn mồi, sự đa dạng của con mồi tăng lên so với một cộng đồng nơi không có động vật ăn thịt (“Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ”, 1973, 70, 5, 1486-1489). Nếu các quần xã sinh vật đáy trước đây bị bão hòa với rất ít loài tảo chiếm ưu thế thì giờ đây, sự cân bằng đã sụp đổ và quá trình tiến hóa nhanh chóng đã bắt đầu. Trong khi đó, tập hợp các hốc sinh thái dành cho động vật cũng ngày càng mở rộng. Các loài ăn đất tích cực đã xuất hiện, thích nghi để thường xuyên sống trong hang, đi qua lớp đất đáy qua ruột và hút chất dinh dưỡng từ nó; đây là số lượng giun biển vẫn còn sống - chẳng hạn như giun cát. Lần đầu tiên, giun ăn đất bắt đầu đào không chỉ theo chiều ngang mà còn đào theo chiều dọc ở đáy biển, làm cho đất được làm giàu oxy và do đó tạo điều kiện thuận lợi hơn nữa cho sự xâm chiếm của các loài động vật khác. Những sự kiện này được gọi là "cuộc cách mạng chất nền" (GSA Today, 2000, 10, 9, 1-7, ftp://rock.geosociety.org/pub/GSAToday/gt0009.pdf). Do đó, các loài động vật tiến hóa không chỉ chiếm chỗ làm sẵn hốc sinh thái mà còn tích cực tạo ra những cái mới, biến quá trình này thành quá trình tự xúc tác (tự tăng tốc).

Một số cư dân ở tầng đáy bắt đầu mở rộng các hốc sinh thái của họ không phải về phía mặt đất, mà ngược lại, về phía cột nước. Kết quả là, động vật phù du đã phát sinh - một cộng đồng các loài động vật nhỏ lơ lửng trong nước và trôi theo nó. Theo quy luật, các đại diện của động vật phù du kiếm ăn bằng cách lọc nước và lọc thực vật phù du khỏi nó, tức là tảo đơn bào nằm trong cùng một cột nước (đã có nhiều loại tảo này vào thời điểm bùng nổ kỷ Cambri). Và thực sự, vào đầu kỷ Cambri, sinh vật ăn lọc phù du đầu tiên đã xuất hiện trong hồ sơ cổ sinh vật học - động vật chân lông ("Paleobiology", 1997, 23, 2, 247-262). Mang, giống như tất cả các loài giáp xác, là chủ sở hữu của các chi có khớp, ban đầu nhằm mục đích đi bộ trên mặt đất, tức là dọc theo đáy. Do đó, không có nghi ngờ rằng giai đoạn đầu chúng đã trải qua quá trình tiến hóa của mình ở tầng đáy, và chỉ sau đó chuyển sang lối sống phù du.

Hậu quả của sự xuất hiện của động vật phù du hóa ra là toàn cầu. Thực tế là động vật phù du không chỉ lọc tảo khỏi nước mà còn lọc bỏ bất kỳ chất huyền phù nào trong đó có thể có ít nhất một số chất dinh dưỡng. Đây chủ yếu là những xác sinh vật chết rải rác. Sau khi lọc huyền phù và hút các phân tử hữu ích ra khỏi nó, sinh vật phù du (chủ yếu là loài giáp xác khác ở điểm này) cẩn thận “gói” phần còn lại trong ruột của chúng thành những cục đặc - những viên phân nhanh chóng chìm xuống và đi xuống đáy. Vận chuyển dạng viên nén - yếu tố quan trọng nhất, làm giảm độ đục của nước trong đại dương. Do đó, sau khi sự xuất hiện của bộ lọc sinh vật phù du, nước trở nên trong suốt, ánh sáng xuyên qua nó ở độ sâu lớn hơn và nồng độ oxy trong đó tăng lên (một phần trước đây được dành cho quá trình oxy hóa của cùng một huyền phù chết). Yếu tố đầu tiên làm tăng độ sâu của vùng có thể quang hợp, yếu tố thứ hai cải thiện điều kiện cho hệ động vật đáy. Theo tất cả các dữ liệu, đại dương Phanerozoic trong suốt chứa nhiều oxy khác hẳn với đại dương Precambrian đầy bùn (“Geobiology”, 2009, 7, 1, 1-7). Đồng thời, nồng độ oxy trong khí quyển cũng tăng lên. Đương nhiên, trong những điều kiện mới, sự đa dạng của cả thực vật và động vật tăng lên hơn nữa. Một vòng tự xúc tác khác được đóng lại.

Sự xuất hiện của kẻ săn mồi

Tất cả các loài động vật mà chúng ta đã nói đến cho đến nay đều là "động vật ăn cỏ" theo nghĩa rộng nhất. Chúng ăn các sinh vật quang hợp, hoặc tệ nhất là hài cốt của một ai đó đã chết. Đồng thời, sinh khối của chính “động vật ăn cỏ” là một nguồn tài nguyên quý giá (và cho đến một thời điểm nào đó hoàn toàn không có người nhận) đối với động vật ăn các động vật khác, tức là đối với động vật ăn thịt. Lúc đầu, không có kẻ săn mồi đơn giản là tồn tại. Nhưng với sự hiện diện của những thuộc tính của cuộc sống năng động như hệ thần kinh, cơ và bộ máy miệng, sự xuất hiện của chúng chỉ là vấn đề thời gian. Những động vật ăn thịt lớn đầu tiên, đã khá chắc chắn chuyên đi kiếm ăn các động vật đa bào khác, xuất hiện cách đây khoảng 520 triệu năm; đây là những loài dinocarids - những sinh vật bơi lội tốt liên quan đến động vật chân đốt ("Nghiên cứu Gondwana", 2014, 25, 896-909, doi, 10.1016 / j.gr.2013.06.001). Đại diện nổi tiếng nhất của loài dinocarids là anomalocaris, một sinh vật mảnh mai, dài khoảng một mét với đôi mắt nhiều cạnh phức tạp và các chi gần miệng có khớp nối mạnh mẽ, rõ ràng phục vụ cho việc bắt những con mồi đang di chuyển. Vào đầu kỷ Cambri, không có loài động vật ăn thịt nào như vậy. "Cuộc cách mạng bộ xương" chắc chắn là một phản ứng đối với sự xuất hiện của họ theo một cách nào đó; thay đổi thành phần hóa học của nước biển chỉ làm cho nó dễ dàng hơn. Và sự xuất hiện của các bộ xương, đến lượt nó, đã khởi động sự phát triển của các hốc sinh thái mới. Stephen Stanley đã viết khá đúng điều đó để giải thích sự bùng nổ kỷ Cambri, một lý do sinh học; các yếu tố tác động lên sinh quyển từ bên ngoài có thể ảnh hưởng đến tốc độ của quá trình này hoặc quá trình kia, nhưng tất cả các sự kiện chính có thể được giải thích mà không có chúng. Sự bùng nổ của sự đa dạng động vật đa bào là kết quả tự nhiên của một loạt các quá trình tự xúc tác được thiết lập bởi sự xuất hiện của "động vật ăn cỏ" đầu tiên (như Kimberella) và xảy ra ở cấp độ quần xã, hay nói cách khác là hệ sinh thái. Ngoài sinh thái học, thực sự không thể giải thích được sự bùng nổ kỷ Cambri.

Với sự ra đời của những kẻ săn mồi, quá trình hình thành các dạng sống mới bắt đầu chậm lại một chút. Một loạt các hốc sinh thái đã phát triển, hầu như tất cả chúng đã được phân bố và chiếm giữ. Tất nhiên, việc mở rộng cộng đồng vẫn tiếp tục diễn ra - chậm hơn. Ví dụ, chỉ sau khi kết thúc kỷ Cambri, động vật thân mềm chân spadeo mới xuất hiện, chiếm một vị trí khá kỳ lạ gồm các loài săn mồi đào hang (“Những tiến bộ trong sinh học biển”, 2002, 42, 137-236). Nhưng ở quy mô như vào thời kỳ Ediacaran và Cambri, sự tiến hóa quy mô lớn của động vật không bao giờ đạt tới nữa.

Theo quan điểm của lịch sử sự kiện, sự khởi đầu của sự bùng nổ kỷ Cambri có thể được coi là sự xuất hiện của những kẻ ăn tảo hữu hiệu đầu tiên (Kimberella), và phần cuối - sự xuất hiện của những kẻ săn mồi hiệu quả đầu tiên (Anomalocaris). Kimberella xuất hiện cách đây 555 triệu năm, anomalocaris - cách đây 520 triệu năm, khoảng cách giữa chúng là 35 triệu năm. Không quá nhanh.

Chúng sinh ra ở biên giới của kỷ Cambri gần như đột ngột, không phải là hậu duệ của một loài động vật có từ trước.

Tuy nhiên, các nghiên cứu khác, cả từ những năm 1970 trở về sau, đều ghi nhận rằng các loài động vật phức tạp tương tự như các loài hiện đại đã xuất hiện rất lâu trước khi bắt đầu kỷ Cambri. Trong mọi trường hợp, nhiều bằng chứng ủng hộ sự tồn tại của sự sống rất lâu trước khi kỷ Cambri đã loại bỏ câu hỏi về "vụ nổ kỷ Cambri", như một hiện tượng về sự xuất hiện đột ngột của sự sống.

Câu hỏi về nguyên nhân và cơ chế của sự gia tăng tiếp theo về mức độ phức tạp và đa dạng của các dạng sống ở biên giới kỷ Cambri, vốn không phải là hậu duệ của quần thể sinh vật Hải Nam và Vendian đã biến mất, vẫn còn bỏ ngỏ. Đến nay, các vấn đề của "vụ nổ kỷ Cambri" tập trung vào hai vấn đề chính:

• liệu có thực sự có sự gia tăng "bùng nổ" về sự đa dạng và phức tạp của các sinh vật trong kỷ Cambri sớm hay không, và
• những gì có thể là lý do cho một sự tiến hóa nhanh chóng như vậy.

Nguồn thông tin

Việc xây dựng một trình tự thời gian chính xác của các sự kiện ở ranh giới giữa kỷ Precambrian và Early Cambrian là một khó khăn đáng kể. Do đó, việc mô tả trình tự và mối quan hệ qua lại của một số hiện tượng trong khuôn khổ cuộc thảo luận về sự bùng nổ kỷ Cambri cần được xem xét một cách thận trọng.

Ngoài các vấn đề về niên đại, việc nghiên cứu các sự kiện ở ranh giới Cambri bị cản trở do bản thân thiếu tài liệu cổ sinh vật học. Thật không may, chúng ta càng xa thời gian nghiên cứu, thì hóa thạch của nó càng ít được tiếp cận để nghiên cứu. Trong số những điều khác, lý do cho điều này là:

Di tích của các sinh vật sống

Cùng với các hóa thạch, trầm tích kỷ Cambri chứa một số lượng cao bất thường các trầm tích đã lưu lại dấu ấn. phần mềm cơ thể của các sinh vật khác nhau. Những bản in như vậy cho phép chúng tôi nghiên cứu chi tiết các loài động vật không được bảo tồn dưới dạng hóa thạch, cũng như tổ chức nội bộ và hoạt động của các sinh vật, thường chỉ được thể hiện bằng vỏ, gai, móng vuốt, v.v.

Trong kỷ Cambri, các trầm tích quan trọng nhất là: Tiền Cambri

Cambri giữa

và tiền gửi kỷ Cambri thượng

• Orsten (Thụy Điển).

Mặc dù tất cả những trầm tích này đã bảo tồn một cách xuất sắc các chi tiết giải phẫu của các sinh vật, nhưng chúng còn lâu mới hoàn hảo. Hầu hết các hệ động vật kỷ Cambri có thể không có trong chúng, vì các mỏ được hình thành trong các điều kiện cụ thể (lở đất hoặc tro núi lửa, rất nhanh chóng giữ lại các phần mềm của cơ thể). Ngoài ra, các trầm tích đã biết chỉ bao gồm một thời kỳ giới hạn của kỷ Cambri và không bao gồm thời gian quan trọng ngay trước khi nó bắt đầu. Vì các ngôi mộ được bảo quản tốt thường rất hiếm và trầm tích hóa thạch cực kỳ hiếm, nên rất khó có khả năng chúng đại diện cho tất cả các loại sinh vật đã từng tồn tại.

Dấu chân hóa thạch do các sinh vật sống để lại

Các dấu chân hóa thạch chủ yếu bao gồm các đường đi và hang hốc để lại dưới đáy biển. Những dấu vết như vậy cực kỳ quan trọng bởi vì chúng cung cấp cho nhà nghiên cứu dữ liệu về các sinh vật có cơ thể chưa được bảo quản trong hóa thạch. Thông thường, chỉ có họ mới có thể nghiên cứu các sinh vật thuộc thời kỳ mà phần còn lại của các động vật có khả năng để lại dấu vết đó chưa được bảo tồn. Mặc dù nói chung không thể xác định chính xác dấu vết cho các sinh vật đã để lại chúng, nhưng dấu vết có thể cung cấp bằng chứng sớm nhất về sự tồn tại của các loài động vật tương đối phức tạp (ví dụ như giun đất).

Quan sát địa hóa

Trong các đá địa chất thuộc ranh giới dưới của kỷ Cambri và khởi đầu của nó, người ta ghi nhận những biến động mạnh mẽ trong thành phần đồng vị của ba nguyên tố - stronti (87 Sr / 86 Sr), lưu huỳnh (34 S / 32 S) và cacbon (13 C / 12 C).

