2.2. fanerozoik. Favna kambrijske dobe. Kambrijska eksplozija

2.2. fanerozoik. Favna kambrijske dobe. Kambrijska eksplozija

Kambrijsko obdobje se je začelo pred približno 570 milijoni let, morda nekoliko prej, in je trajalo 70 milijonov let. To obdobje se je začelo z osupljivo evolucijsko eksplozijo, med katero so se na Zemlji prvič pojavili predstavniki večine glavnih skupin živali, ki jih pozna sodobna znanost (slika 2.2.1). To obdobje je bil razcvet evolucijskih čudakov. Na primer, v morjih so živeli nevretenčarji z oklepnimi telesi, sestavljenimi očmi in več nogami, razporejenimi na najbolj neverjetne načine.

Mejo med predkambrijem in kambrijem označujejo kamnine, ki nenadoma razkrijejo osupljivo raznolikost živalskih fosilov z mineralnimi okostji – rezultat "kambrijske eksplozije" življenjskih oblik.

Živali, dokler niso oblikovale trdnega okostja, so se zelo redko ohranile v obliki fosilov. Zato je do nas prišlo zelo malo podatkov o njih.

Toda zakaj je toliko živali razvilo okostja zdaj in ne prej, v predkambriju? Zdi se, da je potrebna določena količina kisika, da telo živali odloži minerale, potrebne za tvorbo okostja. Morda je koncentracija kisika v ozračju za to postala zadostna šele v zgodnjem kambriju.

Prva okostja so bila sestavljena predvsem iz kalcijevega karbonata. Novi plenilci so pojedli starodavne stromatolitne grebene in ko so propadli, so v oceanske vode sproščali vedno več kalcija, primernega za tvorbo okostij in školjk. Školjke in školjke niso služile le kot zanesljiva podpora telesom živali, ampak so jih tudi zaščitile pred obilico plenilcev, ki so se pojavili okoli njih.

Bolj toga okostja so živalim omogočila prehod na nov način življenja: lahko so se dvignile nad spodnji mulj in se zato hitreje premikale po morskem dnu. Takoj ko so živali razvile zgibne okončine, so jim postale na voljo številne različne metode gibanja, vključno s hojo in plavanjem. Ščetinasti udi so bili primerni tudi za filtriranje hrane iz morske vode, členkasti ustniki pa so odprli nove možnosti za lovljenje plena.

Kambrijska evolucijska eksplozija je ena največjih skrivnosti v zgodovini razvoja življenja na Zemlji. Trajalo je 2,5 milijarde let, da so se najpreprostejše celice razvile v kompleksnejše evkariontske celice, in nadaljnjih 700 milijonov let, da so nastali prvi večcelični organizmi. In potem je v samo 100 milijonih let svet naselila neverjetna raznolikost večceličnih živali. Od takrat se več kot 500 milijonov let na Zemlji ni pojavila niti ena nova vrsta (bistveno drugačne telesne zgradbe) živali.

V obdobju kambrija so bila na Zemlji ogromna območja, ki jih je zasedal epikontinentalni pas ali celinske plitvine. Tu so ustvarjeni idealni pogoji za življenje: dno prekrito s plastjo mehkega mulja in topla voda. Do takrat je v ozračju nastalo veliko kisika, čeprav ga je bilo manj kot danes. Razvoj trdih površin je povzročil nastanek novih življenjskih oblik, kot so členonožci in členonožci. Živali so potrebovale nove načine za zaščito pred novimi visoko organiziranimi plenilci. Sredstva njihove obrambe so se izboljšala – plenilci pa so morali razviti nove metode lova, da so premagali odpor plena.

V obdobju kambrija se je gladina morja večkrat dvignila in znižala. Hkrati so nekatere populacije izumrle, njihove življenjske prostore pa so zasedle druge živali, te pa so se morale prilagoditi novim življenjskim razmeram. Sčasoma so kambrijske živali (slika 2.2.2) obvladovale vedno bolj specializirane metode hranjenja. Favna je postala bolj raznolika in vse več vrst živali je lahko obstajalo ena ob drugi, ne da bi zahtevale vire hrane svojih sosedov. Nikoli več na našem planetu ne bo toliko nezasedenih ekoloških niš in tako šibke konkurence med vrstami – z drugimi besedami, tako neomejenih možnosti za eksperimentiranje s strani narave.

Zdi se, da je narava med »evolucijsko eksplozijo« kambrijskega obdobja skoraj namenoma eksperimentirala z ogromnim številom različnih življenjskih oblik. Res je, na koncu jih je le malo preživelo do danes. V kambriju so nastali številni čudni tipi in »projekti« živalske strukture, ki so že zdavnaj izginili z obličja našega planeta. Takrat je bilo veliko skupin živali, ki so nam bile dobro znane. Pravzaprav so se do konca kambrijskega obdobja pojavile skoraj vse sedanje vrste živali s trdnim telesom. Nekatere takrat živeče živali so že imele precej kompleksne možgane, primerljive z možgani sodobnih žuželk in nekaterih rakov.

