Kambrikausi

Kambrikauden räjähdys — evoluution suurin mysteeri

Noin 541 miljoonaa vuotta sitten tapahtui jotain, jota evoluutiobiologit kutsuvat elämän historian merkittävimmäksi tapahtumaksi. Vain 20 miljoonan vuoden aikana — geologisesti silmänräpäys — merien pohjalle ilmestyi valtava määrä uusia, monimutkaisia eläinmuotoja. Lähes kaikki nykyiset eläinkunnat, kuten niveljalkaiset, nilviäiset, piikkinahkaiset ja selkärankaiset, ilmestyivät tämän lyhyen ajanjakson aikana. Tätä kutsutaan kambrikauden räjähdykseksi.

Ennen kambrirkautta kaikki eläimet olivat olleet yksinkertaisia, pehmytkehoisia olentoja ilman silmiä, jalkoja tai kuoria. Kambrikauden räjähdyksessä ilmestyivät yhtäkkiä eläimet, joilla oli kovat kuoret ja ulkotukirangat, monimutkaiset silmät, nivelleet jalat, leuat ja kynnet. Evoluutio nopeutui räjähdysmäisesti, ja meristä tuli kilpailun ja saalistuksen näyttämöjä ensimmäistä kertaa.

Miksi tämä tapahtui juuri silloin? Tutkijat ovat ehdottaneet useita toisiaan täydentäviä selityksiä. Ilmakehän happipitoisuus oli noussut riittävälle tasolle tukemaan aktiivisia, monimutkaisia eläimiä. Lumipallomaa-jääkausien jälkeiset olosuhteet olivat vapauttaneet valtavat määrät ravinteita meriin. Ja ehkä ratkaisevinta: silmien evoluutio laukaisi saalistaja–saalis-kilpavarustelun, joka ajoi eläinryhmiä kehittämään yhä monimutkaisempia puolustus- ja hyökkäyskeinoja nopealla tahdilla.

Anomalocaris — ensimmäinen huippupeto

Anomalocaris canadensis oli kambrikauden kiistaton hallitsija ja maapallon historian ensimmäinen suuri saalistaja. Se kasvoi jopa metrin pituiseksi — jättiläinen maailmassa, jossa useimmat eläimet olivat vain senttimetrien kokoisia. Anomalocaris oli kambrikauden T. rex.

Sen anatomia oli hämmästyttävä. Pään edessä oli kaksi suurta, nivellettä tartuntaraajaa, jotka kaartuivat sisäänpäin kuin katkaravun pyrstö. Suu oli pyöreä, ananasviipaleelta näyttävä rakenne, joka ei sulkeutunut kokonaan mutta murskasi tehokkaasti trilobiitten kuoria. Sen yhdistelmäsilmät sisälsivät arviolta 16 000 linssiä — parhaat silmät kambrikaudella ja mahdollisesti koko eläinkunnan historian tarkimmat siihen mennessä.

Anomalocaris ui sivuttaisilla läpillä, jotka aaltoilivat sen ruumiin sivuilla. Se oli nopea ja ketterä, ja sen saalistustekniikka oli yksinkertainen mutta tehokas: tartu, murskaa, syö. Fossiileista on löydetty trilobiitten kuoria, joissa on puolikuunmuotoisia purujälkiä — Anomalocariksen allekirjoitus.

Oudot ja ihmeelliset — kambrikauden eläimet

Kambrikauden eläimet olivat niin outoja, että monet niistä näyttävät enemmän science fictionilta kuin todellisilta eläimiltä. Useimpia ei voisi luokitella mihinkään nykyiseen eläinryhmään, ja jotkut niistä ovat herättäneet vuosikymmeniä kestävää tieteellistä kiistaa.

Hallucigenia on ehkä kambrikauden kuuluisin outolintu. Tämä parin senttimetrin mittainen olento käveli seitsemällä parilla pitkiä, hoikkia jalkoja, ja sen selässä kohosi rivistö pitkiä piikkejä. Kun Hallucigenia löydettiin vuonna 1977, tutkijat kokosivat sen aluksi ylösalaisin ja väärinpäin — piikit jalkoina ja jalat selässä. Vasta 1990-luvulla se käännettiin oikein päin.

