© Roy Keeris/Flickr
Komentar: Ovo je 7. poglavlje knjige gosp. Lescaudrona "Masovna izumiranja, evolucijski skokovi i povezanost virusa i informacija".
Prethodno poglavlje: Poglavlje 6.: Kambrijska eksplozija života
Prvo poglavlje: Poglavlje 1.: Masovna izumiranja
Eksplozija života nakon K/T granice je najnovija i najviše dokumentirana. Kambrijska eksplozija je najdramatičnija. Ali to nisu dva izolirana slučaja. Praktično sva masovna izumiranja bila su popraćena eksplozijama života i obilježena pojavom novih i složenijih oblika života koji pokazuju fiziološke značajke koje nikad prije nisu bile uočene.
Izumiranje sredinom Ordovicija, također poznato kao Ordovicijski meteorski događaj, dogodilo se prije otprilike 467 MG (milijuna godina). Slijedilo je ordovicijsko zračenje koje se dogodilo oko 40 MG[1] nakon kambrijske eksplozije opisane u prethodnom poglavlju. Dok je kambrijska eksplozija proizvela većinu modernih tipova, Ordovicijsko zračenje ispunilo je ove tipove brojnim novim klasama i taksonima niže razine[2]. Ovo je bila eksplozija raznolikosti s utrostručenjem ukupnog broja morskih obitelji i udvostručenjem broja morskih redova[3].
Osim toga, ovi novi oblici života otkrili su izrazito povećanu složenost[4], osobito među brahiopodima, puževima i školjkašima[5]. Složenost organizacije između vrsta također se dramatično povećala s pojavom ekosustava grebena[6].
Ordovicijsko-silursko izumiranje prije otprilike 450-440 MG je bilo praćeno pojavom stanica koje provode vodu zajedno s traheofitima[7], također poznatim kao vaskularne biljke. Posljedice ordovicijsko-silurskog izumiranja također označavaju pojavu najstarije kopnene životinje, vrste stonoga zvane Pneumodesmus[8] uz prvu kopnenu biljku, poznatu kao Eohostimella heathana[9]. Do tada su fauna i flora bile isključivo vodene. Ubrzo nakon izumiranja, pojavila se gnathostoma[10], podfilum, koji sadrži sve čeljusne kralježnjake i obuhvaća oko 60 000 vrsta, što čini 99% svih živućih kralježnjaka[11].
Izumiranje na kraju silura prije otprilike 430 MG uslijedila je devonska eksplozija koja je označila dramatične evolucije u flori s pojavom lišća[12], korijena[13] i meristema[14] (vrsta tkiva sastavljena od nediferenciranih stanica sposobnih za staničnu diobu). Označava i pojavu pluća - koja se ne razlikuju od modernih pluća[15] i nogu[16] zajedno s pojavom prvih kukaca (bez krila) na kopnu[17] i prvih vodozemaca[18]. Posljedice ovog masovnog izumiranja također su obilježile pojavu kostiju i prvih riba koštunjača među kojima su prvi fosil morskog psa[19] (doliodus) i prvi predstavnici osteichthyes, velike taksonomske skupine riba koja sadrži oko 28 000 vrsta[20].
Kasno devonsko izumiranje prije otprilike 375-360 MG je, ubrzo nakon toga, donjelo velike evolucije u biljkama s pojavom Archaeopterisa koji je razvio sekundarno vaskularno tkivo koje je proizvelo drvo[21] dok je Elkinsia, rana sjemena paprat (ne prava paprat), razvila sjemenke[22]. Kasno devonsko izumiranje također je bilo praćeno pojavom prvih tetrapoda[23].
© Lauret SavoyRekonstrukcija Libodiscus ascites
- Mala životinja zvana Gluteus minimus, kolokvijalno poznata kao konjska ogrlica[24] .
