8.6.2: Paleosoisk Evolution

den tidligste Paleosoiske havde en betydelig biologisk eksplosion og indeholder bevis for en lang række evolutionære stier, herunder den evolutionære opfindelse af hårde dele som skaller, pigge, tænder og skalaer. Paleontologer henviser til denne begivenhed som den kambriske eksplosion, opkaldt efter den første periode i den Paleosoiske. Forskere diskuterer, om dette var en manifestation af et ægte evolutionært mønster for diversificering, bedre bevarelse fra lettere at fossilisere skabninger, eller blot en artefakt af en mere komplet nylig rockrekord. Ediacaran fauna, der manglede let fossiliserede hårde dele, kan allerede have været forskelligartet og sat scenen for den kambriske eksplosion . Uanset hvad, i den kambriske periode, for 541-485 millioner år siden, dukkede et stort flertal af phyla af moderne havdyr op . Disse nye organismer havde enkle kegle-eller rørformede skaller, der hurtigt blev mere komplekse. Nogle af disse livsformer har overlevet til i dag, og nogle var “eksperimentelle”, hvis slægt ikke fortsatte forbi den kambriske periode. Fossilt bevis for denne tid blev først opdaget af Charles Valcott i et klippelag kaldet Burgess Shale i det vestlige Canada i 1909.Burgess Shale er et lagerst pritteeller fossilt sted med enestående konservering, herunder indtryk af bløde kropsdele. Dette gjorde det muligt for forskere at lære enorme detaljer om de dyr, der eksisterede på det tidspunkt, ud over deres hårde skaller, pigge og kløer. Andre lagerst pristte steder af samme alder i Kina og Utah har gjort det muligt at danne et ret detaljeret billede af, hvordan biodiversiteten var i Cambrian. Det største mysterium er de dyr, der ikke passer til eksisterende slægter og er unikke for den tid. Dette inkluderer berømte fossile væsener som de første sammensatte øjne trilobitter, og mange andre mærkelige, inklusive Viaksi, en spiked shell væsen; Hallucigenia, en gående orm med pigge; Opabinia, en 5-eyed lobed leddyr med en kuffert og en kæmpende klo i slutningen; og den relaterede Anomalocaris, datidens alfa-rovdyr, komplet med gribende arme og en dødbringende cirkulær mund fuld af tænder. Især på dette tidspunkt udviklede en vigtig forfader til mennesker sig. Pikaia, en segmenteret orm, menes at være den tidligste forfader til Chordata phylum (inklusive hvirveldyr; dyr med rygrad ). Disse forbløffende skabninger giver et glimt af evolutionær kreativitet. I slutningen af Kambrium havde bløddyr, brachiopoder, nautiloider, gastropoder, graptolitter, pighuder og trilobitter udviklet sig og delt havbunden.

efter den kambriske eksplosion opstod en lignende begivenhed, der opgav nogle af de kambriske evolutionære dyrelinjer og spredte andre. Kendt som Ordovician Radiation eller Great Ordovician Biodiversification Event, mange almindelige former og økosystemer, der kan genkendes i dag, blev almindelige. Dette omfatter hvirvelløse dyr som bløddyr (muslinger og deres slægtninge), koraller, leddyr (insekter og deres slægtninge), og hvirveldyr blev mere forskelligartede og komplekse og dominerede oceanerne .

den vigtigste af disse fremskridt kan have været reef-building organismer. For det meste koloniale koraller udnyttede de bedre havkemi til calcit og byggede store strukturer, der lignede moderne rev som Great Barrier Reef ud for Australien. Mange af organismerne i denne tid svømmede rundt, gemte sig i eller kravlede over revene. Rev er så vigtige på grund af deres bevaringspotentiale, størrelse (nogle revfossiler er på størrelse med bjerge) og evnen til at skabe et sted økosystem i og omkring dem. Få andre fossile samlinger i den geologiske rekord kan tilbyde mere mangfoldighed og kompleksitet end Rev. Varme temperaturer og høje havniveauer i ordoviceren hjalp sandsynligvis med at anspore denne diversificering.

en lille istid baseret på bevis for glaciale aflejringer og tilhørende faldende havniveauer førte til den dramatiske masseudryddelse ved slutningen af Ordovicieren, den første dokumenteret i den fossile optegnelse. Masseudryddelse er, når et usædvanligt stort antal arter pludselig forsvinder og uddør, og dette kan observeres i den fossile optegnelse (se video nedenfor). Livet sprang tilbage i Silurian . Den største evolutionære begivenhed var udviklingen af det forreste par gællebuer i kæber, tillader fisk nye fodringsstrategier og åbner nye økologiske nicher.

3-minutters video, der beskriver masseudryddelser og hvordan de defineres.

Silurian giver det første bevis for landplanter og dyr . Dette omfatter den første nogensinde vaskulære plante, Cooksonia, med træagtige væv, vener til transport af vand og mad, frø og rødder. Den første benede fisk og haj er også Silurisk, som omfatter de første primitive kæber. Dette så også starten på pansrede fisk, kendt som placoderms. Insekter, edderkopper, skorpioner og krebsdyr begyndte at bo på tørt land og ferskvandshabitater.

