Informacija

13.22: Ikikambrijos gyvūnų gyvenimas – biologija

13.22: Ikikambrijos gyvūnų gyvenimas – biologija


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Laikas iki kambro laikotarpio yra žinomas kaip Ediakaro laikotarpis (nuo maždaug 635 milijonų metų iki 543 milijonų metų), paskutinis vėlyvosios proterozojaus neoproterozojaus eros laikotarpis (1 pav.). Be jų morfologinio panašumo, molekulinės analizės atskleidė panašias jų DNR sekų homologijas.

Ankstyvasis gyvenimas, apimantis Ediakarano biotą, ilgą laiką buvo laikomas tik mažais, sėdimais, minkšto kūno jūros padarais. Tačiau pastaruoju metu daugėja mokslinių įrodymų, rodančių, kad tuo metu ir galbūt net prieš Ediacaran laikotarpį gyveno įvairesnės ir sudėtingesnės gyvūnų rūšys.

Fosilijos, manoma, yra seniausi gyvūnai su kietomis kūno dalimis, neseniai buvo atrastos Pietų Australijoje. Šios į kempinę panašios iškasenos, pavadintos Coronacollina acula, datuojami net 560 milijonų metų ir, kaip manoma, rodo kietų kūno dalių ir dėmių, išsikišusių 20–40 cm nuo pagrindinio kūno (apytikriai 5 cm ilgio), egzistavimą. Kitos Ediakarano laikotarpio fosilijos parodytos 2 paveiksle.

Kitas neseniai atrastas iškastinis atradimas gali būti ankstyviausia kada nors rasta gyvūnų rūšis. Nors šio teiginio pagrįstumas dar tiriamas, atrodo, kad šios primityvios fosilijos yra mažos, vieno centimetro ilgio, į kempinę panašios būtybės. Šios fosilijos iš Pietų Australijos datuojamos 650 milijonų metų, iš tikrųjų tariamas gyvūnas buvo pastatytas prieš didįjį ledynmečio išnykimo įvykį, kuris pažymėjo perėjimą tarp Kriogeninis laikotarpis ir Ediakarano laikotarpis. Iki šio atradimo dauguma mokslininkų tikėjo, kad iki Ediakarano laikotarpio nebuvo gyvūnų. Daugelis mokslininkų dabar mano, kad gyvūnai iš tikrųjų galėjo išsivystyti kriogeno laikotarpiu.


Prekambras

The Prekambras (arba Prieškambrinis, kartais sutrumpintas pꞒ, arba Kriptozozinis) yra seniausia Žemės istorijos dalis, nustatyta prieš dabartinį Fanerozojaus eoną. Prekambras taip pavadintas, nes jis buvo ankstesnis prieš kambrą, pirmąjį fanerozojaus eono laikotarpį, kuris pavadintas Cambria, lotyniško Velso pavadinimo, kur pirmą kartą buvo tiriamos šio amžiaus uolienos. Prekambras sudaro 88% Žemės geologinio laiko.

Prekambras (raudona spalva laiko juostos paveiksle) yra neformalus geologinio laiko vienetas, [1] suskirstytas į tris geologinio laiko skalės eonus (Hado, Archeano, Proterozojaus). Jis tęsiasi nuo Žemės susidarymo maždaug prieš 4,6 milijardo metų (Ga) iki Kambrijos laikotarpio pradžios, maždaug prieš 541 milijoną metų (Ma), kai pirmą kartą gausiai pasirodė kieto lukšto padarai.


Kambro gyvūnų sprogimas

Kambro laikotarpiu įvyko sparčiausia naujų gyvūnų rūšių evoliucija, tačiau šio sprogimo priežastis vis dar nežinoma.

Mokymosi tikslai

Palyginkite teorijas, bandančias paaiškinti Kambrijos sprogimą

Pagrindiniai išsinešimai

Pagrindiniai klausimai

  • Echododermai, moliuskai, kirminai, chordatai ir nariuotakojai (įskaitant nariuotakojus, vadinamus trilobitais, kurie buvo viena iš pirmųjų rūšių, turinčių regėjimo pojūtį), išsivystė Kambrijos laikotarpiu.
  • Aplinkos pokyčiai, tokie kaip didėjantis atmosferos deguonies kiekis ir vandenyno kalcio koncentracijos padidėjimas, galėjo sukelti Kambro sprogimą.
  • Kontinentinis šelfas su daugybe seklių baseinų, kurie sudarė reikiamą gyvenamąją erdvę didesniam skaičiui įvairių rūšių gyvūnų, galėjo egzistuoti kartu.
  • Kambro sprogimas galėjo atsirasti dėl ekologinių rūšių santykių, tokių kaip maisto tinklo pokyčiai, konkurencija dėl maisto ir erdvės bei plėšrūnų ir grobio santykių.
  • „Hox“ kontrolės genų evoliucija, dėl kurios atsirado gyvūnų sudėtingumas ir lankstumas, galėjo suteikti būtinų galimybių padidinti galimas gyvūnų morfologijas.

Pagrindinės sąlygos

  • Ordoviko laikotarpis: apima laikotarpį nuo 485 iki 443 milijonų metų po kambro periodo
  • Kambrinis sprogimas: santykinai sparti (per daugelį milijonų metų), maždaug prieš 530 milijonų metų, daugumos pagrindinių gyvūnų rūšių atsiradimas, kaip parodyta iškastinių medžiagų įraše

Kambro gyvūnų sprogimas

Kambro periodas, įvykęs maždaug prieš 542–488 milijonus metų, žymi sparčiausią naujų gyvūnų genties ir gyvūnų įvairovės evoliuciją Žemės istorijoje. Manoma, kad dauguma šiandien egzistuojančių gyvūnų filų atsirado tuo metu, dažnai vadinamu Kambro sprogimu. Per šį laikotarpį atsirado dygiaodžių, moliuskų, kirminų, nariuotakojų ir chordatų. Viena iš labiausiai dominuojančių rūšių Kambro laikotarpiu buvo trilobitas, nariuotakojis, kuris buvo vienas iš pirmųjų gyvūnų, pademonstravusių regėjimo jausmą.

Trilobitai: Šios fosilijos (a – d) priklauso trilobitams, išnykusiems nariuotakojams, kurie atsirado ankstyvuoju kambro laikotarpiu prieš 525 milijonus metų ir išnyko iš iškastinių įrašų masinio išnykimo metu Permės laikotarpio pabaigoje, maždaug prieš 250 milijonų metų.

Kambrinis laikotarpis: Menininko paveiksle pavaizduoti kai kurie kambro periodo organizmai.

