Кембрийн дэлбэрэлтийн боломжит шалтгаануудын нэг. Эдиакараны амьтны тухай юу? Бэлгийн нөхөн үржихүйн хөгжил

02.12.2016

Бүгдээрээ дахин сайн уу! Энэ нийтлэлд би дэлхий дээрх амьдралын түүхэн дэх өвөрмөц үйл явдлын талаар ярихыг хичээх болно. Бид Кембрийн тэсрэлт буюу Кембрийн цацрагийн тухай ярих болно. Кембрийн дэлбэрэлт бол харьцангуй богино хугацаанд (хэдэн арван сая жил) амьд биетийн чулуужсан үлдэгдлийн тоо огцом нэмэгдэж, анх харахад энэ гарагийн чулуужсан олдворын хамгийн тод үйл явдал юм. , хаанаас ч юм шиг орчин үеийн бараг бүх төрлийн амьтад (хордатууд, үе хөлтүүд) гарч ирэв , нялцгай биетэн, echinoderms гэх мэт).

Түүнд өмнөх хүмүүс байсан боловч Клоу Кембрийн дэлбэрэлтийн санааг хамгийн уран яруу, геологийн боловсронгуй байдлаар барьж чадсан. Тэрээр нэгэн үеийн палеонтологичдын агуу их манлайлал, зааварчлахын зэрэгцээ палеонтологийн интеграцийн хандлагыг хөгжүүлж, палеогеографи, карбонатын стратиграфи, карбонатын седиментологийн ур чадварыг нэмсэн. Санта Барбарагийн Калифорнийн Их Сургуульд суралцсан түүний дараачийн карьер нь астробиологи болон амьдралын гарал үүслийг судлах сонирхолыг өргөжүүлсэн. Палеонтологич байхдаа хийсэн ажиглалт нь түүнийг Фанерозойн үеийн чулуужсан олдворыг хувьслын цуврал дэлбэрэлт гэж тодорхойлоход хүргэсэн бөгөөд Кембрийн үе нь хамгийн том нь байв.

Утга нь) Кембрийн өмнөх үеийн (хувьслын цар хүрээгээр 540 сая жил орчим) амьтдын ертөнцийн олон салбаруудын төлөөлөгчдийн чулуужсан олдворууд, Кембрийн өмнөх үеийн ордуудад тэдний олдвор эсвэл өвөг дээдсийн олдвор байхгүй байсантай холбоотойгоор үүссэн.

Хувьслын онолд энэ "үзэгдэл"-ийн найдвартай тайлбар байхгүй. Креационизмын онол нь энэхүү үзэгдлээс хувьслын онол бүтэлгүйтсэн, Бүтээлийг дэмжсэн нотлох баримтуудыг олж хардаг.

Нээлтийн түүх

Кембрийн дэлбэрэлтийг нээсэн хүн бол төрөлхийн язгууртан, амбицтай эхнэрийнхээ нөлөөн дор шинжлэх ухаанд орохоор шийдсэн англи хүн Роберт Мурчисон байв. Эртний олон эст эрин үеийн олдворууд болон тэдгээрийн орших чулуулгийн давхаргыг судалж байхдаа тэрээр тодорхой тодорхойлогдсон хил хязгаартай тулгарсан бөгөөд түүний доор зөвхөн хамгийн энгийн нэг эст организмууд болох бактери, замагны ул мөр үлдсэн байв. Мөн дээрх давхарга ("Кембрийн" ордууд) нь биологийн олон янзын хэлбэрийг агуулдаг. Мурчисон бол Христэд итгэгч байсан бөгөөд Линнейгийн итгэлийг хуваалцдаг байв “Бүтээгч анх бүтээсэнтэй адил олон төрөл зүйл байдаг”. Илчлэгдсэн үзэгдэлд тэрээр Бурханы мутрын үйлдлийн нотолгоог олж харсан. 1830-аад онд Мурчисон судалгааныхаа үр дүнг нийтлэв.

Кембрийн тэсрэлт ба Дарвинизм

Хамгийн сүүлийн үеийн нээлтүүд

Сүүлийн зуун жилийн туршид сээр нуруутан амьтад амьдралын түүхэнд хожуу гарч ирсэн гэж үздэг. Гэтэл 1999 онд Хятадын Кембрийн үеийн чулуулгаас загасны яс олдсон. Энэ нь загас бусад бүх төрлийн амьтдын хамт чулуужсан олдворуудад гэнэт гарч ирснийг баталж байна. Кембрийн дэлбэрэлт улам хүчтэй болов. Эдгээр бүрэн бүрэлдэн тогтсон загаснууд Кембрийн үед гарч ирэхийн тулд сээр нуруутан амьтдын өвөг дээдсийг олон сая жилээр ухрааж, Кембрийн өмнөх үе рүү шилжүүлсэн байх ёстой бөгөөд тэнд тэдгээрт болон бүх төрлийн организмын хувьд шилжилтийн хэлбэр байдаггүй.

2006 онд Хятадад геологичид эволюционистуудын үзэж байгаагаар 600 сая жилийн настай амьтны чулуужсан үр хөврөлийг илрүүлжээ. Хэрэв хувьсал гарсан бол хэдэн зуун сая жилийн хувьслын дараа орчин үеийн үр хөврөл Хятадад олдсон үр хөврөлөөс тэс өөр байх байсан. Гэхдээ Хятадаас олдсон үр хөврөл орчин үеийн амьтдын үр хөврөлтэй бүрэн ижил байна.

2008 онд Кембрийн давхаргаас орчин үеийн амьд зүйлүүдтэй бараг ижил төстэй медузын чулуужсан яс олдсон. Зарим нь булчин шөрмөстэй, хэд хэдэн хорсох эсүүдтэй, нарийн төвөгтэй бэлгийн эрхтэн, зан үйлтэй (хансыг таних, үерхэх гэх мэт), нарийн төвөгтэй нүдтэй байв. Хувьслын дагуу эдгээр медузууд өнөөг хүртэл ижил медуз хэвээр байсан бол энэ хугацаанд (500 сая жил) бараг бүх байгаль - шувууд, нарс мод, матар, имж, заан, нохой, цэцэг, улаан лооль, халим хувьсан өөрчлөгдөх ёстой. , geckos гэх мэт.

Мөн үзнэ үү

Холбоосууд

Тэд урьд өмнө байсан амьтны үр удам биш, Кембрийн хил дээр бараг гэнэт гарч ирэв.

Гэсэн хэдий ч 1970-аад оны болон сүүлийн үед хийгдсэн бусад судалгаагаар орчин үеийн зүйлүүдтэй төстэй нийлмэл амьтад Кембрийн эрин үе эхлэхээс нэлээд өмнө үүссэн болохыг тэмдэглэжээ. Ямар ч байсан Кембрийн эрин үеэс өмнө амьдрал оршин тогтнож байсныг нотлох олон тооны нотлох баримтууд нь "Кембрийн тэсрэлт" гэсэн асуултыг амьдрал гэнэт үүссэн үзэгдэл гэж үзсэний үндсэн дээр хассан.

Хайнань ба Вендийн алга болсон биотасын удам биш Кембрийн хил дээрх амьдралын хэлбэрүүдийн нарийн төвөгтэй байдал, олон янз байдал дараагийн өсөлтийн шалтгаан, механизмын тухай асуулт нээлттэй хэвээр байна. Өнөөдөр "Кембрийн тэсрэлт"-ийн асуудал хоёр үндсэн асуудал дээр төвлөрч байна.

• Кембрийн эхэн үед организмын олон янз байдал, нарийн төвөгтэй байдлын "тэсрэх" өсөлтийг үнэхээр мэдэрсэн үү?
• ийм хурдацтай хувьслыг юу үүсгэж болох вэ.

Мэдээллийн эх сурвалжууд

Кембрийн өмнөх ба Кембрийн эхэн үеийн зааг дээрх үйл явдлуудын он дарааллын үнэн зөвийг бий болгох нь ихээхэн бэрхшээлтэй тулгардаг. Кембрийн дэлбэрэлтийн хэлэлцүүлгийн хүрээнд зарим үзэгдлийн дараалал, харилцан уялдаа холбоог ингэж тайлбарласан тул үүнийг болгоомжтой авч үзэх хэрэгтэй.

Болзохтой холбоотой асуудлуудаас гадна Кембрийн хил дээрх үйл явдлуудыг судлахад палеонтологийн материал байхгүйгээс болж саад болж байна. Харамсалтай нь судалж буй үе нь биднээс хол байх тусам түүний олдворуудыг судлах боломжгүй болно. Үүний бусад шалтгаануудын дунд дараахь шалтгаанууд орно.

Амьд организмын үлдэгдэл

Олдворын зэрэгцээ Кембрийн ордууд нь янз бүрийн организмын биеийн зөөлөн хэсгүүдийн сэтгэгдэлийг хадгалдаг ер бусын олон тооны ордуудыг агуулдаг. Ийм сэтгэгдэл нь чулуужсан үлдэгдэл хэлбэрээр хадгалагдаагүй амьтдыг нарийвчилсан судалгаа хийх, түүнчлэн ихэвчлэн зөвхөн хясаа, нуруу, хумс гэх мэт организмын дотоод бүтэц, үйл ажиллагааг судлах боломжийг олгодог.

Кембрийн хамгийн чухал ордууд нь: Кембрийн эхэн үе

Дунд Кембрийн

болон дээд Кембрийн орд

• Орстен (Швед).

Хэдийгээр эдгээр бүх ордууд нь организмын анатомийн нарийн ширийн зүйлийг төгс хадгалсан боловч тэдгээр нь төгс биш юм. Ордууд нь тодорхой нөхцөлд үүссэн (хөрсний гулсалт эсвэл галт уулын үнс нь биеийн зөөлөн хэсгийг маш хурдан хадгалдаг) тул Кембрийн амьтны ихэнх нь тэдгээрт огт байдаггүй байж магадгүй юм. Нэмж дурдахад мэдэгдэж буй ордууд нь Кембрийн зөвхөн хязгаарлагдмал үеийг хамардаг бөгөөд түүний эхлэлийн өмнөх чухал үеийг хөндөхгүй. Сайн хадгалагдсан оршуулга нь ерөнхийдөө ховор бөгөөд чулуужсан ордууд маш ховор байдаг тул тэдгээр нь оршин байсан бүх төрлийн организмыг төлөөлөх магадлал багатай юм.

Амьд организмын үлдээсэн чулуужсан ул мөр

Чулуужсан ул мөр нь гол төлөв далайн ёроолд үлдсэн зам, нүхнээс бүрддэг. Ийм ул мөр нь судлаачдад бие нь олдворт хадгалагдаагүй организмын талаарх мэдээллийг өгдөг учраас маш чухал юм. Ихэнхдээ ийм ул мөр үлдээх чадвартай амьтдын үлдэгдэл хадгалагдаагүй байсан үеийн организмуудыг судлах боломжтой байдаг. Хэдийгээр тэдгээрийг үлдээсэн организмтай мөрүүдийг нарийн тааруулах нь ерөнхийдөө боломжгүй ч мөрүүд нь харьцангуй нарийн төвөгтэй амьтдын (шөөлөн хорхой гэх мэт) оршин тогтнох хамгийн эртний нотолгоог өгч чадна.

Геохимийн ажиглалт

Кембрийн доод хил ба түүний эхлэлээс хамаарах геологийн чулуулагт стронций (87 Sr / 86 Sr), хүхэр (34 S / 32 S), нүүрстөрөгч (13 С) гэсэн гурван элементийн изотопын найрлагад хүчтэй хэлбэлзэл ажиглагдаж байна. / 12 C).

• Бөөн мөхөл. Организмын масс устах нь хурдас дахь 12 С изотопын эзлэх хувийг шууд нэмэгдүүлэх ёстой бөгөөд ингэснээр "биологийн насос" -ын бүтээмжийн бууралт нь геологийн чулуулаг дахь 12 С-ийн концентрацийг дахин бууруулдаг.
• Метан ялгаруулалт. Мөнх цэвдэг болон эх газрын тавиуруудад бактерийн үүсгэсэн метан молекулууд усны молекулуудын "торонд" хадгалагдаж, метан клатрат хэмээх хольц үүсгэдэг. Амьд организмаар үүсгэгддэг энэхүү метан нь 12 С-ийн изотопоор баяждаг бөгөөд температур нэмэгдэх эсвэл атмосферийн даралт буурах үед клатратууд задардаг. Энэ задрал нь нүүрстөрөгч-12-оор баялаг метаныг агаар мандалд ялгаруулдаг. Агаар мандалд метан нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл, ус болон хувирч, нүүрстөрөгчийн давхар исэл нь ашигт малтмалтай урвалд орж илүүдэл нүүрстөрөгч-12 бүхий нүүрстөрөгчийн чулуулаг үүсгэдэг. Үүний үр дүнд геологийн хурдасны изотопын найрлага 12 С руу шилждэг.

Харьцуулсан анатоми

Кладистик нь организмын "хувьслын мод" -ыг бүтээх арга бөгөөд ихэнхдээ тэдгээрийн анатомийн бүтцийг харьцуулж үздэг. Ийм шинжилгээний тусламжтайгаар орчин үеийн болон чулуужсан организмуудыг хооронд нь харьцуулж, тэдний хувьслын явцыг тодорхойлох боломжтой. Хэд хэдэн тохиолдолд бид А бүлэг нь B ба C бүлгээс эрт гарч ирэх ёстой байсан гэж дүгнэж болно, учир нь тэдгээр нь А-тай харьцуулахад бие биетэйгээ илүү төстэй байдаг. Өөрөө (палеонтологийн малтлагын мэдээлэлтэй хамааралгүй) энэ аргыг заагаагүй болно. өөрчлөлт гарсан цаг хугацааны талаар юу ч байсан, гэхдээ тэр организмын хувьслын хөгжлийн дарааллыг сэргээх чадвартай.

Молекулын филогенетик

Палеонтологийн нотолгоо

Кембрийн дэлбэрэлтийг судлахад болзох нь гол асуудал тул энэ хэсэгт гол нотлох баримтыг түүний олсон хурдас үүссэн цаг хугацаагаар зохион байгуулав. Энэ үед хамаарах олдворын он дараалал нь хоёрдмол утгатай гэдгийг санах нь зүйтэй.

Олдворуудыг судлах нь Кембрийн өмнөх үеэс эхэлж, Ордовикийн эхэн үед дуусдаг тул орчин үеийн амьтны үндсэн төрлүүд Кембрийн үеэс эхэлж, дараа нь дууссан гэж үздэг.

Молекулын филогенетик өгөгдөл (1.2 - 0.5 тэрбум жил)

Молекулын филогенетик өгөгдлийн он цагийн тайлбартай холбоотой маргаан үргэлжилсээр байна.

Ямар ч байсан молекул филогенетикийн тоо баримтаас үзэхэд амьтдын үндсэн төрлүүд үүсэх нь "Кембрийн тэсрэлт" -ээс 10 сая жилийн (543-533 сая жилийн өмнөх) хол давсан маш урт үйл явц байсныг харуулж байна.

Метазоануудын өмнөх кембрийн ул мөр

Олон эст организмууд Кембрийн эрин эхлэхээс нэлээд өмнө үүссэн гэсэн шууд бус болон шууд палеонтологийн нотолгоо байдаг.

Бактерийн давхаргын бууралт (1.25 тэрбум жил)

Кембрийн өмнөх строматолит

Орчин үеийн строматолитууд. Баруун Австрали.

Строматолит нь 3 тэрбум жилийн өмнөх чулуужсан олдворын чухал хэсгийг бүрдүүлдэг. Тэдний оргил үе нь 1.25 тэрбум жилийн өмнө эхэлсэн бөгөөд дараа нь тэд буурч эхэлсэн (нийт тоо болон олон янз байдал). Кембрийн эхэн үед энэ бууралт аль хэдийн 20% орчим байсан.

Энэхүү бууралтын хамгийн түгээмэл тайлбар бол нянгийн дэвсгэрийг бүрдүүлдэг бичил биетүүд бусад амьд организмын хооллолтын золиос болсон ("строматолитыг хазах") (энэ нь 1 тэрбум жилийн өмнө нэлээд нарийн төвөгтэй махчин амьтад байсныг илтгэх ёстой) гэсэн таамаглал юм. ). Энэ таамаглалыг нэг талаас строматолитын олон янз байдал, элбэг дэлбэг байдал, нөгөө талаас далайн амьтны баялаг хоорондын харилцан хамаарал нотолж байна. Ийнхүү строматолитын удаа дараа бууралт нь хожуу Ордовикийн үед буюу далайн амьтны олон янз байдал, элбэг дэлбэг байдлын өөр нэг "дэгдэлт"-ийн дараа шууд гарч ирэв. Ордовик-Силур ба Перм-Триасын устаж үгүй ​​болох үед строматолитуудын нөхөн сэргэлт дахин ажиглагдсан бөгөөд дараа нь далайн амьтан сэргэх тусам буурчээ.

Акритархуудын дунд хамгаалалтыг хөгжүүлэх. Эрт махчин (1 Га)

Акритархууд нь тодорхойгүй шинж чанартай олдворуудын чулуужсан үлдэгдэл бөгөөд ихэвчлэн нэг эст болон олон эст замагны уйланхайн бүрхүүл юм. Тэдгээрийг анх 2 тэрбум жилийн өмнөх хурдасуудаас олж илрүүлсэн.

1 тэрбум жилийн өмнө тэдний тоо, олон янз байдал, хэмжээ, анатомийн нарийн төвөгтэй байдал, ялангуяа нурууны тоо, төрөл эрс нэмэгдсэн. Дэлхийн мөстлөгийн үеэр архитархуудын тоо огцом буурсан боловч дараа нь Палеозойн үед аль хэдийн хамгийн их олон янз байдлыг олж авснаар сэргэв.

