iPon Cikkek

A kambriumi robbanás és az állatvilág felemelkedése

Dátum | 2013. 03. 24.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

A földi élet evolúciójának legnagyobb rejtélyei közé tartozik, hogy pontosan mi is történt a kambrium időszakának elején. Az 542 millió évvel ezelőtt kezdődő földtörténeti korszakot megelőzően ugyanis a létező életformákat leginkább egy szóval lehetne jellemezni: egyszerűek voltak. Bár első baktériumok már nagyjából hárommilliárd éve megjelentek a Földön, és ezt követően nagyon hosszú ideig szinte kizárólagosan magukénak tudhatták a bolygót. Az első hínárfajták, tengeri szivacsok, medúzák és férgek mindössze pár millió évvel a kambrium kezdete előtt jelentek meg az élet színpadán.

A kambrium időszakának 54 millió éve alatt azonban valami gyökeresen megváltozott: az élet addigi lassú fejlődése rohamléptekbe váltott, és 20 millió év alatt különféle állatcsoportok sokasága fejlődött ki. Megjelentek az ízeltlábúak, a pörgekarúak, az űrbelűek, a tüskésbőrűek, a puhatestűek és még a gerincesek őseinek, azaz gerinchúrosok képviselőinek fosszíliái is felbukkannak a korszak emlékeit őrző kőzetrétegekben. A ma élő állatok őseinek ezen, földtörténeti szempontból elképesztő hirtelenséggel bekövetkező felbukkanását nevezik kambriumi robbanásnak.

A folyamat gyorsasága és az a tény, hogy a kambriumi fauna látszólag azonosítható előzmények nélkül jött létre, lassan kétszáz éve foglalkoztatja a szakértőket. A korábbiakhoz képest élettel telinek számító kőzetrétegek első felfedezése óta eltelt időszak alatt persze számos kérdés is felmerült a leletekkel kapcsolatban. Többen azt állítják, hogy a kambriumi robbanás egyáltalán nem is hozott olyan nagy változásokat, mint az fosszíliák alapján kikövetkeztethető: egyszerűen arról van szó, hogy ebben az időszakban jelentek meg a vázzal rendelkező élőlények, amelyek már tényleges maradványokat hagytak hátra a kőzetekben.



A másik fontos tény, hogy a kambrium előtti időszakból és a kambrium elejéről alig ismert üledékes kőzet, vagyis szinte semmiféle leletanyag nem áll rendelkezésre, így elképzelhető, hogy a robbanás valójában jóval lassabban zajlott le jelenleg feltételezettnél, csak éppen az állatvilág fokozatosabb expanziójának nem maradt fenn kutatható nyoma. Szintén vitatott kérdés, hogy valójában mennyi új állattörzs jelenik meg a fosszíliákban, tekintve, hogy sokszor egymásra nagyon hasonlító élőlényekről van szó.

A kambriumi robbanás léte vagy nemléte tehát az evolúcióelmélet legvitatottabb pontjai közé tartozik, már csak azért is, mert mindeddig az elmélet legelszántabb hívei sem tudtak kielégítő magyarázatot nyújtani arra, hogy mi állhatott a gyors ütemű fejlődés hátterében.

Egy kínai kutatócsoport tagjai azonban úgy vélik, hogy talán megfejthetik a rejtélyt, de legalábbis kidolgozhatnak egy elfogadható elméletet arra vonatkozóan, hogy mi is történhetett. A Kínai Tudományos Akadémia Nankingi Geológiai és Paleontológiai Intézetének kutatói szerint a vizsgálódást a kriogén időszakkal (850-635 millió éve) érdemes kezdeni. Ezt a korszakot, és a kambriumot közvetlenül megelőző ediakara korszakát a Föld történetének legintenzívebb jégkorszakai jellemezték, amelyeket viszont olyan forró időszakok szakítottak meg, amikor a bolygó átlaghőmérséklete akár az 50 Celsius fokot is meghaladhatta.

Ebben a két földtörténeti korszakban ráadásul legalább egy, de az is lehetséges, hogy két szuperkontinens is darabjaira hullott. Rodinia 800 millió éve szakadt szét több kisebb kontinensre, majd ezek a feltételezések szerint 600 millió ezelőtt ismét összeálltak egy rövid időre, és létrejött Pannotia, amely azonban a prekambrium végére ismét széttöredezett. A kínai kutatók úgy vélik, hogy valamilyen módon ez az éghajlati és geológiai káosz lehetett a kambriumi robbanás kiváltója. A szakértők azt remélik, hogy a környezeti változások és az élővilág változásainak pontos összefüggései a fosszilis leletek révén felderíthetők lehetnek. 

Kína abban a szerencsés helyzetben van, hogy a Föld többi területéhez viszonyítva gazdagnak mondható leletanyaggal rendelkezik a kambriumot közvetlenül megelőző időszakból is. Az ediakara korából legutóbbi időkig csak meglehetősen szerény fosszilis gyűjteménnyel dolgozhattak a tudósok: Ausztráliában, Kanadában és Angliában előkerült ugyan egy maroknyi furcsa élőlény megkövesedett maradványa, de ezek szinte semmilyen hasonlóságot nem mutattak a következő időszakban felbukkanó állatokkal, így igazi folytonosságot nem sikerült igazolni. 1998-ban azonban Kína déli részén, a Dusantu képződményben egy fosszíliákban különösen gazdag, jól megőrzött, 580 millió évesre datált üledékes rétegre bukkantak a szakértők.