Opabinia oli toinen käsittämätön olento: sillä oli viisi silmää ja pitkä, eteenpäin suuntautuva imuri-raaja, jonka päässä oli tartuntapihdit. Kun Opabinian rekonstruktio esiteltiin ensimmäistä kertaa tiedekonferenssissa vuonna 1975, yleisö puhkesi nauruun — kukaan ei uskonut, että tällainen eläin oli todella olemassa.

Trilobitit olivat kambrikauden menestyneimpiä eläimiä ja koko paleontologian tunnetuimpia fossiileja. Nämä niveljalkaiset olivat ensimmäisiä eläimiä, joilla oli monimutkaiset yhdistelmäsilmät. Trilobitit elivät huimat 300 miljoonaa vuotta — paljon pidempään kuin dinosaurukset — ja niistä kehittyi yli 20 000 tunnettua lajia. Niitä löytyy fossiileina lähes kaikkialta maailmasta.

Burgess Shale — ikkuna kambrikauteen

Suurin osa tietämyksestämme kambrikauden elämästä tulee yhdestä poikkeuksellisesta fossiilipaikasta: Burgess Shale Kanadan Kalliovuoristossa. Amerikkalainen paleontologi Charles Walcott löysi sen vuonna 1909 ja kaivoi esiin yli 65 000 fossiilia, jotka olivat säilyneet hämmästyttävän yksityiskohtaisesti — jopa pehmytkudokset, suolet ja sisäelimet olivat tallentuneet.

Burgess Shale on ainutlaatuinen, koska normaalisti fossiloituvat vain kovat osat kuten kuoret ja luut. Burgess Shalen hienojakoisessa liuskekivessä säilyi koko eläin — kuin kambrikauden valokuva. Ilman Burgess Shalea emme tietäisi Hallucigeniasta, Opabiniasta tai lukuisista muista pehmeistä eläimistä mitään. Ne olisivat kadonneet jäljettömiin.

Vastaavia poikkeuksellisia fossiilipaikkoja on sittemmin löydetty Kiinan Chengjiangista (Yunnanin provinssi), joka on Burgess Shalea vanhempi ja sisältää vielä varhaisempia kambrikauden eläimiä, sekä Grönlannin Sirius Passetista. Yhdessä nämä löytöpaikat ovat antaneet meille hämmästyttävän yksityiskohtaisen kuvan elämästä yli puoli miljardia vuotta sitten.

Kambrista dinosauruksiin — pitkä tie edessä

Kambrikauden jälkeen elämä jatkoi monimuotoistumistaan, mutta dinosaurusten ilmestymiseen oli vielä lähes 300 miljoonaa vuotta. Tuon pitkän ajanjakson aikana elämä siirtyi vedestä maalle, kalat kehittivät leuat, sammakkoeläimet nousivat rannoille, matelijat keksivät munimisen kuivalle maalle ja metsistä tuli ensimmäiset ekosysteemit.

Matkalla tapahtui useita joukkosukupuuttoja, joista tuhoisia olivat ordovikkikauden lopun sukupuutto (445 mvs, jäätyminen tappoi 85 % merien lajeista), devonikauden lopun sukupuutto (372 mvs, merien hapettomuus) ja kaikkein tuhoavaisin permikauden lopun "suuri kuolema" (252 mvs, 96 % merieläimistä kuoli). Jokainen sukupuutto tuhosi vanhan maailman mutta avasi tilaa uudelle — ja viimeisin niistä raivasi tien dinosaurusten nousulle triaskaudella.

Kambrikauden perintö on kuitenkin pysyvä. Jokainen eläin, joka on koskaan elänyt maapallolla dinosaurukset mukaan lukien, polveutuu niistä oudoista, pienistä olennoista, jotka ilmestyivät kambrikauden meriin yli puoli miljardia vuotta sitten. Kambrikauden räjähdys loi perustan kaikelle, mikä seurasi.