Тэдний 1 тэрбум жилийн өмнө үүссэн онцгой нугастай хэлбэрүүд нь тэднийг бутлах эсвэл бүхэлд нь залгих хангалттай том махчин амьтад байсныг илтгэнэ. Неопротерозойн жижиг организмуудын бусад бүлгүүд нь махчин амьтдаас хамгаалах ямар нэгэн хэлбэрийн хамгаалалттай байв.

Олон эст организмын үлдээсэн ул мөр (1 тэрбум жил)

Энэтхэгт 1 тэрбум жилийн өмнөх хурдаснууд нь зөөлөн чулуулгийн дундуур хөдөлж, нүүсэн организмын ул мөр байж болох чулуужсан ясыг гаргажээ. Олдсон ул мөр нь далайн ёроолыг бүрхсэн цианобактерийн дэвсгэрийн дор шууд үлдсэн бололтой. Судлаачид эдгээр мөрүүд нь 5 мм хүртэл хэмжээтэй гурван давхаргат метазоануудын перисталтикаас үүдэлтэй гэж дүгнэжээ, өөрөөр хэлбэл диаметр нь шороон хорхойтой харьцуулж болохуйц, магадгүй коеломтой амьтад. Бусад судлаачид эдгээр болон үүнтэй төстэй олдворууд нь 600 сая жилийн настай бөгөөд амьд организмаас бус харин физик үйл явцын улмаас үлдсэн гэж үздэг.

Душантуогийн олон эст үр хөврөл (632-550 сая сая)

Гэвч 2007 онд нийлмэл бүрхүүлээр хүрээлэгдсэн үр хөврөлийг (580-550 сая жилийн настай чулуулгаас) олсон нь Душантуо дахь олдворууд нь олон эст сээр нуруугүй амьтдын амарч буй өндөгнөөс өөр зүйл биш гэдгийг харуулж байна. Түүгээр ч барахгүй Душантуогийн эртний чулуулгаас (632 сая жилийн настай) олдсон зарим акритархууд нь ийм үр хөврөлийн бүрхүүлийг төлөөлдөг болох нь тодорхой болсон.

Душантуогийн өөр нэг олдвор - Ургамал(0.1-ээс 0.2 мм-ийн диаметртэй, нас нь 580 сая жил) - олон эрдэмтэд коеломтой гурван давхаргат хоёр талт организмын үлдэгдэл, өөрөөр хэлбэл шороон хорхой, нялцгай биетэн шиг нарийн төвөгтэй амьтан гэж үздэг. Эдгээр олдворуудын органик шинж чанарт эргэлзэж байгаа хэдий ч бүх 10 сорьц олдсон тул Ургамалижил хэмжээ, тохиргоотой тул ийм жигд байдал нь органик бус процессын үр дүн байсан байх магадлал багатай.

Хамгийн сүүлийн үеийн Душантуо хурдас нь мөн 13 С/12 С-ийн нүүрстөрөгчийн изотопын харьцаа огцом буурч байгааг харуулж байгаа боловч энэ өөрчлөлт нь дэлхий даяарх шинжтэй боловч олон тооны устах зэрэг бусад томоохон үйл явдлуудтай давхцдаггүй. Боломжит тайлбар бол организмын харилцан уялдаатай хувьсал, далайн усны химийн найрлага дахь өөрчлөлтийн "гинжин урвал" юм. Уснаас нүүрстөрөгчийг идэвхтэй шингээдэг олон эст организмууд далайн усанд ууссан хүчилтөрөгчийн концентрацийг нэмэгдүүлэхэд хувь нэмэр оруулж, улмаар олон эсийн шинэ организм (жишээ нь) үүсэхийг баталгаажуулдаг. Намапойкиа).

Эдиакараны амьтан (610-543 сая сая)

Сприггина

Эдиакаран үеийн метазоан олдворуудыг анх Австралийн Эдиакаран толгодоос, дараа нь Шарнвудын ой (Англи), Авалон хойг (Канад) зэрэг бусад бүс нутгийн хурдасуудаас олжээ. Эдгээр олдворууд нь 610-543 сая жилийн настай (Эдиакаран үе нь Кембрийн өмнөх үе). Тэдний ихэнх нь хэдэн сантиметр хэмжээтэй байсан бөгөөд өмнөхөөсөө хамаагүй том байв. Эдгээр организмын ихэнх нь Эдиакараны үеэс өмнө болон түүнээс хойш амьдарч байсан ямар ч зүйлтэй ижил төстэй байдаггүй. Эдиакаран амьтны хамгийн "хачирхалтай" төлөөлөгчдийг тусдаа хаант улс болох "Вендобионц" (Вендозоа) руу хуваарилах хэрэгтэй гэж санал болгов. Чарниа бол тэдний нэг нь Эдиакараны үеийн хамгийн эртний олдвор юм (нас - 580 сая жил).

Гэсэн хэдий ч Эдиакараны зарим организмууд хожмын амьтны аймгийн өмнөх хүмүүс болж хувирч магадгүй юм.

Угаалтуур дахь нүхнүүд Cloudina. Махчин-олзны систем дэх сонголт

Зарим газарт чулуужсан олдворын 20% хүртэл байдаг Cloudinaмахчин амьтдын үлдээсэн 15-400 микрон диаметр бүхий нүхийг агуулдаг. Зарим Cloudinaхэд хэдэн удаа гэмтсэн нь тэдний довтолгооноос амьд үлдэх чадварыг харуулж байна (махчин амьтад хоосон бүрхүүл рүү дахин давтдаггүй). Маш төстэй Cloudinaчулуужсан яс Синотубулитууд, ижил булшнаас олдсон, цоорхой огт байхгүй. Ийм сонгомол чанар нь Эдиакаран үед аль хэдийнээ том хэмжээтэй ангиудын хувьслын сонголт, түүнчлэн Кембрийн дэлбэрэлтийн шалтгаануудын нэг гэж тооцогддог махчин агнуурын хариуд олзны төрөлжсөн байдлыг илтгэж болно.

Организмын үлдээсэн ул мөрийн олон янз байдал нэмэгдэх (565-543 сая сая)

610-600 сая жилийн өмнөх Эдиакараны хамгийн эртний олдворууд нь зөвхөн книдарчуудын үлдээсэн ул мөрийг агуулж байжээ. Ойролцоогоор 565 сая жилийн өмнө илүү нарийн төвөгтэй ул мөр гарч ирэв. Тэдгээрийг орхихын тулд организмууд булчингийн булчингийн ууттай байх шаардлагатай байсан бөгөөд тэдгээрийн ерөнхий бүтэц нь книдар эсвэл хавтгай хорхойноос илүү төвөгтэй байв.

Кембрийн үе эхлэхийн өмнөхөн (ойролцоогоор 543 сая жилийн өмнө) босоо нүхнүүд зэрэг олон шинэ ул мөр гарч ирэв. ДиплократизмТэгээд Сколитос), түүнчлэн боломжит үе хөлтний ул мөр ( КрузианаТэгээд Русофикус). Босоо нүхнүүд нь өттэй төстэй амьтад шинэ зан авир, магадгүй шинэ биеийн чадавхийг олж авсныг харуулж байна. ул мөр КрузианаТэгээд РусофикусТэд хожмынх шиг хатуу биш байсан ч үе хөлтний өмнөх үеийнхэнд гадна араг яс байдаг тухай ярьдаг.

Кембрийн үеийн олдворууд

Бүрхүүл амьтны аймаг (543-533 сая сая)

"Жижиг хясаа" гэгддэг олдворууд жижиг хясааны олдворууд), дэлхийн өнцөг булан бүрээс нээсэн бөгөөд Вендийн төгсгөл (Немакит-Далдины үе шат) ба Кембрийн эхэн үеэс (Томмотын үе) эхний 10 сая жилийн хугацаатай холбоотой. Үүнд: нуруу, склерит (хуягт хуяг), хоолой, археоциат (хөвөн эсвэл холбогдох амьтдын бүлэг), түүнчлэн маш жижиг боловч брахиопод, эмгэн хумс шиг нялцгай биетнийг санагдуулам жижиг бүрхүүлүүд орно. (1-2 мм урт).

Кембрийн эхэн үеийн трилобит ба эхинодерм (530 сая)

Амьтны аймаг Сириус Пассет (527 сая сая)

Сириус Пассет Гренландын булшнаас олдсон хамгийн түгээмэл олдвор бол үе мөчний амьтад юм. Мөн хатуу (эрдэсжсэн) биеийн хэсгүүдтэй хэд хэдэн организм байдаг: трилобит, хиолит, хөвөн, брахиопод. Echinoderms болон нялцгай биетүүд бүрэн байхгүй.

Сириус Пассетийн хамгийн хачирхалтай организмууд ПамбделурионТэгээд Керигмачела. Зөөлөн сегментүүдээс тогтсон урт бие нь ихэнх сегментүүд дээр хос өргөн "сэрвээ", арын хэсэгт хэсэгчилсэн хос хавсралтууд байдаг тул тэдгээрийг аномалокаридтай төстэй болгодог. Үүний зэрэгцээ "сэрвээ" -ийн дээд гадаргуугийн гаднах хэсгүүд нь заламгай байж болох ховилтой гадаргуутай байв. "Сэрвээ" бүрийн доор богино, ясгүй хөл байдаг. Энэ бүтэц нь тэднийг үе хөлттэй холбох боломжийг олгодог.

Ченжян амьтны аймаг (525-520 сая сая)

Haikouichthys - сэргээн босголт

Anomalocaris - сэргээн босголт

Hallucigenia - сэргээн босголт

Энэ амьтныг Ченжян (БНХАУ, Юньнан муж, Юси хот) дахь хэд хэдэн чулуужсан олдворуудаас дүрсэлсэн байдаг. Хамгийн гол нь Маотианшаний занар- зөөлөн биетэй амьтдын олдвор маш сайн дүрслэгдсэн оршуулга. Ченжяны амьтны аймаг нь 525-520 сая жилийн өмнө буюу Кембрийн эхэн үеийн дунд үеэс хэдэн сая жилийн дараа үүссэн. Сириус Пассетмөн Бургесс занараас дор хаяж 10 сая жилийн өмнө.

Олдворуудаас хамгийн эртний хөвч амьтдын (бүх сээр нуруутан амьтдын харьяалагддаг бүлэг) биеийн хэсгүүд илэрсэн:

Артроподтой ойролцоо бүлгүүдийн төлөөлөгчид ижил хурдасаас олдсон.

Эдгээр организмууд нь бүлэгт хамаарах магадлалтай Лобоподиа, онихофоранууд орчин үеийн бүлгүүдийн аль нь багтдаг.

Ченжяны олдворуудын тал орчим хувь нь үе хөлтний амьтад бөгөөд тэдгээрийн зарим нь хожуу үеийн далайн үе хөлтний нэгэн адил хатуу, эрдэсжсэн гадаад араг ястай байжээ. Организмын зөвхөн 3% нь хатуу бүрхүүлтэй (ихэнхдээ трилобит) байдаг. Бусад олон төрлийн амьтдын төлөөлөл эндээс олдсон:

• Приапулид (далайн өтийг нүхлэх - махчин амьтдыг отолт хийх);
• Chaetognathous (планктоны нэг хэсэг болох далайн сээр нуруугүй амьтад);
• Ctenophores (coelenterates, гадаад төрхөөрөө медузтай төстэй);
• Echinoderms (далайн од, далайн өргөст хэмх гэх мэт),
• Чиолит (жижиг конус бүрхүүлтэй нууцлаг амьтад),

Кембрийн эртний хавч хэлбэртүүд (520 сая жил)

Burgess Shale (515 сая сая)

Үндсэн нийтлэл: Бургесс Шейл

Маррелла

Pikaia - сэргээн босголт

Бургесс занар бол 1909 онд Уолкоттын нээсэн Кембрийн үеийн анхны томоохон оршуулгын газар юм. 1970-аад онд Уиттингтон болон түүний хамтрагчид олдворуудад дахин дүн шинжилгээ хийсэн нь Кембрийн дэлбэрэлтийг олон нийтэд нээж өгсөн Гоулдын "Гайхамшигт амьдрал" номын үндэс болсон юм.

Burgess Shale-ийн олдворуудын дунд үе хөлтүүд хамгийн түгээмэл боловч олонх нь ер бусын бөгөөд ангилахад хэцүү байдаг.

Опабиниа - сэргээн босголт

Wiwaxia - сэргээн босголт

Нэмж дурдахад булш нь чамин организмын дээжийг агуулдаг.

Кембрийн дараа шинэ экосистем, төрлүүд бий болсон

Кембрий-Ордовикийн хил дээр устаж үгүй ​​болсон томоохон үйл явдлын улмаас палеозойн үеийн ердийн далайн экосистемүүд зөвхөн далайн амьтныг дараагийн нөхөн сэргээх явцад үүссэн. Хамгийн эртний бриозойн олдворуудыг Кембрийн дэлбэрэлтийн дараа Ордовикийн үед анх илрүүлсэн.

Дүгнэлт

Олон эсийн үүсэх урт үйл явц

Дарвины үед чулуужсан олдворуудын талаар мэддэг байсан бүх зүйл нь метазоануудын үндсэн төрлүүд хэдхэн сая жилийн дотор буюу Кембрийн эхэн үеэс дунд үе хүртэл үүсч, үүссэн гэж үздэг. 1980-аад он хүртэл эдгээр санаанууд хүчинтэй хэвээр байв.

Гэсэн хэдий ч сүүлийн үеийн олдворууд нь Кембрийн эхэн үеэс өмнө дор хаяж гурван давхаргат хоёр биет организмууд байсан болохыг харуулж байна. КимбереллаЭртний нялцгай биет гэж үзэж болох ба эдгээр чулуужсан ясны ойролцоох хадан дээрх зураас нь нялцгай биеттэй төстэй хооллох аргыг (555 сая жилийн өмнө) харуулж байна. Хэрэв бид үүнийг таамаглаж байгаа бол Ургамалгурван давхаргат хоёр талт коеломтой байсан нь 25-50 сая жилийн өмнө нарийн төвөгтэй амьтдын үүсэхийг түлхэж байна. Бүрхүүлийн нүхийг илрүүлэх CloudinaМөн Эдиакараны үеийн төгсгөлд дэвшилтэт махчин амьтад байгааг харуулж байна. Нэмж дурдахад Эдиакараны дунд үеэс (565 сая жилийн өмнө) хамаарах олдворын зарим ул мөрийг хавтгай хорхойноос илүү төвөгтэй, булчинлаг ууттай амьтад үлдээсэн байж магадгүй юм.

Үүнээс өмнөхөн строматолитын удаан хугацааны бууралт (1.25 тэрбум жилийн өмнө эхэлсэн) нь тэднийг "зажлахад" нэлээд төвөгтэй амьтад эрт гарч ирснийг харуулж байна. Акритархын нурууны элбэг дэлбэг байдал, олон янз байдал нэгэн зэрэг нэмэгдэж байгаа нь тэр үед ч гэсэн ийм хамгаалалт шаардлагатай байх хангалттай том махчин амьтад байсан гэсэн дүгнэлтэд хүргэж байна. Кембрийн тэсрэлттэй холбоотой цагийн хуваарийн нөгөө төгсгөлд одоогийн амьтны аймгийн хэд хэдэн үндсэн төрлүүд Кембрийн төгсгөл хүртэл, харин Ордовик хүртэл палеозойн ердийн экосистем байхгүй байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Тиймээс, "орчин үеийн" түвшний нарийн төвөгтэй амьтад (амьд сээр нуруугүй амьтадтай харьцуулах боломжтой) Кембрийн эхэн үеэс хэдхэн сая жилийн дотор үүссэн гэсэн үзэл бодол одоо няцаагдаж байна. Гэсэн хэдий ч орчин үеийн филагийн дийлэнх хэсэг нь Кембрийн үед анх гарч ирсэн (Эдиакаран үед үүссэн байж болох нялцгай биетэн, echinoderms, артроподуудаас бусад). Нэмж дурдахад Кембрийн эхэн үед ангилал зүйн олон янз байдлын огцом өсөлт ажиглагдсан.

Кембрийн эхэн үеийн ангилал зүйн олон янз байдлын "тэсрэлт"

"Таксономик олон янз байдал" гэдэг нь бүтцийн хувьд ихээхэн ялгаатай организмын тоог хэлнэ. Үүний зэрэгцээ "морфологийн олон янз байдал" гэдэг нь нийт зүйлийн тоог илэрхийлдэг бөгөөд үндсэн "дизайн" -ын талаар юу ч хэлдэггүй (анатомийн бүтцийн цөөн тооны үндсэн төрлүүдийн олон хувилбар байж болно). Кембрийн эхэн үед эрс нэмэгдэж, энэ түвшинд хэвээр үлдсэн ангилал зүйн олон янз байдал байсан гэдэгт эргэлзэхгүй байна - бид орчин үеийн төрхтэй амьтдыг (хавч хэлбэрт, эхинодерм, загас гэх мэт) бараг нэгэн зэрэг, ихэвчлэн олж болно. Anomalocaris болон зэрэг организмуудтай нийтлэг оршуулгад Халкиериа, эдгээр нь орчин үеийн төрөл зүйлийн "авга ах" эсвэл "их авга ах" гэж тооцогддог.

Нарийвчилсан судалгаа нь өөр нэг гайхшралыг олж харав - эртний Кембрийн хавч хэлбэрт, трилобит, эхинодерм зэрэг орчин үеийн төрхтэй зарим амьтад амьд бүлгүүдийн зарим "авга ах" эсвэл "их авга ах"-аас илүү эртний ордуудаас олдсон бөгөөд шууд үр удам үлдээгээгүй. Энэ нь чулуужсан ордуудын үүсэх тасалдал, өөрчлөлтийн үр дүн байж болох юм, эсвэл орчин үеийн организмын өвөг дээдэс өөр өөр цаг үед, магадгүй өөр өөр хурдаар хувьсан өөрчлөгдөж байсан гэсэн үг юм.