Az ásványi üledékben korábban ismeretlen fajok képviselői konzerválódtak gyakorlatilag tökéletes állapotban. A mikroszkopikus szivacsok, apró csőszerű organizmusok, és medúzaszerű élőlények mellett a legérdekesebb leletet azok az ősi embriók jelentik, amelyek a sejtosztódás különböző fázisaiban őrződtek meg, és sok szakértő szerint a ma élő medúzák és virágállatok sugarasan szimmetrikus embrióival ellentétben, már a fejlettebb mozgásszervek kialakításához szükséges kétoldali szimmetria jellemzi őket.

A kínai kutatók a Dusantu képződményt vizsgálva úgy találták, hogy az ediakara időszakához köthető kőzetrétegekben legalább három helyen megnövekedett mennyiségű szén-12 izotóp jelenléte mutatható ki. A szén ezen változata más izotópoknál könnyebben beépül az élő szervezetbe, így fokozott jelenléte nagy mennyiségű szerves eredetű maradványt feltételez, amit viszont a kutatók szerint a tengervíz oxigéntartalmának megemelkedése indokolhat. Ezek a feltételezett oxidációs események összhangban vannak a leletanyaggal is: az oxigén megemelkedésével egy időben növekedés figyelhető meg mind az állati, mind a növényi fosszíliák méretében, komplexitásában és diverzitásában is, magyarázzák a tudósok. Azt viszont továbbra sem tudni, hogy az oxidációs eseményeket mi okozhatta.


Az oxigénszint legdrámaibb mértékű növekedése az ediakara vége felé következett be, mégpedig a geológiai adatok tanúsága szerint közvetlenül az utolsó prekambriai jégkorszakot követően. A világ más területein vizsgált kőzetrétegek is megerősítik, hogy 560 millió éve globálisan emelkedni kezdett az oxigén mennyisége, így bármi is állt a háttérben, hatása az egész bolygón érezhető volt, és kutatók véleménye szerint a kambriai robbanás egyik fő elősegítője lehetett.

Kína északi részén olyan algák és féregszerű élőlények fosszíliái őrződtek meg, amelyek a kriogén és az ediakara határát jelölő marinoi eljegesedés idejéből, vagyis 635 millió évvel ezelőttről valók. Ezeket a leleteket különösen nehéz tanulmányozni, így a szakértők egy újfajta képalkotó eljárást terveznek bevetni, amely révén a maradványokat körülvevő kőzetek eltávolítása nélkül is vizsgálhatók lehetnek az élőlények.

A prekambrium minden korábbinál alaposabb felderítésén túl a kínai kutatók persze magát a kambrium időszakát is bevonják a kutatásba. Újra megvizsgálják például az 525 millió éves, 1984-ben felfedezett csengzsiangi fosszíliákat, amelyek húszmillió évvel korábbiak, mint a leghíresebb kambriumi lelőhelye, a kanadai Burgess-pala leletei. A szakértők azt remélik, hogy a különféle helyszíneken talált leleteket egymással összevetve, képesek lesznek megállapítani, hogy pontosan milyen sorrendben és mikor bukkantak fel az egyes állatcsoportok.

A kőzetek összetételének vizsgálata révén pedig az aktuális környezeti feltételek és az élővilág alakulása között próbálnak kapcsolatot felfedezni. A kutatók úgy gondolják, hogy kellő mennyiségű adat felhalmozása után kirajzolódnak majd azok az okok, amelyek a kambriumi robbanást lehetővé tették.

A terv legambiciózusabb része, hogy a szakértők furatmintákat akarnak venni azon rendkívül ritkának számító lelőhelyek kőzetanyagából, ahol az ediakarából származó rétegek mellett a kambium rétegei is megtalálhatók. Mint már említettük, ehhez hasonló lelőhelyek a világ többi részén gyakorlatilag nem léteznek, és Kínában is csak az utóbbi években kezdtek ráakadni ilyenekre. Némi szerencsével és a legújabb technológiák alkalmazásával azonban talán végre sikerülhet megoldani a rejtélyt, amely lassan kétszáz éve tartja izgalomban a kutatókat, vagyis megoldódhat, hogy pontosan hogyan és milyen elődök után kezdődhetett meg az állatvilág felemelkedése. 

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

4. Simba
2013.03.24. 23:07
Érdekes és fontos témát boncolgat reméljük hamarosan lesznek eredmények is.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. Talent15
2013.03.24. 23:15
A fajkeletkezések fluktuációit csupán a "klasszikus" természetes kiválasztódás elmélete nem igazolja.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2013.03.24. 23:23
És ez mit bizonyít? Azt, hogy nem teljes az elmélet még, nem ad magyarázatot minden felmerülő problémára. Viszont ez nem is cáfolása.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. Terror Talen...
2013.03.24. 23:49
A kiválasztódás nem is hivatott igazolni a megjelenő mutációkat, az anélkül is létezne.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!