Cambrische explosie | toen veel dierlijke phyla voor het eerst in het fossielenbestand verschenen

Bij de Cambrische explosie verschenen voor het eerst veel dierlijke phyla in de fossielenlijst. Dat gebeurde 541 miljoen jaar geleden. Waarschijnlijk waren de meeste al eerder geëvolueerd, maar dit was hun eerste verschijning als fossielen.

Vóór ongeveer 580 mya waren de meeste organismen eenvoudig. Ze bestonden uit individuele cellen, soms georganiseerd in kolonies. In de daaropvolgende 70 of 80 miljoen jaar leek de evolutie te versnellen. Tegen het einde van het Cambrium bestonden de meeste fyla die wij vandaag kennen.

De Cambrische explosie heeft tot veel wetenschappelijk debat geleid. Het schijnbaar snelle verschijnen van fossielen in de "oerstrata" werd al in het midden van de 19e eeuw opgemerkt, en Charles Darwin zag het als een van de belangrijkste bezwaren die konden worden ingebracht tegen zijn theorie van evolutie door natuurlijke selectie.

Een gefossiliseerde trilobiet. Bij dit exemplaar van Olenoides serratus, uit de Burgess-schalie, zijn de "zachte delen" - de antennes en de poten - bewaard gebleven.

Dickinsonia , een Ediacaran dier met een gewatteerd uiterlijk.

Een Ediacaraans sporenfossiel, gemaakt toen een organisme zich onder een microbiële mat begroef.

Opabinia heeft een grote bijdrage geleverd aan de belangstelling voor de Cambrische explosie.

Dit Marrella-exemplaar laat zien hoe helder en gedetailleerd de fossielen uit de Burgess Shale lagerstätte zijn.

Kernpunten

Het aloude raadsel over het verschijnen van de Cambriumfauna, schijnbaar abrupt en vanuit het niets, draait om drie kernpunten:

of het echt gebeurd is. Was er werkelijk sprake van een massale diversificatie van complexe organismen in een relatief korte periode tijdens het vroege Cambrium?
wat deze snelle verandering kan hebben veroorzaakt.
wat het zou kunnen zeggen over de oorsprong en evolutie van dieren.

Het begrijpen ervan is moeilijk omdat het bewijsmateriaal beperkt is. Het bewijs bestaat uit een onvolledig fossielenbestand en chemische signaturen die zijn achtergelaten in gesteenten uit het Cambrium.

Grootschalige evolutie

De Cambrische explosie is het klassieke voorbeeld van mega-evolutie. Daarmee wordt niet een ander soort evolutie bedoeld, maar evolutie die een enorm effect heeft. Het woord "macro-evolutie" wordt gebruikt omdat de veranderingen echt groot waren.

Duur

De Cambrische explosie begon in het Ediacaran vanaf ongeveer 575 mya, en liep door tot de Burgesschalie op ongeveer 507 mya. Dat is ongeveer 70 miljoen jaar. Tegen het einde waren alle moderne fyla geëvolueerd, en sindsdien zijn er geen nieuwe fyla in het fossielenbestand verschenen. Dit is een van de dingen die moeten worden verklaard.

Leven een miljard jaar geleden

Voor meer informatie, zie Acritarch en Stromatoliet

Stromatolieten, stompe zuilen die zijn gebouwd door kolonies cyanobacteriën en andere micro-organismen, zijn de eerste fossielen. Hun geschiedenis begint ongeveer 3,5 miljard jaar geleden, en ze kwamen veel voor vanaf ongeveer 2700 mya. Ze namen sterk af na ongeveer 1250 mya, en deze afname werd waarschijnlijk veroorzaakt door grazende en gravende dieren.

De mariene diversiteit van het Precambrium werd gedomineerd door kleine fossielen die bekend staan als acritarchen. Deze term beschrijft bijna elk klein organisch omhuld fossiel - van de eierstokken van kleine metazoërs tot rustcysten van veel verschillende soorten groene algen. Na hun verschijning rond 2000 mya kenden de acritarchen rond 1000 mya een hausse, waarbij ze toenamen in aantal, diversiteit, grootte, complexiteit van vorm en vooral grootte en aantal stekels. Dat ze in de laatste miljard jaar steeds meer stekels kregen, kan duiden op een toegenomen behoefte aan verdediging tegen predatie. Ook andere groepen kleine organismen uit het Neoproterozoïcum vertonen tekenen van verdediging tegen roofdieren. Het meten van de levensduur van taxa lijkt te wijzen op een toename van predatie rond deze tijd. In het algemeen was het tempo van de evolutie in het Precambrium echter zeer laag, waarbij veel cyanobacteriesoorten miljarden jaren onveranderd bleven. Bacteriën worden natuurlijk vooral bepaald door hun biochemie, met name hun genoom. Veranderingen in hun biochemie laten meestal geen sporen na in het fossielenbestand.

Als de rooforganismen die op bacteriën en acritarchen graasden werkelijk metazoërs waren, betekent dit dat de Cambriumdieren niet "uit het niets" verschenen aan de basis van het Cambrium; hun voorouders bestonden al honderden miljoenen jaren.

Moderne stromatolieten in Hamelin Pool Marine Nature Reserve, West-Australië.

Stromatolieten (Pika Formatie, Midden-Cambrium) bij Helen Lake, Banff National Park, Canada.

Gerelateerde pagina's

Tijdslijn van het leven

Andere bronnen

Gould S.J. 1989. Wonderlijk leven: de Burgesschalie en de aard van de geschiedenis. W.W. Norton & Company.
Conway Morris S. 1997. The crucible of creation: the Burgess Shale and the rise of animals. Oxford University Press. ISBN 0-19-286202-2.
Conway Morris, S. (2006). "Darwins dilemma: de realiteit van de Cambrische 'explosie'". Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 361 (1470): 1069–1083. doi:10.1098/rstb.2006.1846. ISSN 0962-8436. PMC 1578734. PMID 16754615.

Vragen en antwoorden

V: Wat is de Cambrische Explosie?

A: De Cambrische Explosie is het moment waarop vele dierenfyla voor het eerst in het fossielenbestand verschenen. Dit gebeurde 541 miljoen jaar geleden (mya).

V: Hoe lang duurde het voordat de meeste van de huidige fyla bestonden?

A: In de daaropvolgende 70 of 80 miljoen jaar leek het tempo van de evolutie te versnellen en tegen het einde van het Cambrium bestonden de meeste fyla die wij vandaag kennen.

V: Wanneer werd voor het eerst opgemerkt dat er snel fossielen verschenen in "oerstrata"?

A: Dat werd al in het midden van de 19e eeuw opgemerkt.

V: Wie zag dit snelle verschijnen van fossielen als een bezwaar tegen zijn theorie?

A: Charles Darwin zag dit snelle verschijnen van fossielen in "oerlagen" als een van de belangrijkste bezwaren die tegen zijn theorie van evolutie door natuurlijke selectie konden worden ingebracht.

V: Wat voor soort organismen bestonden er vóór 580 mya?

A: Vóór ongeveer 580 mya waren de meeste organismen eenvoudig. Ze bestonden uit individuele cellen, soms georganiseerd in kolonies.

V: Was er enig bewijs dat dieren geëvolueerd waren voordat ze in de fossielen voorkwamen?

A: Waarschijnlijk waren de meeste al eerder geëvolueerd, maar dat was hun eerste verschijning als fossielen.