"Дэлбэрэлт" -ийн боломжит шалтгаанууд

Хэдий нэлээн нарийн төвөгтэй гурвалсан амьтад Кембрийн өмнө (болон магадгүй нэлээд эрт) оршин тогтнож байсан ч Кембрийн эхэн үеийн хувьслын хөгжил маш хурдацтай явагдаж байна. Энэхүү "тэсрэх" хөгжлийн шалтгааныг тайлбарлах гэж олон оролдлого хийсэн.

Байгаль орчны өөрчлөлт

Хүчилтөрөгчийн концентрацийг нэмэгдүүлэх

Дэлхийн хамгийн анхны агаар мандалд чөлөөт хүчилтөрөгч огт байгаагүй. Орчин үеийн амьтдын амьсгалж буй хүчилтөрөгч нь агаарт агуулагдах ба усанд ууссан байдаг нь ихэвчлэн бичил биетний (цианобактери гэх мэт) олон тэрбум жилийн фотосинтезийн бүтээгдэхүүн юм. 2.5 тэрбум жилийн өмнө агаар мандалд хүчилтөрөгчийн агууламж эрс нэмэгдсэн. Энэ цагийг хүртэл бичил биетний үйлдвэрлэсэн бүх хүчилтөрөгч нь төмөр гэх мэт хүчилтөрөгчтэй өндөр хамааралтай элементүүдийг исэлдүүлэхэд бүрэн зарцуулагдсан. Тэдгээр нь хуурай газар болон далайн дээд давхаргад бүрэн холбогдох хүртэл агаар мандалд зөвхөн орон нутгийн "хүчилтөрөгчийн баян бүрдүүд" оршин тогтнож байв.

Хүчилтөрөгчийн дутагдал нь том, нарийн төвөгтэй организмуудыг удаан хугацаанд хөгжүүлэхээс сэргийлж чадна. Асуудал нь амьтны хүрээлэн буй орчноос шингээх хүчилтөрөгчийн хэмжээ нь түүний гадаргуугийн талбайгаар (хамгийн нарийн төвөгтэй амьтдын уушиг, заламгай, энгийн амьтдын арьс) хязгаарлагддаг. Амьдралд шаардагдах хүчилтөрөгчийн хэмжээ нь организмын масс, эзэлхүүнээр тодорхойлогддог бөгөөд хэмжээ нь томрох тусам талбайн хэмжээнээс хурдан өсдөг. Агаар, усан дахь хүчилтөрөгчийн агууламж нэмэгдэх нь энэ хязгаарлалтыг сулруулж эсвэл бүрмөсөн арилгах болно.

Том вендобионтууд оршин тогтноход хангалттай хүчилтөрөгч Эдиакараны үед аль хэдийн байсан гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Гэсэн хэдий ч хүчилтөрөгчийн концентрацийг цаашид нэмэгдүүлэх нь (Эдиакаран ба Кембрийн үеийн хооронд) организмыг илүү нарийн төвөгтэй биеийн бүтцийг хөгжүүлэхэд шаардлагатай бодисыг (коллаген гэх мэт) үйлдвэрлэх нэмэлт эрчим хүчээр хангах боломжтой. .

Цасан бөмбөг Дэлхий

Неопротерозойн төгсгөлийн үед (Эдиакараныг оруулаад) дэлхий даяарх мөстлөгт өртөж, түүний ихэнх хэсэг нь мөсөнд хучигдсан, гадаргын температур экваторт ч хөлдөхөд ойрхон байсан тухай хангалттай нотолгоо байдаг. Зарим судлаачид энэ нь Кембрийн дэлбэрэлттэй нягт холбоотой байж магадгүй гэж онцолж байна, учир нь мэдэгдэж байгаа хамгийн эртний чулуужсан олдворууд сүүлчийн бүрэн мөстлөг дууссаны дараахан олддог.

Гэсэн хэдий ч ийм гамшиг, улмаар организмын хэмжээ, нарийн төвөгтэй байдлын өсөлтийн хоорондын шалтгаан-үр дагаврын холбоог тодорхойлоход нэлээд хэцүү байдаг. Бага температур нь далай дахь хүчилтөрөгчийн концентрацийг ихэсгэсэн байж магадгүй юм - температур 30 хэмээс 0 хэм хүртэл буурахад далайн усанд уусах чадвар нь бараг хоёр дахин нэмэгддэг.

Нүүрстөрөгчийн изотопын найрлага дахь хэлбэлзэл

Эдиакаран-Кембрийн зааг дээрх хурдаснууд нь маш огцом буурч, улмаар Кембрийн эхэн үеийн туршид 13 С/12 С нүүрстөрөгчийн изотопын харьцаанд ер бусын хүчтэй хэлбэлзэлтэй байгааг харуулж байна.

Анхны бууралт нь Кембрийн эрин эхлэхийн өмнөхөн олноор устаж байгаатай холбоотой гэж олон эрдэмтэд үзэж байна. . Мөн устаж үгүй ​​болсон нь метан клатратуудын өмнөх задралын үр дагавар байсан гэж үзэж болно. Метан ялгаруулж, улмаар агаар мандлыг нүүрстөрөгчийн давхар ислээр дүүргэх нь дэлхийн хүлэмжийн үр нөлөөг бий болгож, хүрээлэн буй орчны янз бүрийн гамшиг дагалддаг гэдгийг бүгд мэддэг. Үүнтэй ижил төстэй байдал (13 С/12 С-ийн харьцаа огцом буурч, дараа нь хэлбэлзэл) Пермийн масс устаж үгүй ​​болсны дараа амьдрал сэргэж байсан Триаст ажиглагдсан.

Гэсэн хэдий ч үй олноор устах нь ангилал зүй, морфологийн олон янз байдлыг хэрхэн огцом нэмэгдүүлэхэд хүргэж болохыг тайлбарлахад хэцүү байдаг. Хэдийгээр Пермийн ба Цэрдийн-Палеоген зэрэг бөөнөөр устах нь бие даасан зүйлийн тоог үл тоомсорлож байснаас "давамгай" болгон өсгөхөд хүргэсэн боловч хоёр тохиолдолд экологийн торыг бусад, гэхдээ адилхан нарийн төвөгтэй организмуудаар сольсон. Гэсэн хэдий ч шинэ экосистемд ангилал зүйн болон морфологийн олон янз байдлын гэнэтийн өсөлт ажиглагдаагүй.

Хэд хэдэн судлаачид Кембрийн эхэн үеийн 13С/12С-ийн богино хугацааны бууралт бүр нь метан ялгаруулалтыг илэрхийлдэг бөгөөд энэ нь бага хэмжээний хүлэмжийн нөлөөлөл, температурын өсөлт зэргээс шалтгаалан метан ялгардаг гэж үздэг. морфологийн олон янз байдал. Гэхдээ энэ таамаглал нь Кембрийн эхэн үеийн ангилал зүйн олон янз байдлын огцом өсөлтийг тайлбарлахгүй.

Организмын хөгжилд үндэслэсэн тайлбар

Зарим онолууд нь үр хөврөлөөс насанд хүрэгчид хүртэлх амьтдын хөгжилд харьцангуй бага өөрчлөлтүүд нь биеийн хэлбэрийг эрс өөрчлөхөд хүргэдэг гэсэн санаан дээр суурилдаг.

Хоёр талын хөгжлийн тогтолцоо бий болсон

Янз бүрийн бүлгийн амьтдын Хокс генүүд маш төстэй тул жишээлбэл, "нүд үүсгэх" хүний ​​генийг Дрозофила үр хөврөлд шилжүүлэн суулгах боломжтой бөгөөд энэ нь нүд үүсэхэд хүргэдэг - гэхдээ энэ нь Дрозофила байх болно. харгалзах "ажилладаг" генүүд идэвхжсэнтэй холбоотой нүд. Энэ нь Хокс генийн ижил төстэй багц байгаа нь организмын анатомийн ижил төстэй байдлыг огт илэрхийлдэггүй болохыг харуулж байна (учир нь ижил Хокс генүүд нь хүний ​​нүд, шавьж зэрэг өөр өөр бүтэц үүсэхийг удирдаж чаддаг). Тиймээс ийм тогтолцоо бий болсноор морфологийн болон ангилал зүйн олон янз байдал огцом нэмэгдэх болно.

Ижил Хокс генүүд нь мэдэгдэж буй бүх хоёр талт организмын ялгааг хянадаг тул тэдгээрийн хувьслын шугамууд нь ямар нэгэн тусгай эрхтнийг үүсгэж эхлэхээс өмнө салсан байх ёстой. Иймээс бүх хоёр биет организмын "сүүлчийн нийтлэг өвөг" нь жижиг хэмжээтэй, анатомийн хувьд энгийн бөгөөд чулуужсан үлдэгдлийг хадгалахгүйгээр бүрэн ялзрах магадлалтай байсан байх ёстой. Энэ нөхцөл байдал нь түүнийг илрүүлэх магадлал маш бага юм. Гэсэн хэдий ч хэд хэдэн вендобионт (жишээлбэл, Кимберелла, Сприггина эсвэл Аркаруа), хоёр талт биеийн бүтэцтэй байсан байж магадгүй (зарим эрдэмтдийн үзэж байгаагаар энэ нь тийм биш юм - Вендобионтуудын тэгш хэм нь хоёр талт биш, харин гулсах шинж чанартай байдаг бөгөөд энэ нь тэдгээрийг бусад ихэнх организмуудаас үндсэндээ ялгадаг). Иймээс ийм хөгжлийн систем Кембрийн дэлбэрэлтээс дор хаяж хэдэн арван сая жилийн өмнө үүссэн байж болох юм. Энэ тохиолдолд үүнийг тайлбарлахад зарим нэмэлт шалтгаан хэрэгтэй болно.

Бэлгийн нөхөн үржихүйн хөгжил

Бэлгийн нөхөн үржихүйг ашигладаггүй организм маш бага өөрчлөгддөг. Бэлгийн замаар үрждэг ихэнх организмд үр удам нь генийнхээ 50 орчим хувийг эцэг эх бүрээс авдаг. Энэ нь геномын нарийн төвөгтэй байдлын өчүүхэн өсөлт ч гэсэн биеийн бүтэц, хэлбэрийн олон өөрчлөлтийг бий болгож чадна гэсэн үг юм. Биологийн нарийн төвөгтэй байдал нь эсийн автомат үүрэг гүйцэтгэдэг олон тооны эсүүд дээр харьцангуй энгийн дүрмийг хэрэгжүүлснээс үүдэлтэй байж магадгүй юм (ийм нөлөөний жишээ бол Конуэйн "Амьдралын тоглоом" бөгөөд энд маш энгийн дүрмийн дагуу ажилладаг эсүүд нарийн төвөгтэй хэлбэр, нарийн төвөгтэй зан үйлийг харуулдаг. ). Маш анхдагч ба ижил төстэй амьтдын хувьд бэлгийн нөхөн үржихүйн дүр төрх эсвэл түүний Кембрийн дэлбэрэлтийн үеэр мэдэгдэхүйц хөгжил нь тэдний төрөл зүйл хоорондын, илүү хол зайд огтлолцох боломжтой гэсэн үг юм. Энэ нь хэлбэлзлийг эрс нэмэгдүүлсэн. Зөвхөн геномыг хөгжүүлснээр бусадтай эрлийзждэггүй жинхэнэ тусгаарлагдсан зүйлүүд гарч ирдэг. Ийм төрлийн орчин үеийн амьтдын жишээ бол шүр юм.

Хөгжлийн зам

Зарим эрдэмтэд организм илүү нарийн төвөгтэй болохын хэрээр биеийн ерөнхий бүтцэд гарсан хувьслын өөрчлөлтүүд нь түүний тогтсон хэсгүүдийг илүү сайн мэргэшүүлэхэд чиглэсэн хоёрдогч өөрчлөлтүүдээр давхарддаг гэж үздэг. Энэ нь "сайжруулсан" өвөг дээдсүүдтэй өрсөлдсөний улмаас байгалийн шалгаралд орох организмын шинэ ангиудын магадлалыг бууруулдаг. Үүний үр дүнд ерөнхий (ангиллын ангийн түвшинд) бүтэц хэлбэржихийн хэрээр "хөгжлийн зам" үүсч, биеийн орон зайн бүтэц "хөлдөж" байна. Үүний дагуу шинэ ангиуд үүсэх нь үндсэн бүлгүүдийн хувьслын эхний үе шатанд "хялбар" тохиолддог бөгөөд тэдгээрийн цаашдын хувьсал нь ангилал зүйн доод түвшинд явагддаг. Дараа нь энэ санааны зохиогч ийм "хөлдөх" нь Кембрийн дэлбэрэлтийн гол тайлбар биш гэдгийг онцлон тэмдэглэв.

Энэ санааг батлах чулуужсан нотолгоо нь холилдсон байна. Нэг ангид хамаарах организмын өөрчлөлтүүд нь бүлгэмийн хөгжлийн эхний үе шатанд хамгийн их байдаг гэдгийг тэмдэглэсэн. Жишээлбэл, зарим Кембрийн трилобитууд цээжний сегментүүдийн тоогоор маш их ялгаатай байсан бөгөөд дараа нь ийм олон янз байдал мэдэгдэхүйц буурчээ. Гэсэн хэдий ч силурын трилобитуудын дээжүүд нь Кембрийн эртний үеийнхтэй ижил бүтцийн хувьд өндөр хэлбэлзэлтэй байдаг нь тогтоогджээ. Судлаачид олон янз байдлын ерөнхий бууралт нь хүрээлэн буй орчны болон үйл ажиллагааны хязгаарлалтаас үүдэлтэй гэж таамаглаж байв. Жишээлбэл, трилобитууд (орчин үеийн модны бөөстэй төстэй) гүдгэр биеийн бүтцийг бий болгосны дараа сегментийн тоо бага зэрэг өөрчлөгдөнө гэж найдаж болох бөгөөд энэ нь түүнийг хамгаалах үр дүнтэй арга юм.

Экологийн тайлбар

Ийм тайлбарууд нь янз бүрийн төрлийн организмуудын харилцан үйлчлэлд төвлөрдөг. Эдгээр таамаглалын зарим нь хүнсний гинжин хэлхээний өөрчлөлтийг авч үздэг; бусад нь Кембрийн эхэн үед биеийн хатуу хэсгүүдийн хувьслыг хөдөлгөж болзошгүй махчин ба олзны хоорондох зэвсгийн уралдаан гэж үздэг; Өөр нэг таамаглал нь хамтын хувьслын илүү ерөнхий механизмд төвлөрдөг (хамгийн алдартай нь цэцэглэдэг ургамлын тоос хүртдэг шавьжтай хамтарсан хувьслын хамгийн сүүлийн үеийн жишээ юм).

Махчин ба олзны хоорондох "зэвсгийн уралдаан"

Тодорхойлолтоор махчин амьтан нь олзны үхэлд хүргэдэг бөгөөд үүний улмаас энэ нь байгалийн шалгарлын хамгийн хүчтэй хүчин зүйл, хурдасгагч болдог. Олзонд илүү сайн дасан зохицох дарамт нь махчин амьтдынхаас илүү байх ёстой - учир нь тэд олзноос ялгаатай нь дахин оролдох боломжтой байдаг (энэ тэгш бус байдлыг амьдралын эсрэг оройн хоолны зарчим гэж нэрлэдэг - махчин зөвхөн өдрийн хоолоо алдах эрсдэлтэй байдаг. хохирогч амиа хэрхэн эрсдэлд оруулдаг вэ).

Гэсэн хэдий ч Кембрийн эрин эхлэхээс өмнө махчин амьтан байсан гэсэн нотолгоо (жишээлбэл, нугастай акритархын олдвор, түүнчлэн клаудинидын бүрхүүлд хийсэн нүхнүүд) байдаг. Тиймээс энэ нь үүссэн организмын анатомийн хэлбэрт хүчтэй нөлөө үзүүлсэн ч Кембрийн дэлбэрэлтийг өөрөө үүсгэсэн байх магадлал багатай юм.

Фитофаг үүсэх

Стэнли (1973) 700 сая жилийн өмнө эгэл биетүүд (нэг эст эукариотууд) гарч ирснээр бичил биетний дэвсгэр дээр "зажилдаг" нь хүнсний сүлжээг ихээхэн өргөжүүлж, организмын олон янз байдлыг нэмэгдүүлэхэд хүргэсэн байх ёстой гэж үзжээ. Гэсэн хэдий ч өнөөдөр "зажлах" нь 1 тэрбум гаруй жилийн өмнө үүссэн бөгөөд строматолитуудын устах нь ойролцоогоор 1.25 тэрбум жилийн өмнө буюу "дэлбэрэлтээс" өмнө эхэлсэн нь мэдэгдэж байна.

Планктоны хэмжээ, төрөл зүйлийн өсөлт

Геохимийн ажиглалтууд нь планктоны нийт массыг протерозойн эхэн үед одоогийнхтой харьцуулж болохыг тодорхой харуулж байна. Гэсэн хэдий ч Кембрийн эринээс өмнө планктон нь далайн гүн дэх организмын хоол тэжээлд чухал хувь нэмэр оруулаагүй тул бие нь далайн ёроолд хурдан живж чадахгүй байв. Микроскопийн планктоныг бусад планктон идэж, эсвэл далайн гүн давхаргад нэвтрэн орохоосоо өмнө далайн дээд давхаргад химийн процессоор устгасан бөгөөд тэдгээр нь нектон ба бентосын (усанд сэлэх организм ба далайн ёроолын оршин суугчид) хоол болж чаддаг байв.