- Libodiscus ascites, organizam koji ne pripada niti jednom tipu jer je njegova morfologija tako jedinstvena:
Karbonsko-permsko izumiranje prije otprilike 305 MG je svjedočio pojavljivanju cijele životinjske klase životinja, konodonta, stvorenja nalik jegulji koje ima prvu pojavu zuba[26] u fosilnim zapisima. Otprilike u vrijeme ovog izumiranja pojavili su se i četinjače. Coniferae je velika skupina biljaka koja sadrži 8 porodica, 68 rodova i više od 600 vrsta[27].[Libodiscus ascites] sastoji se od tijela nalik na bocu koje nosi rub od ploča ili spljoštenih ticala. Na jednom kraju par produžetaka nalik kraku povezuje se s diskom s koncentričnim oznakama. Boca ima poprečne strukture s istaknutim reljefom.[25]
Ovo vrijeme obilježava i pojavu Tullimonstruma, kolokvijalno poznatog kao Tully čudovište. Posebnost[28] ovog oblika života je da ne pripada niti jednom tipu[29]. Pokazuje neke sličnosti s mekušcima, člankonošcima, konodontima i kralješnjacima, ali je previše različit da bi pripadao bilo kojoj od ovih kategorija[30].
Izumiranje u kasnom srednjem permu prije otprilike 270 MG svjedočilo je usponu velike skupine životinja, therapsida, koje su imale držanje i osobine slično sisavcima[31], uključujući krzno[32], što ukazuje na endotermiju[33] (održavanje tjelesne topline na povoljnoj temperaturi).
Kasno srednje permsko izumiranje također je obilježilo pojavu hobotnice, taksonomskog reda koji sadrži oko 300 vrsta[34]. Hobotnice su dramatično drugačije i složenije od ranijih mekušaca, s mozgom koji se sastoji od pola milijarde neurona, šest puta više od mozga miša[35], složenim kamuflažnim aparatom[36] i više gena od ljudi[37]. Zapravo, hobotnice su toliko različite od ostalih mekušaca da nemaju identificirane pretke[38].
Permsko-trijasko izumiranje prije otprilike 252 MG je slijedila mezozojska morska revolucija koja je najavila pojavu brojnih novih grabežljivaca, posebno vrsta koje mogu pregristi školjke[39] i novih taksonomskih skupina morskih puževa poput neritaca, mesogastropoda i neogastropoda, koji je razvio školjke s vanjskim skulpturama i asimetričnim oblicima za obranu od ovog novog načina grabežljivosti[40].
Također, nakon permsko-trijaskog izumiranja ubrzo je uslijedila pojava najranije žabe: Triadobatrachus massinoti[41].
Najraniji fosil teleosta datira iz ranog trijasa[42]. Teleosti čine široku i uspješnu infraklasu riba, koja pokazuje brojne inovacije poput izbočenih usta, izduženih neuralnih lukova i neparnih bazibranhijalnih zubnih pločica[43]. S više od 23 500 vrsta, podrazred teleosta sadrži 95%[44] svih postojećih vrsta riba.
Otprilike u vrijeme kada su se pojavile prve ribe teleosti, pojavio se i prvi leteći kralježnjak, pterosaur[45] čije su inovativne značajke zapanjujuće čak i za današnje standarde:
"Pterosauri su jednostavno bili najcool stvari koje su ikada bile u zraku," kaže Padian. "Oni su bili prvi kralježnjaci koji su letjeli. Činili su to mnogo prije ptica i šišmiša. Što se tiče veličine, pomaknuli su graništu što je više moglo ići za leteću životinju."[46]Osim pojavljivanja novih i složenijih oblika života opisanih gore, posljedice permsko-trijaskog izumiranja bile su obilježene općim povećanjem složenosti među oblicima života i ekosustavima:
Analize vjerojatnosti 1176 fosilnih skupina morskih organizama od fanerozoika (tj. od kambrija do novijih) skupina ukazuju na pomak u tipičnoj distribuciji relativnog obilja nakon paleozoika. Ekološka teorija povezana s ovom distribucijom obilja implicira da su složeni ekosustavi daleko češći među mezo-kenozoičkim skupovima nego među paleozoičkim skupovima koji su im prethodili. Ovaj prijelaz ne koincidira s velikom promjenom u načinu na koji se fosili čuvaju ili skupljaju, već s pomakom od zajednica u kojima dominiraju sesilne epifaunalne suspenzije koje se hrane zajednicama s povećanom raznolikošću mobilnih i infaunalnih svojti.[47]Trijasko-jursko izumiranje od prije otprilike 201 MG označio je nestanak 70% svih vrsta. Nije bilo intervala oporavka, eksplozija života dogodila se odmah nakon masovnog izumiranja:
Izumiranje na kraju trijasa jedno je od najznačajnijih tijekom fanerozoika za morske i kopnene skupine, ali oporavak je slabo dokumentiran. Školjke, amoniti, ramenonošci, krinoidi, foraminifere i ostrakodi u Europi ne pokazuju interval preživljavanja već jednostavno stalnu diverzifikaciju tijekom nekoliko milijuna godina[48]Prvi oklopljeni dinosauri[49] pojavili su se odmah nakon izumiranja u razdoblju trijasa i jure. Posljedice ovog izumiranja također su označile iznenadnu i dramatičnu transformaciju krokodilomorfa[50]:
TJ [trijasko-jursko] izumiranje je bilo praćeno geološki brzim adaptivnim zračenjem krokodilomorfa. Ovo zračenje označava početak spektakularne evolucijske povijesti krokodilomorfa u ekosustavima mezozoika nakon trijasa, u kojoj je kladus razvio zapanjujući raspon veličina tijela, staništa i niša[51]Jursko-kredno izumiranje prije otprilike 145 MG je bilo praćeno pojavom angiospermi[52] (cvjetne biljke). Ovo iznenadno ukazanje bilo je toliko problematično za teoriju postupne evolucije da ga je Charles Darwin nazvao "gnusnim misterijem"[53]. Ubrzo nakon ovog izumiranja također se pojavila porodica graminaea[54] koja uključuje rižu, kukuruz, pšenicu, bambus i trave.
Izumiranje na kraju eocena[55] prije otprilike 34 MG ubrzo je bilo praćeno pojavom C4 načina fiksacije ugljika u biljkama, što je omogućilo višu temperaturnu toleranciju, učinkovitost korištenja vode[56] i učinkovitost korištenja dušika[57]. Izumiranje u kasnom eocenu također je bilo popraćeno pojavom[58] Thalassocnusa, vrste divovskog morskog ljenjivca[59] koji ne pripada niti jednom tipu. Njegova je morfologija toliko čudna da je eufemistički nazvan "ikoničkim primjerom transcendentne evolucijske promjene"[60].
Posljedica izumiranja u kasnom eocenu obilježena je pojavom novih složenih sisavaca:
- Cricetidae[61], obitelj glodavaca koja uključuje oko 600[62] vrsta poput hrčaka ili leminga.
- Castoridae[63], još jedna obitelj glodavaca koja uključuje desetke vrsta uključujući dvije postojeće vrste dabrova.
- Erinaceidae[64], obitelj malih sisavaca uključujući ježa i mjesečeve štakore.
- Felidae[65], kolokvijalno poznate kao mačke, taksonomska obitelj koja sadrži 34 vrste.
Fosili su temeljni za geološku vremensku ljestvicu. Imena većine eona i era završavaju na zoik, jer se ti vremenski intervali često prepoznaju na temelju života životinja.[66]Svako geološko razdoblje karakterizira stabilan i specifičan skup fosiliziranih oblika života, koji se izrazito razlikuje od skupa geološkog razdoblja koje mu prethodi i od skupa koje mu slijedi. Ovu činjenicu priznaju čak i darvinisti:
Ostaje neosporna činjenica da su u najtemeljitije istraženi krajevi, oni gdje je fauna najbolje poznata. Kao na primjer, u tercijaru Pariškog bazena, vrste jednog sloja često se uvelike razlikuju od onih iz prethodnog, čak i kada se između njih ne pojavljuje stratigrafski jaz[67].Slika u nastavku ilustrira kako svako geološko razdoblje karakteriziraju specifični oblici života, pokazujući izrazito povećanu složenost u usporedbi s prethodnim razdobljem:
© BrittanicaSvako geološko razdoblje od kambrija sa svojim karakterističnim oblicima
- Započinje masovnim izumiranjem koje uklanja većinu životnih oblika koji su karakterizirali prethodno razdoblje.
