Kronike (7. dio)

Kambrijska eksplozija

U vendijskom razdoblju dubokog vremena, svjetska klima se još jednom pomaknula i Rodinia je počela osjećati oštre učinke unutarnje vrućine planete jer je postepeno povećanje temperature ispod ogromnog kontinenta uzrokovalo da se kora kupoli, protegne i oslabi. Kao rezultat toga, pod masivnom pločom razvili su se nasilni centri za širenje i počeli su polako razdvajati Rodinia. Kao dio toga, divovski kontinent počeo se probijati duž linije koja sada vodi otprilike sjever-jug. Dakle, u samo deset milijuna godina, vode oceana ulile su se u novu dolinu pukotina, a kako je golemi niz nastavio da raste, nastavio je oblikovati golemi sliv.

Smješteni unutar ekvatorijalnog pojasa, između Sibira i sjeverozapadne granice Gondvane, Pantalaški ocean je odvojio Ameriku i Skandinaviju od Antarktika, Australije, i ostatka istočne hemisfere. To je dovelo do povećanja povoljnih staništa poput kontinentalnih rubova i plitkih vodnih tijela sa širokim rasponom dubina, temperatura, supstrata i slanosti. To je stvorilo nove niše i, s njima, nove mogućnosti za organizme koji su živjeli u to vrijeme. Uz sve to, masovno izumiranje meke tjelesne ediakarske faune neposredno prije toga također je počelo otvarati nove ekološke niše za složenije oblike života.

Ovo razdoblje u Zemljinoj dugoj pretpovijesti vidio je veći dio kontinenata smještenih na južnoj hemisferi, u blizini ekvatora. Kako se to dogodilo, superkontinent Panonije, koji se razvio iz Rodinije, nastavio se okupljati u nekim regijama, ali fragmentiran u kontinentalne mase, poput Gondvane, Laurentie i Baltice. Od njih se Laurentija prostirao preko ekvatora, dijelom potopljen Iapetovim oceanom, s pretežno potopljenom Baltikom i Sibirom koji se približavaju s jugoistoka.

Spomenuta kontinentalna fragmentacija razdvojila je kopnene mase stvarajući prepreke migraciji, izolirajući na taj način postojeće vrste. Zatim je redistribucija kontinenata u različitim klimatskim zonama dovela do različitih evolucijskih staza. Dakle, karakteristične vrste počele su se razvijati na svakom novom kontinentu, a nakon najoštrijeg ledenog doba u životnom vijeku Gaia, temperature su se toliko povisile da je planet zapravo tada bio mnogo topliji nego danas.

Kako je vrijeme odmicalo, fosforiti su se skupljali sve više i više, jer su dolomiti postupno zamijenjeni vapnenima. Dakle, nakon što je u morima dostignuta kritična razina oksigenacije, svemir je mogao izgraditi velika životinjska tijela bez difuzije kisika koja su postala ograničenje, a prehrambeni lanac brzo se diverzificirao. Kao rezultat ovih faktora, pritisak da se prilagodi sve konkurentnijim interakcijama grabljivac-grabljivac dramatično je pojačao evolucijski odgovor mnogih različitih vrsta. Tako je nekoliko organizama mineraliziralo niz novih struktura kao sredstva zaštite, disanja, a u nekim slučajevima čak i za manipulaciju predmetima.

Ovaj se elementarni razvoj pojavio u brojnim različitim oblicima s nizom funkcija, uključujući silikatne kuglice, karbonatne mekušce, fosfatne brahiopode, kune kune i nadstrešnice člankonožaca. Ove koštane osobine donijele su čitav niz novih blagodati, kao i niz štetnosti, kao što su sposobnost sjedilačkih organizama da filtriraju hranu iz vodenih struja i još značajnije sposobnost pokretnih životinja da se učinkovitije kreću. Poboljšanja su također zaštitila životinje od nekoliko različitih prijetnji, uključujući ultraljubičasto zračenje iz Sunca, udaranje vjetra i kiše u jakim olujama, i naravno gladna usta glasnih predatora.

