2.2. Fanerozoikum. Fauna kambrijského období. Kambrijský výbuch

2.2. Fanerozoikum. Fauna kambrijského období. Kambrijský výbuch

Kambrijské období začalo asi před 570 miliony let, možná o něco dříve, a trvalo 70 milionů let. Začátek tohoto období byl položen úžasně silnou evoluční explozí, během níž se na Zemi poprvé objevili zástupci většiny hlavních skupin zvířat, známých moderní vědě (obr. 2.2.1). Toto období byl rozkvět evolučních výstředníků. Například moře obývali bezobratlí s obrněnými těly, složitýma očima a mnoha nohami, která se nacházela tím nejúžasnějším způsobem.

Hranice mezi prekambrií a kambriem prochází horninami, ve kterých jsou najednou objeveny úžasné rozmanitosti zvířecích zkamenělin s minerálními kostrami - výsledek „kambrijské exploze“ forem života.

Zvířata, dokud nevytvořila pevné kostry, velmi zřídka přežila ve formě zkamenělin. V důsledku toho se k nám dostalo jen velmi málo informací.

Proč ale tolik zvířat vyvinulo kostry právě teď, a ne dříve, v prekambrii? Zdá se, že pro uložení minerálů nezbytných pro tvorbu kostry v těle zvířete je zapotřebí určité množství kyslíku. Koncentrace kyslíku v atmosféře k tomu snad stačila až v rané kambriu.

První kostry sestávaly převážně z uhličitanu vápenatého. Noví predátoři jedli starověké stromatolitové útesy a oni, když se zhroutili, vrhali do vody oceánů stále více vápníku, vhodného pro tvorbu koster a skořápek. Mušle a skořápky sloužily nejen jako spolehlivá opora těla zvířat, ale také je chránily před hojnými predátory, kteří se objevovali kolem.

Tužší kostry umožnily zvířatům přejít na nový způsob života: dokázali se zvednout nad spodní bahno, a proto se pohybovat rychleji po mořském dně. Jakmile se u zvířat vyvinuly kloubové končetiny, byla jim k dispozici široká škála pohybových režimů, včetně chůze a plavání. Štětinaté končetiny byly vhodné i pro filtrování potravy z mořské vody a kloubní ústní orgány otevřely nové možnosti pro zachycení kořisti.

Kambrická evoluční exploze je jednou z největších záhad v historii života na Zemi. Trvalo 2,5 miliardy let, než se nejjednodušší buňky vyvinuly ve složitější eukaryotické buňky, a dalších 700 milionů let vznikly první mnohobuněčné organismy. A pak, za pouhých 100 milionů let, byl svět obýván neuvěřitelnou rozmanitostí mnohobuněčných zvířat. Od té doby, více než 500 milionů let, se na Zemi neobjevil jediný nový typ (zásadně odlišná stavba těla) zvířat.

V kambrijském období existovaly na Zemi obrovské oblasti obsazené kontinentálním šelfem neboli kontinentálními mělčinami. Byly zde vytvořeny ideální podmínky pro život: dno pokryté vrstvou měkkého bahna a teplé vody. Do této doby se v atmosféře vytvořilo hodně kyslíku, i když kyslíku bylo méně než dnes. Vývoj tvrdých krytů vedl ke vzniku nových forem života, jako jsou členovci, členovci. Zvířata potřebovala nové způsoby, jak se chránit před novými vysoce organizovanými predátory. Prostředky jejich ochrany se zlepšily - a již dravci museli vyvinout nové metody lovu, aby překonali odpor kořisti.

Během kambrijského období hladina moře opakovaně stoupala a klesala. Současně některé populace vymřely a jejich stanoviště obsadila jiná zvířata, která se zase musela přizpůsobit novým životním podmínkám. Kambrijská zvířata (obr. 2.2.2) postupem času ovládala stále více specializovaných způsobů krmení. Fauna se stala rozmanitější a vedle sebe mohlo existovat stále více druhů zvířat, aniž by předstírali potravní zdroje sousedů. Už nikdy na naší planetě nebude tolik neobsazených ekologických mezer a tak slabá konkurence mezi druhy - jinými slovy takové neomezené možnosti experimentování ze strany přírody.

Člověk má dojem, že během „evoluční exploze“ kambrijského období příroda téměř záměrně experimentovala s obrovským množstvím velmi odlišných forem života. Pravda, nakonec jich dodnes přežilo jen velmi málo. Během kambria vzniklo mnoho podivných typů a „projektů“ struktury zvířat, které již dávno zmizely z tváře naší planety. V té době nám bylo známo mnoho skupin zvířat. Ve skutečnosti se na konci kambrijského období objevily téměř všechny současné druhy pevných zvířat. Některá zvířata, která v této době žila, již měla poměrně složité mozky, srovnatelné s mozky moderního hmyzu a některých korýšů.

Proč tedy evoluce od té doby neplodila nové druhy zvířat? Možná došlo k nějakým změnám v jejich genetické struktuře a oni ztratili schopnost tak rychle se transformovat? Nebo velká rozmanitost druhů vytvořila nejsilnější mezidruhovou konkurenci a ponechala příliš malý prostor pro experimentování? Jedna věc je jistá: v dnešní době je každý volný ekologický výklenek okamžitě zaplněn již existujícími zvířaty, dokonale přizpůsobenými tomuto prostředí.