Кембрийн эхэн үеийн олдворуудын нэг хэсэг болох микроскопийн планктоныг (ихэвчлэн фитопланктон - планктон "ургамал") шүүж чаддаг мезоопланктон (нүцгэн нүдэнд харагдах дунд хэмжээний планктон) олдсон. Шинэ мезозопланктон нь үлдэгдлийн эх үүсвэр болж, мөн хурдан живэх хэмжээний капсул хэлбэрээр ялгадас ялгаруулж болох байсан - эдгээр нь нектон, бентосын хоол болж, хэмжээ, төрөл зүйлээ нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг байв. Хэрэв органик тоосонцор далайн ёроолд хүрвэл дараа нь булшлах нь усан дахь хүчилтөрөгчийн концентрацийг нэмэгдүүлэхийн зэрэгцээ чөлөөт нүүрстөрөгчийн концентрацийг бууруулах болно. Өөрөөр хэлбэл, мезозопланктон үүссэн нь далайн гүнийг хоол хүнс, хүчилтөрөгчөөр баяжуулж, улмаар далайн гүнд илүү том, олон янзын оршин суугчид бий болж, хувьслыг бий болгосон.

Эцэст нь мезозопланктонуудын дунд фитофагууд гарч ирснээр бие нь далайд унаснаар түүнийг хоол хүнс, хүчилтөрөгчөөр баяжуулахад хүргэсэн томоохон мезоопланктон махчин амьтдын экологийн нэмэлт орон зай бий болно. Магадгүй мезозопланктонуудын дундах анхны махчин амьтад нь ёроолын амьтдын авгалдай байсан бөгөөд тэдний цаашдын хувьсал нь Эдиакараны үеийн тэнгис дэх махчин амьтдын ерөнхий өсөлтийн үр дүн байв.

Олон хоосон нүхнүүд

Жеймс В.Валентин хэд хэдэн баримт бичигт дараах таамаглалыг дэвшүүлсэн: биеийн бүтцийн огцом өөрчлөлт "хэцүү"; Өөрчлөлтүүд зорилтот экологийн үүрийнхээ төлөө бага (эсвэл үгүй) өрсөлдөөнтэй тулгарвал амьд үлдэх магадлал илүү өндөр байдаг. Сүүлийнх нь зайлшгүй шаардлагатай бөгөөд ингэснээр шинэ төрлийн организм шинэ үүрэгтээ дасан зохицоход хангалттай хугацаатай байдаг.

Энэ нөхцөл байдал нь томоохон хувьслын өөрчлөлтийг хэрэгжүүлэх нь экосистем үүсэх эхний үе шатанд илүү их магадлалтай байх ёстой бөгөөд энэ нь дараагийн төрөлжилт нь экологийн бараг бүх цэгүүдийг дүүргэж байгаатай холбоотой юм. Дараа нь шинэ төрлийн организмууд гарч ирсээр байгаа ч хоосон нүх байхгүй байгаа нь экосистемд тархахаас сэргийлдэг.

Гэгээн Валентины загвар нь Кембрийн дэлбэрэлтийн өвөрмөц байдлыг тайлбарлахдаа сайн ажилладаг - яагаад энэ нь зөвхөн нэг удаа тохиолдсон, яагаад үргэлжлэх хугацаа нь хязгаарлагдмал байсан юм.

Тэмдэглэл

1. Дарвин, Ц.Байгалийн шалгарлаар төрөл зүйлийн гарал үүслийн тухай. - Лондон, Нэгдсэн Вант Улс: Мюррей, 1859. - P. 315–316.
2. Уолкотт, C.D.Кембрийн геологи ба палеонтологи // Смитсоны төрөл бүрийн цуглуулгууд. - 1914. - T. 57. - P. 14.
3. Whittington, H.B.; Канадын геологийн алба.Махчин амьтны гарал үүсэл ба эхэн үеийн хувьсал // Бургесс занар. - Йелийн их сургуулийн хэвлэл, 1985.
4. Гоулд, С.Ж.Гайхамшигт амьдрал: Бургесс занар ба түүхийн мөн чанар. - Нью Йорк: В.В. Norton & Company, 1989. - ISBN 0-393-02705-8
5. Макнамара, К.Ж.Амьтдын гарал үүслийг тогтоох тухай // Шинжлэх ухаан. - 1996-12-20. - T. 274. - No 5295. - С. 1993–1997.
6. Аврамик, С.М.Кембрийн өмнөх булчирхайлаг строматолитын олон янз байдал: Метазоаны дүр төрхийг тусгасан байдал // Шинжлэх ухаан. - 1971-11-19. - T. 174. - No 4011. - P. 825–827.
7. Федонкин, М.А.; Ваггонер, Б.Кембрийн өмнөх үеийн хожуу үеийн чулуужсан Кимберелла нь нялцгай биеттэй төстэй хоёр талт организм юм // Байгаль. - 1997. - Т. 388. - С. 868–871.
8. Есков, К.Эзэн Бурханы ноорог // Мэдлэг бол хүч юм. - 2001. - № 6.
9. Жаго, Ж.Б., Хайнс, П.В.Австралийн өмнөд хэсэгт орших зарим Кембрийн чулуулгийн сүүлийн үеийн радиометрийн болзоо: Кембрийн цагийн хуваарьтай хамаарал // Revista Española de Paleontología. - 1998. - P. 115–22.
10. Эсков К. Ю.Гайхамшигт палеонтологи: Дэлхий ба түүн дээрх амьдрал түүх. - М.: NC ENAS хэвлэлийн газар, 2007. - 540 х. - (Сурах бичгүүд юуны талаар чимээгүй байсан). - ISBN 978-5-93196-711-0
11. Гелинг, Ж.; Женсен, С.; Дрозер М.; Myrow P,.; Нарбонна, Г.Суурийн Кембрийн GSSP-ийн доор нүхлэх, Fortune Head, Ньюфаундленд // Геологийн сэтгүүл. - 2001-03. - T. 138. - No 2. - P. 213–218.
12. Бентон, М.Ж.; Виллс, М.А.; Хитчин, Р.Цаг хугацааны явцад чулуужсан олдворын чанар // Байгаль. - 2000. - Т. 403. - No 6769. - С. 534–537.
13. Баттерфилд, Н.Ж.Онцгой чулуужсан хадгалалт ба Кембрийн дэлбэрэлт // . - 2003. - Т. 43. - No 1. - С. 166–177.
14. Коуэн, Р.Амьдралын түүх. - Блэквелл шинжлэх ухаан.
15. Моррис, С.С.Бургесс занар (дунд Кембрийн) амьтан // Экологи ба систем зүйн жилийн тойм. - 1979. - Т. 10. - No 1. - С. 327–349.
16. Йочелсон, Э.ЛЧарльз Дулитл Уолкоттын дунд Кембрийн бургесс занарын биотагийн нээлт, цуглуулга, тодорхойлолт // Америкийн Философийн Нийгэмлэгийн эмхэтгэл. - 1996. - Т. 140. - No 4. - С. 469–545.
17. Баттерфилд, Н.Ж.Кембрийн планктонуудын экологи ба хувьсал // Колумбийн их сургуулийн хэвлэлКембрийн цацрагийн экологи. - Нью-Йорк, 2001. - хуудас 200–216.
18. Синьор, П.В.Олжворт олдвор дахь түүвэрлэлтийн хэвийх байдал, аажмаар устах зүй тогтол, сүйрлүүд // Америкийн геологийн нийгэмлэгДэлхий дээрх том астероид болон сүүлт оддын нөлөөллийн геологийн үр дагавар. - 1982. - P. 291-296.
19. Сейлахер, А.Крузиана стратиграфи хэр үндэслэлтэй вэ? // Дэлхийн шинжлэх ухааны олон улсын сэтгүүл. - 1994. - Т. 83. - No 4. - С. 752–758.
20. Магариц, М.; Холсер, В.Т.; Киршвинк, Ж.Л.Сибирийн платформ дээрх Кембрийн өмнөх/Кембрийн хил дээрх нүүрстөрөгчийн изотопын үйл явдлууд // Байгаль. - 1986. - Т. 320. - No 6059. - С. 258–259.
21. Кауфман, А.Ж., Нолл А.Х.Далайн усны С-изотопын найрлага дахь неопротерозойн өөрчлөлт: стратиграфи ба биогеохимийн нөлөөлөл // ElsevierКембрийн өмнөх судалгаа. - 1995. - T. 73. - P. 27-49.
22. Дерри, Л.А.; Brasier, M. D.; Корфилд, Р.М.; Розанов, А.Ю.; Журавлев, А.ЮСибирийн кратон дахь доод кембрийн карбонат дахь Sr ба C изотопууд: "Кембрийн тэсрэлт"-ийн үеийн палео орчны бичлэг // ElsevierДэлхий ба гаригийн шинжлэх ухааны захидал. - 1994. - T. 128. - P. 671-681.
23. Ротман, Д.Х.; Хейс, Ж.М.; Summons, R. E.Неопротерозойн нүүрстөрөгчийн мөчлөгийн динамик // Үндэсний Шинжлэх Ухааны АкадемиАНУ-ын Үндэсний Шинжлэх Ухааны Академийн эмхэтгэл. - 2003-07-08. - T. 100. - No 14. - P. 8124–8129.
24. Риппердан, Р.Л.Хамгийн сүүлийн үеийн неопротерозой ба хамгийн эртний кембрийн үеийн нүүрстөрөгчийн изотопын найрлага дахь дэлхийн өөрчлөлтүүд // Дэлхий ба гаригийн шинжлэх ухааны жилийн тойм. - 1994-05. - T. 22. - P. 385-417.
25. Маршалл, C. R.Кембрийн үеийн амьтдын "тэсрэлт"-ийг тайлбарлах нь // Дэлхий гаригийн шинжлэх ухааны жилийн тойм. - 2006. - T. 34. - P. 355-384.
26. Hug, L.A.; Рожер, А.Ж.Эртний молекулын болзооны шинжилгээнд чулуужсан олдвор ба таксон түүвэрлэлтийн нөлөө // . - 2007. - T. 24(8). - S. 1889-1897.
27. Рэй, Г.А.; Левинтон, Ж.С.; Шапиро, Л.Х.(((гарчиг))) // Шинжлэх ухаан. - 1996-10. - T. 274. - No 5287. - P. 568–573.
28. Аяла, Ф.Ж.; Ржетский, А.; Аяла, Ф.Ж.(((гарчиг))) // . - 1998-01. - T. 95. - No 2. - P. 606-611.
29. Арис-Бросу, С.; Ян, З.Эпизодын хувьслын Байес загварууд нь метазоагийн хожуу үеийн өмнөх кембрийн тэсрэх төрөлжилтийг дэмждэг // Молекул биологи ба хувьсал. - 2003-08. - T. 20. - No 12. - S. 1947-1954.
30. Петерсон, К.Ж.; Лионс, Ж.Б.; Новак, К.С.; Такакс, C. M.; Варго, М.Ж.; МакПик, М.Ж.Молекулын цагийг ашиглан метазоаны ялгарах хугацааг тооцоолох // Үндэсний Шинжлэх Ухааны Академийн эмхэтгэл (АНУ). - 2004-04. - T. 101. - No 17. - P. 6536-6541.
31. Блэйр, Ж.Э.; Хедж, С.Б.Молекулын цаг нь Кембрийн дэлбэрэлтийг дэмждэггүй // Молекул биологи ба хувьсал. - 2004-11. - T. 22. - No 3. - P. 387-390.
32. Бенгтсон, С.Махчин амьтны гарал үүсэл ба эхэн үеийн хувьсал // Махчин амьтны олдвор. Палеонтологийн нийгэмлэгийн баримт бичиг 8 / Kowalewski, M., and Kelley, P.H. - New York: The Paleontological Society, 2002. - pp. 289–317.
33. Шихан, П.М.; Харрис, М.Т.Хожуу Ордовикийн устаж үгүй ​​болсны дараа микробиалитын сэргэлт // Байгаль. - 2004. - Т. 430. - С. 75–78.
34. СтэнлиДалайн ёроол дахь өрсөлдөөнийг махчин ялав // Палеобиологи. - 2008. - T. 34. - P. 1.
35. Сейлахер, А.; Бозе, П.К.; Пфлюгер, Ф. 1 тэрбум гаруй жилийн өмнөх амьтад: Энэтхэгээс олдсон чулуужсан олдворуудын ул мөр // Шинжлэх ухаан. - 1998. - Т. 282. - № 5386. - С. 80–83.
36. Женсен, С.Протерозойн ба хамгийн эртний кембрийн үеийн олдворууд; Загвар, асуудал, хэтийн төлөв // Интегратив ба харьцуулсан биологи. - 2003. - Т. 43. - No 1. - С. 219–228.
37. Наймарк, ЕленаДушантуогийн үр хөврөлийн нууц илчлэгдэв. "Элементүүд" шинжлэх ухааны алдартай төсөл (2007 оны 4-р сарын 12). 2011 оны 8-р сарын 24-ний өдөр эх сурвалжаас архивлагдсан. 2008 оны 5-р сарын 21-нд авсан.

Ястребов С.А.

(“HiZh”, 2016, No10)

Вендийн оршил

Цасан бөмбөг дэлхийн эрин үе 635 сая жилийн өмнө дууссан. Протерозойн сүүлчийн үе эхэлсэн - Эдиакаран (635-542 сая жилийн өмнө). Одоо бид цагийг хэдэн тэрбум жилээр биш, саяар тоолох нь илүү тохиромжтой байх болно - энэ нь үйл явдлууд хэр их хурдасч байгааг тодорхой харуулж байна. Гэсэн хэдий ч гол зүйл бол тэд бидэнд илүү ойр, илүү олон ул мөр хадгалагдан үлдсэн явдал юм. Өмнө нь Эдиакаран мужийг эртний славян овог аймгууд - Вэндс (тэдгээрээс Венец хотын нэрийг авсан) хүндэтгэн Венд гэж нэрлэдэг байв. Харамсалтай нь одоо энэ сайхан нэр нь зөвхөн сул синоним хэлбэрээр хадгалагдан үлджээ.

Эдиакараны гол үйл явдлыг (бидний антропоцентрик үүднээс нэмэхээс өөр аргагүй) олон эст амьтдын дүр төрх гэж нэрлэгдэх ёстой. Энэ үйл явдлыг болзох нь тийм ч амар биш юм. Эдиакараны палеонтологийн бүртгэлд амьтны төрөл олон эст шилжсэн тухай хангалттай нотолгоо байдаг боловч эрт байх тусмаа илүү маргаантай байдаг ("Байгаль", 2014, 516, 7530, 238-241, мөн нийтлэлийг үзнэ үү. Александр Марков, http://elementy ru/novosti_nauki/431720). Эдиакараны хоёрдугаар хагаст вендобионтууд элбэг дэлбэг гарч ирдэг - ижил төстэй олон давтагдах "сегмент" -ээс бүрдэх хавтгай диск хэлбэртэй эсвэл навч хэлбэртэй биетэй, нэг метр хүртэл урт, том нууцлаг амьтад. "Хэсгүүд" -ийг энд хашилтанд оруулсан болно, учир нь вендобионтуудын сегментчилэл нь жинхэнэ метазоануудын сегментчлэлтэй бараг ямар ч ижил төстэй байдаггүй. "Вендобионтууд" гэсэн нэр томъёог Германы палеонтологич Адольф Зайлахер эдгээр амьтдыг амьдралын маш онцгой хэлбэр - аварга олон цөмт эс гэж үздэг ("Гарагуудын систем ба амьдралын үүсэл", Кембрижийн их сургуулийн хэвлэл, 2007, 193-209) ). Үнэн хэрэгтээ Вендобионтууд нь олон эсийн амьтад биш, харин амеба эсвэл мөөгөнцөртэй илүү ойр байсан гэж үзэх үндэслэл бий (Дашрамд хэлэхэд, том олон цөмт эсүүд хоёуланд нь ховор байдаггүй). Тэд том хэмжээтэй болох оролдлого хийсэн нь эхэндээ амжилтанд хүргэсэн боловч бүтэлгүйтсэн: Эдиакараны төгсгөлд вендобионтууд устаж үгүй ​​болжээ.

Нөгөөтэйгүүр, вендобионтууд маш олон янз байсныг бид анхаарч үзэх хэрэгтэй. Тэднийг ядаж тодорхой хэмжээгээр нэг бүлэг гэж үзэж болох нь үнэн биш. Энэ бол илүү хувьслын түвшин юм. Ихэнх вендобионтууд үр удам үлдээгээгүй ч орчин үеийн амьтад тэдгээрийн заримаас шууд гаралтай байж болох юм - жишээлбэл, ламел ба ктенофорууд ("Хувьсал ба хөгжил", 2011, 13, 5, 408-414). Эдгээр хувьслын салбаруудын Эдиакараны үндэст гайхалтай зүйл байхгүй.

Хамгийн эртний, маргаангүй олон эсийн чулуужсан амьтныг нэрлэдэг Кимберелла квадрат. Энэ бол далайн ёроолоор мөлхөж буй 15 см хүртэл урттай хоёр талт тэгш хэмтэй амьтан юм. Олдсон кимбереллагийн биеийн хэлбэрийн өөрчлөлтийн шинж чанар (мөн тэдгээр нь дэлхийн өнцөг булан бүрээс олддог) ул мөрийн хамт идэвхтэй мөлхөж, сунгаж, шахаж, нугалж байсан гэдэгт эргэлзэхгүй байна. булчингийн тусламж. Кимбереллагийн онцлог шинж чанар нь хөл (булчингийн доод гадаргуу) ба манти (биетэй хиллэдэг нугалах) бүхий сунасан боловч авсаархан бие юм. Эдгээр шинж чанаруудын дагуу энэ нь хэнтэй ч биш, харин нялцгай биеттэй маш төстэй юм (“Палеонтологийн сэтгүүл”, 2009, 43, 601, doi:10.1134/S003103010906001X). Кимберелла замаг хусахад зохицсон хитин шүдтэй нялцгай биетний "хэл"-ийн шинж чанар болох радулатай байсан гэж үздэг (PALAIOS, 2010, 25, 565-575, doi: 10.2110/ palo.2009.p09-079r). Нэг талаараа энэ бол жинхэнэ олон эст амьтан юм.