• tuyệt chủng hàng loạt. Sự tuyệt chủng hàng loạt của sinh vật nên trực tiếp làm tăng tỷ lệ đồng vị 12 C trong trầm tích và do đó làm giảm tỷ lệ 13 C / 12 C.
• Giải phóng khí mêtan. Trong lớp băng vĩnh cửu và trên thềm lục địa, các phân tử metan do vi khuẩn tạo ra bị mắc kẹt trong một "lồng" phân tử nước, tạo thành một hỗn hợp gọi là metan clathrat. Được tạo ra bởi các sinh vật sống, mêtan này được làm giàu bằng đồng vị 12 C. Khi nhiệt độ tăng hoặc giảm áp suất không khí, clathrates tan rã. Sự phân rã này giải phóng khí mêtan được lưu trữ được làm giàu carbon-12 vào bầu khí quyển. Trong khí quyển, mêtan được chuyển đổi thành carbon dioxide và nước, và carbon dioxide phản ứng với các khoáng chất để tạo thành các loại đá cacbon với lượng cacbon-12 dư thừa. Kết quả là, thành phần đồng vị của trầm tích địa chất dịch chuyển về phía 12 C.

Giải phẫu so sánh

Cladistics là một phương pháp xây dựng một "cây tiến hóa" của các sinh vật, thường là bằng cách so sánh cấu trúc giải phẫu của chúng. Với sự trợ giúp của một phân tích như vậy, cả sinh vật hiện đại và hóa thạch có thể được so sánh với nhau để thiết lập quá trình tiến hóa của chúng. Trong một số trường hợp, có thể kết luận rằng nhóm A phải xuất hiện trước nhóm B và C, vì chúng giống nhau hơn nhóm A. Tự nó (không có mối tương quan với các cuộc khai quật cổ sinh vật), phương pháp này không nói lên điều gì. về thời gian xảy ra những thay đổi, nhưng nó có khả năng khôi phục trình tự của quá trình phát triển tiến hóa của sinh vật.

Phát sinh loài phân tử

Bằng chứng cổ sinh vật học

Trong phần này, bằng chứng chính được sắp xếp theo thời gian hình thành các mỏ mà nó được tìm thấy, vì xác định niên đại là một vấn đề trọng tâm trong nghiên cứu về sự bùng nổ kỷ Cambri. Đồng thời, cần lưu ý sự mơ hồ về niên đại của các hóa thạch thuộc thời kỳ này.

Việc xem xét các phát hiện bắt đầu từ rất lâu trước kỷ Cambri và kết thúc vào kỷ Ordovic đầu tiên, vì có ý kiến ​​cho rằng sự hình thành các loại động vật hiện đại chính bắt đầu trước và kết thúc sau kỷ Cambri.

Dữ liệu phát sinh loài phân tử (1,2 - 0,5 Ga)

Vẫn còn cuộc tranh luận đang diễn ra liên quan đến việc giải thích theo thứ tự thời gian của dữ liệu phát sinh loài phân tử:

Trong mọi trường hợp, dữ liệu của phát sinh loài phân tử cho thấy sự hình thành của các loại động vật chính là một quá trình rất dài, vượt xa 10 triệu năm (khoảng 543-533 triệu năm trước) của "vụ nổ kỷ Cambri".

Dấu vết thời tiềncambrian của người metazoan

Có cả bằng chứng cổ sinh gián tiếp và trực tiếp cho thấy các sinh vật đa bào lần đầu tiên xuất hiện rất lâu trước khi bắt đầu kỷ Cambri.

Sự suy giảm của thảm vi khuẩn (1,25 Ga)

Stromatolite tiềncambrian

stromatolite hiện đại. Miền tây nước Úc.

Stromatolite tạo thành một phần quan trọng của mẫu hóa thạch từ khoảng 3 tỷ năm trước. Thời kỳ hoàng kim của chúng rơi vào khoảng thời gian 1,25 tỷ năm trước, sau đó chúng bắt đầu suy giảm (cả về tổng số và đa dạng). Vào đầu kỷ Cambri, mức giảm này đã là khoảng 20%.

Lời giải thích phổ biến nhất cho sự suy giảm là giả định rằng các vi sinh vật tạo nên thảm vi khuẩn đã bị các sinh vật sống khác săn mồi (điều này cho thấy sự tồn tại của những kẻ săn mồi khá phức tạp đã có khoảng 1 tỷ năm trước). Giả thiết này được khẳng định bởi các mối tương quan quan sát được giữa một mặt là sự đa dạng và phong phú của đá thạch nhũ và mặt khác là sự phong phú của hệ động vật biển. Do đó, sự suy giảm lặp đi lặp lại của đá thạch nhũ đã xảy ra vào cuối kỷ Ordovic - ngay sau một đợt "bùng phát" khác về sự đa dạng và phong phú của hệ động vật biển. Trong các cuộc tuyệt chủng Ordovic-Silurian và Permi-Trias, sự phục hồi của đá thạch nhũ một lần nữa được quan sát thấy - với sự suy giảm sau đó khi hệ động vật biển phục hồi.

Sự phát triển của các phương tiện bảo vệ giữa các akritarch. Ăn thịt sớm (1 Ga)

Acritarchs là những hóa thạch có tính chất không xác định, thường là vỏ của các nang tảo đơn bào và đa bào. Lần đầu tiên chúng được tìm thấy trong các khoản tiền gửi có niên đại 2 tỷ năm trước.

Khoảng 1 tỷ năm trước, số lượng, sự đa dạng, kích thước, độ phức tạp về mặt giải phẫu và đặc biệt là số lượng và loại gai của chúng đã tăng mạnh. Số lượng tinh thể kiến ​​trúc giảm mạnh trong quá trình băng hà toàn cầu, nhưng sau đó được phục hồi với sự đa dạng tối đa đã có trong Đại Cổ sinh.

Hình dạng đặc biệt có gai của chúng có niên đại cách đây 1 tỷ năm có thể cho thấy sự tồn tại của những kẻ săn mồi đủ lớn để nghiền nát hoặc nuốt chửng chúng. Các nhóm sinh vật Neoproterozoic nhỏ khác cũng có một số hình thức bảo vệ chống lại những kẻ săn mồi.

Dấu vết do sinh vật đa bào để lại (1 tỷ năm)

Ở Ấn Độ, các trầm tích có niên đại 1 tỷ năm trước đây chứa các hóa thạch có thể là dấu vết của các sinh vật di chuyển qua và xuyên qua đá mềm. Các dấu vết được tìm thấy rõ ràng được để lại ngay dưới một lớp thảm vi khuẩn lam phủ dưới đáy biển. Các nhà nghiên cứu kết luận rằng các dấu vết có sự xuất hiện của chúng do nhu động của các sinh vật đa bào ba lớp có kích thước lên đến 5 mm - nói cách khác, những động vật có đường kính tương đương với giun đất và có thể có một lông tơ. Các nhà nghiên cứu khác tin rằng những phát hiện này và những phát hiện tương tự có tuổi đời hơn 600 triệu năm không phải do các sinh vật sống mà là do các quá trình vật lý để lại.

Phôi đa bào từ Doushanto (632-550 Ma)

Tuy nhiên, phát hiện vào năm 2007 về phôi thai được bao bọc bởi một lớp vỏ phức tạp (trong đá có tuổi từ 580-550 triệu năm) chỉ ra rằng hóa thạch ở Doushanto không khác gì những quả trứng đang nghỉ ngơi của động vật không xương sống đa bào. Hơn nữa, rõ ràng là một số acritarch được tìm thấy trong những tảng đá trước đó của Doushanto (632 Ma) thực sự đại diện cho vỏ của những phôi như vậy.

Một hóa thạch khác từ Doushantuo - Vernanimalcula(đường kính từ 0,1 đến 0,2 mm, tuổi khoảng 580 triệu năm) - được một số nhà khoa học coi là tàn tích của một sinh vật ba lớp hai bên có toàn bộ, tức là một loài động vật phức tạp như giun đất hoặc động vật thân mềm. Bất chấp những nghi ngờ về bản chất hữu cơ của những hóa thạch này, vì tất cả 10 mẫu vật được tìm thấy Vernanimalcula có cùng kích thước và cấu hình, không chắc rằng sự đồng nhất như vậy là kết quả của các quá trình vô cơ hóa.

Các trầm tích Doushantuo gần đây nhất cũng cho thấy tỷ lệ đồng vị cacbon 13C / 12C giảm mạnh. Một lời giải thích có thể là " Phản ứng dây chuyền»Sự tiến hóa liên quan đến nhau của các sinh vật và những thay đổi trong thành phần hóa học của nước biển. Các sinh vật đa bào, tích cực hấp thụ carbon từ nước, có thể góp phần làm tăng nồng độ oxy hòa tan trong nước biển, do đó tạo ra sự xuất hiện của các sinh vật đa bào mới (chẳng hạn như Namapoikia).

Hệ động vật Ediacaran (610-543 Ma)

spriggin

Hóa thạch đa bào của thời kỳ Ediacaran lần đầu tiên được phát hiện ở Đồi Ediacaran ở Úc, và sau đó trong trầm tích từ các vùng khác: Rừng Charnwood (Anh) và Bán đảo Avalon (Canada). Những hóa thạch này có tuổi đời từ 610-543 triệu năm (kỷ Ediacaran có trước kỷ Cambri). Hầu hết chúng đều đo được vài cm và lớn hơn đáng kể so với người tiền nhiệm. Nhiều sinh vật trong số này không có điểm tương đồng với bất kỳ loài nào sống trước hoặc sau thời kỳ Ediacaran. Có ý kiến ​​cho rằng những đại diện "kỳ lạ" nhất của hệ động vật Ediacaran nên được gán cho một vương quốc riêng biệt - "Vendozoa" (Vendozoa). Trong số đó, có cả charnia - cổ xưa nhất trong số những phát hiện của thời kỳ Ediacaran (tuổi - 580 triệu năm).

Tuy nhiên, một số sinh vật Ediacaran có thể trở thành tiền thân của hệ động vật sau này:

Lỗ trong bồn rửa Cloudina. Lựa chọn trong hệ thống "kẻ săn mồi-con mồi"

Ở một số nơi có tới 20% hóa thạch Cloudina chứa các lỗ có đường kính từ 15 đến 400 micron do động vật ăn thịt để lại. Một số Cloudina bị hư hại nhiều lần, điều này cho thấy khả năng sống sót sau các cuộc tấn công của chúng (những kẻ săn mồi không tấn công lại những quả đạn rỗng). rất giống với Cloudina hóa thạch Sinotubulitesđược tìm thấy trong các ngôi mộ giống nhau hoàn toàn không chứa lỗ. Tính chọn lọc như vậy có thể cho thấy sự tồn tại đã có trong kỷ Ediacaran về sự lựa chọn tiến hóa của các loại kích thước, cũng như sự chuyên biệt hóa con mồi để phản ứng lại sự săn mồi, được coi là một trong những nguyên nhân của sự bùng nổ kỷ Cambri.

Ngày càng đa dạng các dấu vết do sinh vật để lại (565-543 Ma)

Các hóa thạch Ediacaran sớm nhất, có niên đại từ 610-600 triệu năm trước, chỉ chứa các dấu vết do loài cnidarian để lại. Khoảng 565 triệu năm trước, những dấu vết phức tạp hơn xuất hiện. Để rời khỏi chúng, các sinh vật cần một chiếc túi cơ da, và cấu trúc chung của chúng phức tạp hơn cấu trúc của loài cnidarian hoặc giun dẹp.

Ngay trước khi bắt đầu kỷ Cambri (khoảng 543 Ma), nhiều rãnh mới xuất hiện, bao gồm cả các hang thẳng đứng. Diplocraterion và Skolithos), cũng như dấu vết của động vật chân đốt có thể có ( Cruziana và Rusophycus). Các hang thẳng đứng cho thấy rằng các loài động vật giống giun đã có những hành vi mới và có thể là khả năng thể chất. Dấu vết Cruziana và Rusophycus nói về sự tồn tại của một bộ xương ngoài trong các tiền thân ngay lập tức của động vật chân đốt, mặc dù có lẽ không còn cứng nhắc như sau này.

Hóa thạch kỷ Cambri

Động vật có vỏ (543-533 Ma)

Hóa thạch được gọi là "động vật có mái che nhỏ" (eng. hóa thạch mái che nhỏ) đã được tìm thấy ở các khu vực khác nhau trên thế giới và có từ cuối kỷ Vendian (Giai đoạn Nemakit – Daldynian) và 10 Ma đầu tiên kể từ đầu kỷ Cambri (Giai đoạn Tommotian). Chúng bao gồm một bộ sưu tập hóa thạch rất đa dạng: kim, mảnh vụn (tấm áo giáp), ống, tế bào khảo cổ (một nhóm bọt biển hoặc động vật gần chúng), cũng như những chiếc vỏ nhỏ, rất gợi nhớ đến động vật thân mềm và động vật thân mềm giống ốc sên, mặc dù rất nhỏ (1-2 mm chiều dài).

Động vật da gai và da gai trilobit sớm Cambri (530 Ma)

Fauna Sirius Passet (527 Ma)

Hóa thạch phổ biến nhất của loài chôn cất Sirius Passet Greenland là động vật chân đốt. Ngoài ra còn có một số sinh vật có các bộ phận cơ thể rắn (khoáng hóa): ba ba, chiolit, bọt biển, động vật chân đốt. Da gai và nhuyễn thể hoàn toàn không có.

Những sinh vật kỳ lạ nhất của Sirius Passet là Pambdelurion và Kerygmachela. Cơ thể dài, phân khúc mềm của chúng, với một cặp "vây" rộng ở hầu hết các đoạn và một cặp phần phụ phân đoạn ở phía sau, khiến chúng tương tự như loài dị thường. Đồng thời, các phần bên ngoài của bề mặt trên của "vây" có các bề mặt gợn sóng, có thể là mang. Dưới mỗi "vây" có một chân ngắn không xương. Cấu trúc này cho phép bạn liên kết chúng với động vật chân đốt.