- Prati ga iznenadno pojavljivanje novih potpuno razvijenih oblika života koji se pojavljuju naizgled iz ničega:
Pogledajte Ordovicij, kada su se iznenada pojavile ribe bez čeljusti bez poznatih predaka; ili silur, kada su alge ispuzale iz mora na neplodno tlo; ili Devon, kada su se crnogorična stabla iznenada pojavila, kao i paprat, naizgled iz ničega [...] Toliko se novih vrsta riba pojavilo u Devoniu da se to naziva "doba riba". Morski psi su se pojavili iznenada, a prvi vodozemac, Ichthyostega, ispuzao je iz vode na kopno[68].
- Traje desetke milijuna godina bez ikakvih dramatičnih promjena u životnim oblicima toga razdoblja, sve do sljedećeg masovnog izumiranja koje završava geološko razdoblje.
© EisenbergMasovna izumiranja i novi oblici života
Ali koji je to mehanizam izvan ovih iznenadnih životnih eksplozija? Ovo pitanje će biti obrađeno u sljedećem dijelu ove knjige[69]; ali prije toga ćemo posvetiti jedno poglavlje rezimiranju onoga što smo naučili o masovnim izumiranjima i evolucijskim skokovima i kako se ta opažanja uklapaju u dvije glavne vrste teorija evolucije.
____________________________
[1] Servais, T. et al. (2008.), "The Ordovician Biodiversification: revolution in the oceanic trophic chain", Lethaia, 41 (2): 99-109.
[2] Servais, T. et al. (2010.), "The Great Ordovician Biodiversification Event (GOBE): the palaeoecological dimension", Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 294 (3-4): 99-119
[3] Droser, M. et al. (2003.), "The Ordovician Radiation: A Follow-up to the Cambrian Explosion?", Integrative and Comparative Biology, 43: 178-184
[4] Munnecke, A. et al. (2010.), "Ordovician and Silurian sea-water chemistry, sea level, and climate: A synopsis", Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 296 (3-4): 389-413
[5] Stigall, A.L et al. (2016.), "Biotic immigration events, speciation, and the accumulation of biodiversity in the fossil record", Global and Planetary Change, 148: 242-257
[6] Douglas H. Erwin. (2001.), "Lessons from the past: Biotic recoveries from mass extinctions", PNAS 98 (10) 5399-5403
[7] Jennifer L. Morris et al. (2018.), ''Timescale of early land plant evolution", PNAS 115 (10) E2274-E2283
[8] Paul Selden & Helen Read (2008.), "The oldest land animals: Silurian millipedes from Scotland", Bulletin of the British Myriapod & Isopod Group, 23: 36-37
[9] Niklas, Karl J. (1976.), "Chemical Examinations of Some Non-Vascular Paleozoic Plants", Brittonia 28 (1): 113-137.
[10] Zhao, Wenjin & Zhu, Min (2010.), "Siluro-Devonian vertebrate biostratigraphy and biogeography of China", Palaeoworld 19. 4-26. 10.1016
[11] Brazeau, M. D., & Friedman, M. (2015.), "The origin and early phylogenetic history of jawed vertebrates", Nature, 520(7548), 490-497
[12] Boyce, C. (2005.), "The Evolutionary History of Roots and Leaves", Vascular Transport in Plants, 479-499
[13] Meyer-Berthaud, B. et al. (2010.), "The land plant cover in the Devonian: a reassessment of the evolution of the tree habit", Geological Society, London, Special Publications 339 (1): 59-70
[14] Boyce ; Knoll, C. A. (2002.), "Evolution of developmental potential and the multiple independent origins of leaves in Paleozoic vascular plants", Paleobiology 28 (1): 70-100
[15] Kamenz, C. et al. (2008.), "Microanatomy of Early Devonian book lungs", Biology letters, 4(2), 212-215
[16] Grzegorz Niedźwiedzki et al. (2010.), "Tetrapod trackways from the early Middle Devonian period of Poland", Nature 463 (7277): 43-8
[17] B. Misof et al. (2014.), "Landmark study on the evolution of insects", Sciencedaily.com
[18] Michael Melford (2021.), "Devonian Period", National Geographic
[19] John G. Maisey et al. (2017.), "Pectoral Morphology in Doliodus: Bridging the 'Acanthodian'-Chondrichthyan Divide", American Museum Novitates 2017(3875), 1-15
[20] The Editors of Encyclopaedia Britannica (2021.), ''Bony fish'', Encyclopaedia Britannica
[21] Retallack, G.J et al. (1985.), "Fossil Soils as Grounds for Interpreting the Advent of Large Plants and Animals on Land [and Discussion]", Philosophical Transactions of the Royal Society B. 309 (1138): 105-142
[22] Rothwell, G. W. et al. (1989.), "Elkinsia gen. nov., a Late Devonian gymnosperm with cupulate ovules", Botanical Gazette 150 (2): 170-189
[23] Alexander, Pyron R. (2011.), "Divergence Time Estimation Using Fossils as Tematic Biology", Systematic Biology 60 (4): 466-481
[24] Richard Arnold Davis et al. (1975.), "Fossils of uncertain affinity from the Upper Devonian of Iowa", Science 187 (4173): 251-254.