Кимберелла 555 сая жилийн өмнө амьдарч байсан (Science, 2000, 288, 5467, 841-845). Мөн яг тэр үед ёроолын дагуу идэвхтэй мөлхөж буй олон тооны амьтдын олдворууд анх удаа гарч ирэв ("The Philosophical Transactions of the Royal Society B", 2008, 363, 1496, doi: 10.1098/rstb.2007.2232). "Жинхэнэ олон эсийн амьтад" гэдэг нь тийм ч хатуу үг биш гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй; Эндээс булчин, ам, гэдэстэй амьтдыг ингэж нэрлэдэг гэдэгтэй санал нийлэхэд хангалттай. Вендобионтуудад эдгээрийн аль нь ч байгаагүй гэж дүгнэж болно. Тэд хамгийн сайндаа л микроскоп замаг, магадгүй далайн усанд ууссан бодис идсэн (“Trends in Ecology & Evolution”, 2009, 24, 1, 31-40). Зөвхөн Эдиакараны төгсгөлд олон эст амьтад гарч ирсэн бөгөөд тэдгээр нь олзыг идэвхтэй хайж, дотор нь шингээхийн тулд том хэсэг болгон барьж чаддаг байв. Вендобионтууд ийм мангасуудын эсрэг хамгаалалтгүй байсан - тэдний "алтан үе" тэнд дууссан нь гайхах зүйл биш юм. Далайн бүлгүүдийн түүхэнд огт өөр эрин үе эхэлсэн.

"Амьдралын том тэсрэлт"

Эдиакараны үеийн төгсгөл нь нэгэн зэрэг хоёр эроны хил юм - Протерозой ба Фанерозой; энд бага зэрэг тайлбар хэрэгтэй байна. "Фанерозой" гэдэг нь шууд утгаараа "илэрхий амьдрал" гэсэн утгатай. Энэ бол палеонтологичдын судалж буй олдворын дийлэнх хэсэг нь хамаарах эрин үе юм. Протерозой, Архей, Катархейн зэрэг өмнөх бүх цаг үеийг хамтдаа криптозой - "далд амьдрал" гэж нэрлэдэг. Фанерозой нь эргээд гурван эринд хуваагддаг бөгөөд бидний ихэнх нь бидний мэддэг нэр нь Палеозой, Мезозой, Кайнозой юм. "Палеозой" нь "эртний амьдрал", "мезозой" нь "дунд нас", "кайнозой" нь "шинэ амьдрал" гэсэн утгатай. Эдгээр эрин үе бүрийг үе болгон хуваадаг. Палеозой (мөн бүхэл бүтэн фанерозой) эхэлсэн үеийг Кембрийн үе гэж нэрлэдэг. Геологийн олон үеүүдийн нэгэн адил Кембрийн үе нь газарзүйн байршлаас нэрээ авсан: Кембриан бол баруун Британи дахь Кельтийн улс болох Уэльсийн Ромын нэр юм. Үүний дагуу Cryptozoan-ийн маш түгээмэл ижил утгатай үг бол Прекамбрийн үе юм.

Ирээдүйг зөв харахын тулд дараах зүйлийг санацгаая: Фанерозойн бүхэл бүтэн үе (бөөрөнхийлсөн хэллэгээр) Дэлхий оршин тогтнох хугацаа болон түүн дээрх амьдралын түүхийн ердөө 1/9-ийг л эзэлдэг. Үлдсэн 8/9 нь Кембрийн өмнөх үе юм. Өөр нэг зүйл бол Фанерозойн үйл явдлууд маш их төвлөрдөг.

1845 онд Шотландын агуу геологич Родерик Мурчисон Кембрийн эрин эхлэхээс өмнөх бүх цагийг Азойн эрин, өөрөөр хэлбэл амьгүй гэж нэрлэхийг санал болгов. Энэ нэр удаан үргэлжилсэнгүй: аль хэдийн 19-р зууны палеонтологичид Кембрийн өмнөх чулуулгийн зузаан нь амьдралын ул мөр байгааг харуулсан (“The Journal of Geology”, 1927, 35, 8, 734-742). Одоо бид Кембрийн өмнөх үеийн ихэнх үед дэлхий дээр амьдрал байсан гэдгийг баттай мэдэж байгаа бөгөөд бид Кембрийн өмнөх үеийн олон чухал үйл явдлуудыг онцолж чадна, тухайлбал хүчилтөрөгчийн хувьсгал эсвэл олон эсийн үүсэх.

Фанерозойн амьдрал ба Кембрийн өмнөх амьдралын гол ялгаа нь олон эст амьтдын асар их элбэг дэлбэг байдал бөгөөд тэдгээрийн дийлэнх нь орчин үеийн төрөлд хамаардаг. Кембрийн үед хөвөн, ктенофор, книдар, бүх төрлийн өт, үе хөлт, нялцгай биетэн, брахиопод, echinoderms, hemichordates, chordates гарч ирдэг. Эдгээр амьтдын чулуужсан олдворуудад гэнэт гарч ирэхийг Кембрийн тэсрэлт гэж нэрлэдэг. Илүү эртний давхаргад тэдгээрийн үлдэгдэл байхгүй (наад зах нь хоёрдмол утгагүй, маргаангүй байдлаар тодорхойлж болно). Кембрийн үе бол орчин үеийнхтэй ойролцоо амьтны аймаг үүсэх үе юм. Кембрийн дэлбэрэлт ийм нөлөө үзүүлсэн бөгөөд маш хурдан болсон тул үүнийг "хувьслын Их тэсрэлт" гэж нэрлэдэг - Орчлон ертөнц үүссэн Их тэсрэлтийн адил.

Кембрийн дэлбэрэлтийг заримдаа "араг ясны хувьсгал" гэж нэрлэдэг. Үнэн хэрэгтээ энэ мөчид гарч ирсэн олон амьтдын бүлгүүд огт өөр, өөр өөр үндэслэлээр хатуу араг ясыг олж авсан: жишээлбэл, хөвөн spicules, нялцгай биетний хясаа, артроподын хитин бүрхүүлийн хооронд ямар ч нийтлэг зүйл байдаггүй. Ийм нэгэн зэрэг нь санамсаргүй байж болохгүй. Гэсэн хэдий ч "Кембрийн тэсрэлт" болон "араг ясны хувьсгал" нь ижил утгатай биш юм. Нэгдүгээрт, Кембрийн бүх амьтад хатуу араг ястай байдаггүй (жишээлбэл, эхний хөвч араг ястай байдаггүй). Хоёрдугаарт, Кембрийн өмнөх үед ч гэсэн тодорхой араг ясны бүтэц заримдаа тааралддаг - жишээлбэл, амьд хоолойнууд хэнд хамаарах нь тодорхойгүй байдаг (Природа, 2006, 2, 37-40). Ерөнхийдөө "Кембрийн тэсрэлт" гэсэн ойлголт нь илүү тодорхой бөгөөд орчин үеийн зохиолчид энэ тухай байнга ярьдаг нь гайхах зүйл биш юм.

Дэлбэрэлт болсон уу??

Гэхдээ асуулт бол: Кембрийн дэлбэрэлт үнэхээр болсон уу? Орчин үеийн олон амьтдын бүлгүүд Кембрийн гүнд гарч ирсэн боловч удаан хугацааны туршид бараг ямар ч чулуужсан үлдэгдэл үлдээгээгүй тул палеонтологийн хувьд "үл үзэгдэх" байсан ("Science", 2011, 334, 6059, 1091-1097, doi: 10.1126/science .1206375). Үүний шалтгаан нь өөр байж болно: амьтдын жижиг хэмжээтэй, хатуу араг ясгүй, эсвэл оршуулахад тохиромжгүй физик нөхцөл. "Урт далд Кембрийн өмнөх хувьсал" гэсэн таамаглалыг молекулын системчилэл, өөрөөр хэлбэл янз бүрийн амьтдын уураг, генийн амин хүчил ба нуклеотидын дарааллыг харьцуулсан (мэдээж орчин үеийнх нь - Кембрийн үеэс уураг ч, ДНХ ч үлдээгүй" гэсэн таамаглалыг сайн дэмждэг. ). Зөвхөн молекулын өгөгдлийн үндсэн дээр хийсэн сэргээн босголтууд нь орчин үеийн амьтдын үндсийг Эдиакаран хүртэл биш, харин өмнөх үе болох Криогений (Системийн Биологи, 2013, 62, 1, 93-109) хүртэл ул мөрддөг. Дараа нь Кембрийн дэлбэрэлт бол хувьслын үйл явдал биш, харин хадгалалтын эд өлгийн зүйл болох нь харагдаж байна. Кембрийн эрин үед амьтдын хувьслын салбарууд зүгээр л "илчлэгдэж", хатуу араг ястай болж, тунамал давхаргад булагдаж эхлэв; гэхдээ тэд хамаагүй эрт үүссэн.

Гэсэн хэдий ч молекул биологийн өгөгдлийг палеонтологийн өгөгдөлтэй бодитойгоор харьцуулж үзэхэд "удаан далдлагдсан Кембрийн өмнөх хувьсал" гэсэн таамаглал нь нарийн шалгалтыг тэсвэрлэдэггүй ("Одоогийн Биологи", 2013, 23, 19, 1889-1895). Мөн Кембрийн дэлбэрэлт бол огт олдвор биш болох нь тогтоогджээ. Амьтдын хувьслын гол удам угсааны ихэнх хэсэг нь үнэндээ Кембрийн хилийн ойр орчимд үүссэн (хэдэн сая жилийг өгөх эсвэл авах). Прекамбрийн үед живсэн орчин үеийн амьтдын хувьслын модны "их бие" нь богино байх ёстойг нотлох математик загварууд бас байдаг ("Philosophical Transactions of the Royal Society B", 2016, 371, 1685, doi: 10.1098/rstb. 2015.0287). Тэдний оршин тогтнох хугацаа хэдэн сая жил, магадгүй эхний хэдэн арван сая жил, гэхдээ мэдээж хэдэн зуун биш. Ерөнхийдөө одоогийн байдлаар бидэнд "удаан далдлагдсан Кембрийн өмнөх хувьсал" гэсэн таамаглал нь буруу, харин Кембрийн дэлбэрэлтийг бодит байдал гэж үзэх хангалттай үндэслэл байгаа бөгөөд үнэндээ энэ нь палеонтологийн мэдээллээс шууд харагдаж байна.

Ангилалыг сулруулахын тулд бид нэмж хэлэв: бидний саяхан хийсэн дүгнэлт нь хуурамч байх шинж чанартай байдаг. Үүнийг няцаах тодорхой нөхцөлийг томъёолох боломжтой гэсэн үг. Жишээлбэл, үүний тулд дор хаяж нэг криоген насны найдвартай таних хилэнцэт хорхой (эсвэл зуун наст, эмгэн хумс) олоход хангалттай. Гэвч өнөөг хүртэл ийм зүйл болоогүй бөгөөд ийм зүйл тохиолдох магадлал жил бүр буурч байна.

Дэлбэрэлтийн шалтгаанууд

Тиймээс Кембрийн эхэн үед амьтдын олон шинэ том хувьслын салбарууд өвөрмөц хурдан гарч ирэв. Өмнө нь ч, дараа нь ч ийм зүйл давтагдаж байгаагүй. Гамшигт үй олноор устаж үгүй ​​болсны дараа ч (үүнийг дараа хэлэлцэх болно) амьтдын ертөнц шинэ бүлгүүд гарч ирснээс биш аль хэдийн байгаа томоохон бүлгүүдийн олон янз байдал нэмэгдсэний улмаас сэргээгдсэн. Ийм учраас Кембрийн дэлбэрэлт заавал тайлбар шаарддаг.

Үнэн бол "хурдан" гэдэг нь "шууд" гэсэн үг биш юм. Хөшигний дараа жүжигчид шиг амьтдын шинэ бүлгүүд нэгэн зэрэг бүрэн хэмжээгээр гарч ирдэггүй. Кембрийн дэлбэрэлт хэдийгээр цаг хугацааны хувьд маш их шахагдсан ч аажмаар байсан; түүний доторх хувьслын үйл явцын хурдыг нэлээд хэмжиж болох бөгөөд ийм судалгаа байдаг. Кембрийн үе ойролцоогоор 57 сая жил (542-485 сая жилийн өмнө) үргэлжилсэн бөгөөд хамгийн эхэнд (эхний зургаан сая жил) далайн амьтан нэлээд ядуу хэвээр байв. Дэлхийн түүхийн жишгээр амьтдын шинэ бүлгүүд үнэхээр хурдан гарч ирдэг, гэхдээ тэр даруй биш.

Энэ юутай холбоотой байсан бэ? Эрдэмтэд (Чарльз Дарвиныг оролцуулаад) Кембрийн дэлбэрэлтийн нууцыг олж мэдсэнээс хойш нэг зуун хагасын хугацаанд энэ үйл явдлын талаар генетикээс эхлээд сансар огторгуйн хүртэл янз бүрийн тайлбарыг санал болгов. Энэ сэдвээр гарсан орчин үеийн тойм нийтлэлүүдийн нэг нь “Кембрийн тэсрэлтээс цааш: Галактикаас геном руу” (“Гондвана судалгаа”, 2014, 25, 3, 881-883, doi: 10.1016/j.gr.2014.01.001 ) . Жишээлбэл, ашигт малтмалын араг яс их хэмжээгээр үүсэх хандлага буюу "биоминерализаци" гэгддэг алдарт "араг ясны хувьсгал" нь Кембрийн эриний эхэн үед олон төрлийн олон эст амьтдыг төдийгүй нэг эсийн эукариотууд болон зарим замагуудыг хамарсан байв. . Энэ нь гадаад орчны химийн найрлага, өөрөөр хэлбэл далайн усны дэлхийн хэмжээнд өөрчлөгдсөнтэй холбоотой болохыг харуулж байна. Үнэн хэрэгтээ Кембрийн эхэн үед цэвэр геологийн шалтгааны улмаас далайн усанд кальцийн агууламж (Ca2+) ойролцоогоор 3 дахин ихэссэн нь бусадтай адил хатуу араг ясыг бий болгоход шаардлагатай ион (" Геологи”, 2004, 32, 6, 473-476). Амьтны араг ясны ашигт малтмалын үндэс нь ихэвчлэн кальцийн карбонат (нялцгай биетний хясаа, зүү, шүрэн полип, хөвөн spicules), заримдаа кальцийн фосфат (сээр нуруутан амьтдын яс) байдаг.

Асуудал нь араг ясны хувьсгалыг тайлбарлах нь Кембрийн дэлбэрэлтийг өөрөө тайлбарлах гэсэн үг биш юм. Араг ясны хувьсгал нь эхлэх үед аль хэдийн оршин байсан хэд хэдэн амьтдад хатуу эрдэсжсэн эдийг өгсөн. Түүгээр ч барахгүй энэ нь бүгдэд нь нөлөөлсөнгүй. Хадгалалтын хэлбэр нь араг ясгүй амьтдыг булшлах боломжийг олгодог Кембрийн дурсгалт газруудад Кембрийн амьтны аймгийн нэлээд хэсэг нь бүрэн "зөөлөн биетэй" байсан нь нэн даруй илэрдэг. Тэгэхээр энэ нь араг ясны тухай биш юм. Юуны өмнө тайлбарлах шаардлагатай үзэгдэл бол олон эст амьтдын хувьслын өвөрмөц хурдатгал бөгөөд энэ нь маш хурдан (Эдиакаранын төгсгөл - Кембрийн эхэн үе) араг ястай эсэхээс үл хамааран олон шинэ том бүлгүүдийг бий болгосон. .

Дараах түүхэнд бид 1970-аад оны эхээр Америкийн палеонтологич Стивен Стэнлигийн товч дурьдсан хувилбараас үргэлжлүүлэх болно. Мэдээжийн хэрэг, палеонтологи бол маш хурдацтай хөгжиж буй шинжлэх ухаан юм; Дөчин жилийн өмнөх бүтээлүүд үргэлж нэмэлт, өөрчлөлт оруулах шаардлагатай байдаг бөгөөд бид яриа өрнөх тусам эдгээр нэмэлт, өөрчлөлтийг хийх болно. Үнэн хэрэгтээ эдгээр нь нэмэлтүүд шиг байх болно. Стэнлигийн гол санаа нь цаг хугацааны шалгуурыг маш сайн даван туулсан. Одоогоор мэдэгдэж байгаа баримтуудын нийлбэр нь үүнд бүрэн нийцдэг.

Эхнээс нь эхэлцгээе. Хаалтанд тэмдэглэе: аливаа түүхэн үйл явцыг шинжлэхдээ чухам юуг “эхлэл” гэж авах ёстойг шийдэх нь тийм ч амар ажил биш, учир нь шалтгаан-үр дагаврын хэлхээ холбоо нь өнгөрсөн үе рүү бараг хязгааргүй үргэлжилдэг тул болгоомжгүй судлаачийг төөрөгдүүлдэг. Манай тохиолдолд "эхлэл" нь Эдиакаран биота байх болно. Тэр ямархуу байсан бэ?

Экологийн хувьд үйл ажиллагаа нь бүхэл бүтэн нийгэмлэгийн бүтцийг тодорхойлдог хүрээлэн буй орчныг бүрдүүлэгч организмуудыг ялгах нь заншилтай байдаг. Ийм организмыг эдфикатор гэж нэрлэдэг.

Жишээлбэл, орчин үеийн царс төгөлд царс мод, жижиг нам гүм цөөрөмд нугас зэрлэг гэх мэт байж болно. Тиймээс Эдиакараны тэнгист эдфикаторууд нь ёроолыг бүрхсэн судалтай замагны "хивс" байв. замагны дэвсгэр гэж нэрлэдэг (PALAIOS, 1999, 14, 1, 86-93, doi: 10.2307/3515363). Бидэнд аль хэдийн танил болсон Вендобионтууд эдгээр "хивс" дээр амьдардаг байв. Тэдний ихэнх нь амьдралын хэв маягийг дагаж мөрддөг; Тэд хэрхэн хооллож байгаа нь бүрэн тодорхой бус боловч хамгийн их магадлалтай - уснаас ууссан бодисыг биеийн бүх гадаргуутай уснаас шингээж авдаг. Зарим далайн эгэл биетүүд ийм байдлаар хооллодог, жишээлбэл том нь - 20 сантиметр хүртэл! - аварга том амебатай төстэй олон цөмт ксенофиофорууд. Вендобионтууд амьдралын хэв маягаараа тэдэнтэй ойр байж болох юм.