Động vật Chengjiang (525-520 Ma)

Haikouichthys - tái thiết

Anomalocaris - tái tạo

Hallucigenia - tái tạo

Hệ động vật này đã được mô tả từ một số địa điểm hóa thạch ở huyện Chengjiang (thành phố Yuxi, tỉnh Vân Nam, Trung Quốc). Quan trọng nhất là Maotianshan đá phiến- một khu chôn cất trong đó các hóa thạch của động vật thân mềm được thể hiện rất rõ. Hệ động vật Chengjiang thuộc giai đoạn 525-520 triệu năm trước - giữa đầu kỷ Cambri, vài triệu năm sau Sirius Passet và ít nhất 10 Ma trước Burgess Shale.

Các bộ phận cơ thể của các hợp âm cổ đại nhất (loại mà tất cả các động vật có xương sống đều thuộc về) đã được tìm thấy trong các hóa thạch:

Các đại diện của các nhóm gần với động vật chân đốt được tìm thấy trong cùng các mỏ:

Những sinh vật này có thể thuộc nhóm Lobopodia, Onychophora thuộc nhóm hiện đại nào.

Khoảng một nửa số hóa thạch Chengjiang là động vật chân đốt, một số có bộ xương ngoài cứng, khoáng hóa, giống như hầu hết các động vật chân đốt sống ở biển sau này. Chỉ có 3% sinh vật có vỏ cứng (chủ yếu là sinh vật trilobit). Đại diện của nhiều loại động vật khác cũng được tìm thấy ở đây:

• Priapulids (giun biển đào hang - kẻ săn mồi phục kích);
• Hàm có lông (động vật không xương sống biển là một phần của sinh vật phù du);
• Ctenophores (ruột, bề ngoài giống sứa);
• Da gai (sao biển, hải sâm, v.v.),
• Chiolites (động vật bí ẩn có vỏ hình nón nhỏ),

Động vật giáp xác đầu kỷ Cambri (520 Ma)

Đá phiến Burgess (515 Ma)

Bài chi tiết: Burgess Shale

Marrella

Pikaia - tái tạo

Burgess Shale là khu chôn cất lớn đầu tiên được biết đến trong kỷ Cambri, được phát hiện bởi Wolcott vào năm 1909. Việc phân tích lại các hóa thạch của Whittington và các đồng nghiệp của ông vào những năm 1970 đã tạo nên cơ sở cho cuốn sách của Gould " cuộc sống tuyệt vời”, Mở đầu cho sự bùng nổ kỷ Cambri đối với công chúng.

Trong số các phiến đá hóa thạch Burgess, động vật chân đốt là loài phổ biến nhất, nhưng nhiều loài trong số chúng rất khác thường và khó phân loại:

Ý kiến ​​- tái thiết

Wiwaxia - tái thiết

Ngoài ra, các mẫu sinh vật kỳ lạ được trình bày trong quá trình chôn cất:

Sự xuất hiện của các hệ sinh thái và kiểu mới sau kỷ Cambri

Do một cuộc đại tuyệt chủng lớn ở ranh giới Cambri-Ordovic, các hệ sinh thái biển Paleozoi điển hình chỉ được hình thành trong quá trình phục hồi sau đó của hệ động vật biển. Các hóa thạch sớm nhất liên quan đến bryozoans cũng lần đầu tiên được phát hiện vào kỷ Ordovic - sau "vụ nổ kỷ Cambri".

kết luận

Quá trình lâu dài của sự xuất hiện của đa bào

Vào thời Darwin, tất cả những gì được biết về hóa thạch cho thấy rằng các loại metazan chính đã phát sinh và hình thành chỉ trong vòng vài triệu năm - từ kỷ Cambri sớm đến giữa. Cho đến những năm 1980, những ý tưởng này vẫn còn nguyên giá trị.

Tuy nhiên, những phát hiện gần đây cho thấy rằng ít nhất một số sinh vật ba lớp hai bên đã tồn tại trước khi bắt đầu kỷ Cambri: Kimberella có thể được coi là động vật thân mềm thời kỳ đầu, và những vết xước trên đá gần các hóa thạch này gợi ý một phương thức kiếm ăn giống như động vật thân mềm (cách đây 555 triệu năm). Nếu chúng ta giả định rằng Vernanimalcula có một lông hai bên ba lớp, điều này đẩy lùi sự xuất hiện của các loài động vật phức tạp cách đây 25-50 triệu năm. Phát hiện lỗ vỏ Cloudina cũng cho thấy sự hiện diện của những kẻ săn mồi tiên tiến vào cuối thời kỳ Ediacaran. Ngoài ra, một số dấu vết trong hóa thạch có niên đại giữa kỷ Ediacaran (khoảng 565 triệu năm trước) có thể do động vật để lại phức tạp hơn giun dẹp và có một túi cơ ở da.

Trước đó rất lâu, sự suy giảm lâu dài của đá thạch nhũ (bắt đầu từ khoảng 1,25 tỷ năm trước) nói lên sự xuất hiện sớm của các loài động vật đủ khó để "gặm nhấm". Sự gia tăng sự phong phú và đa dạng của gai trong acritarch đồng thời dẫn đến kết luận rằng ngay cả khi đó đã có những kẻ săn mồi đủ lớn để cần thiết phải bảo vệ như vậy. Ở phần cuối khác của thang thời gian liên quan đến Vụ nổ kỷ Cambri, người ta cần lưu ý sự vắng mặt của một số kiểu hệ động vật chính hiện nay cho đến cuối kỷ Cambri, và các hệ sinh thái Paleozoi điển hình - cho đến kỷ Ordovic.

Do đó, ngày nay quan điểm này bị bác bỏ, theo đó các loài động vật ở mức độ phức tạp "hiện đại" (có thể so sánh với động vật không xương sống sống) đã xuất hiện chỉ trong vòng vài triệu năm của kỷ Cambri sớm. Tuy nhiên, phần lớn phyla hiện đại lần đầu tiên xuất hiện trong kỷ Cambri (ngoại trừ động vật thân mềm, da gai và động vật chân đốt, có thể xuất hiện trong kỷ Ediacaran). Ngoài ra, sự gia tăng bùng nổ về đa dạng phân loại cũng được quan sát thấy vào đầu kỷ Cambri.

"Sự bùng nổ" của sự đa dạng phân loại trong kỷ Cambri sớm

"Đa dạng phân loại" có nghĩa là số lượng sinh vật có sự khác biệt đáng kể về cấu trúc của chúng. Đồng thời, "đa dạng hình thái" có nghĩa là tổng số loài và không nói gì về số lượng "kiểu dáng" cơ bản (có thể có nhiều biến thể của một số lượng nhỏ các kiểu cấu trúc giải phẫu cơ bản). Không còn nghi ngờ gì nữa, sự đa dạng về phân loại học đã tăng lên đáng kể vào đầu kỷ Cambri và duy trì ở mức này trong suốt thời kỳ - chúng ta có thể tìm thấy các loài động vật có hình dáng hiện đại (như giáp xác, da gai và cá) gần như cùng một lúc, và thường xuyên - và ở chôn cất chung với các sinh vật như Anomalocaris và Halkieria, được coi là "chú" hoặc "chú lớn" của các loài hiện đại.

Kiểm tra kỹ hơn cho thấy một điều ngạc nhiên khác - một số loài động vật có vẻ ngoài hiện đại, chẳng hạn như giáp xác đầu kỷ Cambri, da ba đốt và da gai, có nguồn gốc sớm hơn so với một số "chú" hoặc "chú lớn" của các nhóm sống không để lại hậu duệ trực tiếp. Điều này có thể là kết quả của sự phá vỡ và biến đổi trong quá trình hình thành trầm tích hóa thạch, hoặc nó có thể có nghĩa là tổ tiên sinh vật hiện đại phát triển ở những thời điểm khác nhau và có thể với tốc độ khác nhau.

Nguyên nhân có thể gây ra "vụ nổ"

Mặc dù thực tế là các động vật ba lớp khá phức tạp đã tồn tại trước (và có thể rất lâu trước đó) kỷ Cambri, sự phát triển tiến hóa trong kỷ Cambri đầu dường như cực kỳ nhanh chóng. Nhiều nỗ lực đã được thực hiện để giải thích lý do cho sự phát triển "bùng nổ" này.

Sự thay đổi môi trường

Tăng nồng độ oxy

Bầu khí quyển đầu tiên của Trái đất hoàn toàn không chứa oxy tự do. Ôxy mà động vật hiện đại hít thở - cả trong không khí và hòa tan trong nước - là sản phẩm của quá trình quang hợp hàng tỷ năm, chủ yếu là vi sinh vật (như vi khuẩn lam). Khoảng 2,5 tỷ năm trước, nồng độ oxy trong khí quyển đã tăng đột biến. Cho đến thời điểm đó, toàn bộ lượng oxy do vi sinh vật tạo ra được hoàn toàn dành cho quá trình oxy hóa các nguyên tố có ái lực cao với oxy, chẳng hạn như sắt. Cho đến khi chúng hoàn toàn bị ràng buộc trên đất liền và ở các tầng trên của đại dương, chỉ có các "ốc đảo oxy" địa phương tồn tại trong khí quyển.

Thiếu oxy có thể ngăn cản sự phát triển của các sinh vật phức tạp lớn trong một thời gian dài. Vấn đề là lượng oxy mà động vật có thể hấp thụ từ Môi trường, bị giới hạn bởi diện tích bề mặt (phổi và mang ở những loài động vật phức tạp nhất; da - ở những loài đơn giản hơn). Lượng ôxy cần thiết cho sự sống được xác định bởi khối lượng và thể tích của sinh vật, khi kích thước tăng lên, chúng sẽ phát triển nhanh hơn diện tích. Sự gia tăng nồng độ oxy trong không khí và trong nước có thể làm suy yếu hoặc loại bỏ hoàn toàn hạn chế này.

Cần lưu ý rằng một lượng oxy đủ cho sự tồn tại của các loài sinh vật lớn đã có mặt trong kỷ Ediacaran. Tuy nhiên, sự gia tăng nồng độ oxy hơn nữa (giữa kỷ Ediacaran và kỷ Cambri) có thể cung cấp cho sinh vật thêm năng lượng để sản xuất các chất (chẳng hạn như collagen) cần thiết cho sự phát triển của các cấu trúc cơ thể về cơ bản phức tạp hơn, bao gồm cả những chất được sử dụng để săn mồi và bảo vệ chống lại nó.

Snowball Earth

Có nhiều bằng chứng cho thấy vào cuối thời Đại tân sinh (bao gồm cả thời kỳ đầu của kỷ Ediacaran), Trái đất đã trải qua một đợt băng giá toàn cầu trong đó phần lớn bị bao phủ bởi băng, và nhiệt độ bề mặt gần như đóng băng ngay cả ở xích đạo. Một số nhà nghiên cứu chỉ ra rằng tình huống này có thể liên quan mật thiết đến vụ nổ kỷ Cambri, vì hóa thạch sớm nhất được biết đến có niên đại ngay sau khi kết thúc quá trình băng hà hoàn chỉnh cuối cùng.

Tuy nhiên, khá khó để chỉ ra mối quan hệ nhân quả của những thảm họa như vậy với sự phát triển sau đó về kích thước và độ phức tạp của các sinh vật. Có lẽ, nhiệt độ thấp tăng nồng độ oxy trong đại dương - khả năng hòa tan của nó trong nước biển gần như tăng gấp đôi khi nhiệt độ giảm từ 30 ° C xuống 0 ° C.

Biến động thành phần đồng vị của cacbon

Trong các trầm tích ở ranh giới của kỷ Ediacaran và kỷ Cambri, có sự suy giảm rất mạnh, tiếp theo là sự biến động mạnh bất thường về tỷ lệ đồng vị cacbon 13C / 12C trong suốt kỷ Cambri sớm.

Nhiều nhà khoa học đã giả định rằng sự sụp đổ ban đầu là do sự tuyệt chủng hàng loạt ngay trước khi bắt đầu kỷ Cambri. . Cũng có thể giả định rằng bản thân sự tuyệt chủng là hệ quả của sự phân rã các clathrate mêtan trước đó. Mọi người đều biết rằng sự phát thải khí mê-tan và sự bão hòa khí quyển với carbon dioxide sau đó gây ra hiệu ứng nhà kính toàn cầu, kèm theo nhiều thảm họa môi trường khác nhau. Một bức tranh tương tự (tỷ lệ 13 C / 12 C giảm mạnh sau đó là các biến động) đã được quan sát thấy trong kỷ Trias, khi sự sống đang phục hồi sau sự kiện tuyệt chủng hàng loạt trong kỷ Permi.

Tuy nhiên, khá khó để giải thích làm thế nào mà một vụ tuyệt chủng hàng loạt lại có thể gây ra sự gia tăng mạnh mẽ về sự đa dạng về phân loại và hình thái học. Mặc dù các cuộc tuyệt chủng hàng loạt, chẳng hạn như kỷ Permi và kỷ Phấn trắng-Paleogen, dẫn đến sự gia tăng số lượng sau đó một số loại từ không đáng kể đến “thống trị”, tuy nhiên, trong cả hai trường hợp, các hốc sinh thái đã được thay thế, mặc dù bằng các sinh vật khác, nhưng không kém phần phức tạp. Đồng thời, không có sự phát triển đột ngột của sự đa dạng về phân loại hoặc hình thái trong hệ sinh thái mới.

