Kambrická exploze

Opabinia – kambrický členovec s chobotkem
Nárůst atmosférického kyslíku umožnil rozvoj života.[1]
Vývoj počtu rodů ukazuje, že v kambriu (Cm) nedošlo k tak významnému zvýšení jako v ordoviku (O).

Kambrická exploze je označení pro náhlý nárůst nálezů fosílií mnohobuněčných živočichů z období kambria, zhruba před 540 miliony lety.[2][3][4] Na tento počátek prvohor se datují první nálezy mnoha dodnes známých živočišných kmenů. K explozi života došlo ve vodě. Mohla to být říční delta.[5]

Historie

Pojem kambrická exploze nebyl dříve používán – kreacionismus označoval vrstvu, kde se fauna objevila, jako prvotní („primordial strata“) – tak ji zmiňoval významný paleontolog William Buckland. Náhlý nárůst fosilií byl problémem pro Darwinovu evoluční teorii. Pojem kambrická exploze se ujal až koncem 20. století.[6]

Hypotézy

Hypotéz vysvětlujících kambrickou explozi je vícero. Mohlo jít skutečně o vznik nových fylogenetických linií (ačkoliv proti tomu mluví fakt, že známe některé kmeny i z prekambria, konkrétně z období ediakara,[7] a ty mohly být čilé)[8]evoluční radiace. V době před 550 miliony let patrně vzniklo vnitřní jádro Země, a tak magnetické pole Země mohlo bránit kosmickému záření.[9] Nárůst velikosti a komplexnosti mohl způsobit nárůst kyslíkuatmosféře a vodě,[10] ale ten v ediakaře patrně nenastal.[11] Nárůst kyslíku mohly způsobit samotné organismy.[12] Tento nárůst umožnil, že kolagen začal více vázat buňky k sobě. Za nárůstem koncentrace kyslíku mohla stát desková tektonika.[13] Ovšem za nárůsty kyslíku nemusely být biologické či tektonické procesy, ale jen chemické cykly.[14] Uvažuje se ale i, že je kambrická exploze možná způsobená jen zvýšením počtu organismů schopných fosilizace, tzn. že při kambrické explozi došlo jen ke vzniku dostatečně velkých živočichů s tvrdou kostrou či schránkou. Jednobuněčné krytenky a nálevníci se podle nálezů objevili před 736 milióny let.[15]Mnohobuněčné organizmy lze nalézt už před 635 milióny let[16] (z té doby pochází i geny složitějšího chování),[17] ale mohli se formovat už před 800 milióny let.[18][19] Tou dobou také vzrostla koncentrace mědi, která je důležitým článkem v procesu dýchání (cytochrom c oxidáza).[20] Navrhována je tak například avalonská exploze. Mnohobuněčné organizmy se známkami pohybu však mohou být i přes 2 miliardy let staré.[21] Jiné vysvětlení spočívá ve skutečnosti, že směrem k přítomnosti přibývá nálezů fosílií, protože je vyšší pravděpodobnost, že se tyto fosílie zachovají.[22]

Zalednění v neoproterozoiku mohla být i globální, jak se domnívá teorie sněhové koule, ale spíše globální nebyla.[23] Exploze života blízká tomuto období bývá dávána do souvislosti se zaledněním, kterému mohou být připisovaná hromadná vymírání, ale i rozvoj života. V chladnější vodě se totiž rozpustí více kyslíku, který je pro rozmach organismů důležitý.[24] V toniénu se jedná o ne příliš prokázané kaigasské zalednění (před 780 až 735 milióny let). V kryogénu o zalednění sturtianské (před 715 až 680 či 643 milióny let)[25][26] a marinojské (před 650 až 635 milióny let).[27] V ediakaře o zalednění gaskierské (před 579 milióny let)[28] a bajkonurské (před 547 milióny let).[29]