Rýže. 2.2.3. Trilobiti. Evoluční exploze raného kambria dala vzniknout celé řadě tvorů. Nejdůležitější z nich jsou trilobiti (obr. 2.2.3), členovci, v mnohém podobní moderním krabům podkovy. Jejich těla byla pokryta skořápkami podobnými štítu. Většina raných trilobitů žila na mořském dně, ale někteří plavali ve vodě nad mořským dnem a dost pravděpodobně lovili své příbuzné, kteří žili v bahně. Trilobiti byli také prvními zvířaty, která známe s vysoce vyvinutým zrakem. Stejně jako oči moderního hmyzu a korýšů byly oči trilobitů složité a sestávaly ze shluků drobných čoček. Ukázalo se, že tyto čočky jsou dostatečně silné, aby přežily ve fosilní formě.

Spolu s trilobity v kambriu jsou lobopodi předchůdci členovců, mezi něž patří moderní hmyz, korýši a pavoukovci získávají pevnou kostru. Proces vzniku exoskeletu hmyzu začal tím, že končetiny jejich předků tehdy žili, jako například „chodící kaktus“ (Diania cactiformis), a mnoho z nich používalo k získávání potravy speciální nohy.

Rýže. 2.2.4 Mořská fauna kambrijského období. V mořské vodě žilo také mnoho dalších organismů (obr. 2.2.4). Vytvořili potravní řetězec (sled živých věcí, které si navzájem slouží jako potravu), v jehož jádru byly miliony plovoucích řas a mikroskopická zvířata. U některých z nich, jako například foraminifera a primitivní krevety, které se objevily v prekambrii, se postupně vyvinuly tvrdé kryty. Mořské vlny přenášely medúzy a příbuzná zvířata z místa na místo a na konci kambrijského období se v mořích objevili vysoce organizovaní predátoři, například hlavonožci, kteří byli předky moderních chobotnic a chobotnic, nebo primitivní skořápkové ryby. Předkové moderních chobotnic byli malí, velikosti 2–5 cm, například Nectocaris pteryx.

Ve spodním bahně se rojily četné mršinové červy, primitivní měkkýši podobní moderním talířům a mořským šnekům, stejně jako ramenonožci - zvířata s lasturami, něco jako mlži na stonku, kteří získávají potravu z okolní vody. Nad mořským dnem se kymácely celé lesy mořského peří a pečlivě filtrovaly vodu jako tulipány Cotyledion tylodes a Siphusauctum gregarium, různé druhy vrcholů, a klidné vody byly naplněny křehkými sklovitými houbami. Na konci období se objevilo mnoho různých ostnokožců, včetně hvězdic a mořských ježků. Ze stejného období jsou známy první nory vykopané zvířaty a používané ke snášení vajec.

Ke konci kambrijského období se objevují první jedovatá zvířata - konodonty (conodonts), které měly jedovaté zuby s podélnými rýhami.

Rýže. 2.2.5. Kambrijské období. Archiocyty, mikrodikce a tommotie. Predátoři usilovně ničili starověké prekambrické stromatolitové útesy, ale noví neúnavní producenti vápence se již pustili do práce. Byly to archeocyty (obr. 2.2.5), primitivní spongiformní organismy, které se však rychle rozšířily po celém světě a vyvinuly se v mnoho různých druhů. Archaeocyty zase náhle upadly a uprostřed kambria zcela vyhynuly, ale v té době se v mořích objevily první korály - ty však ještě nezačaly stavět útesy.

Rýže. 2.2.6. Rekonstrukce kambrijského dravce Peytoia (Laggania) Největší dravci obývající moře kambrijského období byli anomalokaridy. Některé z nich, například Peytoia na konci kambria, dosáhly velikosti jednoho metru (obr. 2.2.6) a rozměry byly podobné housence s 33 nohami a na zádech měly měkkou skořápku. Tegopelte gigas - 30 cm. ]

Konec kambria byl poznamenán novou dobou ledovou. Hladina moře prudce klesla. To vedlo ke zničení mnoha přírodních oblastí a v důsledku toho k zániku mnoha živočišných druhů.

Prvním chordátovým zvířetem byla ryba s kaudální ploutví, svalovými skupinami ve tvaru písmene V a strukturou připomínající tlamu ryby bez čelistí, s dentinovými a smaltovanými zuby podobnými obratlovcům. Na konci období se objevili první obratlovci, takzvané pteraspidní ryby.

V kambriu se mimo jiné objevili první strunatci, zástupci samotné skupiny, jejíž evoluce nakonec vedla ke vzniku člověka na Zemi. Všechny strunatci v určité fázi vývoje mají žaberní štěrbiny a jasně definovanou nervovou trubici probíhající podél zad, na obou stranách jsou spárované svalové skupiny. Kolem nervové trubice se v budoucnu vytvoří kostěná páteř nebo hřeben, proto se vyšším strunatcům říká obratlovci. Část takového hřebene, táhnoucí se za konečníkem zvířete, se nazývá ocas. Chordáty mají také tuhou chrupavčitou strunu (akord), která probíhá v určité fázi životního cyklu podél zad zvířete. Chorda je stále přítomna v embryích obratlovců, včetně lidí.