Kambro sprogimo priežastys vis dar diskutuojamos. Yra daug teorijų, bandančių atsakyti į šį klausimą. Aplinkos pokyčiai galėjo sukurti tinkamesnę aplinką gyvūnų gyvenimui. Šių pokyčių pavyzdžiai yra didėjantis atmosferos deguonies lygis ir didelis vandenyno kalcio koncentracijos padidėjimas prieš Kambro periodą. Kai kurie mokslininkai mano, kad platus kontinentinis šelfas su daugybe seklių lagūnų ar baseinų suteikė reikiamą gyvenamąją erdvę, kad galėtų egzistuoti daugiau įvairių rūšių gyvūnų. Taip pat remiamos teorijos, teigiančios, kad ekologiniai ryšiai tarp rūšių, tokie kaip maisto tinklo pokyčiai, konkurencija dėl maisto ir erdvės bei plėšrūnų ir grobio santykiai, buvo sukurti tam, kad paskatintų staigią, masinę rūšių koevoliuciją. Tačiau kitos teorijos teigia, kad Kambrijos sprogimas turi genetinių ir vystymosi priežasčių. Morfologinis gyvūnų vystymosi lankstumas ir sudėtingumas, kurį suteikia Hox kontrolės genų evoliucija, galėjo suteikti reikiamas galimybes padidinti galimas gyvūnų morfologijas Kambrijos laikotarpiu. Teorijos, bandančios paaiškinti, kodėl įvyko Kambro sprogimas, turi sugebėti pateikti pagrįstų masinio gyvūnų įvairinimo priežasčių, taip pat paaiškinti, kodėl taip atsitiko, kai įvyko. Yra duomenų, patvirtinančių ir paneigiančių kiekvieną aukščiau aprašytą teoriją. Atsakymas gali būti šių ir kitų teorijų derinys.

Žemės deguonies koncentracija: Deguonies koncentracija žemės atmosferoje smarkiai padidėjo maždaug prieš 300 milijonų metų.

Lieka neišspręsti klausimai apie gyvūnų įvairinimą kambro laikotarpiu. Pavyzdžiui, mes nesuprantame, kaip per tokį trumpą laiką įvyko tiek daug rūšių evoliucijos. Ar tikrai buvo gyvybės sprogimas ” šiuo konkrečiu metu? Kai kurie mokslininkai abejoja šios idėjos pagrįstumu, nes daugėja įrodymų, leidžiančių manyti, kad prieš Kambro periodą egzistavo daugiau gyvūnų ir kad kitų panašių rūšių vadinamieji sprogimai (arba radiacija) taip pat įvyko vėliau. Be to, didžiulė gyvūnų rūšių įvairovė, kuri, atrodo, prasidėjo kambro laikotarpiu, tęsėsi ir kitą Ordovicijos laikotarpį. Nepaisant kai kurių šių argumentų, dauguma mokslininkų sutinka, kad Kambrijos laikotarpis buvo įspūdingai greitos gyvūnų evoliucijos ir įvairinimo metas, kuris yra neprilygstamas kitur per visą istoriją.


Ikikambrijos gyvūnų gyvenimas

Laikas iki Kambrijos laikotarpio yra žinomas kaip Ediakarano laikotarpis (nuo maždaug 635 milijonų metų iki 543 milijonų metų), paskutinis vėlyvojo proterozojaus neoproterozojaus eros laikotarpis (paveikslas). Manoma, kad ankstyvoji gyvūnų gyvybė, vadinama Ediacaran biota, šiuo metu išsivystė iš protistų. Kai kurios protistinės rūšys, vadinamos choanoflagellatais, labai primena paprasčiausių gyvūnų, kempinių, choanocitų ląsteles. Be jų morfologinio panašumo, molekulinės analizės atskleidė panašias jų DNR sekų homologijas.

a) Žemės istorija suskirstyta į amžius, laikus ir laikotarpius. Atkreipkite dėmesį, kad Ediacaran laikotarpis prasideda proterozojaus eone ir baigiasi fanerozojaus eono Kambrijos periodu. b) Geologinio laiko skalės etapai pavaizduoti kaip spiralė. (kreditas: USGS pakeitė darbą)

Ankstyvasis gyvenimas, apimantis Ediakarano biotą, ilgą laiką buvo laikomas tik mažais, sėdimais, minkšto kūno jūros padarais. Tačiau pastaruoju metu daugėja mokslinių įrodymų, rodančių, kad tuo metu ir galbūt dar prieš Ediakarano laikotarpį gyveno įvairesnės ir sudėtingesnės gyvūnų rūšys.

Fosilijos, manoma, yra seniausi gyvūnai su kietomis kūno dalimis, neseniai buvo atrastos Pietų Australijoje. Šios į kempinę panašios fosilijos, pavadintos Coronacollina acula, datuojami net 560 milijonų metų ir, kaip manoma, rodo kietų kūno dalių ir spiralių, esančių 20–40 cm atstumu nuo pagrindinio kūno (maždaug 5 cm ilgio), egzistavimą. Kitos Ediacaran laikotarpio fosilijos parodytos paveiksleab.

(A) fosilijos Ciklomedūza ir b) Dickinsonia iki 650 milijonų metų, Ediakarano laikotarpiu. (kreditas: „Smith609“ / Wikimedia Commons kūrinio modifikavimas)

Kitas neseniai atrastas fosilijų atradimas gali būti ankstyviausios kada nors rastos gyvūnų rūšys. Nors šio teiginio pagrįstumas dar tiriamas, atrodo, kad šios primityvios fosilijos yra mažos, vieno centimetro ilgio, į kempinę panašios būtybės. Šios fosilijos iš Pietų Australijos datuojamos 650 milijonų metų, iš tikrųjų tariamas gyvūnas atsidūrė prieš didįjį ledynmečio išnykimo įvykį, kuris pažymėjo perėjimą tarp kriogeno ir Ediakarano laikotarpio. Iki šio atradimo dauguma mokslininkų manė, kad prieš Ediacaran laikotarpį gyvūnų gyvybės nebuvo. Daugelis mokslininkų dabar mano, kad gyvūnai iš tikrųjų galėjo išsivystyti kriogeno laikotarpiu.


Pokambrio evoliucija ir masiniai išnykimai

Laikotarpiai, įvykę po kambro Paleozojaus eroje, pasižymi tolesne gyvūnų evoliucija ir daugybės naujų tvarkų, šeimų ir rūšių atsiradimu. Gyvūnams vis įvairėjant, naujos rūšys prisitaikė prie naujų ekologinių nišų. Ordoviko laikotarpiu, kuris po Kambro periodo, sausumoje pirmą kartą pasirodė augalų gyvybė. Šis pakeitimas leido buvusioms vandens gyvūnų rūšims įsiveržti į žemę, maitinantis tiesiogiai augalais ar pūvančia augmenija. Nuolatiniai temperatūros ir drėgmės pokyčiai likusioje paleozojaus eros dalyje dėl kontinentinių plokščių judesių paskatino kurti naujus gyvūnų sausumos egzistavimo pritaikymus, tokius kaip galūnių priedai varliagyviuose ir epidermio skalės ropliuose.