Một số nhà nghiên cứu cho rằng mỗi lần giảm tỷ lệ 13 C / 12 C trong kỷ Cambri sớm đại diện cho sự giải phóng khí mêtan, do hiệu ứng nhà kính nhỏ và sự gia tăng nhiệt độ do nó gây ra, dẫn đến sự gia tăng đa dạng về hình thái. Nhưng ngay cả giả thuyết này cũng không giải thích được sự gia tăng mạnh mẽ của đa dạng phân loại học vào đầu kỷ Cambri.

Giải thích dựa trên sự phát triển của sinh vật

Một số lý thuyết dựa trên ý tưởng rằng những thay đổi tương đối nhỏ trong cách động vật phát triển từ phôi thai đến trưởng thành có thể dẫn đến những thay đổi đáng kể về hình dạng cơ thể.

Sự xuất hiện của hệ thống phát triển song phương

Các gen Hox ở các nhóm động vật khác nhau giống nhau đến mức, ví dụ, bạn có thể cấy gen người để "hình thành mắt" vào phôi Drosophila, điều này sẽ dẫn đến hình thành mắt - nhưng nó sẽ là mắt Drosophila, do sự hoạt hóa của các gen "làm việc" tương ứng. Điều này cho thấy sự hiện diện của một tập hợp các gen Hox tương tự hoàn toàn không có nghĩa là tương đồng về mặt giải phẫu của các sinh vật (vì các gen Hox giống nhau có thể kiểm soát sự hình thành các cấu trúc khác nhau như mắt người và côn trùng). Do đó, sự xuất hiện của một hệ thống như vậy có thể dẫn đến sự gia tăng mạnh mẽ về sự đa dạng - cả về hình thái và phân loại.

Vì các gen Hox giống nhau kiểm soát sự khác biệt của tất cả các sinh vật song phương đã biết, các dòng tiến hóa của các gen sau phải phân kỳ trước khi bất kỳ cơ quan chuyên biệt nào có thể hình thành. Do đó, "tổ tiên chung cuối cùng" của tất cả các sinh vật hai bên phải nhỏ, đơn giản về mặt giải phẫu và rất có thể dễ bị phân hủy hoàn toàn không được bảo quản dưới dạng hóa thạch. Tình huống này làm cho việc phát hiện ra nó rất khó xảy ra. Tuy nhiên, một số loài ăn venodobionts (ví dụ: kimberella, spriggin hoặc Arkarua), có thể đã có cấu trúc cơ thể hai bên (theo một số nhà khoa học, điều này không phải như vậy - tính đối xứng của venodobionts không phải là hai bên, mà là trượt, về cơ bản phân biệt chúng với hầu hết các sinh vật khác). Bằng cách này, hệ thống tương tự sự phát triển có thể đã xảy ra ít nhất vài chục triệu năm trước khi bùng nổ kỷ Cambri. Trong trường hợp này, một số lý do bổ sung là cần thiết để giải thích nó.

Sự phát triển của sinh sản hữu tính

Các sinh vật không sử dụng sinh sản hữu tính thay đổi rất ít. Trong hầu hết các sinh vật sinh sản hữu tính, con cái nhận được khoảng 50% số gen của chúng từ bố và mẹ. Điều này có nghĩa là ngay cả một sự gia tăng nhỏ về độ phức tạp của bộ gen cũng có thể làm phát sinh nhiều biến thể về cấu trúc và hình dạng của cơ thể. Phần lớn sự phức tạp về mặt sinh học có thể phát sinh từ hoạt động của các quy tắc tương đối đơn giản trên một số lượng lớn các tế bào hoạt động như tự động của tế bào (một ví dụ về hiệu ứng này là Trò chơi cuộc sống của Conway, nơi các hình dạng phức tạp và hành vi phức tạp được thể hiện bởi các tế bào hoạt động trên các quy tắc cực kỳ đơn giản ). Sự xuất hiện có thể có của sinh sản hữu tính hoặc sự phát triển đáng kể của nó trong thời kỳ bùng nổ kỷ Cambri đối với các sinh vật rất nguyên thủy và tương tự có thể có nghĩa là có khả năng giao phối giữa các loài đặc biệt và xa nhau hơn của chúng. Điều này làm tăng đáng kể sự thay đổi. Chỉ với sự phát triển của bộ gen, các loài thực sự biệt lập mới xuất hiện và không lai tạp với những loài khác. Một ví dụ về những sinh vật hiện đại thuộc loại này là san hô.

theo dõi phát triển

Một số nhà khoa học cho rằng khi các sinh vật trở nên phức tạp hơn, quá trình tiến hóa sẽ thay đổi cấu trúc chung cơ thể chồng lên những thay đổi thứ cấp theo hướng chuyên môn hóa tốt hơn các bộ phận hiện có của nó. Điều này làm giảm khả năng các lớp sinh vật mới vượt qua quá trình chọn lọc tự nhiên - do sự cạnh tranh với tổ tiên "cải tiến". Kết quả là, khi cấu trúc chung (ở cấp độ phân loại) được hình thành, một “đường phát triển” được hình thành, và cấu trúc không gian của cơ thể bị “đóng băng”. Theo đó, sự hình thành các lớp mới xảy ra "dễ dàng hơn" trong giai đoạn đầu của quá trình tiến hóa của các chi tộc chính, và quá trình tiến hóa tiếp theo của chúng diễn ra ở các cấp độ phân loại thấp hơn. Sau đó, tác giả của ý tưởng này đã chỉ ra rằng sự "đóng băng" như vậy không phải là lời giải thích chính cho sự bùng nổ kỷ Cambri.

Hóa thạch có thể hỗ trợ ý tưởng này là không rõ ràng. Người ta đã lưu ý rằng các biến thể ở các sinh vật cùng lớp thường lớn nhất ở những giai đoạn đầu tiên của sự phát triển dòng. Ví dụ, một số cá thể ba gai trong kỷ Cambri khác nhau rất nhiều về số lượng các đoạn ngực, và sau đó sự đa dạng này đã giảm đi đáng kể. Tuy nhiên, các mẫu vật ba con Silur được phát hiện có cấu trúc biến đổi cao giống như mẫu vật thuộc kỷ Cambri sớm. Các nhà nghiên cứu cho rằng sự suy giảm đa dạng nói chung là do các hạn chế về sinh thái hoặc chức năng. Ví dụ, người ta sẽ mong đợi sự thay đổi ít hơn về số lượng các phân đoạn sau khi loài ba ba gai (giống như thân gỗ hiện đại) phát triển một cấu trúc cơ thể lồi, đó là một cách hiệu quả để bảo vệ nó.

Giải thích về môi trường

Những giải thích như vậy tập trung vào sự tương tác giữa các loại sinh vật khác nhau. Một số giả thuyết đề cập đến những thay đổi trong chuỗi thức ăn; những người khác cho rằng một cuộc chạy đua vũ trang giữa kẻ săn mồi và con mồi có thể đã gây ra sự tiến hóa của các bộ phận cơ thể cứng nhắc vào đầu kỷ Cambri; một số giả thuyết khác tập trung vào các cơ chế tổng quát hơn của quá trình tiến hóa (ví dụ nổi tiếng nhất là quá trình tiến hóa của thực vật có hoa với côn trùng thụ phấn).

"Cuộc chạy đua vũ trang" giữa kẻ săn mồi và con mồi

Theo định nghĩa, sự săn mồi giả định trước cái chết của con mồi, điều này làm cho nó trở thành nhân tố mạnh nhất và là tác nhân thúc đẩy quá trình chọn lọc tự nhiên. Áp lực đối với con mồi để thích nghi tốt hơn phải lớn hơn đối với kẻ săn mồi - bởi vì, không giống như con mồi, chúng có cơ hội thực hiện một nỗ lực mới (sự bất đối xứng này được gọi là nguyên tắc "cuộc sống chống lại bữa trưa" - kẻ săn mồi chỉ có nguy cơ thua cuộc) ăn trưa, trong khi nạn nhân liều mạng như thế nào).

Tuy nhiên, có bằng chứng (ví dụ, hóa thạch của loài acritarch có gai, cũng như các lỗ được tạo ra trên vỏ của loài claudinid) cho thấy sự ăn thịt đã xuất hiện từ rất lâu trước khi bắt đầu kỷ Cambri. Do đó, không có khả năng bản thân nó đã gây ra vụ nổ kỷ Cambri, mặc dù nó có ảnh hưởng mạnh mẽ đến các dạng giải phẫu của các sinh vật phát sinh trong thời kỳ này.

Sự xuất hiện của phytophages

Stanley (1973) cho rằng sự xuất hiện của động vật nguyên sinh (sinh vật nhân chuẩn đơn bào) cách đây 700 triệu năm, "gặm nhấm" thảm vi sinh vật, mở rộng đáng kể chuỗi thức ăn và lẽ ra phải dẫn đến sự gia tăng đa dạng của sinh vật. Tuy nhiên, ngày nay người ta biết rằng "gặm nhấm" đã phát sinh hơn 1 tỷ năm trước, và sự tuyệt chủng của đá thạch bắt đầu khoảng 1,25 tỷ năm trước - rất lâu trước khi "bùng nổ".

Sự phát triển về kích thước và sự đa dạng của sinh vật phù du

Các quan sát địa hóa cho thấy rõ rằng Tổng khối lượng sinh vật phù du trở nên có thể so sánh với hiện tại đã có trong Đại nguyên sinh sớm. Tuy nhiên, cho đến kỷ Cambri, sinh vật phù du không đóng góp đáng kể vào dinh dưỡng của các sinh vật biển sâu, do cơ thể của chúng quá nhỏ để nhanh chóng chìm xuống đáy biển. Các sinh vật phù du cực nhỏ đã bị các sinh vật phù du khác ăn hoặc bị tiêu diệt bởi các quá trình hóa học ở các lớp trên của biển rất lâu trước khi chúng xâm nhập vào các lớp sâu, nơi chúng có thể trở thành thức ăn cho nekton và sinh vật đáy (tương ứng là các sinh vật bơi lội và cư dân dưới đáy biển).

Trong thành phần của các hóa thạch đầu kỷ Cambri, người ta tìm thấy mesozooplankton (sinh vật phù du kích thước trung bình, có thể nhìn thấy bằng mắt thường), có thể lọc bỏ các sinh vật phù du cực nhỏ (chủ yếu là phytoplankton - "thảm thực vật" phù du). Các sinh vật phù du mới có thể là nguồn gốc của hài cốt, cũng như bài tiết phân dưới dạng viên nang đủ lớn để chìm nhanh chóng - những sinh vật này có thể là thức ăn cho nekton và sinh vật đáy, khiến chúng phát triển về kích thước và sự đa dạng. Nếu các phần tử hữu cơ xuống đáy biển, do kết quả của quá trình chôn lấp sau đó, chúng sẽ làm tăng nồng độ oxy trong nước đồng thời giảm nồng độ carbon tự do. Nói cách khác, sự xuất hiện của các sinh vật phù du đã làm phong phú thêm cả thức ăn và oxy cho đại dương sâu, và do đó có thể tạo ra sự xuất hiện và tiến hóa của những cư dân lớn hơn và đa dạng hơn ở biển sâu.

Cuối cùng, sự xuất hiện của phytophages giữa các sinh vật phù du có thể tạo thành một ngách sinh thái bổ sung cho các động vật ăn thịt sinh vật phù du lớn hơn, mà cơ thể của chúng lao xuống biển, dẫn đến việc làm giàu thêm thức ăn và oxy. Có lẽ những kẻ săn mồi đầu tiên trong số sinh vật phù du là ấu trùng của động vật đáy, mà sự tiến hóa sâu hơn của chúng là kết quả của sự gia tăng ăn thịt nói chung ở các vùng biển thuộc thời kỳ Ediacaran.

Nhiều hốc trống

James W. Valentine đã đưa ra những giả định sau đây trong một số bài báo: những thay đổi đột ngột trong cấu trúc cơ thể là điều "đáng xấu hổ"; sự thay đổi có nhiều khả năng tồn tại hơn nếu nó gặp ít (hoặc không) cạnh tranh đối với thị trường sinh thái mà nó nhắm đến. Cái sau là cần thiết cho kiểu mới sinh vật có đủ thời gian để thích nghi với vai trò mới của chúng.

Hoàn cảnh này dẫn đến thực tế là việc thực hiện các thay đổi tiến hóa lớn có nhiều khả năng xảy ra hơn ở giai đoạn đầu của quá trình hình thành hệ sinh thái, do thực tế là sự đa dạng hóa tiếp theo sẽ lấp đầy hầu hết các hốc sinh thái. Trong tương lai, mặc dù các loại sinh vật mới tiếp tục xuất hiện, nhưng việc thiếu các hốc trống ngăn cản sự lây lan của chúng trong hệ sinh thái.

Mô hình Valentine giải thích rõ về tính độc đáo của vụ nổ kỷ Cambri - tại sao nó chỉ xảy ra một lần và tại sao thời gian của nó bị giới hạn.

