Promene u svetskim okeanima i porast određenih predatora možda su doveli do diverzifikacije

Negde pre 520 miliona godina, životinjski svet je počeo da cveta kao nikada ranije. Male školjke, crvi, pa čak i sunđeraste enigme iz ranijih epoha iznenada su se razvile u novi niz vrsta koje su naseljavale svetska mora od površine do morskog dna. Fosili tih ranih stvorenja nalaze se na mestima raznovrsnim od planina Britanske Kolumbije u Kanadi do južne obale Australije. Mnogi su toliko čudni da su paleontolozi decenijama radili na tome da shvate kako se ovi organizmi uklapaju u šire drvo života i sa kojim savremenim stvorenjima bi mogli biti u srodstvu. Procvat životinjske raznolikosti je toliko impresivan da se ponekad naziva kambrijska eksplozija.

Paleontolozi nastavljaju da raspravljaju o prirodi ovog fenomena. Dok neki istraživači smatraju da je jedan događaj doveo do eksplozije života, drugi smatraju da se široka diverzifikacija stvorenja dogodila tokom desetina miliona godina, zbog različitih faktora. U svakom slučaju, ostaci priobalnih grebena ne ostavljaju sumnju da je životinjski svet poprimio zapanjujući niz novih oblika i ponašanja tokom kambrija. Ne samo da su se crvi provlačili kroz sediment morskog dna i školjke razbacane po dnu, već su živeli i drevni predatori koji su hvatali mali plen šiljatim dodacima, tragači sa mnogo očiju koji su tražili sitne zalogaje u pesku, oklopljeni beskičmenjaci koji su izgledali kao živi jastučići za igle, pa čak i naši vitki preci slični ribama.

Brza činjenica: Kambrij

Kambrijski period je trajao otprilike 53 miliona godina, od pre oko 485 miliona do 538 miliona godina .

Stručnjaci su od 19. veka znali da se nešto značajno dogodilo tokom kambrija. U slojevima stena iz sredine kambrijskog perioda, paleontolozi su pronalazili širok spektar neobičnih životinja, od kojih su mnoge bile rani prethodnici modernih organizama poput insekata i lignji, pa čak i naših sopstvenih predaka protovertebrata. Očigledna promena zahtevala je objašnjenje, što je navelo stručnjake da predlože niz različitih hipoteza.

Neka od objašnjenja za ono što je izazvalo nagli porast biodiverziteta u kambrijumu imala su veze sa abiotskim faktorima poput klimatskih promena i nivoa mora. Možda su se okeanske struje promenile kako bi bolje dopremile hranljive materije u plićake gde su već živele školjkaste i crvolike životinje, ili je možda priliv kiseonika u okeane uveo nove biološke mogućnosti. S druge strane, neki istraživači su predložili da su anatomija i ponašanje samih životinja doveli do ove promene. Anomalokaris je jedna od najpoznatijih životinja kanadskog Burges Šejla: predatorski beskičmenjak sa parom hvataljki na prednjem delu glave, ustima nalik disku sa pločama koje pomažu u usisavanju plena i složenim očima na stabljikama koje su mogle bolje da detektuju potencijalni obrok. Pojava takvih predatora tokom kambrijuma, sugerisali su neki paleontolozi, pokrenula bi evolutivnu trku u naoružanju u kojoj bi vrste plena morale da razviju oklop, način da pobegnu ili možda čak i složene oči da bi prve videle predatore.

„Ekosistemi su postali složeniji i sličniji onima kako ih danas poznajemo, sa životinjama koje plivaju i prvim grabljivicama“ koje su hvatale svoj plen, kaže paleontolog Gaetan Potin sa Univerziteta u Lozani u Švajcarskoj. Plankton je plutao blizu površine okeana. Predatori su plivali u vodenom stubu. A životinje su se ukopavale u sediment oko grebena napravljenih od raznih sunđera.

Nijedan pojedinačni uzrok ne može objasniti celu sliku, prema mnogim stručnjacima. U stvari, istraživači još uvek rade na tome kako se poznati niz fosila odnosi na širu sliku kambrijskog života kakav je zaista bio. Fosilni zapis je nepotpun, a ponekad ono što izgleda kao iznenadna pojava zapravo je posledica nedostatka informacija. Fosili nisu ravnomerno očuvani širom planete. Sloj stena pun fosila, ali sa malo fosila u slojevima ispod, može stvoriti iluziju eksplozije samo zato što stariji sloj nije sačuvao život u tom području, kaže paleontolog Tomas Serve sa Univerziteta u Lilu u Francuskoj. Priroda fosilnog zapisa utiče na obrasce koje paleontolozi predlažu.