Өөр хувилбарууд байдаг. 1986 онд палеонтологич Марк Макменамин вендобионтуудыг орчин үеийн погонофора буюу ам, гэдэсгүй далайн гүний анелидын экологийн аналог гэж санал болгов. Погонофоранууд нарны гэрэл нэвтэрдэггүй тийм гүнд далайд амьдардаг. Гэхдээ устөрөгчийн сульфидыг (H 2 S) усанд гаргадаг халуун рашаанууд байдаг. Погонофорагийн бие нь хүхэрт устөрөгчийг хүхэр болгон исэлдүүлдэг симбиотик бактериар дүүрдэг бөгөөд үүссэн энерги нь фотосинтезийн нэгэн адил нүүрстөрөгчийн давхар ислийг засахад зарцуулагддаг. Энэ процесс нь нян ба тэдгээрийн амьдардаг өтийг хоёуланг нь тэжээдэг. Вендобионтуудын хувьд энэ нь илүү хялбар байсан: тэд ихэвчлэн фотосинтез хийхэд хангалттай нарны гэрэл байдаг гүехэн усанд амьдардаг байсан бөгөөд тэдний биеийг дүүргэсэн симбиотик нэг эсийн замагаар амархан хооллодог байв. Энэ нь бас бодитой, үүнийг хийдэг орчин үеийн өт, нялцгай биетүүд байдаг ч тэдний хувьд энэ нь нэмэлт хүнсний эх үүсвэр болдог. Гэхдээ яагаад гол нь байж болохгүй гэж? Хэн ч иддэггүй байсан Вендобионтуудын ертөнцийг Макменамин "Эдиакарагийн цэцэрлэг" гэж нэрлэсэн нь Еден цэцэрлэгийн тухай тодорхой хошин шог зурсан (PALAIOS, 1986, 1, 2, 178-182, doi: 10.2307/) 3514512). Энэ таамаглалын том дутагдал нь үүнийг шалгахад хэцүү хэвээр байгаа явдал юм; Түүнээс гадна энэ нь бүх вендобионтуудад хамаарахгүй нь ойлгомжтой - тэдний зарим нь фотосинтез хийхэд хангалттай гэрэл нэвтэрдэг түвшнээс илүү гүн далайд амьдарч байсан ("АНУ-ын Үндэсний Шинжлэх Ухааны Академийн эмхэтгэл", 2009, 106, 34, 14438-14443 ). Гэхдээ эцэст нь өөр өөр нөхцөлд тэд өөрөөр идэж болно.

Парадокс нь "Эдиакаран цэцэрлэг" гэсэн ойлголт нь Вендобионтын хоол тэжээлийн талаархи аливаа бодит таамаглалаас харахад үнэнд ойрхон юм шиг санагддаг. Энд замаг тэдний дотор амьдарч байсан эсэх нь огт хамаагүй. Эдиакараны ертөнцөд хэн ч үнэхээр хэнийг ч идсэнгүй (нэг эстэй биетүүдээс бусад нь нэг эсийн эукариотууд бие биенээ идэж чаддаг). Хэзээ нэгэн цагт Эдиакараны бүлгүүдэд зөвхөн махчин амьтад (бусад амьтдыг тэжээдэг) төдийгүй "өвсөн тэжээлтэн" (замаг хусах эсвэл өөр аргаар идэвхтэй иддэг) байсан нь үндсэндээ чухал юм. Тиймээс замагны дэвсгэр ургахыг хэн ч зогсоосонгүй.

Далайн усан дахь хүчилтөрөгчийн агууламж нэмэгдэж (геологийн мэдээллээс харахад энэ нь Эдиакаран даяар аажмаар явагдсан) зарим олон эст амьтдад бодисын солилцоог хурдасгаж, жинхэнэ идэвхтэй амьдралын хэв маягийг удирдаж эхлэхэд бүх зүйл өөрчлөгдсөн. "Ургац хураалт" гарч ирэв - зүтгүүрийн систем, амтай том амьтад замагны дэвсгэр дагуу хөдөлж, том талбайг нь иддэг. Эдгээр "сонгогчдын" нэг нь танил Кимберелла байв. Амьдралын хэв маяг, хөдөлгөөний хурдны хувьд анхны Эдиакаран замаг иддэг амьтад орчин үеийн дунтай төстэй байх магадлалтай; бидний хувьд энэ нь хор хөнөөлгүй мэт санагддаг, гэхдээ Эдиакараны оршин суугчдын "үзэл бодлоор" ийм амьтдын дүр төрх нь жинхэнэ гамшиг байв. Замаг шалны дэвсгэр тэр даруй тасралтгүй байхаа больсон; Амьтад тэдгээрийг дээрээс нь хусаад зогсохгүй доороос нь идсэн бөгөөд үүний тулд газарт нэвтрэн орохыг эзэмшсэн (амьтан судлаачид ийм үйлдлийг ихэвчлэн "уул уурхай" гэж нэрлэдэг). Вендобионтууд энд бас зовж шаналж, Эдиакараны төгсгөлд тэд зүгээр л алга болжээ.

Энэ мөчөөс эхлэн экологичид эрт дээр үеэс тогтоож, янз бүрийн аргаар туршиж үзсэн, тэр дундаа шууд туршилтуудыг багтаасан ерөнхий хэв маяг ажиллаж эхэлсэн: махчин амьтдын дарамт шахалтын нөхцөлд махчин амьтан огт байдаггүй нийгэмлэгтэй харьцуулахад олзны олон янз байдал нэмэгддэг. (“АНУ-ын Үндэсний Шинжлэх Ухааны Академийн эмхэтгэл”, 1973, 70, 5, 1486-1489). Хэрэв өмнө нь ёроолын бүлгүүд маш цөөхөн зонхилох зүйл замагаар ханасан байсан бол одоо тэнцвэр алдагдаж, хурдацтай хувьсал эхэлжээ. Үүний зэрэгцээ амьтдад зориулсан экологийн үүрүүдийн хүрээ өргөжиж байна. Нүхэнд байнга амьдрах, доод хөрсийг гэдэс дотрыг нь дамжуулж, шим тэжээлийг гаргаж авахад дасан зохицсон идэвхтэй газар идэгчид гарч ирэв; Энэ бол элсэн хорхой, жишээлбэл, далайн өтнүүд амьдардаг хэвээр байна. Газар иддэг өтнүүд анх удаа далайн ёроолд зөвхөн хэвтээ төдийгүй босоо гарцуудыг ухаж эхэлсэн нь хөрсийг хүчилтөрөгчөөр баяжуулж, улмаар бусад амьтдын колоничлолыг улам хөнгөвчлөхөд хүргэсэн. Эдгээр үйл явдлыг "субстратын хувьсгал" гэж нэрлэсэн (GSA Today, 2000, 10, 9, 1-7, ftp://rock.geosociety.org/pub/GSAToday/gt0009.pdf). Ийнхүү хөгжиж буй амьтад зөвхөн бэлэн экологийн нүхийг эзлээд зогсохгүй шинийг идэвхтэй бий болгож, үйл явцыг автокаталитик (өөрөө хурдасгах) болгон хувиргасан.

Доод гадаргуугийн зарим оршин суугчид экологийн үүрээ газар руу биш харин эсрэгээрээ усны багана руу өргөжүүлж эхлэв. Үүний үр дүнд зоопланктон үүссэн - усанд дүүжлэгдэж, түүнтэй хамт хөвж явсан жижиг амьтдын нийгэмлэг. Дүрмээр бол зоопланктоны төлөөлөгчид усыг шүүж, фитопланктоныг шүүж, өөрөөр хэлбэл нэг усны баганад байрладаг нэг эст замаг (Кембрийн дэлбэрэлтийн үед аль хэдийн маш олон байсан) тэжээдэг. Үнэн хэрэгтээ, Кембрийн эхэн үед анхны планктон шүүлтүүр тэжээгч нь чулуужсан олдворууд - салбариоподод гарч ирэв ("Палеобиологи", 1997, 23, 2, 247-262). Бүх хавч хэлбэртний адил мөчир хөлтүүд нь газар дээр, өөрөөр хэлбэл ёроолоор алхах зориулалттай үе мөчтэй байдаг. Тиймээс тэд хувьслынхаа эхний үе шатыг ёроолд өнгөрөөж, хожим нь планктоник амьдралын хэв маягт шилжсэн гэдэгт эргэлзэх зүйл алга.

Зоопланктон үүссэний үр дагавар нь дэлхийн хэмжээнд байсан. Баримт нь банзны амьтад уснаас замаг шүүж аваад зогсохгүй зарим шим тэжээл агуулсан аливаа суспензийг шүүдэг. Эдгээр нь ихэвчлэн үхсэн организмын тархсан үлдэгдэл юм. Суспензийг шүүж, түүнээс ашигтай молекулуудыг шингээж авсны дараа банзнууд (хавч хэлбэртүүд нь үндсэндээ үүгээр ялгагдана) гэдсэндээ үлдсэн хэсгийг өтгөн бөөгнөрөл буюу өтгөн үрэл болгон болгоомжтой "савлаж", хурдан шингэж, ёроолд нь илгээдэг. Түдгэлзүүлсэн бодисыг үрлэн зөөвөрлөх нь далай дахь усны булингарыг бууруулах хамгийн чухал хүчин зүйл юм. Тиймээс планктон шүүлтүүр тэжээгч гарч ирсний дараа ус тунгалаг болж, гэрэл нь илүү гүн рүү нэвтэрч, доторх хүчилтөрөгчийн концентраци нэмэгдсэн (түүний нэг хэсгийг өмнө нь ижил үхсэн суспензийг исэлдүүлэхэд зарцуулсан). Эхний хүчин зүйл нь фотосинтез хийх боломжтой бүсийн гүнийг нэмэгдүүлж, хоёр дахь нь ёроолын амьтны нөхцөл байдлыг сайжруулсан. Бүх өгөгдлүүдээс харахад тунгалаг, хүчилтөрөгчөөр баялаг Фанерозойн далай нь булингартай өмнөх Кембрийн далайгаас эрс ялгаатай байдаг (Геобиологи, 2009, 7, 1, 1-7). Үүний зэрэгцээ агаар мандалд хүчилтөрөгчийн агууламж нэмэгдэв. Мэдээжийн хэрэг, шинэ нөхцөлд ургамал, амьтны олон янз байдал улам бүр нэмэгдэв. Өөр нэг автокаталитик гогцоо хаагдсан.

Махчин амьтны ирэлт

Бидний өнөөг хүртэл ярьсан бүх амьтад өргөн утгаараа “өвсөн тэжээлтэн” байсан. Тэд фотосинтезийн организм, эсвэл хамгийн муу нь хэн нэгний үхсэн шарилыг идсэн. Үүний зэрэгцээ, "өвсөн тэжээлт амьтдын" өөрийн биомасс нь бусад амьтад, өөрөөр хэлбэл махчин амьтдын хувьд үнэ цэнэтэй (мөн хэзээ нэгэн цагт бүрэн нэхэмжлээгүй) нөөц байв. Эхэндээ махчин амьтан байгаагүй. Гэхдээ мэдрэлийн систем, булчин, амны хөндийн аппарат зэрэг идэвхтэй амьдралын шинж чанаруудтай бол тэдний гадаад төрх байдал нь цаг хугацааны асуудал байв. Бусад олон эст амьтдыг тэжээх чиглэлээр мэргэшсэн анхны том махчин амьтад 520 сая жилийн өмнө гарч ирсэн; эдгээр нь үлэг гүрвэлүүд - үе мөчний амьтадтай холбоотой хүчтэй усанд сэлэх амьтад (Gondwana Research, 2014, 25, 896-909, doi, 10.1016/j.gr.2013.06.001). Үлэг гүрвэлийн хамгийн алдартай төлөөлөгч бол Anomalocaris хэмээх нарийхан биетэй, нэг метр орчим урт, нарийн нийлмэл нүдтэй, хүчтэй үе мөчний үе мөчтэй амьтан бөгөөд хөдөлгөөнт олзыг барихад тодорхой үүрэг гүйцэтгэсэн. Кембрийн эхэн үед ийм махчин амьтан байгаагүй. Араг ясны хувьсгал нь тэдний гадаад төрх байдалд тодорхой хэмжээгээр хариу үйлдэл үзүүлсэн нь эргэлзээгүй; Далайн усны химийн найрлагыг өөрчлөх нь зөвхөн үүнийг хялбар болгосон. Араг ясны дүр төрх нь эргээд экологийн шинэ цэгүүдийг хөгжүүлэх эхлэлийг тавьсан. Стивен Стэнли Кембрийн дэлбэрэлтийг тайлбарлахад цэвэр биологийн шалтгаан хангалттай гэж маш зөв бичсэн; Биосферт гаднаас нөлөөлж буй хүчин зүйлүүд нь нэг буюу өөр үйл явцын хурдад нөлөөлж болох боловч бүх гол үйл явдлуудыг түүнгүйгээр тайлбарлаж болно. Олон эсийн амьтдын төрөл зүйлийн тэсрэлт нь анхны "өвсөн тэжээлт амьтад" (Кимберелла гэх мэт) үүссэнээс үүдэлтэй хэд хэдэн автокаталитик үйл явцын байгалийн үр дүн бөгөөд бүлгэмдэл, өөрөөр хэлбэл экосистемийн түвшинд явагдсан. Кембрийн дэлбэрэлтийг экологиос гадуур тайлбарлах нь үнэхээр боломжгүй юм.

Махчин амьтад гарч ирснээр амьдралын шинэ хэлбэр үүсэх үйл явц бага багаар удааширч эхлэв. Экологийн үүрүүдийн репертуар бараг бүгдээрээ тархаж, эзлэгдсэн байна. Мэдээжийн хэрэг, нийгэмлэгүүдийн тэлэлт үргэлжилсээр байсан - зүгээр л илүү удаан. Жишээлбэл, Кембрийн үе дууссаны дараа л хүрз нялцгай биетүүд гарч ирэн махчин амьтдын нэлээд чамин орон зайг эзэлжээ ("Далайн биологийн дэвшил", 2002, 42, 137-236). Гэвч амьтдын томоохон хувьсал дахин хэзээ ч Эдиакаран-Кембрийн хилийн хэмжээнд хүрсэнгүй.

Үйл явдлын түүхийн үүднээс Кембрийн дэлбэрэлтийн эхлэлийг анхны үр дүнтэй замаг идэгчид (Кимберелла), төгсгөл нь анхны үр дүнтэй махчин (Anomalocaris) гарч ирсэн гэж үзэж болно. Кимберелла 555 сая жилийн өмнө, Anomalocaris - 520 сая жилийн өмнө гарч ирсэн бөгөөд тэдгээрийн хоорондын зай 35 сая жил байна. Тийм хурдан биш.

Цасан бөмбөг дэлхийн эрин үе 635 сая жилийн өмнө дууссан. Протерозойн сүүлчийн үе эхэлсэн - Эдиакаран (635-542 сая жилийн өмнө). Одоо бид цагийг хэдэн тэрбум жилээр биш, саяар тоолох нь илүү тохиромжтой байх болно - энэ нь үйл явдлууд хэр их хурдасч байгааг тодорхой харуулж байна. Гэсэн хэдий ч гол зүйл бол тэд бидэнд илүү ойр, илүү олон ул мөр хадгалагдан үлдсэн явдал юм. Өмнө нь Эдиакаран мужийг эртний славян овог аймгууд - Вэндс (тэдгээрээс Венец хотын нэрийг авсан) хүндэтгэн Венд гэж нэрлэдэг байв. Харамсалтай нь одоо энэ сайхан нэр нь зөвхөн сул синоним хэлбэрээр хадгалагдан үлджээ.

Эдиакараны гол үйл явдлыг (бидний антропоцентрик үүднээс нэмэхээс өөр аргагүй) олон эст амьтдын дүр төрх гэж нэрлэгдэх ёстой. Энэ үйл явдлыг болзох нь тийм ч амар биш юм. Эдиакараны палеонтологийн бүртгэлд амьтны төрөл олон эст шилжсэн тухай хангалттай нотолгоо байдаг боловч эрт байх тусмаа илүү маргаантай байдаг ( Байгаль, 2014, 516, 7530, 238–241, мөн Александр Марковын "Амьтдын төрөлжилт нь Кембрийн дэлбэрэлтээс хамаагүй өмнө эхэлсэн", "Элементүүд", 12/13/2011) нийтлэлийг үзнэ үү. Эдиакараны хоёрдугаар хагаст вендобионтууд элбэг дэлбэг гарч ирдэг - ижил төстэй олон давтагдах "сегмент" -ээс бүрдэх хавтгай диск хэлбэртэй эсвэл навч хэлбэртэй биетэй, нэг метр хүртэл урт, том нууцлаг амьтад. "Хэсгүүд" -ийг энд хашилтанд оруулсан болно, учир нь вендобионтуудын сегментчилэл нь жинхэнэ метазоануудын сегментчлэлтэй бараг ямар ч ижил төстэй байдаггүй. "Вендобионтууд" гэсэн нэр томъёог Германы палеонтологич Адольф Сейлахер эдгээр амьтдыг амьдралын маш онцгой хэлбэр буюу аварга олон цөмт эс гэж үзсэн (Гаригуудын систем ба амьдралын үүсэл, Кембрижийн их сургуулийн хэвлэл, 2007, 193–209). Үнэн хэрэгтээ Вендобионтууд нь олон эсийн амьтад биш, харин амеба эсвэл мөөгөнцөртэй илүү ойр байсан гэж үзэх үндэслэл бий (Дашрамд хэлэхэд, том олон цөмт эсүүд хоёуланд нь ховор байдаггүй). Тэд том хэмжээтэй болох оролдлого хийсэн нь эхэндээ амжилтанд хүргэсэн боловч бүтэлгүйтсэн: Эдиакараны төгсгөлд вендобионтууд устаж үгүй ​​болжээ.