Ghi chú

1. Darwin, C. Về nguồn gốc của các loài bằng chọn lọc tự nhiên. - Luân Đôn, Vương quốc Anh: Murray, 1859. - P. 315–316.
2. Walcott, C.D.Địa chất và cổ sinh vật Cambri // Bộ sưu tập khác của Smithsonian. - Năm 1914. - T. 57. - Tr 14.
3. Whittington, H. B. .; Khảo sát địa chất của Canada. Nguồn gốc và sự phát triển ban đầu của thú ăn thịt // The Burgess Shale. - Nhà xuất bản Đại học Yale, 1985.
4. Gould, S.J. Cuộc sống tuyệt vời: Đá phiến sét và bản chất của lịch sử. - New York: W.W. Norton & Company, 1989. - ISBN 0-393-02705-8
5. McNamara, K.J. Xác định niên đại Nguồn gốc của Động vật // Khoa học. - 1996-12-20. - T. 274. - Số 5295. - S. 1993–1997.
6. Awramik, S.M. Sự đa dạng stromatolite cột Precambrian: Phản ánh sự xuất hiện của metazoan // Khoa học. - Ngày 11 tháng 11 năm 1971. - T. 174. - Số 4011. - S. 825–827.
7. Fedonkin, M. A. .; Wagoner, B. Hóa thạch muộn Kimberella của người Precambrian là một sinh vật nhuyễn thể giống song sinh // Thiên nhiên. - 1997. - T. 388. - S. 868–871.
8. Eskov, K. Bản nháp của Chúa Thượng Đế // Kiên thức là sức mạnh. - 2001. - № 6.
9. Jago, J. B., Haines, P. W. Xác định niên đại bằng phóng xạ gần đây của một số đá Cambri ở miền nam Australia: sự liên quan đến thang thời gian Cambri // Revista Española de Paleontologia. - 1998. - S. 115–22.
10. Eskov K. Yu. Cổ sinh vật học tuyệt vời: Lịch sử Trái đất và Sự sống trên đó. - M .: NXB NTs ENAS, 2007. - 540 tr. - (Những gì các sách giáo khoa đã im lặng về). - ISBN 978-5-93196-711-0
11. Gehling, J.; Jensen, S.; Droser M.; Myrow P.; Narbonne, G.Đào hang bên dưới GSSP kỷ Cambri cơ bản, Fortune Head, Newfoundland // Tạp chí địa chất. - 2001-03. - T. 138. - Số 2. - S. 213–218.
12. Benton, M. J. .; Di chúc, M.A .; Hitchin, R. Chất lượng của mẫu hóa thạch qua thời gian // Thiên nhiên. - 2000. - T. 403. - Số 6769. - S. 534–537.
13. Butterfield, N.J. Bảo tồn hóa thạch đặc biệt và vụ nổ kỷ Cambri // . - 2003. - T. 43. - Số 1. - S. 166–177.
14. Cowen, R. Lịch sử sự sống. - Khoa học Blackwell.
15. Morris, S.C. Hệ động vật thuộc lớp đá phiến sét Burgess (kỷ Cambri giữa) // Đánh giá hàng năm về Hệ sinh thái và Hệ thống học. - 1979. - T. 10. - Số 1. - S. 327–349.
16. Yochelson, E. L Khám phá, Bộ sưu tập và Mô tả Hệ sinh vật đá phiến Burgess giữa Cambri của Charles Doolittle Walcott // Kỷ yếu của Hiệp hội Triết học Hoa Kỳ. - 1996. - T. 140. - Số 4. - S. 469–545.
17. Butterfield, N.J. Hệ sinh thái và sự tiến hóa của sinh vật phù du kỷ Cambri // Nhà xuất bản Đại học Columbia Hệ sinh thái của bức xạ kỷ Cambri. - New York, 2001. - S. 200–216.
18. Người ký gửi, P.W. Xu hướng lấy mẫu, mô hình tuyệt chủng dần dần và thảm họa trong hồ sơ hóa thạch // Hiệp hội địa chất Hoa Kỳ Tác động địa chất của các tác động của các tiểu hành tinh và sao chổi lớn trên trái đất. - 1982. - S. 291-296.
19. Seilacher A.Địa tầng Cruziana có giá trị như thế nào? // Tạp chí Quốc tế về Khoa học Trái đất. - 1994. - T. 83. - Số 4. - S. 752–758.
20. Magaritz, M.; Holser, W.T .; Kirschvink, J.L. Các sự kiện đồng vị carbon xuyên qua ranh giới Precambrian / Cambri trên thềm Siberi // Thiên nhiên. - 1986. - T. 320. - Số 6059. - S. 258–259.
21. Kaufman, A. J., Knoll A. H. Các biến thể đại tân sinh trong thành phần đồng vị C của nước biển: ý nghĩa địa tầng và địa sinh hóa // Elsevier Nghiên cứu Precambrian. - 1995. - T. 73. - S. 27-49.
22. Derry, L.A .; Brasier, M.D .; Corfield, R.M .; Rozanov, A.Yu .; Zhuravlev, A. Yu Các đồng vị Sr và C trong các muối cacbonat kỷ Cambri dưới từ miệng núi lửa Siberi: Một kỷ lục môi trường cổ trong ‘vụ nổ kỷ Cambri’ // Elsevier Thư Khoa học Trái đất và Hành tinh. - 1994. - T. 128. - S. 671-681.
23. Rothman, D. H.; Hayes, J.M .; Lệnh triệu tập, R.E.Động lực học của chu trình cacbon đại nguyên sinh // Viện hàn lâm khoa học quốc gia Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ. - 2003-07-08. - T. 100. - Số 14. - S. 8124–8129.
24. Ripperdan, R.L. Các biến thể toàn cầu về thành phần đồng vị carbon trong kỷ đại cổ sinh mới nhất và kỷ Cambri sớm nhất // Đánh giá hàng năm về Trái đất và Khoa học Hành tinh. - Năm 1994-05. - T. 22. - S. 385-417.
25. Marshall, C.R. Giải thích "Sự bùng nổ" của động vật trong kỷ Cambri // Đánh giá hàng năm về Khoa học hành tinh Trái đất. - 2006. - T. 34. - S. 355-384.
26. Ôm, L.A .; Roger, A.J. Tác động của việc lấy mẫu hóa thạch và đơn vị phân loại đối với phân tích niên đại phân tử cổ đại // . - Năm 2007. - T. 24 (8). - S. 1889-1897.
27. Wray, G.A .; Levinton, J.S.; Shapiro, L.H.(((Tiêu đề))) // Khoa học. - 1996-10. - T. 274. - Số 5287. - S. 568–573.
28. Ayala, F.J .; Rzhetsky, A. .; Ayala, F.J.(((Tiêu đề))) // . - 1998-01. - T. 95. - Số 2. - S. 606-611.
29. Aris-Brosou, S.; Yang, Z. Các mô hình Bayes về sự tiến hóa theo giai đoạn hỗ trợ sự đa dạng hóa bùng nổ muộn của thời kỳ Precambrian của Metazoa // Sinh học phân tử và sự tiến hóa. - 2003-08. - T. 20. - Số 12. - S. 1947-1954.
30. Peterson, K. J. .; Lyons, J. B. .; Nowak, K.S .; Takacs, C.M .; Wargo, M.J .; McPeek, M.J.Ước tính thời gian phân kỳ metazoan bằng đồng hồ phân tử // Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia (Hoa Kỳ). - 2004-04. - T. 101. - Số 17. - S. 6536-6541.
31. Blair, J.E .; Hedges, S.B.Đồng hồ phân tử không hỗ trợ vụ nổ kỷ Cambri // Sinh học phân tử và sự tiến hóa. - Năm 2004-11. - T. 22. - Số 3. - S. 387-390.
32. Bengtson, S. Nguồn gốc và sự tiến hóa ban đầu của thú ăn thịt // Hồ sơ hóa thạch của thú ăn thịt. The Paleontological Society Papers 8 / Kowalewski, M., và Kelley, P.H .. - New York: The Paleontological Society, 2002. - trang 289–317.
33. Sheehan, P. M.; Harris, M.T. Sự hồi sinh của vi sinh vật sau sự tuyệt chủng của kỷ Ordovic muộn // Thiên nhiên. - 2004. - T. 430. - S. 75–78.
34. StanleyĐộng vật ăn thịt đánh bại sự cạnh tranh trên đáy biển // cổ sinh vật học. - 2008. - T. 34. - S. 1.
35. Seilacher, A.; Bose, P.K .; Pfluger, F.Động vật cách đây hơn 1 tỷ năm: Theo dấu bằng chứng hóa thạch từ Ấn Độ // Khoa học. - 1998. - T. 282. - Số 5386. - S. 80–83.
36. Jensen, S. Kỷ lục Hóa thạch Dấu vết kỷ Cambri tiền nguyên sinh và sớm nhất; Mẫu, Vấn đề và Quan điểm // Sinh học tích hợp và so sánh. - 2003. - T. 43. - Số 1. - S. 219–228.
37. Naimark, Elena Bí ẩn về các phôi thai Doushantuo được hé lộ. Dự án khoa học phổ thông "Các yếu tố" (12 tháng 4 năm 2007). Bản gốc lưu trữ ngày 24 tháng 8 năm 2011. Truy cập ngày 21 tháng 5 năm 2008.

Phân tích thống kê về lưu lượng truy cập vào trang web của chúng tôi chỉ ra rằng thành công lớn nhất Các bài báo khoa học phổ biến được sử dụng và các tài liệu thuộc loại này được xem ổn định trong thời gian dài. Vì vậy, tôi quyết định làm việc theo hướng này một lần nữa, bao gồm một chủ đề mà tôi đã lo lắng trong một thời gian dài.

Câu hỏi về việc thế giới có thể trông như thế nào khi bắt đầu cuộc hành trình đã khiến tâm trí con người phấn khích từ thời xa xưa. Trong một thời gian dài, những bí ẩn của thời đại quá khứ vẫn là bí mật đằng sau bảy con dấu, và khi thiếu kiến ​​thức khoa học, nhân loại đã tạo ra những câu chuyện thần thoại, giống như một đứa trẻ được bao quanh bởi những tưởng tượng cổ tích trong một chiếc nôi. Với sự phát triển của thế giới quan khoa học, câu đố không biến mất ở đâu cả, chúng chỉ có được một hình thức cụ thể. Một trong những bí ẩn này là vụ nổ kỷ Cambri.

Người ta biết rằng tuổi của đá địa chất có thể được xác định theo địa tầng: theo quy luật, các lớp trẻ hơn nằm trên các lớp già hơn. Dựa trên phần còn lại hóa thạch của các sinh vật đã tuyệt chủng làm bão hòa các tảng đá, có thể tái tạo một bức tranh tiến hóa dần dần sự sống trên Trái đất. Tuy nhiên, sự dần dần này đột ngột đứt ra ở độ sâu tương ứng với các lớp của kỷ Cambri "541,0 ± 1,0 triệu năm trước - 485,4 ± 1,9 triệu năm trước). Hầu hết tất cả các loại động vật đa bào hiện đại đều được tìm thấy ở đây, và sau đó - như thể một khoảng không, một loài tiền kỷ bí ẩn, như thể một hành động sáng tạo đã diễn ra ... Hiện tượng này được gọi là vụ nổ kỷ Cambri trong khoa học.

Kỷ Cambri

Tuy nhiên, trên thực tế, các dấu ấn của các loài động vật cổ đại hơn đã được các nhà khoa học phát hiện, nhưng trong một thời gian dài, chúng được quy vào các tầng Cambri và đồng nhất với các nhóm sinh vật phân loại còn tồn tại cho đến ngày nay. Các hiện vật tương tự đã được các nhà địa chất người Đức bắt gặp ở Namibia, Nam Phi vào năm 1908, và bởi R. Sprig ở Ediacara của Nam Úc, vào đầu những năm 1930. Thế kỷ XX, người đã xuất bản năm 1947 tác phẩm "Sứa kỷ Cambri sớm của dãy Flinders ở Nam Úc." Để tránh bị cám dỗ để giải thích những điều chưa biết cho những điều quen thuộc - đối với điều này, nhà nghiên cứu cần có một sự can đảm nhất định. Chỉ trong năm 1952, Viện sĩ Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô B.S. Sokolov xác lập sự tồn tại của người Vendian, một giai đoạn trước kỷ Cambri. “... lần đầu tiên, cái gọi là hệ động vật Ediacaran của bộ xương Metazoa, ban đầu được coi là kỷ Cambri, đã có vị trí địa thời gian thực sự của nó ... Kỷ Vendian (người Vendian) được đặt tên theo bộ tộc Slav cổ nhất của người Vendians (hoặc Wends), người sống ở phía nam Biển Baltic. "

Boris Sergeevich Sokolov

Về vấn đề này, tôi không thể không kể về một trường hợp gây tò mò khi mới 5 tuổi, tôi đã thắng một ứng cử viên khoa học địa chất trong một cuộc tranh cãi về vấn đề này. Một lần nữa, những vị khách lại tụ tập tại nhà chúng tôi, để tổ chức một bữa tiệc mừng gia đình nào đó. Một kỷ nguyên hoàn toàn khác trong cuộc sống của đất nước sắp kết thúc, và giờ đây dường như là một giấc mơ về một Baku Xô Viết thịnh vượng với những bàn đầy trái cây và trứng cá tầm, với những người thân thân thiện đến thăm nhau thường xuyên. Với một người anh họ dưới sự hướng dẫn của một người anh họ lớn tuổi, chúng tôi đã đóng vai phi hành gia vào buổi tối hôm đó, đi du lịch bị bịt mắt trên ngưỡng cửa sổ và tủ, tưởng tượng họ như những hành tinh khác. Và trong thời thơ ấu của tôi, tôi đã có một cuốn sách về cổ sinh vật học "Quá khứ sống của Trái đất", với bảng địa thời gian, trong đó có thời kỳ Vendian ... Bác, khi đó là một ứng cử viên của khoa học địa chất, đã hỏi tôi: thời kỳ đầu tiên là gì , và tôi đã trả lời rằng Vendian. Và người chú trả lời: không, kỷ Cambri. Tôi đã không đồng ý với anh ta. Sau một thời gian, lục lại một số tài liệu, chú tôi thừa nhận rằng những dữ liệu khoa học mới đã xuất hiện, khiến bố mẹ tôi rất thích thú.