[25] Morris, S.C., Savoy, L.E. And Harris, A.G. (1991.), "An enigmatic organism from the 'Exshaw' Formation (Devonian-Carboniferous), Alberta, Canada", Lethaia, 24: 139-152
[26] Shubin, Neil (2009.), Your Inner Fish: A Journey into the 3.5 Billion Year History of the Human Body (reprint ed.); Pantheon Books, str. 85-86.
[27] Lott, John N. A. et al. (2002.), "Iron-rich particles and globoids in embryos of seeds from phyla Coniferophyta, Cycadophyta, Gnetophyta, and Ginkgophyta: characteristics of early seed plants", Canadian Journal of Botany, 80 (9): 954-961
[28] Greshko, Michael (2016.), "Scientists Finally Know What Kind of Monster a Tully Monster Was", National Geographic
[29] Razina klasifikacije ili taksonomski rang ispod kraljevstva i iznad klase. Vidi taksonomsku tablicu u Poglavlju 1.
[30] Brian Switek (2017.), "Tully Monster Still a Mystery", Scientific American
[31] Romer, A. S. (1966.), "Vertebrate Paleontology" (3rd ed.), University of Chicago Press
[32] Bajdek, Piotr et al. (2016.), "Microbiota and food residues including possible evidence of pre-mammalian hair in Upper Permian coprolites from Russia", Lethaia, 49 (4): 455-477.
[33] Kévin, Rey et al. (2017.), "Oxygen isotopes suggest elevated thermometabolism within multiple Permo-Triassic therapsid clades", eLife, 6
[34] Wikipedia contributors (2021.), "Octopus", Wikipedia
[35] Herculano-Houzel, S. et al. (2006.), ''Cellular scaling rules for rodent brains", PNAS 103, 12138-12143
[36] Kröger, B., et al. (2011.), "Cephalopod origin and evolution", Bioessays 33, 602-613
[37] Albertin, C., et al. (2015.), "The octopus genome and the evolution of cephalopod neural and morphological novelties", Nature 524, 220-224.
[38] Mark Carnall. (2016.), '' I, for one, welcome our new cephalopod overlords ... but what are they?", The Guardian
[39] Vermeij, G. J. (1977.), "The Mesozoic Marine Revolution: Evidence from Snails, Predators and Grazers", Paleobiology 3 (3): 245-258.
[40] Vermeij, G. J. (1977.), "The Mesozoic Marine Revolution: Evidence from Snails, Predators and Grazers", Paleobiology 3 (3): 245-258.
[41] Ascarrunz, Eduardo; et al. (2016.), "Triadobatrachus massinoti, the earliest known lissamphibian (Vertebrata: Tetrapoda) re-examined by µCT-Scan, and the evolution of trunk length in batrachians", Contributions to Zoology, 58 (2): 201-234.
[42] Clarke, John T.; Friedman, Matt (2018.), "Body-shape diversity in Triassic-Early Cretaceous neopterygian fishes: sustained holostean disparity and predominantly gradual increases in teleost phenotypic variety", Paleobiology 44 (3): 402-433.