Aplinkos pokyčiai dažnai sukuria naujas nišas (gyvenamąsias erdves), kurios prisideda prie greito rūšiavimo ir didesnės įvairovės. Kita vertus, kataklizminiai įvykiai, tokie kaip ugnikalnių išsiveržimai ir meteorų smūgiai, kurie sunaikina gyvybę, gali sukelti niokojančių įvairovės praradimą. Tokie masinio išnykimo laikotarpiai (6 pav.) Ne kartą pasitaikė evoliuciniame gyvenimo įraše, ištrynus kai kurias genetines linijas, tuo pačiu sukuriant erdvę kitiems išsivystyti į paliktas tuščias nišas. Permo periodo (ir paleozojaus eros) pabaiga buvo pažymėta didžiausiu masinio išnykimo įvykiu Žemės istorijoje – tuo metu buvo prarasta maždaug 95 procentai išlikusių rūšių. Kai kurios pasaulio vandenynuose dominuojančios filos, tokios kaip trilobitai, visiškai išnyko. Sausumoje išnykus kai kurioms dominuojančioms Permo roplių rūšims atsirado galimybė atsirasti naujai roplių linijai – dinozaurams. Vėlesnės mezozojaus eros šiltos ir stabilios klimato sąlygos paskatino sprogstamą dinozaurų įvairovę į visas įsivaizduojamas žemės, oro ir vandens nišas. Augalai taip pat spinduliavo į naujus kraštovaizdžius ir tuščias nišas, sukurdami sudėtingas gamintojų ir vartotojų bendruomenes, kai kurios iš jų tapo labai didelės dėl gausaus maisto.

6 pav. Per geologinį laiką masinis išnykimas pasikartojo.

Kitas masinio išnykimo įvykis įvyko kreidos periodo pabaigoje, todėl mezozojaus era baigėsi. Dangus patamsėjo, o temperatūra nukrito, nes didelis meteorų smūgis ir tonos vulkaninių pelenų užblokavo patenkančią saulės šviesą. Augalai mirė, žolėdžiai ir mėsėdžiai badavo, o daugiausia šaltakraujai dinozaurai perleido savo kraštovaizdžio dominavimą šiltakraujams žinduoliams. Tolesniame cenozojaus epochoje žinduoliai spinduliavo į sausumos ir vandens nišas, kurias kadaise užėmė dinozaurai, o paukščiai-šiltakraujiški vienos valdančiųjų roplių linijos palikuonys tapo oro specialistais. Žydinčių augalų išvaizda ir dominavimas cenozojaus eroje sukūrė naujas nišas vabzdžiams, taip pat paukščiams ir žinduoliams. Gyvūnų rūšių įvairovės pokyčius vėlyvojo kreidos ir ankstyvojo cenozojaus laikais taip pat paskatino dramatiškas Žemės geografijos pokytis, nes kontinentinės plokštės slydo virš plutos į savo dabartines padėtis, todėl kai kurios gyvūnų grupės buvo izoliuotos salose ir žemynuose arba atskirtos kalnų grandinėmis arba kitų konkurentų vidaus vandenys. Cenozojaus pradžioje atsirado naujos ekosistemos, vystėsi žolės ir koralų rifai. Cenozojaus pabaigoje vėlesni išnykimai, po kurių sekė speciacija, įvyko ledynmečiais, kurie dengė aukštas platumas ledu, o vėliau atsitraukė, palikdami naujas atviras erdves kolonizacijai.

Nuoroda į mokymąsi

Norėdami sužinoti daugiau apie masinį išnykimą, žiūrėkite šį vaizdo įrašą:

Karjeros ryšys

Paleontologas

Gamtos istorijos muziejuose yra išnykusių gyvūnų fosilijų atliekos ir informacija apie tai, kaip šie gyvūnai vystėsi, gyveno ir mirė. Paleontogai yra mokslininkai, tiriantys priešistorinį gyvenimą. Jie naudoja fosilijas, kad stebėtų ir paaiškintų, kaip Žemėje vystėsi gyvybė ir kaip rūšys sąveikavo tarpusavyje ir su aplinka. Paleontologas turi išmanyti biologiją, ekologiją, chemiją, geologiją ir daugelį kitų mokslo disciplinų. Paleontologo darbas gali apimti lauko tyrimus: fosilijų paiešką ir tyrimą. Be fosilijų kasimo ir radimo, paleontologai taip pat ruošia fosilijas tolesniam tyrimui ir analizei. Nors dinozaurai tikriausiai yra pirmieji gyvūnai, kurie ateina į galvą galvojant apie paleontologiją, paleontologai tiria viską - nuo augalų gyvenimo, grybų ir žuvų iki jūros gyvūnų ir paukščių.

Žemės mokslo ar biologijos bakalauro laipsnis yra gera vieta pradėti paleontologo karjeros kelią. Dažniausiai būtinas aukštojo mokslo diplomas. Be to, praverčia darbo patirtis muziejuje ar paleontologijos laboratorijoje.


27.4 Gyvūnų karalystės evoliucinė istorija

Šio skyriaus pabaigoje galėsite atlikti šiuos veiksmus:

  • Apibūdinkite pirmiesiems gyvūnams būdingus bruožus ir apytiksliai jų atsiradimo žemėje laiką
  • Paaiškinkite kambro laikotarpio reikšmę gyvūnų evoliucijai ir per tą laiką įvykusius gyvūnų įvairovės pokyčius
  • Apibūdinkite kai kuriuos neišspręstus klausimus, susijusius su kambro sprogimu
  • Aptarkite masinio gyvūnų išnykimo, įvykusio evoliucijos istorijoje, pasekmes

Daugelis klausimų, susijusių su gyvūnų karalystės kilme ir evoliucijos istorija, ir toliau tiriami ir diskutuojami, nes nauji iškastiniai ir molekuliniai įrodymai keičia vyraujančias teorijas. Kai kurie iš šių klausimų yra šie: Kiek laiko gyvūnai egzistavo Žemėje? Kokie buvo pirmieji gyvūnų karalystės nariai ir koks organizmas buvo jų bendras protėvis? Nors paleozojaus eros kambro laikotarpiu, prieš 530 milijonų metų, gyvūnų įvairovė išaugo, šiuolaikiniai iškastiniai įrodymai rodo, kad primityvios gyvūnų rūšys egzistavo daug anksčiau.

Ikikambrijos gyvūnų gyvenimas

Laikas iki Kambrijos laikotarpio yra žinomas kaip Ediakarano periodas (nuo maždaug 635 milijonų metų iki 543 milijonų metų), paskutinis vėlyvojo proterozojaus neoproterozojaus eros laikotarpis (27.14 pav.). Ediacaran fosilijos pirmą kartą buvo rastos Ediacaran kalvose Pietų Australijoje. Nėra gyvų šių rūšių atstovų, kurie paliko įspūdžius, panašius į plunksnas ar monetas (27.15 pav.). Manoma, kad ankstyvas gyvūnų gyvenimas, vadinamas Ediakarano biota, šiuo metu išsivystė iš protistų.