Nhưng trở lại vụ nổ kỷ Cambri. Với t.sp. Về mặt địa tầng, không quá khó để trả lời về lý do cho sự gia tăng bùng nổ quan sát được về số lượng tìm thấy trong quá trình chuyển đổi từ kỷ Precambrian sang kỷ Cambri. Trong kỷ Cambri, các sinh vật có xương xuất hiện: vỏ sò, vỏ sò, gai - tất cả những điều này được bảo tồn hoàn hảo dưới dạng hóa thạch. Các hình thể Precambrian có thân mềm và không có xương, một số hoàn cảnh đặc biệt cần thiết để dấu ấn của họ để lại ký ức trong biên niên sử của hành tinh chúng ta, và đó là lý do tại sao người ta không biết gì về họ trong một thời gian dài. Do đó, hiện nay lịch sử thế giới hữu cơ của Trái đất được chia thành 2 eons lớn: Phanerosa - thời đại của sự sống hiển hiện và Cryptosis - thời đại của sự sống ẩn. Nhưng lý do thực sự cho cái gọi là gì. "cuộc cách mạng xương?"

Có rất nhiều phiên bản rất đa dạng về chủ đề này, những người quan tâm luôn có thể làm quen với chúng trên Internet. Trong một thời gian dài, các tài liệu trong nước bị chi phối bởi giả thuyết rằng sự gia tăng nồng độ ion Ca2 + trong nước biển do nguyên nhân địa chất, điều này cần thiết cho việc xây dựng hệ thống bảo vệ chẳng hạn như vỏ sò, vỏ sò, v.v. - lý do. Tuy nhiên, trở lại năm 2007, một phiên bản khác xuất hiện trong đầu tôi dưới dạng hình ảnh trực quan trực quan, có vẻ đơn giản và hợp lý hơn (theo nguyên tắc dao cạo của Occam rằng con đường ngắn nhất dẫn đến sự thật là một đường thẳng). Theo thời gian, rõ ràng là nhiều nhà khoa học giải quyết vấn đề này đã đi theo con đường tương tự, và bây giờ giả thuyết này được đề cập đến ngay cả trong sách giáo khoa sinh học ở trường học của Nga.

“... Hàng ngàn mẫu vật của các đại diện của quần thể sinh vật Vendian đã được nghiên cứu, và không có mẫu vật nào được tìm thấy có vết cắn hoặc tổn thương. Điều này có nghĩa là những kẻ quấy rối sinh học, những kẻ ăn xác sống vĩ mô và những kẻ săn mồi nghiền thức ăn thực tế không có trong hệ sinh thái Vendian. Chất hữu cơ chết chỉ chịu sự phân hủy của vi sinh vật. Nhân tiện, vào năm 2007, ngay cả những sự thật này tôi cũng không biết.

Vì vậy, mối quan hệ động vật ăn thịt - con mồi giữa các sinh vật đa bào chỉ xuất hiện trong kỷ Cambri (mặc dù có bằng chứng, và điều tự nhiên là chúng có nguồn gốc từ kỷ Ediacaran (một tên thay thế cho kỷ Vendian.), Một số động vật bắt đầu tiêu thụ những loài khác, kích động sự bùng nổ kỷ Cambri thông qua sự leo thang của "cuộc chạy đua vũ trang" của kẻ săn mồi và con mồi ". Ở đây chúng tôi muốn nói rằng sự xuất hiện của hô hấp oxy có thể làm tăng tốc độ trao đổi chất và năng lượng, và ở đây trực giác khoa học của tôi đang dò tìm một số nguyên nhân sự thất bại: sự xuất hiện của quan hệ sinh thái đối kháng vật ăn thịt - con mồi được xác định bởi sự tiến bộ, về mặt hiệu quả sử dụng tài nguyên, sự phát triển hương thơm (aromorphosis - một bước nhảy vọt tiến hóa) - sự xuất hiện của quá trình hô hấp oxy. Nếu chúng ta nhớ lại khái niệm như vậy của V. I. Vernadsky như áp lực của cuộc sống, do sự phấn đấu không ngừng của nó một cách thông minh Một mặt thu hoạch sinh khối trong quá trình sinh sản và mặt khác bị hạn chế bởi các nguồn tài nguyên sẵn có, nên thật hợp lý khi cho rằng mối quan hệ kẻ săn mồi - con mồi nảy sinh là kết quả của những gì V.I đã mô tả. Nguyên tắc Vernadsky. Nói tóm lại, một ngày nọ, có quá nhiều người trong số họ, và vũ khí của họ và những thứ họ dùng để bảo vệ mình khỏi nhau cũng biến thành đá ...

Có một giả thuyết cho rằng động vật Vendian có thể ăn tảo cộng sinh cực nhỏ sống trong cơ thể chúng, từ đó tiêu thụ năng lượng mặt trời trong quá trình quang hợp, bởi vì nhiều đại diện của quần thể sinh vật Ediacaran dường như là cư dân của vùng nước nông ngập tràn ánh sáng mặt trời. . Ngoài ra, loại dinh dưỡng này cũng được tìm thấy ở động vật hiện đại. Trong thời kỳ Vendian, cách ăn này cũng có thể là một trong những cách chính. Thế giới của Vendobionts, nơi không ai ăn thịt ai, McMenamin gọi là "Khu vườn của Ediacara", với một ám chỉ rõ ràng là Vườn Địa đàng. Tôi đã có cùng một ám chỉ.

Thế giới Vendian như thế nào? Ngày ngắn hơn 3 giờ, và năm có 420 ngày. Các lục địa khác, các đại dương khác… Thế giới Precambrian được Ya.E mô tả đầy màu sắc. Malakhovskaya và A.Yu. Ivantsov ... "Đáy của những vùng biển nông rộng lớn và những vùng đất trũng được bao phủ bởi những thảm vi khuẩn, ở một số nơi, những rừng tảo giống như dải băng lắc lư." “Đó là một sự băng hà lớn: theo các nhà khoa học, khi đó băng ở biển trôi vào cả vùng nhiệt đới, và vùng đất gần như hoàn toàn bị bao phủ bởi các sông băng. Sau khi kết thúc Kỷ Băng hà, các cộng đồng vi sinh vật và tảo quay trở lại vùng nước nông đã bao gồm các động vật đa bào. Trong số những sinh vật thân mềm này có những con khổng lồ, dài tới 1 mét rưỡi, và những con rất nhỏ, không quá 2-3 mm. Một số bơi hoặc bay lên trong cột nước, một số khác sống ở dưới đáy: bám vào nó, nằm tự do hoặc trườn. “Bất chấp lịch sử kéo dài hàng thế kỷ của việc nghiên cứu các bản in của người Vendian, cho đến gần đây vẫn chưa có câu trả lời thỏa đáng cho câu hỏi sinh vật Vendian là ai - thực vật, động vật, nấm, hoặc thuộc về một vương quốc khác vẫn chưa tồn tại cho đến ngày nay. Hầu hết các nhà nghiên cứu coi chúng là động vật đa bào, có lẽ chỉ vì hình dáng bên ngoài giống với một số động vật không xương sống.

Charnia (Charnia masoni) dẫn đầu một lối sống ít vận động.

Tribrachidium (Tribrachidium heraldicum) ngồi bất động ở phía dưới, chỉ có lớp lông mao ở mặt ngoài khẽ chuyển động. Cilia bắt các hạt hữu cơ nhỏ từ nước và chưng cất chúng từ ngoại vi đến trung tâm đến miệng, thậm chí có thể đến ba miệng.

Dickinsonia (Dickinsonia lissa, Dickinsonia cf. tenuis, Dickinsonia costata)đã bò. Con lớn nhất, dài 1,5 m, đến từ Ediacara.

Kimberella (Kimberella quadrata) phần nào gợi nhớ đến động vật có vỏ.

Yorgiya (Yorgia waggoneri), mặt bụng của cơ thể được bao phủ bởi một thứ tương tự như biểu mô có lông, chìm xuống đáy, ăn đi một phần chất nền bên dưới chính nó (lông mao của biểu mô bắt giữ và di chuyển các phần tử hữu cơ đến miệng). Sau đó, cô ấy bơi đến một nơi khác ... Sau khi khu vực đáy biển nơi động vật chăn thả được bao phủ bởi lớp trầm tích, dấu vết của chúng có thể được bảo tồn nhờ một lớp màng hữu cơ dày đặc mà trên đó chúng được "khắc". .

Ventogyrus (Ventogyrus chistyakovi) có lẽ đã bơi.

Không có ý nghĩa gì khi liệt kê tất cả mọi người trong một bài báo khoa học phổ biến ...

Khi còn là một thiếu niên, ở Baku thời hậu Xô Viết, tôi đã có một giấc mơ đẹp nhất của đời mình. Gót chân tôi mơn trớn làn nước của biển thời tiền sử về đêm. Ở dưới đáy giữa những tảng đá - cát và hoa cà huỳnh quang, bọt biển màu xanh lá cây, xanh ngọc và những bụi cây mơ hồ giống như những polyp san hô ... Gánh nặng của hàng trăm triệu năm tiến hóa tàn khốc và lịch sử loài người sau đó - mọi thứ đều ở phía trước và phía trên. .. Ở đó, trên bờ Biển Vendian, tôi đã được thu hút sự nhẹ nhàng và thanh thản.

Sau đó là trilobite kỷ Cambri. Tôi đã chạm vào vỏ của anh ấy ...

Kỷ Cambri đang tiến lên ... Tôi tỉnh dậy.

Văn chương:

1. Malakhovskaya Ya. E., Ivantsov A. Yu. Một tập bản đồ minh họa đầy màu sắc về các loài động vật thân mềm cổ đại nhất của thời kỳ Vendian // Arkhangelsk, Nhà xuất bản PIN RAS: 2003. 48 tr.
2. Sokolov B. S. Các tiểu luận về sự hình thành của Vendian // M .: KMK Ltd., 1997. 157 tr.
3. Mario Aguilera. Dawn of Carnivores giải thích sự bùng nổ của động vật trong quá khứ xa xôi // Trung tâm Tin tức UC San Diego, ngày 30 tháng 7 năm 2013.
4. Yastrebov S. A. Vụ nổ kỷ Cambri // Hóa học và sự sống, 2016, số 10.
5. Mark A. S. McMenamin. Khu vườn của Ediacara // PALAIOS, Vol. 1, không. 2 (tháng 4 năm 1986), pp. 178-182

Ở định dạng video:

Về kỷ Cambri:

Tất cả các phiên bản của "Evolution":

Darwin cho rằng sự phát triển của bất kỳ loài nào từ tổ tiên của nó là một quá trình thay đổi lâu dài và dần dần trải qua vô số dạng trung gian.

Ông nhận ra rằng nếu lý thuyết của ông là đúng, thì phải có hàng ngàn dạng trung gian này. Hơn nữa, ông nhận thức được rằng sức mạnh của lý thuyết của mình phụ thuộc vào sự tồn tại của các dạng này.

Vì vậy, Darwin đã viết rằng “giữa tất cả các loài còn sống và đã tuyệt chủng phải có một số lượng không thể tưởng tượng được của các mối liên hệ trung gian và chuyển tiếp. Nhưng không nghi ngờ gì nữa, nếu lý thuyết này là đúng, thì những thứ như vậy đã tồn tại trên Trái đất của chúng ta.

Nhưng tại sao, sau đó, ông tự hỏi và bày tỏ sự nghi ngờ của chính mình, "chúng ta không tìm thấy chúng mà không tính trong các trầm tích của vỏ trái đất?" Ông đau đớn nhận ra sự khan hiếm của các hóa thạch như vậy trong các tầng địa chất, nhưng ông đã lừa dối bản thân và độc giả: "Câu trả lời chủ yếu là dữ liệu không đầy đủ như người ta thường tin."

Tuy nhiên, sự thật này không khiến ông nghỉ ngơi, và thậm chí ông còn dành hẳn một chương cho nó trong cuốn sách của mình, tranh luận về chủ đề "sự không đầy đủ của dữ liệu địa chất".

Mặc dù có lý lẽ vững chắc, nhưng rõ ràng ông vẫn cảm thấy hơi bất an về tình huống này, ngay khi ông thấy cần phải tuyên bố trên báo chí rằng trong "các thời đại tương lai ... nhiều mối liên hệ hóa thạch sẽ được phát hiện."

Hứng thú với lý thuyết và tin tưởng rằng bằng cách nắm bắt nhiều địa tầng chứa hóa thạch hơn, họ sẽ lấp đầy thành công sự "chưa hoàn thiện" này, các nhà địa chất và cổ sinh vật học (các nhà khoa học nghiên cứu hóa thạch) đã thực hiện những nỗ lực khổng lồ để lấp đầy những khoảng trống trong mẫu hóa thạch.

Đáng ngạc nhiên là với nguồn lực khổng lồ đã được sử dụng để giải quyết vấn đề trong nhiều năm, những nỗ lực này đã không mang lại kết quả. Giáo sư Gould nói rằng "sự cực hiếm của các dạng chuyển tiếp trong lịch sử hóa thạch tiếp tục được bảo vệ như là bí mật kinh doanh của cổ sinh vật học."

Năm 1978, đồng nghiệp của Gould, Giáo sư Niles Eldridge, thừa nhận trong một cuộc phỏng vấn rằng "không ai có thể tìm thấy bất kỳ sinh vật 'trung gian' nào: không có 'kết nối bị thiếu' nào trong hồ sơ hóa thạch, và nhiều nhà khoa học hiện đang ngày càng có xu hướng tin rằng chúng các hình thức chuyển tiếp không bao giờ tồn tại. "

Giáo sư Stephen Stanley viết: “Trên thực tế, trong lịch sử hóa thạch không có một trường hợp nào được xác nhận một cách thuyết phục về sự chuyển đổi của loài này sang loài khác. Ngoài ra, các loài đã tồn tại trong một thời gian dài đáng kinh ngạc ”. Chẳng hạn, không ai có thể tìm thấy một con hươu cao cổ hóa thạch với chiếc cổ cỡ trung bình.

