Kambrikausi
Kambrikauden räjähdys oli elämän räjähdys — 538,8–485 miljoonaa vuotta sitten
20 miljoonassa vuodessa syntyi lähes kaikki nykyiset eläinkunnat. Ensimmäiset pedot, ensimmäiset silmät ja ensimmäiset selkärankaiset — dinosaurusten kaukaisimmat esi-isät.
Kambrikauden räjähdys — evoluution suurin mysteeri
Noin 538,8 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, ja se aloitti geologisen aikakauden, jota tutkijat kutsuvat kambriksi eli kambrikaudeksi.
Ennen kambrikautta kaikki eläimet olivat olleet yksinkertaisia, pehmytkehoisia olentoja ilman silmiä, jalkoja tai kuoria. Kambrikausi muutti tämän täysin: 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.
Tiesitkö — Silmien vallankumous
Kambrikauden räjähdyksen merkittävin käynnistäjä oli todennäköisesti silmien evoluutio. Ennen silmiä saalistus oli satunnaista — pedot löysivät saaliinsa vain koskettamalla tai haistamalla. Kun ensimmäiset yhdistelmäsilmät kehittyivät, saalistajat pystyivät yhtäkkiä näkemään saaliinsa kaukaa. Tämä pakotti saaliit kehittämään suojamekanismeja: kovat kuoret, piikit, naamiovärityksen ja nopeuden. Näin alkoi evoluution kilpavarustelu, joka jatkuu edelleen.
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 oman aikakautensa 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. 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 saalistaja. Pitkään uskottiin sen murskaavan trilobiitten kuoria, mutta uudemmat tutkimukset (Hagadorn 2010, Bicknell 2023) osoittavat, että sen suu oli liian pehmeä siihen — leuat olisivat hajonneet ennen kuin trilobiitin panssari. Nykyisin tutkijat uskovat Anomalocariksen saalistaneen pehmytkehoisia eläimiä sekä juuri kuorensa luoneita, vielä pehmeitä trilobiitteja. Myös fossiloituneista ulosteista löydetyt kuoripalat kertovat, että jotkut radiodontit pystyivät joka tapauksessa hyödyntämään trilobiitteja ravinnokseen.
Kambrikausi: Oudot ja ihmeelliset 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 kambrin 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 Harry Whittington esitteli Opabinian rekonstruktion ensimmäistä kertaa Paleontologisen seuran kokouksessa Oxfordissa vuonna 1972, yleisö puhkesi äänekkääseen nauruun — kukaan ei uskonut, että tällainen eläin oli todella olemassa. Whittingtonin lopullinen tieteellinen julkaisu ilmestyi 1975.
Trilobitit olivat kambrin menestyneimpiä eläimiä ja koko paleontologian tunnetuimpia fossiileja. Kambrikausi on monille paleontologeille juuri trilobiittien aikakausi. Nämä niveljalkaiset olivat ensimmäisiä eläimiä, joilla oli monimutkaiset yhdistelmäsilmät. Trilobitit elivät huimat noin 270 miljoonaa vuotta — paljon pidempään kuin dinosaurukset — ja niitä on kuvattu yhteensä yli 20 000 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 valokuva kambrin merien arjesta. Ilman Burgess Shalea emme tietäisi Hallucigeniasta, Opabiniasta tai lukuisista muista pehmeistä eläimistä mitään. Ne olisivat kadonneet jäljettömiin, ja kambri olisi paleontologialle paljon hämärämpi aikakausi kuin se nyt on.
Vastaavia poikkeuksellisia fossiilipaikkoja on sittemmin löydetty Kiinan Chengjiangista (Yunnanin provinssi), joka on Burgess Shalea vanhempi ja sisältää vielä varhaisempia tämän aikakauden eläimiä, sekä Grönlannin Sirius Passetista. Yhdessä nämä löytöpaikat ovat antaneet meille hämmästyttävän yksityiskohtaisen kuvan elämästä yli puoli miljardia vuotta sitten.
Tiesitkö — Ensimmäiset selkärankaiset
Kambrikauden merkittävin perintö dinosaurusten historialle on ensimmäisten selkärankaisten ilmestyminen. Kiinan Chengjiangista on löydetty Haikouichthys — pieni, parin senttimetrin mittainen kalamainen olento, joka eli noin 530 miljoonaa vuotta sitten. Se on vanhin tunnettu selkärankainen, ja siitä alkaa suora evoluutiolinja, joka johtaa kalojen, sammakkoeläinten, matelijoiden ja lopulta dinosaurusten kautta nisäkkäisiin ja ihmisiin. Jokainen selkärankainen maapallolla — sinä mukaan lukien — on Haikouichthysin jälkeläinen.
Kambrikauden loppu — vaiheittaiset sukupuutot
Kambrikausi ei päättynyt yhteen suureen joukkotuhoon, vaan kolmeen tai neljään pienempään sukupuuttoaaltoon, jotka levittäytyivät miljoonien vuosien ajalle. Tutkijat kutsuvat niitä kambrin lopun sukupuutoiksi. Vaikka mikään niistä ei yltänyt Big Five -tasolle (kuten ordoviikkikauden lopun katastrofi), ne uudistivat merien eläimistöä perusteellisesti.
Sukupuuttojen syyksi epäillään merivesien hapettomuutta, joka levisi mantereiden mannerjalustoille kerta toisensa jälkeen. Kun lämmin merivesi nousi syvistä altaista matalille hyllyille, mukana tuli vähähappista vettä, johon eläimet eivät pystyneet sopeutumaan. Myös merenpinnan vaihtelut vaikuttivat — joka kerta kun pinta laski, matalien merien asukkaat menettivät elinympäristönsä.
Tunnetuimmat sukupuuttoaallot tunnetaan englannin nimiltään: End-Botomian (~513 mvs), Dresbachian (~497 mvs) ja End-Cambrian (~485 mvs). Yhdessä ne katkaisivat kambrin alkuperäisen eläimistön kehityksen ja antoivat tilaa uusille muodoille — erityisesti trilobiittien uusille suvuille ja varhaisille selkärankaisille. Kambrin lopun sukupuutot olivat siis vähemmän dramaattisia kuin myöhemmät joukkotuhot, mutta ne valmistivat näyttämön ordoviikkikauden valtavalle monimuotoistumiselle, jolloin elämä räjähti uudelle tasolle.
Kambrin perintö on pysyvä. Jokainen eläin, joka on koskaan elänyt maapallolla dinosaurukset mukaan lukien, polveutuu niistä oudoista, pienistä olennoista, jotka ilmestyivät kambrin meriin yli puoli miljardia vuotta sitten. Kambrikausi loi perustan kaikelle, mikä seurasi — myös kambrikauden räjähdys on yhä evoluution historian dramaattisin tapahtuma.