Dauguma Ediacaran biotos buvo vos kelių mm ar cm ilgio, tačiau kai kurios į plunksnas panašios formos galėjo siekti daugiau nei metrą. Pastaruoju metu daugėja mokslinių įrodymų, rodančių, kad tuo metu ir greičiausiai dar prieš Ediakarano laikotarpį gyveno įvairesnės ir sudėtingesnės gyvūnų rūšys.

Fosilijos, manoma, yra seniausi gyvūnai su kietomis kūno dalimis, neseniai buvo atrastos Pietų Australijoje. Šios į kempinę panašios fosilijos, pavadintos Coronacollina acula, siekia net 560 milijonų metų ir, kaip manoma, rodo kietų kūno dalių ir spiralių egzistavimą, kurios tęsėsi 20–40 cm atstumu nuo antpirščio formos kūno (apskaičiuota apie 5 cm ilgio). Kitos Ediacaran laikotarpio fosilijos parodytos 27.15a, b, c paveiksle.

Kitas neseniai atrastas fosilijų atradimas gali būti ankstyviausios kada nors rastos gyvūnų rūšys. Nors šio teiginio pagrįstumas dar tiriamas, atrodo, kad šios primityvios fosilijos yra mažos, vieno centimetro ilgio, į kempinę panašios būtybės, netaisyklingos formos ir su vidiniais vamzdeliais ar kanalais. Šios senovės fosilijos iš Pietų Australijos datuojamos 650 milijonų metų ir iš tikrųjų padėjo tariamą gyvūną prieš didįjį ledynmečio išnykimo įvykį, kuris pažymėjo perėjimą tarp kriogeno ir Ediakarano laikotarpio. Iki šio atradimo dauguma mokslininkų tikėjo, kad iki Ediakarano laikotarpio nebuvo gyvūnų. Daugelis mokslininkų dabar mano, kad gyvūnai iš tikrųjų galėjo išsivystyti kriogeno laikotarpiu.

Kambro gyvūnų sprogimas

Jei Ediakarano ir Kriogeno laikotarpių fosilijos yra mįslingos, tai tolesnio Kambrijos laikotarpio fosilijų yra kur kas mažiau ir jos apima kūno formas, panašias į šiandien gyvenančias. Kambrijos laikotarpis, įvykęs maždaug prieš 542–488 milijonus metų, žymi sparčiausią naujų gyvūnų filialų evoliuciją ir gyvūnų įvairovę Žemės istorijoje. Per šį laikotarpį atsiradusi sparti gyvūnų įvairovė, įskaitant didžiąją dalį šiandien egzistuojančių gyvūnų, dažnai vadinama kambro sprogimu (27.16 pav.). Šiuo laikotarpiu atsirado gyvūnai, panašūs į dygiaodžius, moliuskus, kirmėles, nariuotakojus ir chordatus. Tai, kas galėjo būti didžiausias šio laikotarpio plėšrūnas, buvo į nariuotakojų panašus padaras Anomalokaris, daugiau nei metro ilgio, sudėtinėmis akimis ir smailiais čiuptuvais. Akivaizdu, kad visi šie Kambro gyvūnai jau turėjo sudėtingas struktūras, todėl jų protėviai turėjo egzistuoti daug anksčiau.

Viena iš labiausiai dominuojančių rūšių kambro laikotarpiu buvo trilobitas - nariuotakojus, kuris buvo vienas iš pirmųjų gyvūnų, turinčių regėjimo pojūtį (27.17a, b, c, d pav.). Trilobitai buvo šiek tiek panašūs į šiuolaikinius pasagos krabus. Kambrijos laikotarpio iškastinėse nuosėdose buvo nustatyta tūkstančiai skirtingų rūšių, šiandien neišgyvena nė viena rūšis.

Kambro sprogimo priežastis vis dar diskutuojama, ir iš tikrųjų gali būti, kad daugybė tarpusavyje susijusių priežasčių paskatino šį neįtikėtiną gyvūnų įvairovės sprogimą. Dėl šios priežasties yra keletas hipotezių, kuriomis bandoma atsakyti į šį klausimą. Aplinkos pokyčiai galėjo sukurti tinkamesnę aplinką gyvūnų gyvenimui. Šių pokyčių pavyzdžiai yra didėjantis deguonies kiekis atmosferoje (27.18 pav.) Ir didelis vandenyno kalcio koncentracijos padidėjimas prieš Kambrijos laikotarpį. Kai kurie mokslininkai mano, kad platus kontinentinis šelfas su daugybe seklių lagūnų ar baseinų suteikė reikiamą gyvenamąją erdvę, kad galėtų sugyventi daugiau įvairių rūšių gyvūnų. Taip pat remiamos hipotezės, teigiančios, kad ekologiniai santykiai tarp rūšių, pavyzdžiui, maisto tinklo pokyčiai, konkurencija dėl maisto ir erdvės bei plėšrūnų ir grobio santykiai, buvo sukurti siekiant paskatinti staigų masinį rūšių koevoliuciją. Tačiau kitos hipotezės teigia, kad Kambrijos sprogimas turi genetinių ir vystymosi priežasčių. Morfologinis gyvūnų vystymosi lankstumas ir sudėtingumas, kurį suteikia evoliucija Hox Kontroliniai genai galėjo suteikti reikiamas galimybes padidinti galimas gyvūnų morfologijas Kambrijos laikotarpiu. Hipotezės, kuriomis bandoma paaiškinti, kodėl įvyko Kambrijos sprogimas, turi sugebėti pateikti pagrįstas masinio gyvūnų įvairinimo priežastis ir paaiškinti, kodėl taip atsitiko kada tai padarė. Yra įrodymų, kad tiek patvirtina, tiek paneigia kiekvieną iš aukščiau aprašytų hipotezių, o atsakymas gali būti šių ir kitų teorijų derinys.

Tačiau lieka neišspręstų klausimų apie Kambro laikotarpiu įvykusią gyvūnų įvairinimą. Pavyzdžiui, mes nesuprantame, kaip per tokį trumpą laiką įvyko tiek daug rūšių evoliucijos. Ar tikrai šiuo metu įvyko gyvybės „sprogimas“? Kai kurie mokslininkai abejoja šios idėjos pagrįstumu, nes vis daugėja įrodymų, leidžiančių manyti, kad iki Kambro laikotarpio egzistavo daugiau gyvūnų ir kad kitų panašių rūšių vadinamieji sprogimai (ar spinduliavimai) įvyko ir vėliau istorijoje. Be to, didžiulė gyvūnų rūšių įvairovė, prasidėjusi Kambro laikotarpiu, tęsėsi ir kitą Ordoviko laikotarpį. Nepaisant kai kurių šių argumentų, dauguma mokslininkų sutinka, kad Kambrijos laikotarpis buvo įspūdingai greitos gyvūnų evoliucijos ir kūno formų įvairinimo metas, kuris yra neprilygstamas jokiam kitam laikotarpiui.