Nếu lịch sử hóa thạch từ chối cho thấy các kết nối mong đợi, nó sẽ làm gì biểu tình? Và cô ấy là gì chứng minh?

lịch sử hóa thạch

Lịch sử hóa thạch như chúng ta biết bắt đầu từ cái mà các nhà địa chất gọi là kỷ Cambri, mà họ ước tính là khoảng 590 triệu năm trước. Một số hóa thạch nhỏ đã được tìm thấy trong đá từ thời gian trước đó: một vài vi khuẩn và một số sinh vật rất khác thường, không giống bất cứ thứ gì được tìm thấy trước đây hoặc kể từ đó, hệ động vật Ediacaran, khoảng 565 triệu năm tuổi.

Nhưng tất cả dường như đã chết ngay sau đó. Có vẻ như một vài bài tập huấn luyện được viết nguệch ngoạc trong cuốn sách sự sống, sau đó bị gạch bỏ bằng một dòng chữ dày: từ thời điểm đó, sự tiến hóa thực sự đã bắt đầu - hoặc ít nhất là một cái gì đó đã bắt đầu.

Và điều này có một đặc điểm ấn tượng: liên quan đến vương quốc động vật, mọi thứ xuất hiện cùng một lúc. Quá đột ngột và bí ẩn là sự xuất hiện của nhiều dạng sống tại thời điểm đó mà các nhà khoa học, như chúng ta đã thấy, nói về vụ nổ kỷ Cambri, xảy ra, theo dữ liệu của họ, khoảng 530 triệu năm trước.

Khám phá đáng kinh ngạc nhất là các loài động vật thuộc tất cả các dạng đã biết, dù là hóa thạch hay sống, sau đó đều được sinh ra. Trong thời kỳ này, cuộc sống đã chọn những hình thức cơ bản của nó và không thay đổi chúng nữa.

Hơn nữa, mặc dù toàn bộ kỷ Cambri được cho là đã kéo dài khoảng 85 triệu năm, nhưng sự xuất hiện thực tế của tất cả các dạng mới này có lẽ chỉ diễn ra trong khoảng 10 triệu năm hoặc ít hơn.

Nói cách khác, lịch sử sự sống trên Trái đất cho thấy khoảng 2% sự sáng tạo và 98% sự phát triển tiếp theo.

Sơ đồ phân loại động vật đơn giản CÁC TỔ CHỨC SỐNG HIỆN NAY| Vương quốc động vật| PHILUM / Eumetazoa(đa bào thực sự)| TYPE / Chordata (hợp âm)| SUBTYPE / Vertebrata (động vật có xương sống)| CLASS / Mammalia (động vật có vú)| ĐẶT HÀNG / Carnivora (động vật ăn thịt)| FAMILY / Felidae (mèo)| ROD / Felis (mèo)| LOÀI / catus> Felis catus (mèo nhà)

Theo cấu trúc của chúng, tất cả các sinh vật sống đều được phân loại đầu tiên. Một hệ thống phức tạp đã được phát triển chia mọi dạng sống thành hai vương quốc rộng lớn - vương quốc động vật và vương quốc thực vật. Đến lượt chúng, chúng được chia nhỏ trước tiên thành các cụm (từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là "bộ lạc"), và sau đó thành các đơn vị nhỏ hơn bao giờ hết, xuống các loài và phân loài.

Giới động vật thường được chia thành ba mươi bảy phyla. Tất cả những phyla này đều phát sinh trong kỷ Cambri. Kể từ đó, quá trình tiến hóa chỉ diễn ra theo đường sửa đổi của kế hoạch cơ bản. Ngoài ra, không có bằng chứng về bất kỳ sự phát triển trước đây của chúng. Không có bằng chứng nào cho thấy chúng "tiến hóa" theo nghĩa Darwin của thuật ngữ này. Tất cả chúng đều xuất hiện trong lịch sử hóa thạch - những sinh vật đã được hình thành hoàn chỉnh với những đặc điểm rất riêng biệt của chúng.

Các nhà khoa học đang bối rối. Giáo sư Jeffrey Levintop của Đại học New York đặt câu hỏi: “Mọi thay đổi tiến hóa kể từ kỷ Cambri đều chỉ là những biến thể về các chủ đề cơ bản giống nhau”. Anh ấy không có câu trả lời.

Điều rất rõ ràng từ hồ sơ địa chất là sự ổn định này là tiêu chuẩn. Các dạng hóa thạch của động vật hoặc thực vật xuất hiện, tồn tại và phát triển hàng triệu năm, rồi biến mất - nhưng cấu trúc của chúng ít thay đổi.

Nếu có bất kỳ thay đổi nào được quan sát thấy, thì chúng có tính chất từ ​​từ và chủ yếu bị giới hạn bởi kích thước: toàn bộ động vật hoặc thực vật tăng lên - hoặc các dấu hiệu riêng lẻ của chúng. Người ta không quan sát thấy rằng một dạng này thay đổi thành dạng khác, thậm chí là một dạng tương đối gần: chuột không bao giờ tiến hóa thành chuột; con chim sẻ không bao giờ trở thành một con chim hét.

Ngoài ra, những thay đổi như vậy, rõ ràng là rất chọn lọc. Một số lượng lớn các sinh vật sống trên Trái đất cho đến ngày nay đã không trải qua bất kỳ thay đổi đáng kể nào về cấu trúc của chúng trong suốt thời gian dài tồn tại của chúng. Điều này đi ngược lại với tất cả những mong đợi của Darwin.

Hàu và động vật hai mảnh vỏ hiện nay có vỏ: chúng xuất hiện lần đầu tiên cách đây khoảng 400 triệu năm. Coelacanth và cá phổi đã sống trên Trái đất mà không có bất kỳ thay đổi đáng kể nào trong khoảng 300 triệu năm. Cá mập đã duy trì hình dáng hiện tại của chúng trong 150 triệu năm. Cá tầm, rùa caiman, cá sấu và heo vòi - tất cả những loài này đã thể hiện sự ổn định đáng ghen tị về hình thức trong hơn 100 triệu năm.

Các ô opossum hiện đại khác với những ngôi nhà sống cách đây 65 triệu năm chỉ ở những điểm rất nhỏ. Con rùa đầu tiên có mai như ngày nay; những con rắn đầu tiên hầu như không khác gì những con rắn hiện đại; dơi cũng hầu như không thay đổi, ếch và kỳ nhông cũng vậy.

Vậy thì điều gì đã khiến cho quá trình tiến hóa dừng lại? Hoặc có một số cơ chế hoặc yếu tố khác trong công việc?

Một ví dụ thường được sử dụng để chứng minh sự tiến hóa là con ngựa. Người ta cho rằng nó bắt đầu với một hyracotherium nhỏ có bốn ngón sống cách đây 55 triệu năm và phát triển thành hiện đại Equus, sống khoảng 3 triệu năm. Ở khắp mọi nơi, bạn có thể thấy các sơ đồ trang nhã và thuyết phục và các trưng bày trong bảo tàng mô tả quá trình tiến hóa liên tục của loài ngựa. Họ đã chứng minh một cách khéo léo cách các ngón tay dần dần hội tụ thành một, kích thước của con vật tăng lên rõ rệt như thế nào, và răng thay đổi như thế nào với sự thay đổi trong chế độ ăn uống.

Tuy nhiên, các chuyên gia hiện nay thường chấp nhận rằng đường thẳng về sự biến đổi chậm nhưng chắc chắn của một con vật cỡ chó thành con ngựa lớn ngày nay là "phần lớn là ngụy tạo." Vấn đề là - và đây là vấn đề phổ biến trong việc tái tạo lại quá trình tiến hóa từ dữ liệu hóa thạch - có nhiều khoảng cách giữa các loài ngựa hóa thạch khác nhau được đưa vào loạt bài này.

Bắt đầu từ loại đầu tiên hyracotheria, tổ tiên của ai vẫn còn là một bí ẩn, không có mối liên hệ nào với con ngựa "thứ hai" được cho là được biết đến, v.v.

Những gì chúng ta có không phải là một dòng phát triển, nó thậm chí không phải là một cây phả hệ dẫn đến hiện đại Equus, nhưng nó là một cây bụi to lớn, trong đó chỉ có thể nhìn thấy phần ngọn của nhiều nhánh, và bất kỳ câu hỏi nào về sự tồn tại của thân cây vẫn còn bỏ ngỏ.

Trong bất kỳ khoảng thời gian nào, đã có một số loại ngựa khác nhau - một số có bốn ngón tay, một số ít hơn, một số có răng lớn, một số khác có răng nhỏ. Ngựa cũng tăng kích thước đầu tiên, sau đó giảm, và sau đó tăng trở lại. Và như một nguồn kích thích liên tục - sự vắng mặt của các loài hợp nhất.

Cuối cùng, chúng ta cũng phải công nhận rằng con ngựa được cho là của tổ tiên không phải là tất cả những gì khác với con ngựa hiện đại. Ngoài một số thay đổi nhỏ đối với bàn chân và răng và sự gia tăng kích thước, không có nhiều thay đổi đáng kể.

Sự khác biệt rất nhỏ này, được trình bày như bằng chứng về sự tiến hóa, ngay cả khi là sự thật, hầu như không gây ấn tượng trong 52 triệu năm đã đi vào nó. Nói một cách thẳng thắn, việc coi chuỗi giả này là bằng chứng của sự tiến hóa là một hành động của đức tin hơn là một sự thật khoa học.

Nguồn gốc đột ngột của các loài

Lịch sử hóa thạch được đặc trưng bởi hai điều. Đầu tiên, như chúng ta đã thấy, là sự ổn định của các dạng thực vật hoặc động vật khi chúng đã xuất hiện. Thứ hai là sự đột ngột mà các hình thức này xuất hiện và trên thực tế, sau đó biến mất.

Độ chính xác của lịch sử hóa thạch

Tổng số động vật có xương sống trên cạn 43

Tổng số được ghi lại trong lịch sử hóa thạch 42

Như vậy, tỷ lệ hóa thạch được phát hiện là 97,7%

Tổng số họ động vật có xương sống trên cạn còn sống 329

Tổng số được ghi lại trong lịch sử hóa thạch 261

Như vậy, tỷ lệ hóa thạch được phát hiện là 79,3%

Chúng ta có thể kết luận rằng lịch sử hóa thạch cung cấp một bức tranh thống kê chính xác về các dạng sống đã từng tồn tại trên Trái đất. Do đó, viện dẫn về sự không đầy đủ của mẫu hóa thạch như một cách giải thích những lỗ hổng là không thuyết phục lắm.

Các dạng mới phát sinh trong lịch sử hóa thạch mà không có tổ tiên rõ ràng; cũng như đột ngột, họ biến mất mà không để lại bất kỳ hậu duệ rõ ràng nào. Có thể nói, trên thực tế bằng chứng hóa thạch là lịch sử của một chuỗi sáng tạo khổng lồ, được thống nhất chỉ bởi sự lựa chọn hình thức, chứ không phải bởi các mối liên hệ tiến hóa.

Giáo sư Gould đã tóm tắt tình hình như vậy: “Ở bất kỳ khu vực cụ thể nào, một loài không phát sinh dần dần bởi sự biến đổi có kế hoạch của tổ tiên nó; nó xuất hiện đột ngột, ngay lập tức và "hình thành đầy đủ".

Chúng ta có thể quan sát quá trình này ở hầu hết mọi nơi. Chẳng hạn, khi khoảng 450 triệu năm trước, những thực vật hóa thạch đầu tiên trên đất xuất hiện, chúng đã nảy sinh mà không có bất kỳ dấu hiệu nào của sự phát triển trước đó. Và ngay cả trong đó thời kỳ đầu tất cả các giống chính đều có mặt.

Theo thuyết tiến hóa, điều này không thể xảy ra - trừ khi chúng ta cho phép điều đó không ai từ các dạng liên kết dự kiến ​​không được hóa thạch, tức là không biến thành một hóa thạch. Điều này có vẻ rất khó xảy ra.

Thực vật có hoa cũng vậy: mặc dù giai đoạn trước khi chúng xuất hiện được đặc trưng bởi rất nhiều loại hóa thạch, nhưng không có dạng nào được tìm thấy có thể là tổ tiên của chúng. Nguồn gốc của chúng cũng vẫn chưa rõ ràng.

Điều bất thường tương tự cũng được tìm thấy trong vương quốc động vật. Cá có gai và não xuất hiện lần đầu tiên cách đây khoảng 450 triệu năm. Tổ tiên trực tiếp của họ không được biết. Và một đòn giáng bổ sung vào thuyết tiến hóa là loài cá đầu tiên không có hàm nhưng có vỏ này có một bộ xương một phần xương.

Hình ảnh thường được trình bày về sự tiến hóa của bộ xương sụn (như ở cá mập và cá đuối) thành bộ xương có xương, nói thẳng ra là không chính xác. Trên thực tế, những con cá không xương này xuất hiện trong lịch sử hóa thạch 75 triệu năm sau.

Ngoài ra, một giai đoạn thiết yếu trong quá trình tiến hóa của cá là sự phát triển của hàm. Tuy nhiên, loài cá có hàm đầu tiên trong lịch sử hóa thạch đã xuất hiện đột ngột, và không thể chỉ ra bất kỳ loài cá không hàm nào trước đó là nguồn gốc của sự tiến hóa trong tương lai của nó.

