Zdyskredytowane hipotezy eksplozji kambryjskiej

W miarę jak zrozumienie wydarzeń kambru staje się jaśniejsze, zgromadzono dane, które sprawiają, że niektóre postulowane przyczyny eksplozji kambru wydają się nieprawdopodobne. Niektóre przykłady to ewolucja roślinożerców, ogromne zmiany w tektonicznej płyt lub ruchu orbitalnym lub różne działające mechanizmy ewolucyjne.

Wyjaśnienia rozwojowe

Geny regulacyjne

Geny Hox regulują działanie innych genów poprzez włączanie i wyłączanie ich w różnych częściach ciała, np. „zrób tu oko” lub „zrób nogę tam”. Bardzo podobne geny Hox występują u wszystkich zwierząt, od parzystokopytnych (np. meduz) po ludzi, chociaż ssaki mają cztery zestawy genów Hox, podczas gdy parzydełkowce tylko jeden. Geny Hox w różnych grupach zwierząt są tak podobne, że na przykład można przeszczepić ludzki gen Pax6 „zrobić oko” do zarodka muszki owocowej i nadal powoduje to powstanie oka – ale jest to oko muszki owocowej , ponieważ geny, które aktywowany przeszczepiony gen Hox to geny muszki owocowej.

Fakt, że wszystkie zwierzęta mają tak podobne geny Hox, silnie sugeruje, że ostatni wspólny przodek wszystkich zwierząt dwustronnych miał podobne geny Hox. Doprowadziło to do spekulacji, że ewolucja genów Hox mogła utorować drogę do rozwoju złożonych form ciała.

Tutaj przydatne może być datowanie molekularne. Zgrubne oszacowanie wieku linii, a nawet genów, można osiągnąć zakładając, że mutacje gromadzą się w genomie ze stałą szybkością. Chociaż daty uzyskane tą techniką są często nieprecyzyjne i różnią się w zależności od metody, technika ta może dostarczyć wskazówek na temat „względnego” wieku pojawienia się.

Zegary molekularne wykrywają promieniowanie trzech głównych kladów organizmów dwustronnych - lofotrochozoanów, deuterostomów i ekdysozoanów - we wczesnym kambrze. To samo badanie wykazało również, że geny Hox różnicowały się wcześniej niż te grupy – co oznacza, że ​​nie mogły być innowacją, która spowodowała eksplozję.

Umocnienie rozwojowe

Kilku naukowców sugeruje, że w miarę jak organizmy stają się bardziej złożone, zmiany w ich podstawowych mechanizmach rozwojowych są bardziej niekorzystne. W ten sposób podstawowy projekt ciała „utknął w rutynie”, ponieważ każda mutacja, która wpływa na takie ośrodkowe mechanizmy, prawdopodobnie uniemożliwi rozwój organizmu; mutacje mogą być korzystne tylko wtedy, gdy wpływają na mniej podstawowe części organizmu. Analogicznie, trudno jest dokonać modyfikacji fundamentów budynku bez spowodowania jego zawalenia, podczas gdy zmiany można łatwo wprowadzić na wyższych piętrach. Im wyższy budynek rośnie, tym bardziej prawdopodobne jest, że modyfikacja fundamentów spowoduje jego zawalenie.

Jednak wraz z poprawą zrozumienia ścieżek rozwojowych organizmów, nawet pierwotny orędownik tego pomysłu zdał sobie sprawę, że prawdopodobnie nie będzie to główny czynnik, i znaleziono przykłady głównych zmian postkambryjskich na poziomie podstawowym.

Wyjaśnienia ekologiczne

Pojawienie się organizmów roślinożernych

Awramik (1973) zasugerował, że pojawienie się około 700 milionów lat temu protistów (jednokomórkowych eukariotów ), które „przycinały” maty mikrobiologiczne znacznie rozszerzyły łańcuchy pokarmowe , a tym samym umożliwiło szybką dywersyfikację, która doprowadziła do eksplozji kambryjskiej, ale „przycinanie” jest obecnie uważa się, że powstały przed 1 miliardem lat temu, ponieważ stromatolity zaczęły spadać około 1,25 miliarda lat temu.

Wyjaśnienia środowiskowe

Uwalnianie metanu

Inni sugerowali, że każdy krótkotrwały spadek stosunku 13° C do 12° C we wczesnym kambrze oznacza beknięcie metanu, które poprzez podniesienie globalnych temperatur spowodowało wzrost różnorodności. Ale ta hipoteza również nie wyjaśnia wzrostu dysproporcji .