Nuoroda į mokymąsi

Peržiūrėkite animaciją apie tai, koks galėjo būti vandenyno gyvenimas per Kambro sprogimą.

Pokambrio evoliucija ir masiniai išnykimai

Laikotarpiai, įvykę po kambro Paleozojaus eroje, pasižymi tolesne gyvūnų evoliucija ir daugybės naujų tvarkų, šeimų ir rūšių atsiradimu. Kadangi gyvūnų filė toliau įvairėjo, naujos rūšys prisitaikė prie naujų ekologinių nišų. Ordoviko laikotarpiu, kuris sekė po kambro, augalų gyvenimas pirmą kartą pasirodė sausumoje. Šis pokytis leido buvusioms vandens gyvūnų rūšims įsiveržti į žemę, maitindamosi tiesiogiai augalais arba pūvančia augmenija. Nuolatiniai temperatūros ir drėgmės pokyčiai likusioje paleozojaus eros dalyje dėl kontinentinių plokščių judesių paskatino kurti naujus gyvūnų sausumos egzistavimo pritaikymus, tokius kaip galūnių priedai varliagyviuose ir epidermio skalės ropliuose.

Aplinkos pokyčiai dažnai sukuria naujas nišas (įvairias gyvenamąsias erdves), kurios skatina greitą rūšiavimą ir didesnę įvairovę. Kita vertus, kataklizminiai įvykiai, tokie kaip ugnikalnių išsiveržimai ir meteorų smūgiai, kurie sunaikina gyvenimą, kai kuriems klodams gali sukelti pražūtingą įvairovės praradimą, tačiau kitiems suteikia naujų galimybių „užpildyti spragas“ ir spėti. Tokie masinio išnykimo laikotarpiai (27.19 pav.) kartojasi evoliuciniame gyvybės įraše, ištrindami kai kurias genetines linijas, o kitoms atsirasdavo erdvės išsivystyti į paliktas tuščias nišas. Permės laikotarpio (ir paleozojaus eros) pabaiga buvo pažymėta didžiausiu masinio išnykimo įvykiu Žemės istorijoje, apytikriai netekus 95 proc. Tuo metu išlikusių rūšių. Kai kurios pasaulio vandenynuose dominuojančios filos, tokios kaip trilobitai, visiškai išnyko. Sausumoje išnykus kai kurioms dominuojančioms Permės roplių rūšims, atsirado nauja roplių linija - dinozaurai. Vėlesnės mezozojaus eros šiltos ir stabilios klimato sąlygos paskatino sprogstamą dinozaurų įvairovę į visas įsivaizduojamas žemės, oro ir vandens nišas. Augalai taip pat spinduliavo į naujus kraštovaizdžius ir tuščias nišas, sukurdami sudėtingas gamintojų ir vartotojų bendruomenes, kai kurios iš jų tapo labai didelės dėl gausaus maisto.

Kreidos laikotarpio pabaigoje įvyko dar vienas masinis išnykimo įvykis, kuris užbaigė mezozojaus erą. Dangus patamsėjo ir temperatūra nukrito po didelio meteoro smūgio ir tonų vulkaninių pelenų, išmestų į atmosferą, užblokavus patenkančią saulės šviesą. Augalai mirė, žolėdžiai ir mėsėdžiai badavo, o dinozaurai perleido savo dominavimą kraštovaizdyje šiltakraujams žinduoliams. Kitoje kainozojaus epochoje žinduoliai spinduliavo į sausumos ir vandens nišas, kurias kažkada užėmė dinozaurai, o paukščiai – šiltakraujai tiesioginiai vienos valdančiųjų roplių linijos palikuonys – tapo oro specialistais. Žydinčių augalų išvaizda ir dominavimas kainozojaus eroje sukūrė naujas nišas apdulkinantiems vabzdžiams, taip pat paukščiams ir žinduoliams. Gyvūnų rūšių įvairovės pokyčius vėlyvojo kreidos ir ankstyvojo kainozojaus metu taip pat paskatino dramatiški Žemės geografijos pokyčiai, nes žemyninės plokštės nuslydo per plutą į dabartines vietas, todėl kai kurios gyvūnų grupės buvo izoliuotos salose ir žemynuose arba atskirtos kalnų grandinėmis. arba kitų konkurentų vidaus vandenys. Kainozojaus pradžioje atsirado naujų ekosistemų, vystantis žolėms ir koraliniams rifams. Kainozojaus pabaigoje, ledynmečiais, kurie ledu uždengdavo aukštas platumas, o paskui atsitraukdavo, palikdavo naujas atviras erdves kolonizacijai, tolesnis išnykimas, po kurio sekė specifikacija.

Nuoroda į mokymąsi

Žiūrėkite šį vaizdo įrašą, kad sužinotumėte daugiau apie masinį išnykimą.

Karjeros ryšys

Paleontologas

Gamtos istorijos muziejuose yra išnykusių gyvūnų fosilijų, taip pat informacija apie tai, kaip šie gyvūnai vystėsi, gyveno ir mirė. Paleontologai yra mokslininkai, tyrinėjantys priešistorinį gyvenimą. Jie naudoja fosilijas, kad stebėtų ir paaiškintų, kaip gyvybė vystėsi Žemėje ir kaip rūšys sąveikauja tarpusavyje ir su aplinka. Paleontologas turi išmanyti matematiką, biologiją, ekologiją, chemiją, geologiją ir daugelį kitų mokslo disciplinų. Paleontologo darbas gali apimti lauko tyrimus: fosilijų paiešką ir tyrimą. Paleontologai ne tik ieško ir randa fosilijas, bet ir ruošia fosilijas tolesniam tyrimui ir analizei. Nors dinozaurai tikriausiai yra pirmieji gyvūnai, kurie ateina į galvą galvojant apie senovės gyvenimą, paleontologai tiria įvairias gyvybės formas - nuo augalų, grybų ir bestuburių iki stuburinių žuvų, varliagyvių, roplių, paukščių ir žinduolių.

Žemės mokslo ar biologijos bakalauro laipsnis yra gera vieta pradėti paleontologo karjeros kelią. Dažniausiai reikalingas aukštasis išsilavinimas. Be to, naudinga patirtis muziejuje ar paleontologijos laboratorijoje.

Kaip „Amazon“ partneris uždirbame iš atitinkamų pirkinių.

Norite cituoti, bendrinti ar keisti šią knygą? Ši knyga yra „Creative Commons Attribution License 4.0“ licencija ir turite priskirti „OpenStax“.