[43] Patterson, C.; Rosen, D. E. (1977.), "Review of ichthyodectiform and other Mesozoic teleost fishes, and the theory and practice of classifying fossils", Bulletin of the American Museum of Natural History, 158 (2)
[44] Volff, JN. (2005) "Genome evolution and biodiversity in teleost fish", Heredity 94, 280-294
[45] David W. E. Hone et al. (2008.), "Pterosaur distribution in time and space: an atlas", Zitteliana An International Journal of Palaeontology and Geobiology, 61-107
[46] Richard Monastersky. (2021.), "Pterosaurs — Lords of the Ancient Skies", National Geographic
[47] Wagner, Peter J. et al. (2006.), "Abundance Distributions Imply Elevated Complexity of Post-Paleozoic Marine Ecosystems", Science 1289-1292
[48] Douglas H. Erwin (2001.), "Lessons from the past: Biotic recoveries from mass extinctions", PNAS 98 (10) 5399-5403
[49] University of Berkeley Editors (2021.), "Introduction to Thyreophora - The armored dinosaurs", University of Berkeley
[50] Skupina arhosaura koja uključuje krokodile i njihove izumrle srodnike.
[51] Olja Toljagić (2013.), "Triassic-Jurassic mass extinction as trigger for the Mesozoic radiation of crocodylomorphs", Biology Letters
[52] Feild, T. S et al. (2011.), "Fossil evidence for Cretaceous escalation in angiosperm leaf vein evolution", PNAS 108 (20): 8363-8366
[53] Davies TJ. et al. (2004.), "Darwin's abominable mystery: Insights from a supertree of the angiosperms", PNAS 101 (7): 1904-9
[54] Prasad, V. et al. (2011.), "Late Cretaceous origin of the rice tribe provides evidence for early diversification in Poaceae", Nature Communications 2: 480
[55] Prothero, D. R. (1994.), "The Late Eocene-Oligocene Extinctions", Annual Review Of Earth And Planetary Sciences, Volume 22, str. 145-165
[56] Osborne CP. et al. (2012.), "Evolution of C4 plants: a new hypothesis for an interaction of CO2 and water relations mediated by plant hydraulics", Philosophical Transactions of the Royal Society 367 (1588): 583-600
[57] Sage, RF et al. (1987.), "The Nitrogen Use Efficiency of C(3) and C(4) Plants: I. Leaf Nitrogen, Growth, and Biomass Partitioning in Chenopodium album and Amaranthus retroflexus", Plant Physiology 84 (3): 954-8
[58] Jaime Trosper (2021.), "Problematica: The Abominable Species", Futurism
[59] Riley Black. (2019.), "Sloths in the Water", Hakai Magazine
[60] Riley Black. (2019.), "Sloths in the Water", Hakai Magazine
[61] Freudenthal, M. (1996.), "The Early Oligocene rodent fauna of Olalla 4A", Scripta Geologica 112: 1-67
[62] Worls Species Editors (2021.), "Cricetidae'', Worls Species
[63] Rybczynski, N. (2006.), "Castorid phylogenetics: implications for the evolution of swimming and tree-exploitation in beavers", Journal of Mammalian Evolution, 14 (1): 1-35
[64] Butler, P.M. (1948.), "On the Evolution of the Skull and Teeth in the Erinaceidae, with Special Reference to Fossil Material in the British Museum", Proceedings of the Zoological Society of London, 118: 446-500
[65] Kitchener, A. C.; et al. (2017.), "A revised taxonomy of the Felidae: The final report of the Cat Classification Task Force of the IUCN Cat Specialist Group", Cat News, Posebno izdanje 11
[66] Lucy E. Edwards et al. (1997.), "Fossils, Rocks, And Time", Chapter "The Relative Time Scale", USGS
[67] Félix Bernard (1895.), ''Elements de Paléontologie'', J.-B. Baillière, str. 25
[68] Felix, R. (2008.), "Magnetic Reversals and Evolutionary Leaps: The True Origin of Species", Sugarhouse Publications
[69] Dio III: Virusi su pokretači života
Komentar: Sljedeće poglavlje: Poglavlje 8.: Saltacionizam protiv darvinizma