Kambryjska eksplozja życia (cz. 2)

 

Kambryjska eksplozja życia:

 

Biologiczny Big Bang

 

(cz. 2)

 

  

II. Eksplozja kambryjska

 

Kambryjska eksplozja życia to nagłe (w skali geologicznej) po­jawienie się w zapisie paleontologicznym szerokiego spektrum typów – podstawowych planów budowy ciała wielokomórkowców (tkankowców – Metazoa ). Typy (phyla) to najwyższe taksonomiczne kategorie w królestwie zwierząt. Każdy typ posiada unikalną architekturę budowy – strukturalny plan budowy ciała (Baupläne). Znane przykłady takich podstawowych planów ciała pojawiających się w czasie kambryjskiej eksplozji to: parzydełkowce (np. korale i meduzy), mięczaki (np. kałamarnice i małże), stawonogi (np. skorupiaki, owady, trylobity), szkarłupnie (np. rozgwiazdy i jeżowce) i strunowce, typ obejmujący wszystkie kręgowce, w tym także człowieka. W warstwach kambryjskich pojawia się także wiele podtypów (subphyla), każdy ze znaczącymi morfologicznymi innowacjami. Trzeba wyraźnie podkreślić różnicę pomiędzy nagłym pojawieniem się nowych planów budowy ciała (brak morfologicznego precedensu, brak „zapowiedzi” w poprzednim okresie geologicznym, brak form przejściowych wiodących do tych nowych planów), a równoczesnym pojawieniu się wielu nowych bezprecedensowych form, morfologicznie często bardzo od siebie odległych. Eksplozja kambryjska charakteryzowała się obu tymi cechami. Rozwijając powyższe stwierdzenie można wyróżnić cztery unikatowe cechy kambryjskiej eksplozji:

 

A. Geologicznie nagłe pojawienie się nowych planów budowy ciała przy braku prekursorów i form przejściowych do nich wiodących;

B. Szerokie spektrum nowych planów budowy ciała pojawiających się w kambrze;

C. Trwała i wyraźna morfologiczna izolacja pomiędzy poszczególnymi typami;

D. „Kambryjska eksplozja informacji” – skokowy wzrost specyficznej biologicznej informacji.

 

Poniżej podstawowa charakterystyka tych czterech punktów.

 

A. Geologicznie nagłe pojawienie się nowych planów budowy ciała przy braku prekursorów i form przejściowych do nich wiodących

 

Po pierwsze, jak wskazuje sama nazwa, skamieniałości kambryjskie pojawiają się nagle i w pełni ukształtowane w geologicznie bardzo krótkim czasie. Do 1992 r. paleontolodzy sądzili, że okres kambryjski zaczynał się około 570 milionów lat temu, a kończył około 510 mln lat temu, natomiast eksplozja kambryjska trwała w okresie 20-40 mln lat w pobliżu dolnego kambru. W 1993 r. radiometryczne analizy syberyjskich formacji pozwoliły znacznie precyzyjniej wyznaczyć wiek warstw kambryjskich. Ekspertyzy te ujawniły, że okres kambryjski zaczynał się około 543 mln lat temu, a kończył około 530 mln lat temu. Studia te pokazały także, że kambryjska eksplozja życia była znacznie gwałtowniejsza, niż dotychczas sądzono i zamiast wcześ­niejszych 20-40 mln lat trwała tylko 5 mln lat. [1] Wrażenie eksplozywności kambryjskiego wybuchu zwiększyło się więc przynajmniej czterokrotnie.

 

Geologicznie rzecz ujmując eksplozja kambryjska to 0,11 procenta historii Ziemi. Porównując zaś ten fenomen z historią życia na Ziemi (około 3,5 miliarda lat), jest to jakby jedna minuta w 24-godzinnej dobie. I z tego właśnie okna czasu, z owej „minuty” pochodzi większość różnorodnych typów (phyla) zwierząt. Nic dziwnego, że w naukowej i popularnonaukowej literaturze zaczęto charakteryzować eksplozję kambryjską jako „Ewolucyjny Big Bang” (Science), „Big Bang ewolucji zwierząt” (Scientific American), czy „Biologiczny Big Bang” (Science News). [2]

 

Prof. Jerzy Dzik z Zakładu Paleontologii Polskiej Akademii Nauk zauważa: „Kontrast w sposobach zachowania skamieniałości po obu stronach granicy er [prekambru i kambru], sprawia wrażenie faunistycznego trzęsienia ziemi […].” [3]

 

Stwierdzenie, że kambryjska fauna pojawia się w geologicznym za­pi­sie nagle, implikuje, że nie ma form pośrednich łączących złożone orga­niz­my kambryjskie z prostszymi, znajdowanym w niższych (starszych) wars­twach. We wszystkich przypadkach plany ciała i struktury obecne u zwierząt okresu kambryjskiego nie mają wyraźnych morfologicznych poprzedników we wcześniejszych warstwach. W pokładach wcześniejszych niż kambr nie występowały formy, które mogłyby stanowić zapowiedź tego wybuchu. Wcześniejsza fauna Ediacara (zespół skamieniałości ze wzgórz Ediacara w południowej Australii) nie jest uznawana za prototypową dla form, które pojawiły się w kambrze. [4] W zapisie paleontologicznym nie ma żadnego śladu „lontu”, który mógłby doprowadzić do eksplozji życia w kambrze.

 (c.d.n.)

---