    Jei perskirstote visą šią knygą arba jos dalį spausdintiniu formatu, tada kiekviename fiziniame puslapyje turite nurodyti šį priskyrimą:

  • Norėdami sukurti citatą, naudokite toliau pateiktą informaciją. Rekomenduojame naudoti tokį citavimo įrankį kaip šis.
    • Autoriai: Mary Ann Clark, Matthew Douglas, Jung Choi
    • Leidėjas / svetainė: OpenStax
    • Knygos pavadinimas: Biologija 2e
    • Paskelbimo data: 2018 m. kovo 28 d
    • Vieta: Hiustonas, Teksasas
    • Knygos URL: https://openstax.org/books/biology-2e/pages/1-introduction
    • Skilties URL: https://openstax.org/books/biology-2e/pages/27-4-the-evolutionary-history-of-the-animal-kingdom

    © 2021 m. Sausio 7 d. „OpenStax“. OpenStax sukurtas vadovėlio turinys yra licencijuotas pagal Creative Commons Attribution License 4.0 licenciją. „OpenStax“ pavadinimui, „OpenStax“ logotipui, „OpenStax“ knygų viršeliams, „OpenStax CNX“ pavadinimui ir „OpenStax CNX“ logotipui netaikoma „Creative Commons“ licencija ir jie negali būti atgaminti be išankstinio ir aiškaus rašytinio Rice universiteto sutikimo.


    13.22: Ikikambrijos gyvūnų gyvenimas – biologija

    Šio skyriaus pabaigoje galėsite atlikti šiuos veiksmus:

    • Apibūdinkite pirmiesiems gyvūnams būdingus bruožus ir apytiksliai jų atsiradimo žemėje laiką
    • Paaiškinkite kambro laikotarpio reikšmę gyvūnų evoliucijai ir per tą laiką įvykusius gyvūnų įvairovės pokyčius
    • Apibūdinkite kai kuriuos neišspręstus klausimus, susijusius su kambro sprogimu
    • Aptarkite masinio gyvūnų išnykimo, įvykusio evoliucijos istorijoje, pasekmes

    Daugelis klausimų, susijusių su gyvūnų karalystės kilme ir evoliucijos istorija, ir toliau tiriami ir diskutuojami, nes nauji iškastiniai ir molekuliniai įrodymai keičia vyraujančias teorijas. Kai kurie iš šių klausimų yra šie: Kiek laiko gyvūnai egzistuoja Žemėje? Kokie buvo ankstyviausi gyvūnų karalystės nariai ir koks organizmas buvo jų bendras protėvis? Nors paleozojaus eros kambro laikotarpiu, prieš 530 milijonų metų, gyvūnų įvairovė išaugo, šiuolaikiniai iškastiniai įrodymai rodo, kad primityvios gyvūnų rūšys egzistavo daug anksčiau.

    Prieškambrinis gyvūnų gyvenimas

    Laikas prieš Kambro periodą žinomas kaip Ediacaran periodas (nuo maždaug 635 mln. metų iki 543 mln. metų), paskutinis vėlyvojo proterozojaus neoproterozojaus eros laikotarpis ((pav.)). Ediakarano fosilijos pirmą kartą buvo rastos Pietų Australijos Ediakarano kalvose. Nėra gyvų šių rūšių atstovų, kurie paliko įspūdžius, panašius į plunksnas ar monetas ((paveikslas)). Manoma, kad ankstyvas gyvūnų gyvenimas, vadinamas Ediacaran biota, šiuo metu išsivystė iš protistų.

    Figūra 1. Evoliucinė laiko juosta. a) Žemės istorija suskirstyta į amžius, laikus ir laikotarpius. Atkreipkite dėmesį, kad Ediacaran laikotarpis prasideda proterozojaus eone ir baigiasi fanerozojaus eono Kambrijos periodu. b) geologinės laiko skalės etapai vaizduojami kaip spiralė. (kreditas: darbo pakeitimas USGS)

    Dauguma Ediacaran biotos buvo vos kelių mm ar cm ilgio, tačiau kai kurios į plunksnas panašios formos galėjo siekti daugiau nei metrą. Pastaruoju metu daugėja mokslinių įrodymų, rodančių, kad tuo metu ir greičiausiai dar prieš Ediakarano laikotarpį gyveno įvairesnės ir sudėtingesnės gyvūnų rūšys.

    Fosilijos, manoma, yra seniausi gyvūnai su kietomis kūno dalimis, neseniai buvo atrastos Pietų Australijoje. Šios į kempinę panašios iškasenos, pavadintos Coronacollina acula, siekia net 560 milijonų metų ir, kaip manoma, rodo kietų kūno dalių ir spiralių egzistavimą, kurios tęsėsi 20–40 cm atstumu nuo antpirščio formos kūno (apskaičiuota apie 5 cm ilgio). Kitos Ediacaran laikotarpio fosilijos parodytos (Pav.)a, b, c.

    2 pav. Ediakarano fauna. (a) Cyclomedusa (iki 20 cm), (b) Dickinsonia (iki 1,4 m) ir (c) Spriggina (iki 5 cm) fosilijos datuojamos Ediacaran laikotarpiu (543–635 MYA). : „Smith609“/„Wikimedia Commons“ darbo pakeitimas)

    Kitas neseniai atrastas iškastinis atradimas gali būti ankstyviausia kada nors rasta gyvūnų rūšis. Nors šio teiginio pagrįstumas vis dar tiriamas, atrodo, kad šios primityvios fosilijos yra mažos, vieno centimetro ilgio, į kempinę panašios būtybės, netaisyklingos formos ir su vidiniais vamzdeliais ar kanalais. Šios senovės fosilijos iš Pietų Australijos datuojamos 650 milijonų metų, iš tikrųjų numanomos gyvūno vietos prieš didžiulį ledynmečio išnykimo įvykį, kuris pažymėjo perėjimą tarp kriogeno laikotarpio į Ediacaran laikotarpį. Iki šio atradimo dauguma mokslininkų tikėjo, kad iki Ediakarano laikotarpio nebuvo gyvūnų. Daugelis mokslininkų dabar mano, kad gyvūnai iš tikrųjų galėjo išsivystyti kriogeno laikotarpiu.

    Kambro gyvūnų sprogimas

    Jei Ediakaro ir Kriogeno periodų fosilijos yra mįslingos, kito Kambro periodo fosilijos yra daug mažiau paslaptingos ir apima kūno formas, panašias į dabartines. Kambro laikotarpis, įvykęs maždaug prieš 542–488 milijonus metų, žymi sparčiausią naujų gyvūnų filos ir gyvūnų įvairovės evoliuciją Žemės istorijoje. The rapid diversification of animals that appeared during this period, including most of the animal phyla in existence today, is often referred to as the Cambrian explosion ((Figure)). Animals resembling echinoderms, mollusks, worms, arthropods, and chordates arose during this period. What may have been a top predator of this period was an arthropod-like creature named Anomalocaris, over a meter long, with compound eyes and spiky tentacles. Obviously, all these Cambrian animals already exhibited complex structures, so their ancestors must have existed much earlier.

    3 pav. Fauna of the Burgess Shale. An artist’s rendition depicts some organisms from the Cambrian period. Anomalocaris is seen in the upper left quadrant of the picture.

    One of the most dominant species during the Cambrian period was the trilobite, an arthropod that was among the first animals to exhibit a sense of vision ((Figure)a,b,c,d). Trilobites were somewhat similar to modern horseshoe crabs. Thousands of different species have been identified in fossil sediments of the Cambrian period not a single species survives today.