V kambriu však existovalo jen málo druhů. Koncentrace kyslíku v atmosféře postupně klesala, ale zhruba před 500 milióny let prudce vzrostla (SPICE událost) díky planktonu.[30] Velká biodiverzifikace (evoluční radiace) nastala až v následném ordoviku (GOBE událost) přibližně před 465 miliony let,[31] kterou způsobila změna klimatických cyklů (Milankovičovy cykly).[32] Nárůst počtu druhů uprostřed ordoviku záhy následovalo velké vymírání ordovik–silur.[1]

Reference

  1. Life exploded on Earth after slow rise of oxygen. phys.org [online]. 2015-12-18 [cit. 2021-10-20]. Dostupné online. (anglicky) 
  2. The Cambrian Period. www.ucmp.berkeley.edu [online]. [cit. 2008-12-07]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2012-01-18. 
  3. The Cambrian Explosion – Timing. palaeo.gly.bris.ac.uk [online]. [cit. 2008-12-07]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2018-03-07. 
  4. Major fossil study sheds new light on emergence of early animal life 540 million years ago. phys.org [online]. 2018-05-21 [cit. 2021-10-20]. Dostupné online. (anglicky) 
  5. University of Exeter. Modern animal life could have origins in delta. phys.org [online]. 2022-03-23 [cit. 2022-12-26]. Dostupné online. (anglicky) 
  6. Četnost výskytu pojmu cambrian explosion v Google Books
  7. ZRZAVÝ, Jan. Fylogeneze živočišné říše. Praha: Scientia, 2006. (Vyd. 1). Dostupné v archivu pořízeném dne 2007-11-16. ISBN 80-86960-08-0. S. 255.  Archivováno 16. 11. 2007 na Wayback Machine.
  8. SALISBURY, David. Life in the Precambrian may have been much livelier than previously thought. phys.org [online]. 2017-05-19 [cit. 2021-10-20]. Dostupné online. (anglicky) 
  9. MIHULKA, Stanislav. Vnitřní jádro Země vzniklo před 550 miliony let a obnovilo magnetický štít. osel.cz [online]. 2022-07-28 [cit. 2022-12-26]. Dostupné online. 
  10. Oxygen linked with the boom and bust of early animal evolution. phys.org [online]. 2019-05-06 [cit. 2021-10-20]. Dostupné online. (anglicky) 
  11. Study challenges assumption that higher oxygen levels led to rise of multicellular organisms in Earth's oceans. phys.org [online]. [cit. 2023-07-19]. Dostupné online. 
  12. Do animals control earth's oxygen level?. phys.org [online]. 2019-09-10 [cit. 2021-10-20]. Dostupné online. (anglicky) 
  13. Plate tectonics may have driven Cambrian Explosion, study shows. phys.org [online]. 2019-06-19 [cit. 2021-10-20]. Dostupné online. (anglicky) 
  14. Breathing new life into the rise of oxygen debate. phys.org [online]. 2019-12-10 [cit. 2021-10-20]. Dostupné online. (anglicky) 
  15. PARFREY, Laura Wegener; LAHR, Daniel J. G.; KNOLL, Andrew H.; KATZ, Laura A. Estimating the timing of early eukaryotic diversification with multigene molecular clocks. S. 13624–13629. Proceedings of the National Academy of Sciences [online]. 2011-08-16. Roč. 108, čís. 33, s. 13624–13629. Dostupné online. DOI 10.1073/pnas.1110633108. PMID 21810989. (anglicky) 
  16. Oldest evidence for animals found. phys.org [online]. 2018-10-15 [cit. 2021-10-20]. Dostupné online. (anglicky) 
  17. Genes for learning and memory are 650 million years old, study shows. phys.org [online]. [cit. 2023-07-15]. Dostupné online. 