Da bi se bolje suočile sa takvim promjenama, prve životinje sa bilo čim sličnim okom počele su se pojavljivati ​​pred kraj razdoblja Vendije. Ovaj prevladavajući mehanizam percepcije počeo je kao jednostavno mjesto osjetljivo na svjetlost na koži odabranih bića predaka. Zatim su se tijekom stotinjak milijuna godina složene, a potom i jednokomorne oči uvelike povećale, u sposobnosti razrjeđivanja i s njima povezanom stupnju optičke sofisticiranosti.

Specifične promjene ovog osnovnog dizajna stvorile su depresiju na flasteru osjetljivom na svjetlost, a ova jama je detekciju pokreta učinila malo preciznijom. Istovremeno se duboki otvor postupno sužavao, tako da je svjetlost na kraju ulazila kroz sve manji i manji otvor. Kako je vrijeme prolazilo, mjesto osjetljivo na svjetlo čak je evoluiralo u sloj stanica i pigmenta na stražnjem dijelu oka, poznatog kao mrežnica. Zatim se tijekom stotina tisuća generacija leća formirala i na prednjem dijelu oka. Nastao je kao dvoslojno prozirno tkivo koje je sadržavalo sve veće količine tekućine, što mu je davalo modernu konveksnu zakrivljenost.

Nakon toga, prije otprilike petsto pedeset milijuna godina, mutacije određenih gena djelovale su na pokretanje ogromne morfološke promjene u filogenskom stablu života. To je omogućilo brzu evoluciju i razvoj velikog raspona tjelesnih planova u relativno kratkom vremenu. Kao takva, stopa nastanka vrsta ubrzala se za red veličine kako je Zemlja prolazila relativno brzo, zajedno s strahovito velikom raznolikošću organizama u razdoblju od oko četrdeset milijuna godina. Dakle, sva glavna phyla nastala je u to vrijeme, to uključuje anđelide, brahiopode, člankonoše, mekušce, hordate, spužve, glavonošce i mnoštvo drugih nezamislivo čudnih stvorenja koja vrebaju u mračnim dubinama ispod.

Tijekom kambrijskog razdoblja klima je bila općenito topla i vlažna, a na polovima nije bilo kontinentalnih kopnenih masa, pa su oceanske struje mogle slobodno kružiti. Budući da nije bilo značajnijeg formiranja leda, u svijetu su temperature bile blage. Sve to vrijeme događali su se globalni prijestupi, dok su plitka mora opetovano zahvatila kopno, pružajući savršeno stanište sve većem broju morskih beskralješnjaka koji su u to vrijeme bili živi. Tada je uspostavljena prva doista složena trofička mreža kada su mesožderi počeli da se hrane hraniteljima filtera i deponija koje su zauzvrat konzumirali primarni proizvođači.

Ubrzo nakon toga kalcificirane cijanobakterije i arheociti počeli su graditi grebene. Prva se razvijala u kolonijama i mogla je proizvesti strukture visoke nekoliko desetaka metara, dok je druga podsjećala na gusto perforirane šalice. Neki od njih bili su više cilindrični, visoki do tri metra, dok su drugi više nalikovali pločama, promjera do dvadeset inča. Međutim, velika većina tih spužva bila je manja od inča. Naravno, velik dio ove primitivne arhitekture bio je konstruiran gotovo isključivo kalcificiranim cijanobakterijama, iako su se za temelje oslanjali na arheocite.

Kao dio toga, bilo je mnogo životinja kao što su glavonožci, brahiopodi, iglokožci, gastropodi i člankonožaci koji su svi bili prisutni u različitim oblicima među tim grebenima. Tipično govoreći, to je često počelo sa fazom stabilizacije kada bi crinoidna kolonija prisilila supstrat da se kondenzira u jednu strukturu. Nakon smrti, krinoidni skeleti više kalcitnih elemenata pretvorili su se u ogromno područje zrnatog supstrata kako su se kemikalije brzo litificirale.

U skladu s tim, krinoidi bi se usidrili na morskom dnu, a njihovi bi disartikulirani kosturi pomogli da se supstrat stabilizira. Zatim bi se tijekom faze kolonizacije grebeni sustav nastavio formirati od međusobno povezanih litiistida i soanitida na vrhu litificiranih krinoidnih granula. U tom su trenutku receptakulitidi slični kuglici, briozoi i solitarni koralji stvorili okvir.