Utisak je eksplozije, kada sloj zapravo predstavlja duže trajanje diverzifikacije. Većina kambrijskih stvorenja je pojedena, istrunula ili nije ušla u fosilni zapis, što možda zamagljuje kakav je život bio milionima godina pre velike biodiverzifikacije. Dodatni fosilni nalazi će verovatno popuniti nedostajuće delove evolucione priče. Kambrij je zaista bio vreme kada su se životinje razvijale u mnoge nove oblike i niše, ali je taj period verovatno bio svedok više dugoročnog razvoja nego iznenadnog trenutka koji reč „eksplozija“ implicira.

Pravo razumevanje složenosti onoga što se dešavalo širom sveta, tokom svih tih miliona godina, još uvek se sklapa. Ranije ovog leta, na primer, paleontolozi su imenovali novog kambrijskog predatora sa tri oka iz Burges Šejla. Činjenica da se nova vrsta mogla pojaviti čak i na dobro poznatom i istorijskom lokalitetu naglašava koliko toga još treba da se sazna o kambrijskim fosilnim zapisima.

Ono što znamo o kambriju često potiče od fosila sačuvanih među grebenima ispunjenim sunđerima koji su se širili u priobalnim vodama kada je većina Zemljinog kopna bila spojena na južnoj hemisferi i okružena ogromnim okeanom Pantalasa. Život u staništima van grebena, kao što su duboko ili otvoreno more, ostaje nepoznat. Ipak, dostupni dokazi ukazuju na to da je kambrij bio kritično vreme kada je evolucija izdvojila nove oblike života i postavila temelje za ekosisteme koji ispunjavaju savremeni svet.

Srodnici Anomalocaris-a su jedan od pokazatelja da su ekosistemi doživljavali rastuću složenost tokom kambrijuma. Poznati kao radiodonti, šira porodica kojoj je Anomalocaris pripadao sastojala se od ranih zglavkarića koji su se javljali u različitim veličinama sa veoma različitim dodacima jedni od drugih. „Među radiodontima, neki su veoma mali, dužine manje od jednog inča (2.5 cm), a neki više od šest stopa (1,8 m)“, kaže Potin. Raspon veličina implicira da su životinjama bili potrebni različiti izvori hrane u različitim količinama. Pored predatorskih oblika, neki radiodonti su pretraživali sediment u potrazi za malim plenom, a drugi su širili češljaste dodatke u vodeni stub kako bi sakupljali plankton blizu površine, gde su se mikroskopski organizmi okupljali.

„Činjenica da više radiodonta živi zajedno na istom mestu u isto vreme sugeriše da je bilo dovoljno plena da se održi više populacija relativno velikih predatora“, kaže paleontolog sa Univerziteta u Lozani, Alison Dejli. Životinje sa šiljatim rukama hranile su se na različite načine, plenom različitog ponašanja i veličine, sve na istom mestu. „Za mene, ovo govori o složenom i raznovrsnom ekosistemu koji je već postojao u kambriju“, kaže Dejli.

Sama trka u naoružanju ne bi objasnila kako su takve životinje poprimile toliko oblika, niti bi to učinila promena nivoa kiseonika ili globalne temperature. „Nije bilo iznenadno. Nije bilo ograničeno na jedno mesto ili trenutak“, kaže Servejs. Uticaji i živog i neživog sveta spojili su se kako bi podstakli veliki procvat. Interakcije između predatora i plena, kao i konkurencija za hranu, svakako su podstakle život da evoluira u razne oblike. Sposobnost takvih organizama da grade ljušture, egzoskelete i oklop zavisila je od minerala rastvorenih u okeanu. A širenje toplih, plitkih staništa u kojima su kambrijski grebeni mogli da rastu omogućilo je mnogo više prostora za život ovih životinja i za interakcije. Promena Zemljinih uslova postavila je temelje za život da počne da se preoblikuje u morima sa dovoljnim resursima. Život nije nastao naglo. Kada su uslovi bili baš pogodni, počeo je da cveta u osnovu onoga što danas poznajemo.

Rajli Blek – naučni dopisnik Smithsonian