    4 pav. Trilobites. These fossils (a–d) belong to trilobites, extinct arthropods that appeared in the early Cambrian period, 525 million years ago, and disappeared from the fossil record during a mass extinction at the end of the Permian period, about 250 million years ago.

    The cause of the Cambrian explosion is still debated, and in fact, it may be that a number of interacting causes ushered in this incredible explosion of animal diversity. For this reason, there are a number of hypotheses that attempt to answer this question. Environmental changes may have created a more suitable environment for animal life. Examples of these changes include rising atmospheric oxygen levels ((Figure)) and large increases in oceanic calcium concentrations that preceded the Cambrian period. Some scientists believe that an expansive, continental shelf with numerous shallow lagoons or pools provided the necessary living space for larger numbers of different types of animals to coexist. There is also support for hypotheses that argue that ecological relationships between species, such as changes in the food web, competition for food and space, and predator-prey relationships, were primed to promote a sudden massive coevolution of species. Yet other hypotheses claim genetic and developmental reasons for the Cambrian explosion. The morphological flexibility and complexity of animal development afforded by the evolution of Hox control genes may have provided the necessary opportunities for increases in possible animal morphologies at the time of the Cambrian period. Hypotheses that attempt to explain why the Cambrian explosion happened must be able to provide valid reasons for the massive animal diversification, as well as explain why it happened kada it did. There is evidence that both supports and refutes each of the hypotheses described above, and the answer may very well be a combination of these and other theories.

    5 pav. Atmospheric oxygen over time. The oxygen concentration in Earth’s atmosphere rose sharply around 300 million years ago.

    However, unresolved questions about the animal diversification that took place during the Cambrian period remain. For example, we do not understand how the evolution of so many species occurred in such a short period of time. Was there really an “explosion” of life at this particular time? Some scientists question the validity of this idea, because there is increasing evidence to suggest that more animal life existed prior to the Cambrian period and that other similar species’ so-called explosions (or radiations) occurred later in history as well. Furthermore, the vast diversification of animal species that appears to have begun during the Cambrian period continued well into the following Ordovician period. Despite some of these arguments, most scientists agree that the Cambrian period marked a time of impressively rapid animal evolution and diversification of body forms that is unmatched for any other time period.

    Nuoroda į mokymąsi

    View an animation of what ocean life may have been like during the Cambrian explosion.

    Pokambrio evoliucija ir masiniai išnykimai

    The periods that followed the Cambrian during the Paleozoic Era are marked by further animal evolution and the emergence of many new orders, families, and species. As animal phyla continued to diversify, new species adapted to new ecological niches. During the Ordovician period, which followed the Cambrian period, plant life first appeared on land. This change allowed formerly aquatic animal species to invade land, feeding directly on plants or decaying vegetation. Continual changes in temperature and moisture throughout the remainder of the Paleozoic Era due to continental plate movements encouraged the development of new adaptations to terrestrial existence in animals, such as limbed appendages in amphibians and epidermal scales in reptiles.

    Changes in the environment often create new niches (diversified living spaces) that invite rapid speciation and increased diversity. On the other hand, cataclysmic events, such as volcanic eruptions and meteor strikes that obliterate life, can result in devastating losses of diversity to some clades, yet provide new opportunities for others to “fill in the gaps” and speciate. Such periods of mass extinction ((Figure)) have occurred repeatedly in the evolutionary record of life, erasing some genetic lines while creating room for others to evolve into the empty niches left behind. The end of the Permian period (and the Paleozoic Era) was marked by the largest mass extinction event in Earth’s history, a loss of an estimated 95 percent of the extant species at that time. Some of the dominant phyla in the world’s oceans, such as the trilobites, disappeared completely. On land, the disappearance of some dominant species of Permian reptiles made it possible for a new line of reptiles to emerge, the dinosaurs. The warm and stable climatic conditions of the ensuing Mesozoic Era promoted an explosive diversification of dinosaurs into every conceivable niche in land, air, and water. Plants, too, radiated into new landscapes and empty niches, creating complex communities of producers and consumers, some of which became very large on the abundant food available.

    Another mass extinction event occurred at the end of the Cretaceous period, bringing the Mesozoic Era to an end. Skies darkened and temperatures fell after a large meteor impact and tons of volcanic ash ejected into the atmosphere blocked incoming sunlight. Plants died, herbivores and carnivores starved, and the dinosaurs ceded their dominance of the landscape to the more warm-blooded mammals. In the following Cenozoic Era, mammals radiated into terrestrial and aquatic niches once occupied by dinosaurs, and birds—the warm-blooded direct descendants of one line of the ruling reptiles—became aerial specialists. The appearance and dominance of flowering plants in the Cenozoic Era created new niches for pollinating insects, as well as for birds and mammals. Changes in animal species diversity during the late Cretaceous and early Cenozoic were also promoted by a dramatic shift in Earth’s geography, as continental plates slid over the crust into their current positions, leaving some animal groups isolated on islands and continents, or separated by mountain ranges or inland seas from other competitors. Early in the Cenozoic, new ecosystems appeared, with the evolution of grasses and coral reefs. Late in the Cenozoic, further extinctions followed by speciation occurred during ice ages that covered high latitudes with ice and then retreated, leaving new open spaces for colonization.

    Nuoroda į mokymąsi

    Watch the following video to learn more about the mass extinctions.

    6 pav. Extinctions. Mass extinctions have occurred repeatedly over geological time.

    Karjeros ryšys

    Paleontologist

    Natural history museums contain the fossils of extinct animals as well as information about how these animals evolved, lived, and died. Paleontologists are scientists who study prehistoric life. They use fossils to observe and explain how life evolved on Earth and how species interacted with each other and with the environment. A paleontologist needs to be knowledgeable in mathematics, biology, ecology, chemistry, geology, and many other scientific disciplines. A paleontologist’s work may involve field studies: searching for and studying fossils. In addition to digging for and finding fossils, paleontologists also prepare fossils for further study and analysis. Although dinosaurs are probably the first animals that come to mind when thinking about ancient life, paleontologists study a variety of life forms, from plants, fungi and invertebrates to the vertebrate fishes, amphibians, reptiles, birds and mammals.

    An undergraduate degree in earth science or biology is a good place to start toward the career path of becoming a paleontologist. Most often, a graduate degree is necessary. Additionally, work experience in a museum or in a paleontology lab is useful.

    Skilties santrauka

    The most rapid documented diversification and evolution of animal species in all of history occurred during the Cambrian period of the Paleozoic Era, a phenomenon known as the Cambrian explosion. Until recently, scientists believed that there were only very few tiny and simplistic animal species in existence before this period. However, recent fossil discoveries have revealed that additional, larger, and more complex animals existed during the Ediacaran period, and even possibly earlier, during the Cryogenian period. Still, the Cambrian period undoubtedly witnessed the emergence of the majority of animal phyla that we know today, although many questions remain unresolved about this historical phenomenon.