Devonian, kaldet fiskens alder, så en stigning i forgyldt fisk og kæbefisk sammen med den lobefinnede fisk. Den lobefinnede fisk (slægtninge til den moderne lungefisk og coelacanth) er vigtige for deres eventuelle udvikling til tetrapoder, de firbenede væsener, der fortsatte med at dominere landet. Det første bevis på at gå fisk, der hedder Tiktaalik (omkring 375 millioner år siden), gav anledning til amfibier. . De fleste padder lever på land, men lægger bløde æg i vand. De ville senere udvikle sig til krybdyr, der lægger hårdskallede æg på land. Landplanter havde også udviklet sig til de første træer og skove . Mod slutningen af Devonian opstod en anden masseudryddelsesbegivenhed. Denne udryddelse, mens den er alvorlig, er den mindst tidsmæssigt definerede med store variationer i tidspunktet for begivenheden eller begivenhederne. Revbygningsorganismer blev hårdest ramt, hvilket førte til dramatiske ændringer i marine økosystemer .

den næste tidsperiode kaldet Carboniferous (nordamerikanske geologer har opdelt dette i Mississippian og Pennsylvanian perioder), så de højeste niveauer af ilt nogensinde kendt, med skove (f .eks. Bregner, clubmosses) og sumpe dominerer landskabet. Dette hjalp med at forårsage de største leddyr nogensinde, som tusindbenet Arthropleura, på 2,5 meter (6,4 fod) lang! Det så også fremkomsten af en ny gruppe dyr, reptilerne. Den evolutionære fordel, som krybdyr har over amfibier, er amnioteæget (æg med en beskyttende skal), som giver dem mulighed for at stole på ikke-vandmiljøer til reproduktion. Dette udvidede den terrestriske rækkevidde af krybdyr sammenlignet med padder. Dette blomstrende liv, især planternes liv, skabte køletemperaturer, da kulsyre blev fjernet fra atmosfæren . Ved den midterste kulstofholdige førte disse køligere temperaturer til en istid (kaldet Karoo Glaciation) og mindre produktive skove. Reptilerne klarede sig meget bedre end amfibierne, hvilket førte til deres diversificering . Denne glaciale begivenhed varede ind i den tidlige Perm .

af Perm, med Pangea samlet, førte superkontinentet til et tørretumbler klima og endnu mere diversificering og dominans af krybdyrene . De grupper, der udviklede sig i dette varme klima, udstrålede til sidst til dinosaurer. En anden gruppe, kendt som synapsiderne, udviklede sig til sidst til pattedyr. Synapsider, inklusive den berømte sejlstøttede Dimetrodon forveksles ofte med dinosaurer. Pelycosaurs (af Pennsylvanian til tidlig Perm som Dimetrodon) er den første gruppe af synapsider, der udviser begyndelsen på pattedyrskarakteristika såsom veldifferentieret tandsæt: fortænder, højt udviklede hjørnetænder i under-og overkæber og kindtænder, premolarer og molarer. Begyndende i den sene Perm, den anden gruppe af synapsider, kaldet therapsids (eller pattedyrlignende krybdyr) udvikler sig og bliver forfædre til pattedyr.

Perm masseudryddelse

slutningen af den Paleosoiske æra er præget af den største masseudryddelse i Jordens historie. Den Paleosoiske æra havde to mindre masseudryddelser, men disse var ikke så store som den permiske masseudryddelse, også kendt som Perm-Trias Udryddelsesbegivenhed. Det anslås, at op til 96% af marine arter og 70% af jordboende (terrestriske) hvirveldyr uddøde. Mange berømte organismer, som havskorpioner og trilobitter, blev aldrig set igen i den fossile optegnelse. Hvad forårsagede en sådan udbredt udryddelsesbegivenhed? Den nøjagtige årsag diskuteres stadig, skønt den førende ide vedrører omfattende vulkanisme forbundet med de sibiriske fælder, som er en af de største forekomster af oversvømmelsesbasalter, der er kendt på jorden, dating til tidspunktet for udryddelsesbegivenheden . Udbrudsstørrelsen anslås til over 3 millioner kubik kilometer, der er cirka 4.000.000 gange større end den berømte 1980 Mt. St. Helens udbrud i USA. Det usædvanligt store vulkanudbrud ville have bidraget med en stor mængde giftige gasser, aerosoler og drivhusgasser i atmosfæren. Yderligere tyder nogle beviser på, at vulkanisme brændte store kulaflejringer, der frigav metan (en drivhusgas) i atmosfæren. Som diskuteret i kapitel 15 får drivhusgasser klimaet til at varme. Denne omfattende tilsætning af drivhusgasser fra de sibiriske fælder kan have forårsaget en løbsk drivhuseffekt, der hurtigt ændrede klimaet, forsurede havene, forstyrrede fødekæder, forstyrrede kulstofcykling og forårsagede den største masseudryddelse].