Kako je greben rastao, njegova površina počela je pružati sve pogodnije stanište za nekoliko različitih vrsta, poput onih ranije. Tijekom faze diverzifikacije kalcificirane cijanobakterije bi se pridružile zajednici viših organizama vezanjem na rezultirajuće strukture. To je pokrenulo fazu dominacije u kojoj će cijanobakterije suzbiti druge organizme. U tom su trenutku nasipe prerezali kanalima, zatrpavali sedimentima, a onda je cijeli ciklus počeo iznova.

Na taj je način razvoj grebena u to vrijeme bio strahovito značajan, jer su ovi čudesni morski pejzaži postali jedan od najraznovrsnijih i najsloženijih ekosustava na planeti. To je uglavnom zbog činjenice da su ova veličanstvena mjesta sposobna podržati tisuće različitih vrsta na samo nekoliko kvadratnih kilometara terena. Kao rezultat toga, dovršene strukture ne samo da su smjestile veliku lepezu organizama, već su i spriječile konkurente u uništavanju bilo kojeg određenog lanca u složenom trofičnom spletu, održavajući tako bogatu raznolikost.

Od ovih organizama, filteri za hranjenje poput cnidarijaca i brahiopoda bi se pridržavali šalica arheocijantana ili bi se smjestili u šupljinama unutar cijanobakterijskih kolonija. No, kako je klima postajala sve toplija i toplija, cijanobakterije su na kraju nadmašile arheocite, pa su grebeni sustavi neizostavno nadomjestili onaj drugog. Uporedo s tim, mnoge su životinje ovog doba i starosti počele razvijati i nove životne strategije. To je uključivalo korisna ponašanja poput kopanja duboko u sedimentu radi formiranja složenih granastih grana. Suprotno ovome, hioliti su postojali kao pokretni organizmi koji su koristili par primjesa nalik na škrpu kako bi usmjerili svoje stožaste školjke prema najmoćnijim podvodnim strujama kako bi dobili pristup najhranljivijim izvorima hrane koji su im tada bili dostupni.

Povratak na ljestvici geoloških struktura, Zemlja je počela trpiti kontinentalni dio tridesetak milijuna godina kasnije. Usredotočene kopnene mase u blizini stupova dovele su do globalne neravnoteže koja je rezultirala pomicanjem centrifugalne sile viška mase prema ekvatoru. Tijekom ovog kontinentalnog plesa, Sibir i sjeverna Europa ujedinili su se u veliki otok Baltica, sjevernoamerički dio Laurentije prešao je s Južnog pola da bi preskočio ekvator, Sjeverna Europa kliznula je prema jugu, a Istočna Afrika prešla je iz tropa na Južni pol ,

Do sada nije bilo zemaljskih biljaka, pa je zemlja još uvijek bila golog života osim mikroorganizama. Suprotno tome, oceani su se udružili sa životom, na primjer, jedna od prvih stvarno složenih životinja koje su se pojavile bile su morske životinje poznate kao trilobiti. Kao i svi drugi člankonožci, ovi organizmi nisu imali unutarnje kosture, pa su nosili svoje kosti s vanjske strane u obliku oklopnog egzoskeleta. Ova izdržljiva školjka prekrila je cijelo njihovo tijelo i zglobovima se olakšala kretanje udova. Ovo organsko kućište bilo je napravljeno od hitina, tvrdog materijala koji sadrži celulozu i dodatno ojačano proteinima.

Kako bi omogućili složeno ponašanje koje su ovi organizmi zahtijevali, trilobiti su imali par višeslojnih antena koje su prenijele signale primitivnom receptorskom organu u glavi. Uz ovaj jednostavan živčani sustav, svaki od tih primitivnih člankonožaca imao je nekoliko pari vilice u prilozima. Kao rezultat ovih svojstava, trilobiti bi mogli puzati duž morskog dna koristeći se donjim granama njihovih udova. Uz sve to, grane njihovih gornjih udova sastojale su se od dugačkih spljoštenih niti, usko razmaknutih u obliku listova nalik na ventilatore koji su djelovali poput škrge, pomažući disanju.