    The remainder of the Paleozoic Era is marked by the growing appearance of new classes, families, and species, and the early colonization of land by certain marine animals and semiaquatic arthropods, both freshwater and marine. The evolutionary history of animals is also marked by numerous major extinction events, each of which wiped out a majority of extant species. Some species of most animal phyla survived these extinctions, allowing the phyla to persist and continue to evolve into species that we see today.

    Klausimų peržiūra

    Which of the following periods is the earliest during which animals may have appeared?


    (B) James W. Valentine et al., “The Biological Explosion at the Precambrian- Cambrian Boundary,” Evoliucinė biologija 25 (1991): 279-356.

    Recent studies have also emphasized the abruptness of the Cambrian explosion. After reviewing the geological dating of rocks near the Precambrian-Cambrian boundary, Bowring and his colleagues reported in 1993 that the Cambrian explosion of animal phyla was “unlikely to have exceeded 10 million years” (Excerpt D, p. 1297). As Valentine, Jablonski and Erwin pointed out in 1999, this is “less than 2% of the time from the base of the Cambrian to the present day” (Excerpt E, p. 852). Since the time from the Cambrian to the present is only about one seventh of the time since the origin of life on Earth, this means the Cambrian explosion was geologically very abrupt, indeed.

    According to Valentine, Jablonski and Erwin, extensive new data “do not muffle the explosion, which continues to stand out as a major feature in early metazoan history” (Excerpt E, p. 851).


    Precambrian animal life: Taphonomy of phosphatized metazoan embryos from southwest China

    Phosphatized fossils from the Neoproterozoic Doushantuo Formation have provided valuable insight into the early evolution of metazoans, but the preservation of these spectacular fossils is not yet fully understood. This research begins to address this issue by performing a detailed specimen-based taphonomic analysis of the Doushantuo Formation phosphatized metazoan embryos. A total of 206 embryos in 65 thin sections from the Weng'an Phosphorite Member of the Doushantuo Formation were examined and their levels of pre-phosphatization decay estimated. The data produced from this examination reveal a strong taphonomic bias toward earlier (2-cell and 4-cell) cleavage stages, which tend to be well-preserved, and away from later (8-cell and 16-cell) cleavage stages, which tend to exhibit evidence for slight to intense levels of organic decay. In addition, the natural abundances of these embryos tend to decrease with advancement in cleavage stage, and no evidence of more advanced (beyond 16-cell) cleavage stages or eventual adult forms were found in this study. One possible explanation for this taphonomic bias toward early cleavage stages is that later cleavage stages and adult forms were more physically delicate, allowing them to be more easily damaged during burial and reworking, allowing for more rapid decay. The spectacular preservation of these embryos was probably aided by their likely internal enrichment in phosphate-rich yolk, which would have caused their internal dissolved phosphate levels to reach critical levels with only miniscule organic decay, thereby hastening phosphatization. If internal sources of phosphate did indeed play a role in the phosphatization of these embryos, it may explain their prolific abundance in these rocks compared to other phosphatized fossils as well as indicating that metazoans lacking such internal phosphate sources were likely much more difficult to preserve. The phosphatic fossils of the Doushantuo Formation, therefore, provide an indispensable, yet restricted, window into Neoproterozoic life and metazoan origins.


    13.22: Pre-Cambrian Animal Life - Biology

    Carbon isotope ratios in 3.8 b.y. rocks (Isua Formation) from Greenland had been suggested to have resulted from organic activity. However a recent (2002) reinterpretation of the rock rock formation concludes otherwise.

    The oldest fossils are 3.5 and 3.4 billion year old single-cell, photosynthetic, prokaryotic, filamentous cyanobacteria (blue-green algae) found in Western Australia and South Africa.

    The oldest certain stromatolites (mounds of cyanobacterial mats) found so far are about 3.2 b.y., though the above-mentioned 3.5 b.y. microfossils were associated with stromatolite-like structures.

    Prokariotaiare all single-celled organisms that lack membrane-enclosed nucleus and organelles. They reproduce by simple cell division creating duplicates of the parent genes are not exchanged/combined from separate parents. Prokaryotes include the kingdoms Archaebacteria and Eubacteria.

    Eukariotai are organisms with membrane-enclosed nucleus and organelles (mitochondria, chloroplasts, golgi apparatus, endoplasmic reticulum, etc.). They probably evolved by about 1.6 b.y. The oldest fossil eukaryotes are acritarchs.These fossils appear very similar to the cyst or resting stage of modern dinoflagelates which are true algae. Eukaryotes include the kingdoms protista (protozoans and algae), fungi, plants, and animals.

    Eukaryotes are now widely believed to have evolved by endosymbiosis between two or more prokaryotes. Evidence for this is the fact that mitochondria and chloroplasts both contain their own DNA and RNA which strongly suggests that they were once free-living organisms that came to live inside some host cell.

    Lytinis dauginimasis evolved among eukaryotes probably by about 1.1 b.y. Combining genes from 2 parents greatly increased the variations in populations greatly increasing the rate of evolution.

    The first clear evidence of metazoans (complex multi-cellular animals) appeared in the rock record by about 630 - 600 million years ago in the Vendian Period of the Late Proterozoic as the soft body imprints of the Ediacaran fauna including probable members of primitive animal phyla porifera (sponges), cnidaria (jelly fish), and annelida (segmented worms). A recent (2002) paper surprisingly puports to find Ediacaran metazoans in strata that they date at 1 b.y. arba taip.

    summary of important events in the fossil record of early life

    single-cell, filamentous cyanobacteria

    prokaryotes (no nucleus)

    stromatolites (cyanobacterial mats)

    four-cell and colonial cyanobacteria

    eukaryotes (cell nucleus)

    Ediacaran soft bodied fossils

    metazoans (complex animals)

    relevant laboratory experiments attempting to simulate origin of life:
    - Stanley Miller (1953): produced amino acids by simulating early Earth conditions
    - Sidney Fox (1950s): polymerized amino acids into proteins in another early Earth scenario
    - David Deamer: proteinoids: pseudo-living cells that divide and bud
    - others have polymerized sugars and synthesized the basic building blocks of DNA and RNA
    - it is still a vast leap from these compounds to actually assembling RNA and DNA into a reproducible genetic code

    other considerations
    - organic compounds such as amino acids appear to be common in the universe: meteorites, comets, and the interstellar dust contain them
    - Martian meteorites contain cryptic evidence of possible life, though most now believe the observed features are probably of inorganic origin
    - food chains at vent communities at midocean ridges are based on primitive chemosynthetic bacteria that could represent the oldest life on Earth, or in any case must be an evolutionary step earlier than photosynthetic organisms like cyanobacteria


    Žiūrėti video įrašą: - Biologijos pavyzdinė pamoka - branduolys ir endoplazminis tinklas (Gruodis 2022).