Zakaj torej evolucija od takrat ni ustvarila novih vrst živali? Je morda prišlo do kakšnih sprememb v njihovi genetski strukturi in so izgubili sposobnost preobrazbe tako hitro? Ali pa je velika raznolikost vrst ustvarila intenzivno medvrstno konkurenco, ki pušča premalo prostora za eksperimentiranje? Nekaj ​​je gotovo: dandanes vsako izpraznjeno ekološko nišo v trenutku zapolnijo že obstoječe živali, popolnoma prilagojene danemu habitatu.

riž. 2.2.3. Trilobiti. Evolucijska eksplozija zgodnjega kambrija je ustvarila veliko različnih bitij. Najpomembnejši med njimi so trilobiti (slika 2.2.3), členonožci, v mnogih pogledih podobni sodobnim podkovnjakom. Njihova telesa so bila prekrita s ščitom podobnimi lupinami. Večina zgodnjih trilobitov je živela na morskem dnu, nekateri pa so plavali v vodi nad gladino dna in zelo verjetno lovili svoje sorodnike, ki so živeli v mulju. Trilobiti so bili tudi prve nam znane živali z visoko razvitim vidom. Tako kot oči sodobnih žuželk in rakov so bile oči trilobitov zapletene in sestavljene iz grozdov drobnih leč. Izkazalo se je, da so te leče dovolj močne, da so preživele v fosilni obliki.

Skupaj s trilobiti v kambrijskem obdobju so lobepodi - predniki členonožcev, ki vključujejo sodobne žuželke, rake in pajkovce - pridobili trdo okostje. Proces pojava eksoskeleta žuželk se je začel z okončinami njihovih prednikov, ki so živeli v tistem času, kot je "hodeči kaktus" (Diania cactiformis), in mnogi od njih so uporabljali posebne noge za pridobivanje hrane.

riž. 2.2.4 Morska favna kambrijske dobe. V morski vodi so živeli tudi številni drugi organizmi (slika 2.2.4). Oblikovali so prehranjevalno verigo (zaporedje živih bitij, ki si služijo kot hrana), ki je temeljila na milijonih lebdečih alg in mikroskopskih živalic. Nekatere od njih, kot so foraminifere in primitivne kozice, ki so se pojavile v predkambriju, so postopoma razvile trde pokrove. Morski valovi so prenašali meduze in sorodne živali iz kraja v kraj, do konca kambrijskega obdobja pa so se v morjih pojavili zelo visoko organizirani plenilci – na primer glavonožci, ki so bili predniki sodobnih hobotnic in lignjev, ali primitivne oklepne ribe. Predniki sodobnih hobotnic so bili majhni - 2-5 cm, kot je Nectocaris pteryx.

V pridnenem mulju so mrgoleli številni črvi, ki so se prehranjevali z mrhovino, primitivnimi mehkužci, podobnimi sodobnim mehkužcem in morskim polžem, pa tudi ramenonožci - živali s školjkami, podobnimi školjkam na steblu, ki črpajo hrano iz okoliške vode. Celi gozdovi morskega perja so se zibali nad morskim dnom in skrbno filtrirali vodo v obliki tulipana Cotyledion tylodes in Siphusauctum gregarium, različne vrste pernatih vej, in v mirnih vodah so živele krhke steklaste spužve. Do konca obdobja se je pojavilo veliko različnih iglokožcev, vključno z morskimi zvezdami in morskimi ježki. Iz istega obdobja so znani prvi rovi, ki so jih živali izkopale in služile za odlaganje jajčec.

Proti koncu kambrijskega obdobja so se pojavile prve strupene živali - konodonti (konodonti), ki so imeli strupene zobe z vzdolžnimi žlebovi.

riž. 2.2.5. Kambrijsko obdobje. Archiocyathae, Microdictyon in Tommotia. Plenilci so pridno uničevali starodavne predkambijske stromatolitne grebene, vendar so delo že prevzeli novi neumorni proizvajalci apnenca. To so bili arheociati (slika 2.2.5), primitivni spužasti organizmi, ki pa so se hitro razširili po svetu in se razvili v številne različne vrste. Arheociati pa so nenadoma nazadovali in popolnoma izumrli sredi kambrija, a takrat so se v morjih že pojavile prve korale – čeprav še niso začele graditi grebenov.

riž. 2.2.6. Rekonstrukcija kambrijskega plenilca Peytoia (Laggania) Največji plenilci, ki so živeli v morjih kambrijskega obdobja, so bili Anomalokaridi. Velikost nekaterih od njih, kot je Peytoia ob koncu kambrija, je dosegla en meter (slika 2.2.6) in velikost gosenici podobnega bitja s 33 nogami in mehko lupino na hrbtu. Tegopelte gigas - 30 cm. ]

Konec kambrija je zaznamovala nova ledena doba. Gladina morja se je močno znižala. To je povzročilo uničenje številnih naravnih območij in posledično izumrtje številnih živalskih vrst.

Prve hordaste ribe so imele repno plavut, mišične skupine v obliki črke V in strukturo, ki je spominjala na ustni aparat ribe brez čeljusti, z zobmi iz dentina in sklenine, kot pri vretenčarjih. Proti koncu obdobja so se pojavili tudi prvi vretenčarji, tako imenovane pteraspidne ribe.

Med drugim so se v kambriju pojavili prvi hordati, predstavniki prav tiste skupine, katere evolucija je na koncu pripeljala do nastanka človeka na Zemlji. Vsi hordati imajo na neki stopnji svojega razvoja škržne reže in jasno definirano nevralno cev, ki poteka vzdolž hrbta, na obeh straneh pa so parne mišične skupine. Kasneje se okrog nevralne cevi oblikuje kostna bodica ali greben, zato se višji hordati imenujejo vretenčarji. Del takega grebena, ki sega za anus živali, se imenuje rep. Hordati imajo tudi trdo hrustančno nit (notohord), ki teče vzdolž hrbta živali na neki točki v njenem življenjskem ciklu. Notohord je še vedno prisoten v zarodkih vretenčarjev, vključno s človekom.