Kako trilobiti nisu imali kandže ili čeljusti, morali su se držati i mljeti svoj plijen koristeći čvrste bodlje koje su prekrivale donji rub unutarnjih zglobova njihovih udova za hodanje. Ti su zglobovi prebacili usitnjenu hranu u usta i ovaj je proces potaknuo rast, što je zahtijevalo krut vanjski kostur. Ovaj ledeni trilobit ostao je nezaštićen i vrlo ranjiv nakratko tijekom cijelog života. U tom su stanju jedino što su ove životinje mogle učiniti da ostanu žive bilo jednostavno izbjegavati grabežljivce. Da bi to učinili morali su ih moći uočiti prije nego što su i sami primijetili.

Srećom, trilobiti su živjeli u slabom svjetlu vodenih dubina, što je značilo da se mogu vidjeti u gotovo potpunoj tami. Dakle, s ovom selektivnom prednošću, trilobiti su se počeli širiti po cijelom svijetu. Na taj su način postali glavnim životinjama u mnogim morskim zajednicama, i u pogledu bogatstva i raznolikosti. Stoga se, u bilo kojem trenutku, prosječna dužina odraslog trilobita razlikovala od manje od inča, pa sve do dva metra.

Unatoč tome, kao što bi se i moglo očekivati, trilobiti su u ovom trenutku na jelovniku za nekoliko gladnih zvijeri, uključujući cefalorinč crve i anomalokaridide. Od njih bi bivši držao karapake tih stvorenja u šiljastom fleksibilnom proboscisu i polako ih progutao u cijelu. U međuvremenu, potonji su bili mnogo složeniji pojedinci. Anomalokarididi su imali ogromne glave s parom složenih očiju na gornjoj površini, a zaobljena usta s parom šiljastih dodataka, uključujući ravne oštre zube iznutra.

Tijela ovih životinja sastojala su se od bočnih zakrilca zajedno s repom nalik na vjetricu s malim mamcem sličnim kozicama, dok se upareni niz mekih dodataka pridružio donjoj površini tijela koja bi mogla doseći ukupnu duljinu do oko prosječno tri metra. Tipično govoreći, ovi lukavi lovci iz zasjede često bi se skrivali između velikih spužvi i algi, samo dopuštajući da im se vidi rep. Zatim bi napustili, pretežno s desne strane svog plijena. Takva asimetrija ponašanja rezultat je složene neuronske složenosti slične onoj koja se nalazi u najvećim najnaprednijim grabežljivcima modernog doba, što dalje pokazuje kako se brzo događaju događaji u svemiru.

Unatoč tome, u ovom trenutku velikog lanca bića, adaptivno zračenje je naposljetku potaknulo glavnu ekspanziju glavonožaca. U stvari, dvije glavne karakteristike osigurale su uspjeh i širenje ovih životinja tijekom ovog procesa diverzifikacije. Prva od njih pojavila se u obliku komorne školjke koja je funkcionirala kao svojevrsni hidrostatski aparat. To je osiguralo nekoliko različitih glavonožaca nevjerojatno učinkovite plovnosti. Drugi evolucijski razvoj dogodio se u obliku velikih očiju, što je rezultiralo oštrim osjećajem vida. To je omogućilo tim stvorenjima da u vrlo kratkom vremenu postanu vrlo učinkoviti lovci.

Uz sve to, mekušci su počeli posjedovati ono što je poznato kao plašt. Taj nabor u zidu tijela obložio je školjku i izlučio kalcijev karbonat od kojeg je načinjen. Školjka je podijeljena septama u više komora koje su glavonožci koristili za regulaciju unutarnjeg tlaka. To im je omogućilo da se podignu na površinu vode ili potonu u njene dubine.

Unatoč takvim događajima, ekosustavi koji su bili prisutni tijekom najranijeg dijela paleozojske ere nisu bili nigdje tako snažni kao oni u kasnijim vremenima, zbog nedostatka raznolikosti. Dakle, na kraju Kambrije došlo je do mnoštva masovnih izumiranja, od kojih više od osamdeset posto tvrdoglavih životinja nije preživjelo. Sveukupno, bilo je nekoliko tih događaja izumiranja koji su današnji i današnji dob utjecali na velik dio morske faune, poput brahiopoda i koodonata. Od toga, postojala su tri različita intervala u raspodjeli trilobita, a svaki je bio obilježen međusobnim masovnim izumiranjem koje je bilo povezano s klimatskim promjenama dok je Kambrija ustupila mjesto ordoviciju ...