  18. ZIMMER, Carl. Genetic Flip Helped Organisms Go From One Cell to Many. The New York Times [online]. 2016-01-07 [cit. 2021-10-20]. Dostupné online. ISSN 0362-4331. (anglicky) 
  19. DEMMING, Anna. Microfossil spectroscopy dates Earth's first animals. phys.org [online]. 2020-06-22 [cit. 2021-10-20]. Dostupné online. (anglicky) 
  20. A world full of copper helped animals colonise the Earth. phys.org [online]. 2019-03-11 [cit. 2021-10-20]. Dostupné online. (anglicky) 
  21. Discovery of the oldest evidence of motility on Earth. phys.org [online]. 2019-02-11 [cit. 2021-10-20]. Dostupné online. (anglicky) 
  22. ZRZAVÝ, Jan, David Storch, Stanislav Mihulka. Jak se dělá evoluce : od sobeckého genu k rozmanitosti života. [s.l.]: Paseka, 2004. 
  23. EYLES, Nicholas; JANUSZCZAK, Nicole. ‘Zipper-rift’: a tectonic model for Neoproterozoic glaciations during the breakup of Rodinia after 750 Ma. S. 1–73. Earth-Science Reviews [online]. 2004-03. Roč. 65, čís. 1–2, s. 1–73. Dostupné online. DOI 10.1016/S0012-8252(03)00080-1. (anglicky) 
  24. BOAG, Thomas H.; STOCKEY, Richard G.; ELDER, Leanne E.; HULL, Pincelli M.; SPERLING, Erik A. Oxygen, temperature and the deep-marine stenothermal cradle of Ediacaran evolution. S. 20181724. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences [online]. 2018-12-19 [cit. 2019-03-10]. Roč. 285, čís. 1893, s. 20181724. Dostupné v archivu pořízeném dne 2019-08-30. DOI 10.1098/rspb.2018.1724. (anglicky) 
  25. MACDONALD, Francis A. Neoproterozoic Glaciation [online]. francismacdonald.fas.harvard.edu [cit. 2021-10-20]. Dostupné online. (anglicky) 
  26. STERN, R.J.; AVIGAD, D.; MILLER, N.R.; BEYTH, M. Evidence for the Snowball Earth hypothesis in the Arabian-Nubian Shield and the East African Orogen. S. 1–20. Journal of African Earth Sciences [online]. 2006-01. Roč. 44, čís. 1, s. 1–20. Dostupné online. DOI 10.1016/j.jafrearsci.2005.10.003. (anglicky) 
  27. SHIELDS, Graham Anthony. Marinoan meltdown. S. 351–353. Nature Geoscience [online]. 2008-06. Roč. 1, čís. 6, s. 351–353. Dostupné online. DOI 10.1038/ngeo214. (anglicky) 
  28. PU, Judy P.; BOWRING, Samuel A.; RAMEZANI, Jahandar; MYROW, Paul; RAUB, Timothy D.; LANDING, Ed; MILLS, Andrea. Dodging snowballs: Geochronology of the Gaskiers glaciation and the first appearance of the Ediacaran biota. S. 955–958. Geology [online]. 2016-11. Roč. 44, čís. 11, s. 955–958. Dostupné online. DOI 10.1130/G38284.1. (anglicky) 
  29. GERMS, G. J. B.; GAUCHER, C. NATURE AND EXTENT OF A LATE EDIACARAN (CA. 547 MA) GLACIGENIC EROSION SURFACE IN SOUTHERN AFRICA. S. 91–102. South African Journal of Geology [online]. 2012-03-01. Roč. 115, čís. 1, s. 91–102. Dostupné online. DOI 10.2113/gssajg.115.91. (anglicky) 
  30. Plankton key to origin of Earth's first breathable atmosphere. sciencedaily.com [online]. 2011-02-22 [cit. 2021-10-20]. Dostupné online. (anglicky) 
  31. Early species developed much faster than previously thought, research shows. phys.org [online]. 2019-08-15 [cit. 2021-10-20]. Dostupné online. (anglicky) 
  32. University of Copenhagen. Researchers puncture explanation for largest increase of biodiversity in Earth's history. phys.org [online]. 2021-11-10 [cit. 2022-12-26]. Dostupné online. (anglicky) 

Související články

Zdroj