Нөгөөтэйгүүр, вендобионтууд маш олон янз байсныг бид анхаарч үзэх хэрэгтэй. Тэднийг ядаж тодорхой хэмжээгээр нэг бүлэг гэж үзэж болох нь үнэн биш. Энэ бол илүү хувьслын түвшин юм. Ихэнх вендобионтууд үр удам үлдээгээгүй ч орчин үеийн амьтад тэдгээрийн заримаас шууд гаралтай байж болох юм - жишээлбэл, ламел ба ктенофорууд ( Хувьсал ба хөгжил, 2011, 13, 5, 408–414). Эдгээр хувьслын салбаруудын Эдиакараны үндэст гайхалтай зүйл байхгүй.

Хамгийн эртний, маргаангүй олон эсийн чулуужсан амьтныг нэрлэдэг Кимберелла квадрат. Энэ бол далайн ёроолоор мөлхөж буй 15 см хүртэл урттай хоёр талт тэгш хэмтэй амьтан юм. Олдсон кимбереллагийн биеийн хэлбэрийн өөрчлөлтийн шинж чанар (мөн тэдгээр нь дэлхийн өнцөг булан бүрээс олддог) ул мөрийн хамт идэвхтэй мөлхөж, сунгаж, шахаж, нугалж байсан гэдэгт эргэлзэхгүй байна. булчингийн тусламж. Кимбереллагийн онцлог шинж чанар нь хөл (булчингийн доод гадаргуу) ба манти (биетэй хиллэдэг нугалах) бүхий сунасан боловч авсаархан бие юм. Эдгээр шинж чанарууд дээр үндэслэн энэ нь өөр хэнтэй ч биш, харин нялцгай биеттэй маш төстэй юм ( Палеонтологийн сэтгүүл, 2009, 43, 601, doi:10.1134/S003103010906001X). Кимберелла замаг хусахад зохицсон хитин шүдтэй нялцгай биетний "хэл"-ийн шинж чанар болох радулатай байсан гэж үздэг (PALAIOS, 2010, 25, 565–575, doi: 10.2110/palo.2009.p09-079r). Нэг талаараа энэ бол жинхэнэ олон эст амьтан юм.

Кимберелла 555 сая жилийн өмнө амьдарч байсан ( Шинжлэх ухаан, 2000, 288, 5467, 841–845). Мөн яг тэр үед олон тооны амьтдын олдворууд анх удаа гарч ирэн, ёроолын дагуу идэвхтэй мөлхөж байв ( , 2008, 363, 1496, doi: 10.1098/rstb.2007.2232). "Жинхэнэ олон эсийн амьтад" гэдэг нь тийм ч хатуу үг биш гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй; Эндээс булчин, ам, гэдэстэй амьтдыг ингэж нэрлэдэг гэдэгтэй санал нийлэхэд хангалттай. Вендобионтуудад эдгээрийн аль нь ч байгаагүй гэж дүгнэж болно. Тэд хамгийн сайндаа микроскоп замаг, далайн усанд ууссан бодис идсэн байж магадгүй ( Экологи ба хувьслын чиг хандлага, 2009, 24, 1, 31–40). Зөвхөн Эдиакараны төгсгөлд олон эст амьтад гарч ирсэн бөгөөд тэдгээр нь олзыг идэвхтэй хайж, дотор нь шингээхийн тулд том хэсэг болгон барьж чаддаг байв. Вендобионтууд ийм мангасуудын эсрэг хамгаалалтгүй байсан - тэдний "алтан үе" тэнд дууссан нь гайхах зүйл биш юм. Далайн бүлгүүдийн түүхэнд огт өөр эрин үе эхэлсэн.

"Амьдралын том тэсрэлт"

Эдиакараны үеийн төгсгөл нь нэгэн зэрэг хоёр эроны хил юм - Протерозой ба Фанерозой; энд бага зэрэг тайлбар хэрэгтэй байна. "Фанерозой" гэдэг нь шууд утгаараа "илэрхий амьдрал" гэсэн утгатай. Энэ бол палеонтологичдын судалж буй олдворын дийлэнх хэсэг нь хамаарах эрин үе юм. Протерозой, Архей, Катархейн зэрэг өмнөх бүх цаг үеийг хамтдаа криптозой - "далд амьдрал" гэж нэрлэдэг. Фанерозой нь эргээд гурван эринд хуваагддаг бөгөөд бидний ихэнх нь бидний мэддэг нэр нь Палеозой, Мезозой, Кайнозой юм. "Палеозой" нь "эртний амьдрал", "мезозой" нь "дунд нас", "кайнозой" нь "шинэ амьдрал" гэсэн утгатай. Эдгээр эрин үе бүрийг үе болгон хуваадаг. Палеозой (мөн бүхэл бүтэн фанерозой) эхэлсэн үеийг Кембрийн үе гэж нэрлэдэг. Геологийн олон үеүүдийн нэгэн адил Кембрийн үе нь газарзүйн байршлаас нэрээ авсан: Кембриан бол баруун Британи дахь Кельтийн улс болох Уэльсийн Ромын нэр юм. Үүний дагуу Cryptozoan-ийн маш түгээмэл ижил утгатай үг бол Прекамбрийн үе юм.

Ирээдүйг зөв харахын тулд дараах зүйлийг санацгаая: Фанерозойн бүхэл бүтэн үе (бөөрөнхийлсөн хэллэгээр) Дэлхий оршин тогтнох хугацаа болон түүн дээрх амьдралын түүхийн ердөө 1/9-ийг л эзэлдэг. Үлдсэн 8/9 нь Кембрийн өмнөх үе юм. Өөр нэг зүйл бол Фанерозойн үйл явдлууд маш их төвлөрдөг.

1845 онд Шотландын агуу геологич Родерик Мурчисон Кембрийн эрин эхлэхээс өмнөх бүх цагийг Азойн эрин, өөрөөр хэлбэл амьгүй гэж нэрлэхийг санал болгов. Энэ нэр удаан үргэлжилсэнгүй: 19-р зууны палеонтологичид Кембрийн өмнөх үеийн чулуулгийн зузаан нь амьдралын ул мөр байгааг харуулсан. Геологийн сэтгүүл, 1927, 35, 8, 734–742). Одоо бид Кембрийн өмнөх үеийн ихэнх үед дэлхий дээр амьдрал байсан гэдгийг баттай мэдэж байгаа бөгөөд бид Кембрийн өмнөх үеийн олон чухал үйл явдлуудыг онцолж чадна, тухайлбал хүчилтөрөгчийн хувьсгал эсвэл олон эсийн үүсэх.

Фанерозойн амьдрал ба Кембрийн өмнөх амьдралын гол ялгаа нь олон эст амьтдын асар их элбэг дэлбэг байдал бөгөөд тэдгээрийн дийлэнх нь орчин үеийн төрөлд хамаардаг. Кембрийн үед хөвөн, ктенофор, книдар, бүх төрлийн өт, үе хөлт, нялцгай биетэн, брахиопод, echinoderms, hemichordates, chordates гарч ирдэг. Эдгээр амьтдын чулуужсан олдворуудад гэнэт гарч ирэхийг Кембрийн тэсрэлт гэж нэрлэдэг. Илүү эртний давхаргад тэдгээрийн үлдэгдэл байхгүй (наад зах нь хоёрдмол утгагүй, маргаангүй байдлаар тодорхойлж болно). Кембрийн үе бол орчин үеийнхтэй ойролцоо амьтны аймаг үүсэх үе юм. Кембрийн дэлбэрэлт ийм нөлөө үзүүлсэн бөгөөд маш хурдан болсон тул үүнийг "хувьслын Их тэсрэлт" гэж нэрлэдэг - Орчлон ертөнц үүссэн Их тэсрэлтийн адил.

Кембрийн дэлбэрэлтийг заримдаа "араг ясны хувьсгал" гэж нэрлэдэг. Үнэн хэрэгтээ энэ мөчид гарч ирсэн олон амьтдын бүлгүүд огт өөр, өөр өөр үндэслэлээр хатуу араг ясыг олж авсан: жишээлбэл, хөвөн spicules, нялцгай биетний хясаа, артроподын хитин бүрхүүлийн хооронд ямар ч нийтлэг зүйл байдаггүй. Ийм нэгэн зэрэг нь санамсаргүй байж болохгүй. Гэсэн хэдий ч "Кембрийн тэсрэлт" болон "араг ясны хувьсгал" нь ижил утгатай биш юм. Нэгдүгээрт, Кембрийн бүх амьтад хатуу араг ястай байдаггүй (жишээлбэл, эхний хөвч араг ястай байдаггүй). Хоёрдугаарт, Кембрийн өмнөх үед ч гэсэн тодорхой араг ясны бүтэц заримдаа тааралддаг - жишээлбэл, амьд хоолойнууд нь хэнийх байсан нь тодорхойгүй байдаг (Природа No. 2, 2006, хуудас 37-40). Ерөнхийдөө "Кембрийн тэсрэлт" гэсэн ойлголт нь илүү тодорхой бөгөөд орчин үеийн зохиолчид энэ тухай байнга ярьдаг нь гайхах зүйл биш юм.

Дэлбэрэлт болсон уу?

Гэхдээ асуулт бол: Кембрийн дэлбэрэлт үнэхээр болсон уу? Кембрийн өмнөх гүнд орчин үеийн олон амьтдын бүлгүүд гарч ирсэн гэж үздэг боловч удаан хугацааны туршид бараг ямар ч чулуужсан үлдэгдэл үлдээгээгүй тул палеонтологийн хувьд "үл үзэгдэх" байсан ( Шинжлэх ухаан, 2011, 334, 6059, 1091–1097, doi: 10.1126/science.1206375). Үүний шалтгаан нь өөр байж болно: амьтдын жижиг хэмжээтэй, хатуу араг ясгүй, эсвэл оршуулахад тохиромжгүй физик нөхцөл. "Урт далд Кембрийн өмнөх хувьсал" гэсэн таамаглалыг молекулын системчилэл, өөрөөр хэлбэл янз бүрийн амьтдын уураг, генийн амин хүчил ба нуклеотидын дарааллыг харьцуулсан (мэдээж орчин үеийнх нь - Кембрийн үеэс уураг ч, ДНХ ч үлдээгүй" гэсэн таамаглалыг сайн дэмждэг. ). Зөвхөн молекулын өгөгдлийн үндсэн дээр хийсэн сэргээн босголтууд нь орчин үеийн амьтны төрлүүдийн үндсийг Эдиакаран хүртэл биш, харин өмнөх үе болох Криоген (Криоген) үеэс улбаатай байдаг. Системчилсэн биологи, 2013, 62, 1, 93–109). Дараа нь Кембрийн дэлбэрэлт бол хувьслын үйл явдал биш, харин хадгалалтын эд өлгийн зүйл болох нь харагдаж байна. Кембрийн эрин үед амьтдын хувьслын салбарууд зүгээр л "илчлэгдэж", хатуу араг ястай болж, тунамал давхаргад булагдаж эхлэв; гэхдээ тэд хамаагүй эрт үүссэн.

Гэсэн хэдий ч молекул биологийн өгөгдлийг палеонтологийн өгөгдөлтэй алхам алхмаар харьцуулж үзэхэд "урт далдлагдсан Кембрийн өмнөх хувьсал" гэсэн таамаглал нь нарийн туршилтыг тэсвэрлэдэггүй. Одоогийн биологи, 2013, 23, 19, 1889–1895). Мөн Кембрийн дэлбэрэлт бол огт олдвор биш болох нь тогтоогджээ. Амьтдын хувьслын гол удам угсааны ихэнх хэсэг нь үнэндээ Кембрийн хилийн ойр орчимд үүссэн (хэдэн сая жилийг өгөх эсвэл авах). Прекамбрийн үед живсэн орчин үеийн амьтдын хувьслын модны "их бие" нь богино байх ёстойг баталсан математик загварууд байдаг ( Хааны нийгэмлэгийн философийн гүйлгээ Б, 2016, 371, 1685, doi: 10.1098/rstb.2015.0287). Тэдний оршин тогтнох хугацаа хэдэн сая жил, магадгүй эхний хэдэн арван сая жил, гэхдээ мэдээж хэдэн зуун биш. Ерөнхийдөө одоогийн байдлаар бидэнд "удаан далдлагдсан Кембрийн өмнөх хувьсал" гэсэн таамаглал нь буруу, харин Кембрийн дэлбэрэлтийг бодит байдал гэж үзэх хангалттай үндэслэл байгаа бөгөөд үнэндээ энэ нь палеонтологийн мэдээллээс шууд харагдаж байна.

Ангилалыг сулруулахын тулд бид нэмж хэлэв: бидний саяхан хийсэн дүгнэлт нь хуурамч байх шинж чанартай байдаг. Үүнийг няцаах тодорхой нөхцөлийг томъёолох боломжтой гэсэн үг. Жишээлбэл, үүний тулд дор хаяж нэг криоген насны найдвартай таних хилэнцэт хорхой (эсвэл зуун наст, эмгэн хумс) олоход хангалттай. Гэвч өнөөг хүртэл ийм зүйл болоогүй бөгөөд ийм зүйл тохиолдох магадлал жил бүр буурч байна.

Дэлбэрэлтийн шалтгаанууд

Тиймээс Кембрийн эхэн үед амьтдын олон шинэ том хувьслын салбарууд өвөрмөц хурдан гарч ирэв. Өмнө нь ч, дараа нь ч ийм зүйл давтагдаж байгаагүй. Гамшигт үй олноор устаж үгүй ​​болсны дараа ч (үүнийг дараа хэлэлцэх болно) амьтдын ертөнц шинэ бүлгүүд гарч ирснээс биш аль хэдийн байгаа томоохон бүлгүүдийн олон янз байдал нэмэгдсэний улмаас сэргээгдсэн. Ийм учраас Кембрийн дэлбэрэлт заавал тайлбар шаарддаг.

Үнэн бол "хурдан" гэдэг нь "шууд" гэсэн үг биш юм. Хөшигний дараа жүжигчид шиг амьтдын шинэ бүлгүүд нэгэн зэрэг бүрэн хэмжээгээр гарч ирдэггүй. Кембрийн дэлбэрэлт хэдийгээр цаг хугацааны хувьд маш их шахагдсан ч аажмаар байсан; түүний доторх хувьслын үйл явцын хурдыг нэлээд хэмжиж болох бөгөөд ийм судалгаа байдаг. Кембрийн үе ойролцоогоор 57 сая жил (542-485 сая жилийн өмнө) үргэлжилсэн бөгөөд хамгийн эхэнд (эхний зургаан сая жил) далайн амьтан нэлээд ядуу хэвээр байв. Дэлхийн түүхийн жишгээр амьтдын шинэ бүлгүүд үнэхээр хурдан гарч ирдэг, гэхдээ тэр даруй биш.

Энэ юутай холбоотой байсан бэ? Эрдэмтэд (Чарльз Дарвиныг оролцуулаад) Кембрийн дэлбэрэлтийн нууцыг олж мэдсэнээс хойш нэг зуун хагасын хугацаанд энэ үйл явдлын талаар генетикээс эхлээд сансар огторгуйн хүртэл янз бүрийн тайлбарыг санал болгов. Энэ сэдвээр гарсан орчин үеийн тойм нийтлэлийн нэг нь "Кембрийн тэсрэлтээс цааш: Галактикаас геном хүртэл" ( Гондвана судалгаа, 2014, 25, 3, 881–883, doi: 10.1016/j.gr.2014.01.001). Жишээлбэл, ашигт малтмалын араг яс их хэмжээгээр үүсэх хандлага буюу "биоминерализаци" гэгддэг алдарт "араг ясны хувьсгал" нь Кембрийн эриний эхэн үед олон төрлийн олон эст амьтдыг төдийгүй нэг эсийн эукариотууд болон зарим замагуудыг хамарсан байв. . Энэ нь гадаад орчны химийн найрлага, өөрөөр хэлбэл далайн усны дэлхийн хэмжээнд өөрчлөгдсөнтэй холбоотой болохыг харуулж байна. Үнэн хэрэгтээ, Кембрийн эхэн үед цэвэр геологийн шалтгааны улмаас далайн усанд кальцийн (Ca 2+) агууламж нь бусадтай адилгүй хатуу араг ясыг бий болгоход шаардлагатай ион байсан нь батлагдсан. Геологи, 2004, 32, 6, 473–476). Амьтны араг ясны ашигт малтмалын үндэс нь ихэвчлэн кальцийн карбонат (нялцгай биетний хясаа, зүү, шүрэн полип, хөвөн spicules), заримдаа кальцийн фосфат (сээр нуруутан амьтдын яс) байдаг.

Асуудал нь араг ясны хувьсгалыг тайлбарлах нь Кембрийн дэлбэрэлтийг өөрөө тайлбарлах гэсэн үг биш юм. Араг ясны хувьсгал нь эхлэх үед аль хэдийн оршин байсан хэд хэдэн амьтдад хатуу эрдэсжсэн эдийг өгсөн. Түүгээр ч барахгүй энэ нь бүгдэд нь нөлөөлсөнгүй. Хадгалалтын хэлбэр нь араг ясгүй амьтдыг булшлах боломжийг олгодог Кембрийн дурсгалт газруудад Кембрийн амьтны аймгийн нэлээд хэсэг нь бүрэн "зөөлөн биетэй" байсан нь нэн даруй илэрдэг. Тэгэхээр энэ нь араг ясны тухай биш юм. Юуны өмнө тайлбарлах шаардлагатай үзэгдэл бол олон эст амьтдын хувьслын өвөрмөц хурдатгал бөгөөд энэ нь маш хурдан (Эдиакаранын төгсгөл - Кембрийн эхэн үе) араг ястай эсэхээс үл хамааран олон шинэ том бүлгүүдийг бий болгосон. .