Một điều kỳ lạ khác: cá đèn - loài cá không hàm - tồn tại hoàn hảo cho đến ngày nay. Nếu bộ hàm mang lại lợi thế tiến hóa như vậy, thì tại sao loài cá này lại không bị tuyệt chủng? Không kém phần bí ẩn là sự phát triển của các loài lưỡng cư - loài động vật sống dưới nước có khả năng thở không khí và sống trên cạn. Như Tiến sĩ Robert Wesson giải thích trong cuốn sách Vượt ra ngoài sự lựa chọn tự nhiên của mình:

“Các giai đoạn mà cá đã tạo ra sự sống cho động vật lưỡng cư vẫn chưa được biết rõ… những động vật trên cạn đầu tiên xuất hiện với bốn chi phát triển tốt, xương vai và xương chậu, xương sườn và một cái đầu khác biệt… Vài triệu năm sau, hơn 320 triệu năm trước, đột nhiên xuất hiện trong lịch sử hóa thạch hàng chục bộ lưỡng cư, không có loài nào dường như là tổ tiên của loài nào khác. "

Động vật có vú cho thấy sự phát triển đột ngột và nhanh chóng giống nhau. Các loài động vật có vú sớm nhất là những động vật nhỏ, bí mật trong thời đại khủng long, cách đây 100 triệu năm hoặc hơn. Sau đó, sau sự tuyệt chủng bí ẩn và vẫn chưa được giải thích của loài thứ hai (khoảng 65 triệu năm trước), hơn một chục nhóm động vật có vú xuất hiện trong lịch sử hóa thạch cùng một lúc - khoảng 55 triệu năm trước.

Trong số các hóa thạch của thời kỳ này có các mẫu hóa thạch của gấu, sư tử và dơi, mang dáng vẻ hiện đại. Và điều làm phức tạp thêm bức tranh là chúng không xuất hiện ở một khu vực cụ thể, mà đồng thời ở Châu Á, Nam Mỹ và Nam Phi. Trên hết, không chắc rằng các loài động vật có vú nhỏ trong thời đại khủng long thực sự là tổ tiên của các loài động vật có vú sau này.

Tất cả lịch sử hóa thạch đều tràn ngập những khoảng trống và bí ẩn. Ví dụ, không có liên kết hóa thạch nào được biết đến giữa động vật có xương sống đầu tiên và các sinh vật nguyên thủy của thời kỳ trước đó - hợp âm - được coi là tổ tiên của động vật có xương sống.

Các loài lưỡng cư tồn tại ngày nay rất khác biệt so với các loài lưỡng cư đầu tiên được biết đến: có khoảng cách 100 triệu năm giữa các dạng cổ đại và muộn hơn này trong lịch sử hóa thạch. Có vẻ như thuyết tiến hóa của Darwin đang tan thành cát bụi trước mắt chúng ta. Có thể bằng cách nào đó, ý tưởng của Darwin về "chọn lọc tự nhiên" có thể được cứu vãn, nhưng chỉ ở dạng đã được sửa đổi đáng kể.

Rõ ràng là không có bằng chứng về sự phát triển của bất kỳ dạng thực vật hoặc động vật mới nào. Chỉ khi nào dạng sống đã xuất hiện thì có lẽ chỉ khi đó, chọn lọc tự nhiên mới phát huy vai trò của nó. Nhưng nó chỉ hoạt động trên những gì đã tồn tại.

Không chỉ các nhà khoa học, sinh viên các trường cao đẳng, đại học cũng tiến hành thí nghiệm nhân giống ruồi giấm - Drosophila. Họ được cho biết rằng họ đang trưng ra bằng chứng rõ ràng về sự tiến hóa. Chúng biến đổi loài, khiến cô ấy có đôi mắt với nhiều màu sắc khác nhau, một cái chân mọc ra khỏi đầu, hoặc có lẽ là một bộ ngực đôi.

Có lẽ họ thậm chí còn quản lý để phát triển một con ruồi có bốn cánh thay vì hai cánh như bình thường. Tuy nhiên, những thay đổi này chỉ là sự sửa đổi các đặc điểm loài đã có của loài ruồi: ví dụ như bốn cánh không gấp đôi so với hai cánh ban đầu. Không bao giờ có thể tạo bất kỳ mới nào cơ quan nội tạng Làm thế nào nó không thể biến một con ruồi giấm thành một cái gì đó giống như một con ong hoặc một con bướm. Bạn thậm chí không thể biến nó thành một loại ruồi khác.

Như mọi khi, cô ấy vẫn là một đại diện của chi Drosophila."Chọn lọc tự nhiên có thể giải thích nguồn gốc của sự thay đổi thích nghi, nhưng nó không thể giải thích nguồn gốc của các loài." Và ngay cả ứng dụng hạn chế này cũng gặp vấn đề.

Chẳng hạn, chọn lọc tự nhiên có thể giải thích bằng cách nào việc con người, loài sinh vật duy nhất, có các nhóm máu khác nhau? Làm thế nào ông có thể giải thích rằng một trong những loài hóa thạch sớm nhất mà khoa học biết đến, loài ba ba tuổi Cambri, có một con mắt phức tạp và hiệu quả đến nỗi nó chưa bị bất kỳ thành viên nào trong họ của ông vượt qua? Và làm thế nào mà lông vũ có thể tiến hóa? Tiến sĩ Barbara Stahl, tác giả của một công trình học thuật về sự tiến hóa, thừa nhận: "Làm thế nào chúng sinh ra, có lẽ là từ vảy bò sát, nằm ngoài phân tích."

Ngay từ đầu, Darwin đã biết rằng mình đang phải đối mặt với những vấn đề sâu sắc. Ví dụ, sự phát triển của các cơ quan phức tạp đã phá hủy lý thuyết của ông đến giới hạn. Cho đến khi một cơ quan như vậy bắt đầu hoạt động, tại sao chọn lọc tự nhiên lại khuyến khích sự phát triển của nó? Như Giáo sư Gould hỏi, “Việc sử dụng các công đoạn thô sơ không hoàn hảo, các cấu trúc có lợi là gì? Công dụng của nửa hàm hay nửa cánh là gì? ” Hoặc có lẽ là một nửa con mắt? Câu hỏi tương tự nảy sinh đâu đó trong tâm trí Darwin. Năm 1860, ông thú nhận với một đồng nghiệp: "Đôi mắt cho đến ngày nay khiến tôi rùng mình." Và không có gì lạ.

Đề xuất sự tiến hóa của động vật có xương sống. Biểu đồ này cho thấy sự đa dạng của các nhóm động vật có xương sống đã lan rộng từ thời đó. Các đường chấm chấm biểu thị các liên kết bị thiếu bắt buộc phải có - để liên kết các nhóm này với nhau - thuyết tiến hóa. Những liên kết này đã không được tìm thấy trong lịch sử hóa thạch.

Một ví dụ cuối cùng - bằng chứng, nếu bạn muốn - rằng sự chọn lọc tự nhiên (nếu nó thực sự là một cơ chế thay đổi thực sự) đòi hỏi nhiều hiểu biết hơn là thực tế liên quan đến các chức năng sinh lý của con lười, được đưa ra bởi Tiến sĩ Wesson:

“Thay vì đi tiểu ngay lập tức, giống như các loài sống trên cây khác, con lười tiết kiệm phân của nó trong một tuần hoặc hơn, điều này không dễ dàng đối với một loài động vật ăn thực vật thô. Sau đó, anh ta đi xuống đất, nơi mà anh ta không bước lên, đi vệ sinh và chôn phân.

Hành vi nguy hiểm này được cho là có lợi thế tiến hóa của việc bón phân cho ngôi nhà trên cây. Đó là, một loạt các đột biến ngẫu nhiên dẫn đến thực tế là con lười đã phát triển một thói quen không giống như anh ta trong việc quản lý các nhu cầu sinh lý và điều này đã cải thiện chất lượng của tán lá của cây mà anh ta đã chọn đến mức khiến anh ta có nhiều hơn nhiều con cháu hơn những con lười phóng uế trực tiếp trên cây… ”

Liệu sự tiến hóa có những hình thức hoặc phương thức "chọn lọc tự nhiên" nào khác mà chúng ta thậm chí còn chưa biết về nó, hay là cần phải sử dụng một thứ gì đó hoàn toàn khác để giải thích sự lan truyền đột ngột trong lịch sử hóa thạch - có lẽ là một cảm giác hài hước của vũ trụ?

Tiến hóa sai

Các vấn đề với dữ liệu hóa thạch đã được biết ngay từ đầu. Trong một thế kỷ hoặc lâu hơn, các nhà khoa học chỉ đơn giản hy vọng rằng những vấn đề chỉ là tạm thời, rằng những khám phá sẽ được thực hiện để lấp đầy những khoảng trống. Hoặc có lẽ một số bằng chứng sẽ được tìm thấy rằng những khoảng trống này không phải do các vấn đề với quá trình tiến hóa, mà là do sự bất thường của quá trình địa chất.

Tuy nhiên, cuối cùng, sự kiên nhẫn bắt đầu cạn kiệt. Sự đồng thuận trong giới khoa học bị phá vỡ vào năm 1972 khi Stephen Jay Gould và Niles Eldridge trình bày một bài báo chung mang tính cách mạng tại một hội nghị về sự tiến hóa. Báo cáo của họ đã bác bỏ trực tiếp lý thuyết của Darwin.

Họ lập luận rằng mặc dù hồ sơ hóa thạch chắc chắn còn lâu mới đạt yêu cầu, nhưng sự xuất hiện đột ngột của các loài mới được quan sát thấy không phải là bằng chứng cho thấy hồ sơ hóa thạch chưa hoàn thiện, mà là phản ánh thực tế. Nguồn gốc của các loài có thể không từ từ quá trình tiến hóa, nhưng một quá trình trong đó thời gian dài ổn định đôi khi bị phá vỡ bởi những thay đổi lớn đột ngột trong các dạng sống. Với lập luận này, Gould và Eldridge có thể giải thích sự vắng mặt của "các liên kết bị thiếu": họ lập luận rằng chúng đơn giản là không tồn tại.

Cũng như giải thích có lẽ lịch sử hóa thạch, ý tưởng này vẫn dựa trên quan điểm cho rằng sự phát triển của sự sống là hỗn loạn, ngẫu nhiên. Tuy nhiên, có thể cho thấy rằng sự tiến hóa, dù nó có thể đã diễn ra, nhưng chưa chắc đã quá trình ngẫu nhiên.

Các chương trình phát triển cho các dạng thực vật và động vật được chứa trong mã di truyền. Mã này rất phức tạp và số lượng các biến thể có thể liên quan là rất lớn. Có thể mã này đã phát triển một cách ngẫu nhiên? Một người quen đơn giản với các con số cho thấy rằng điều này không thể xảy ra. Ví dụ, nếu một con khỉ đang ngồi bên máy đánh chữ, gõ ngẫu nhiên vào các phím mỗi giây, thì sẽ mất bao lâu để con khỉ - tình cờ - nghĩ ra một từ có nghĩa gồm mười hai chữ cái? Để làm được điều này, sẽ mất gần 17 triệu năm.

Sẽ mất bao lâu để cùng một con khỉ - tình cờ - có được một câu có nghĩa gồm 100 chữ cái - một chuỗi ký tự ít phức tạp hơn nhiều so với mã di truyền? Xác suất của điều này thấp đến mức tỷ lệ chọi với nó vượt quá tổng số nguyên tử trong toàn vũ trụ. Trên thực tế, chúng ta nên nói về việc không thể tạo ngẫu nhiên một chuỗi 100 ký tự có ý nghĩa. Vẫn có thể kết luận rằng không thể có chuyện mã di truyền phức tạp của sự sống có thể tình cờ xảy ra, theo yêu cầu của thuyết tiến hóa.

Nhà thiên văn học Fred Hoyle, với độ chính xác đặc trưng, ​​đã viết rằng xác suất vô tình tạo ra các dạng sống cao hơn tương tự như xác suất "một cơn lốc xoáy quét qua bãi phế liệu có thể thu thập một chiếc Boeing 747."

Và trong trường hợp này, nếu mã di truyền không được tạo ra bởi một quá trình ngẫu nhiên, thì phải giả định rằng nó được tạo ra bởi một quá trình không ngẫu nhiên. Suy nghĩ này có thể dẫn chúng ta đến đâu?

Tiến hóa có hướng dẫn

Năm 1991, cuốn sách "Vượt ra ngoài sự lựa chọn tự nhiên" của Wesson đã trở thành một thách thức mới và mạnh mẽ đối với khoa học chính thống. Ông bác bỏ sự gắn bó với thuyết tiến hóa Darwin như là "một niềm đam mê với giấc mơ cổ xưa về vũ trụ, được ví như một chiếc đồng hồ khổng lồ." Wesson chỉ ra rằng không có con vật nào có thể bị coi là sống biệt lập.

Anh ấy mời chúng ta có một cái nhìn rộng hơn: “Các sinh vật tiến hóa như một phần của cộng đồng, nghĩa là, như một hệ sinh thái ... tất yếu sẽ tiến hóa cùng nhau. Đúng hơn, chúng ta cần nói không phải về nguồn gốc của các loài, mà là về sự phát triển của các hệ sinh thái ... "

Trong một bản sửa đổi thực sự triệt để, Wesson đề xuất áp dụng những phát hiện của thuyết hỗn loạn vào quá trình tiến hóa để hiểu được tất cả các hiện tượng kỳ lạ và kỳ lạ mà chúng ta quan sát được cả trong dữ liệu hóa thạch và trong các sinh vật sống.

5. Hóa thạch

6. Equus, hoặc ngựa thật.

Từ cuốn sách "Khảo cổ học bị cấm" của M. Baigent.