Kambrická exploze

Kambrická exploze je označení pro náhlý nárůst nálezů fosílií mnohobuněčných živočichů z období kambria, zhruba před 540 miliony lety.^[2][3][4] Na tento počátek prvohor se datují první nálezy mnoha dodnes známých živočišných kmenů. K explozi života došlo ve vodě. Mohla to být říční delta.^[5]

Opabinia – kambrický členovec s chobotkem

Nárůst atmosférického kyslíku umožnil rozvoj života.^[1]

Vývoj počtu rodů ukazuje, že v kambriu (Cm) nedošlo k tak významnému zvýšení jako v ordoviku (O).

Historie

Pojem kambrická exploze nebyl dříve používán – kreacionismus označoval vrstvu, kde se fauna objevila, jako prvotní („primordial strata“) – tak ji zmiňoval významný paleontolog William Buckland. Náhlý nárůst fosilií byl problémem pro Darwinovu evoluční teorii. Pojem kambrická exploze se ujal až koncem 20. století.^[6]

Hypotézy

Hypotéz vysvětlujících kambrickou explozi je vícero. Mohlo jít skutečně o vznik nových fylogenetických linií (ačkoliv proti tomu mluví fakt, že známe některé kmeny i z prekambria, konkrétně z období ediakara,^[7] a ty mohly být čilé)^[8] – evoluční radiace. V době před 550 miliony let patrně vzniklo vnitřní jádro Země, a tak magnetické pole Země mohlo bránit kosmickému záření.^[9] Nárůst velikosti a komplexnosti mohl způsobit nárůst kyslíku v atmosféře a vodě,^[10] ale ten v ediakaře patrně nenastal.^[11] Nárůst kyslíku mohly způsobit samotné organismy.^[12] Tento nárůst umožnil, že kolagen začal více vázat buňky k sobě. Za nárůstem koncentrace kyslíku mohla stát desková tektonika.^[13] Ovšem za nárůsty kyslíku nemusely být biologické či tektonické procesy, ale jen chemické cykly.^[14] Uvažuje se ale i, že je kambrická exploze možná způsobená jen zvýšením počtu organismů schopných fosilizace, tzn. že při kambrické explozi došlo jen ke vzniku dostatečně velkých živočichů s tvrdou kostrou či schránkou. Jednobuněčné krytenky a nálevníci se podle nálezů objevili před 736 milióny let.^[15] Mnohobuněčné organizmy lze nalézt už před 635 milióny let^[16] (z té doby pochází i geny složitějšího chování),^[17] ale mohli se formovat už před 800 milióny let.^[18][19] Tou dobou také vzrostla koncentrace mědi, která je důležitým článkem v procesu dýchání (cytochrom c oxidáza).^[20] Navrhována je tak například avalonská exploze. Mnohobuněčné organizmy se známkami pohybu však mohou být i přes 2 miliardy let staré.^[21] Jiné vysvětlení spočívá ve skutečnosti, že směrem k přítomnosti přibývá nálezů fosílií, protože je vyšší pravděpodobnost, že se tyto fosílie zachovají.^[22]

Zalednění v neoproterozoiku mohla být i globální, jak se domnívá teorie sněhové koule, ale spíše globální nebyla.^[23] Exploze života blízká tomuto období bývá dávána do souvislosti se zaledněním, kterému mohou být připisovaná hromadná vymírání, ale i rozvoj života. V chladnější vodě se totiž rozpustí více kyslíku, který je pro rozmach organismů důležitý.^[24] V toniénu se jedná o ne příliš prokázané kaigasské zalednění (před 780 až 735 milióny let). V kryogénu o zalednění sturtianské (před 715 až 680 či 643 milióny let)^[25][26] a marinojské (před 650 až 635 milióny let).^[27] V ediakaře o zalednění gaskierské (před 579 milióny let)^[28] a bajkonurské (před 547 milióny let).^[29]

V kambriu však existovalo jen málo druhů. Koncentrace kyslíku v atmosféře postupně klesala, ale zhruba před 500 milióny let prudce vzrostla (SPICE událost) díky planktonu.^[30] Velká biodiverzifikace (evoluční radiace) nastala až v následném ordoviku (GOBE událost) přibližně před 465 miliony let,^[31] kterou způsobila změna klimatických cyklů (Milankovičovy cykly).^[32] Nárůst počtu druhů uprostřed ordoviku záhy následovalo velké vymírání ordovik–silur.