Дараах түүхэнд бид 1970-аад оны эхээр Америкийн палеонтологич Стивен Стэнлигийн товч дурьдсан хувилбараас үргэлжлүүлэх болно. Мэдээжийн хэрэг, палеонтологи бол маш хурдацтай хөгжиж буй шинжлэх ухаан юм; Дөчин жилийн өмнөх бүтээлүүд үргэлж нэмэлт, өөрчлөлт оруулах шаардлагатай байдаг бөгөөд бид яриа өрнөх тусам эдгээр нэмэлт, өөрчлөлтийг хийх болно. Үнэн хэрэгтээ эдгээр нь нэмэлтүүд шиг байх болно. Стэнлигийн гол санаа нь цаг хугацааны шалгуурыг маш сайн даван туулсан. Одоогоор мэдэгдэж байгаа баримтуудын нийлбэр нь үүнд бүрэн нийцдэг.

Эхнээс нь эхэлцгээе. Хаалтанд тэмдэглэе: аливаа түүхэн үйл явцыг шинжлэхдээ чухам юуг “эхлэл” гэж авах ёстойг шийдэх нь тийм ч амар ажил биш, учир нь шалтгаан-үр дагаврын хэлхээ холбоо нь өнгөрсөн үе рүү бараг хязгааргүй үргэлжилдэг тул болгоомжгүй судлаачийг төөрөгдүүлдэг. Манай тохиолдолд "эхлэл" нь Эдиакаран биота байх болно. Тэр ямархуу байсан бэ?

Экологийн хувьд үйл ажиллагаа нь бүхэл бүтэн нийгэмлэгийн бүтцийг тодорхойлдог хүрээлэн буй орчныг бүрдүүлэгч организмуудыг ялгах нь заншилтай байдаг. Ийм организмыг эдфикатор гэж нэрлэдэг. Жишээлбэл, орчин үеийн царс төгөлд царс мод, жижиг нам гүм цөөрөмд нугас зэрлэг гэх мэт байж болно. Тиймээс Эдиакараны тэнгист эдфикаторууд нь ёроолыг бүрхсэн судалтай замагны "хивс" байв. замагны дэвсгэр гэж нэрлэдэг (PALAIOS, 1999, 14, 1, 86–93, doi: 10.2307/3515363). Бидэнд аль хэдийн танил болсон Вендобионтууд эдгээр "хивс" дээр амьдардаг байв. Тэдний ихэнх нь амьдралын хэв маягийг дагаж мөрддөг; Тэд хэрхэн хооллож байгаа нь бүрэн тодорхой бус боловч хамгийн их магадлалтай - уснаас ууссан бодисыг биеийн бүх гадаргуутай уснаас шингээж авдаг. Зарим далайн эгэл биетүүд ийм байдлаар хооллодог, жишээлбэл, том хэмжээтэй - 20 сантиметр хүртэл! - аварга том амебатай төстэй олон цөмт ксенофиофорууд. Вендобионтууд амьдралын хэв маягаараа тэдэнтэй ойр байж болох юм.

Өөр хувилбарууд байдаг. 1986 онд палеонтологич Марк Макменамин вендобионтуудыг орчин үеийн погонофора буюу ам, гэдэсгүй далайн гүний анелидын экологийн аналог гэж санал болгов. Погонофоранууд нарны гэрэл нэвтэрдэггүй тийм гүнд далайд амьдардаг. Гэхдээ устөрөгчийн сульфидыг (H 2 S) усанд гаргадаг халуун рашаанууд байдаг. Погонофорагийн бие нь хүхэрт устөрөгчийг хүхэр болгон исэлдүүлдэг симбиотик бактериар дүүрдэг бөгөөд үүссэн энерги нь фотосинтезийн нэгэн адил нүүрстөрөгчийн давхар ислийг засахад зарцуулагддаг. Энэ процесс нь нян ба тэдгээрийн амьдардаг өтийг хоёуланг нь тэжээдэг. Вендобионтуудын хувьд энэ нь илүү хялбар байсан: тэд ихэвчлэн фотосинтез хийхэд хангалттай нарны гэрэл байдаг гүехэн усанд амьдардаг байсан бөгөөд тэдний биеийг дүүргэсэн симбиотик нэг эсийн замагаар амархан хооллодог байв. Энэ нь бас бодитой, үүнийг хийдэг орчин үеийн өт, нялцгай биетүүд байдаг ч тэдний хувьд энэ нь нэмэлт хүнсний эх үүсвэр болдог. Гэхдээ яагаад гол нь байж болохгүй гэж? Хэн ч идэж байгаагүй Вендобионтуудын ертөнцийг Макменамин "Эдиакарагийн цэцэрлэг" гэж нэрлэсэн бөгөөд энэ нь Еден цэцэрлэгийн тухай тодорхой хошин шог зурсан (PALAIOS, 1986, 1, 2, 178–182, doi: 10.2307/) 3514512). Энэ таамаглалын том дутагдал нь үүнийг шалгахад хэцүү хэвээр байгаа явдал юм; Түүнээс гадна энэ нь бүх вендобионтуудад хамаарахгүй нь ойлгомжтой - тэдний зарим нь далайн гүнд фотосинтез хийхэд хангалттай гэрэл нэвтэрдэг түвшнээс илүү гүнд амьдардаг байв ( , 2009, 106, 34, 14438–14443). Гэхдээ эцэст нь өөр өөр нөхцөлд тэд өөрөөр идэж болно.

Парадокс нь "Эдиакаран цэцэрлэг" гэсэн ойлголт нь Вендобионтын хоол тэжээлийн талаархи аливаа бодит таамаглалаас харахад үнэнд ойрхон юм шиг санагддаг. Энд замаг тэдний дотор амьдарч байсан эсэх нь огт хамаагүй. Эдиакараны ертөнцөд хэн ч үнэхээр хэнийг ч идсэнгүй (нэг эстэй биетүүдээс бусад нь нэг эсийн эукариотууд бие биенээ идэж чаддаг). Хэзээ нэгэн цагт Эдиакараны бүлгүүдэд зөвхөн махчин амьтад (бусад амьтдыг тэжээдэг) төдийгүй "өвсөн тэжээлтэн" (замаг хусах эсвэл өөр аргаар идэвхтэй иддэг) байсан нь үндсэндээ чухал юм. Тиймээс замагны дэвсгэр ургахыг хэн ч зогсоосонгүй.

Далайн усан дахь хүчилтөрөгчийн агууламж нэмэгдэж (геологийн мэдээллээс харахад энэ нь Эдиакаран даяар аажмаар явагдсан) зарим олон эст амьтдад бодисын солилцоог хурдасгаж, жинхэнэ идэвхтэй амьдралын хэв маягийг удирдаж эхлэхэд бүх зүйл өөрчлөгдсөн. "Ургац хураалт" гарч ирэв - зүтгүүрийн систем, амтай том амьтад замагны дэвсгэр дагуу хөдөлж, том талбайг нь иддэг. Эдгээр "сонгогчдын" нэг нь танил Кимберелла байв. Амьдралын хэв маяг, хөдөлгөөний хурдны хувьд анхны Эдиакаран замаг иддэг амьтад орчин үеийн дунтай төстэй байх магадлалтай; бидний хувьд энэ нь хор хөнөөлгүй мэт санагддаг, гэхдээ Эдиакараны оршин суугчдын "үзэл бодлоор" ийм амьтдын дүр төрх нь жинхэнэ гамшиг байв. Замаг шалны дэвсгэр тэр даруй тасралтгүй байхаа больсон; Амьтад тэдгээрийг дээрээс нь хусаад зогсохгүй доороос нь идсэн бөгөөд үүний тулд газарт нэвтрэн орохыг эзэмшсэн (амьтан судлаачид ийм үйлдлийг ихэвчлэн "уул уурхай" гэж нэрлэдэг). Вендобионтууд энд бас зовж шаналж, Эдиакараны төгсгөлд тэд зүгээр л алга болжээ.

Энэ мөчөөс эхлэн экологичид эрт дээр үеэс тогтоож, янз бүрийн аргаар туршиж үзсэн, тэр дундаа шууд туршилтуудыг багтаасан ерөнхий хэв маяг ажиллаж эхэлсэн: махчин амьтдын дарамт шахалтын нөхцөлд махчин амьтан огт байдаггүй нийгэмлэгтэй харьцуулахад олзны олон янз байдал нэмэгддэг. ( АНУ-ын Үндэсний Шинжлэх Ухааны Академийн эмхэтгэл, 1973, 70, 5, 1486–1489). Хэрэв өмнө нь ёроолын бүлгүүд маш цөөхөн зонхилох зүйл замагаар ханасан байсан бол одоо тэнцвэр алдагдаж, хурдацтай хувьсал эхэлжээ. Үүний зэрэгцээ амьтдад зориулсан экологийн үүрүүдийн хүрээ өргөжиж байна. Нүхэнд байнга амьдрах, доод хөрсийг гэдэс дотрыг нь дамжуулж, шим тэжээлийг гаргаж авахад дасан зохицсон идэвхтэй газар идэгчид гарч ирэв; Энэ бол элсэн хорхой, жишээлбэл, далайн өтнүүд амьдардаг хэвээр байна. Газар иддэг өтнүүд анх удаа далайн ёроолд зөвхөн хэвтээ төдийгүй босоо гарцуудыг ухаж эхэлсэн нь хөрсийг хүчилтөрөгчөөр баяжуулж, улмаар бусад амьтдын колоничлолыг улам хөнгөвчлөхөд хүргэсэн. Эдгээр үйл явдлуудыг "субстратын хувьсгал" гэж нэрлэдэг (David J. Bottjer et al. The Cambrian Substrate Revolution // Өнөөдөр GSA, 2000, 10, 9, 1–7). Ийнхүү хөгжиж буй амьтад зөвхөн бэлэн экологийн нүхийг эзлээд зогсохгүй шинийг идэвхтэй бий болгож, үйл явцыг автокаталитик (өөрөө хурдасгах) болгон хувиргасан.

Доод гадаргуугийн зарим оршин суугчид экологийн үүрээ газар руу биш харин эсрэгээрээ усны багана руу өргөжүүлж эхлэв. Үүний үр дүнд зоопланктон үүссэн - усанд дүүжлэгдэж, түүнтэй хамт хөвж явсан жижиг амьтдын нийгэмлэг. Дүрмээр бол зоопланктоны төлөөлөгчид усыг шүүж, фитопланктоныг шүүж, өөрөөр хэлбэл нэг усны баганад байрладаг нэг эст замаг (Кембрийн дэлбэрэлтийн үед аль хэдийн маш олон байсан) тэжээдэг. Үнэн хэрэгтээ, Кембрийн эхэн үед анхны планктон шүүлтүүр тэжээгч нь чулуужсан олдворууд дээр гарч ирэв - салаалсан хавч хэлбэртүүд ( Палеобиологи, 1997, 23, 2, 247–262). Бүх хавч хэлбэртний адил мөчир хөлтүүд нь газар дээр, өөрөөр хэлбэл ёроолоор алхах зориулалттай үе мөчтэй байдаг. Тиймээс тэд хувьслынхаа эхний үе шатыг ёроолд өнгөрөөж, хожим нь планктоник амьдралын хэв маягт шилжсэн гэдэгт эргэлзэх зүйл алга.

Зоопланктон үүссэний үр дагавар нь дэлхийн хэмжээнд байсан. Баримт нь банзны амьтад уснаас замаг шүүж аваад зогсохгүй зарим шим тэжээл агуулсан аливаа суспензийг шүүдэг. Эдгээр нь ихэвчлэн үхсэн организмын тархсан үлдэгдэл юм. Суспензийг шүүж, түүнээс ашигтай молекулуудыг шингээж авсны дараа банзнууд (хавч хэлбэртүүд нь үндсэндээ үүгээр ялгагдана) гэдсэндээ үлдсэн хэсгийг өтгөн бөөгнөрөл буюу өтгөн үрэл болгон болгоомжтой "савлаж", хурдан шингэж, ёроолд нь илгээдэг. Түдгэлзүүлсэн бодисыг үрлэн зөөвөрлөх нь далай дахь усны булингарыг бууруулах хамгийн чухал хүчин зүйл юм. Тиймээс планктоник шүүлтүүр тэжээгч гарч ирсний дараа ус тунгалаг болж, дотор нь гэрэл нэвтэрч байв Оилүү гүн гүнзгийрч, доторх хүчилтөрөгчийн концентраци нэмэгдсэн (түүний нэг хэсгийг өмнө нь ижил үхсэн суспензийг исэлдүүлэхэд зарцуулсан). Эхний хүчин зүйл нь фотосинтез хийх боломжтой бүсийн гүнийг нэмэгдүүлж, хоёр дахь нь ёроолын амьтны нөхцөл байдлыг сайжруулсан. Бүх мэдээллээс үзэхэд тунгалаг, хүчилтөрөгчөөр баялаг Фанерозойн далай нь булингартай Прекембрийн далайгаас эрс ялгаатай байдаг ( Геобиологи, 2009, 7, 1, 1–7). Үүний зэрэгцээ агаар мандалд хүчилтөрөгчийн агууламж нэмэгдэв. Мэдээжийн хэрэг, шинэ нөхцөлд ургамал, амьтны олон янз байдал улам бүр нэмэгдэв. Өөр нэг автокаталитик гогцоо хаагдсан.

Махчин амьтны ирэлт

Бидний өнөөг хүртэл ярьсан бүх амьтад өргөн утгаараа “өвсөн тэжээлтэн” байсан. Тэд фотосинтезийн организм, эсвэл хамгийн муу нь хэн нэгний үхсэн шарилыг идсэн. Үүний зэрэгцээ, "өвсөн тэжээлт амьтдын" өөрийн биомасс нь бусад амьтад, өөрөөр хэлбэл махчин амьтдын хувьд үнэ цэнэтэй (мөн хэзээ нэгэн цагт бүрэн нэхэмжлээгүй) нөөц байв. Эхэндээ махчин амьтан байгаагүй. Гэхдээ мэдрэлийн систем, булчин, амны хөндийн аппарат зэрэг идэвхтэй амьдралын шинж чанаруудтай бол тэдний гадаад төрх байдал нь цаг хугацааны асуудал байв. Бусад олон эст амьтдыг тэжээх чиглэлээр мэргэшсэн анхны том махчин амьтад 520 сая жилийн өмнө гарч ирсэн; Эдгээр нь үлэг гүрвэлүүд - үе мөчтэй холбоотой сайн сэлэх амьтад ( Гондвана судалгаа, 2014, 25, 896–909, doi, 10.1016/j.gr.2013.06.001). Үлэг гүрвэлийн хамгийн алдартай төлөөлөгч бол Anomalocaris хэмээх нарийхан биетэй, нэг метр орчим урт, нарийн нийлмэл нүдтэй, хүчтэй үе мөчний үе мөчтэй амьтан бөгөөд хөдөлгөөнт олзыг барихад тодорхой үүрэг гүйцэтгэсэн. Кембрийн эхэн үед ийм махчин амьтан байгаагүй. Араг ясны хувьсгал нь тэдний гадаад төрх байдалд тодорхой хэмжээгээр хариу үйлдэл үзүүлсэн нь эргэлзээгүй; Далайн усны химийн найрлагыг өөрчлөх нь зөвхөн үүнийг хялбар болгосон. Араг ясны дүр төрх нь эргээд экологийн шинэ цэгүүдийг хөгжүүлэх эхлэлийг тавьсан. Стивен Стэнли Кембрийн дэлбэрэлтийг тайлбарлахад цэвэр биологийн шалтгаан хангалттай гэж маш зөв бичсэн; Биосферт гаднаас нөлөөлж буй хүчин зүйлүүд нь нэг буюу өөр үйл явцын хурдад нөлөөлж болох боловч бүх гол үйл явдлуудыг түүнгүйгээр тайлбарлаж болно. Олон эсийн амьтдын төрөл зүйлийн тэсрэлт нь анхны "өвсөн тэжээлт амьтад" (Кимберелла гэх мэт) үүссэнээс үүдэлтэй хэд хэдэн автокаталитик үйл явцын байгалийн үр дүн бөгөөд бүлгэмдэл, өөрөөр хэлбэл экосистемийн түвшинд явагдсан. Кембрийн дэлбэрэлтийг экологиос гадуур тайлбарлах нь үнэхээр боломжгүй юм.

Махчин амьтад гарч ирснээр амьдралын шинэ хэлбэр үүсэх үйл явц бага багаар удааширч эхлэв. Экологийн үүрүүдийн репертуар бараг бүгдээрээ тархаж, эзлэгдсэн байна. Мэдээжийн хэрэг, нийгэмлэгүүдийн тэлэлт үргэлжилсээр байсан - зүгээр л илүү удаан. Жишээлбэл, Кембрийн үе дууссаны дараа л хүрз нялцгай биетүүд гарч ирсэн бөгөөд махчин амьтдын нэлээд чамин орон зайг эзэлдэг ( Далайн биологийн дэвшил, 2002, 42, 137–236). Гэвч амьтдын томоохон хувьсал дахин хэзээ ч Эдиакаран-Кембрийн хилийн хэмжээнд хүрсэнгүй.

Үйл явдлын түүхийн үүднээс Кембрийн дэлбэрэлтийн эхлэлийг анхны үр дүнтэй замаг идэгчид (Кимберелла), төгсгөл нь анхны үр дүнтэй махчин (Anomalocaris) гарч ирсэн гэж үзэж болно. Кимберелла 555 сая жилийн өмнө, Anomalocaris - 520 сая жилийн өмнө гарч ирсэн бөгөөд тэдгээрийн хоорондын зай 35 сая жил байна. Тийм хурдан биш.