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Kambrische Explosion

Autor: Leandro Alegsa

01-11-2021

Die Explosion im Kambrium ist der Zeitpunkt, an dem viele tierische Phyla zum ersten Mal in den Fossilaufnahmen auftauchten. Sie ereignete sich vor 541 Millionen Jahren (mya). Wahrscheinlich hatten sich die meisten schon vorher entwickelt, aber das war ihr erstes Auftreten als Fossilien.

Vor etwa 580 mya scheint es, dass die meisten Organismen einfach waren. Sie bestanden aus einzelnen Zellen, die gelegentlich in Kolonien organisiert waren. In den folgenden 70 oder 80 Millionen Jahren schien sich das Tempo der Evolution zu beschleunigen. Am Ende des Kambriums existierten die meisten Phyla, die wir heute kennen.

Die Explosion im Kambrium hat in der Wissenschaft viele Diskussionen ausgelöst. Das scheinbar rasche Erscheinen von Fossilien in den "Urschichten" wurde bereits Mitte des 19. Jahrhunderts festgestellt, und Charles Darwin sah darin einen der Haupteinwände, die gegen seine Theorie der Evolution durch natürliche Auslese vorgebracht werden konnten.

Opabinia hat einen großen Beitrag zum Interesse an der Explosion im Kambrium geleistet.

Dieses Marrella-Exemplar zeigt, wie klar und detailliert die Fossilien aus der Burgess Shale lagerstätte sind.

Ein Ediacaran-Spurenfossil, das entstand, als ein Organismus unter einer mikrobiellen Matte wühlte.

Dickinsonia , ein Ediacaran-Tier mit gestepptem Aussehen.

Ein versteinerter Trilobit. Dieses Exemplar von Olenoides serratus aus dem Burgess-Schiefer bewahrt die "Weichteile" - die Fühler und Beine des Trilobiten.

Schlüsselfragen

Das lang anhaltende Rätsel über das Auftreten der kambrischen Fauna, scheinbar abrupt und aus dem Nichts, konzentriert sich auf drei Schlüsselpunkte:

ob es tatsächlich passiert ist. Gab es wirklich eine Massendiversifizierung komplexer Organismen über einen relativ kurzen Zeitraum im frühen Kambrium?
was einen so raschen Wandel verursacht haben könnte.
was es über den Ursprung und die Evolution der Tiere aussagen könnte.

Es ist schwierig, sie zu verstehen, weil das Beweisangebot begrenzt ist. Die Beweise sind unvollständige Fossilien und chemische Signaturen, die im kambrischen Gestein hinterlassen wurden.

Entwicklung im großen Maßstab

Die kambrische Explosion ist das klassische Beispiel einer Megaevolution. Damit ist nicht eine andere Art von Evolution gemeint, sondern eine Evolution, die eine ungeheure Wirkung erzeugt. Das Wort "Makroevolution" wird verwendet, weil die Veränderungen wirklich gewaltig waren.

Dauer

Die kambrische Explosion begann im Ediacaran bei etwa 575 mya und setzte sich im Burgess Shale bei etwa 507 mya fort. Das sind etwa 70 Millionen Jahre. Am Ende hatten sich alle modernen Phyla entwickelt, und seither sind keine neuen Phyla in den Fossilienfunden aufgetaucht. Dies ist eines der Dinge, die erklärt werden müssen.

Leben vor einer Milliarde Jahren

Weitere Informationen finden Sie unter Acritarch und Stromatolite

Stromatolithen, stumme Säulen, die von Kolonien von Cyanobakterien und anderen Mikroorganismen gebaut wurden, sind die ersten Fossilien. Ihre Aufzeichnung beginnt vor etwa 3,5 Milliarden Jahren, und sie waren ab etwa 2700 mya sehr häufig. Nach etwa 1250 mya gingen sie stark zurück, und dieser Rückgang wurde wahrscheinlich durch weidende und grabende Tiere verursacht.

Die präkambrische Meeresvielfalt wurde von kleinen Fossilien, so genannten Acritarchen, dominiert. Dieser Begriff beschreibt fast jedes kleine organisch ummauerte Fossil - von den Eiern kleiner Metazoen bis zu ruhenden Zysten vieler verschiedener Grünalgenarten. Nachdem sie um 2000 mya erschienen waren, erlebten Acritarchen einen Boom um 1000 mya, wobei ihre Anzahl, Vielfalt, Größe, Komplexität der Form und vor allem die Größe und Anzahl der Stacheln zunahmen. Ihre in den letzten Milliarden Jahren zunehmend stacheligen Formen deuten möglicherweise auf einen erhöhten Abwehrbedarf gegen Raubtiere hin. Auch andere Gruppen kleiner Organismen aus dem Neoproterozoikum zeigen Anzeichen einer Raubtierabwehr. Die Messung der Taxon-Langlebigkeit scheint eine Zunahme von Raubtieren um diese Zeit herum zu zeigen. Im Allgemeinen verlief die Evolution im Präkambrium jedoch sehr langsam, wobei viele Cyanobakterienarten über Milliarden von Jahren unverändert blieben. Natürlich werden Bakterien hauptsächlich durch ihre Biochemie definiert, insbesondere durch ihr Genom. Veränderungen in ihrer Biochemie würden normalerweise keine Spuren in den Fossilien hinterlassen.

Wenn die räuberischen Organismen, die Bakterien und Acritarchen abweideten, tatsächlich Metazoen waren, bedeutet dies, dass die Tiere des Kambriums nicht "aus dem Nichts" an der Basis des Kambriums erschienen; ihre Vorfahren existierten bereits seit Hunderten von Millionen Jahren.

Stromatolithen (Pika-Formation, mittleres Kambrium) nahe Helen Lake, Banff-Nationalpark, Kanada.

Moderne Stromatolithen im Meeresnaturschutzgebiet Hamelin Pool, Westaustralien.

Fragen und Antworten

F: Was ist die kambrische Explosion?

A: Die Kambrische Explosion ist die Zeit, in der viele Tiergruppen zum ersten Mal in den Fossilien auftauchen. Sie fand vor 541 Millionen Jahren (mya) statt.

F: Wie lange hat es gedauert, bis die meisten der uns heute bekannten Tiergruppen entstanden sind?

A: In den folgenden 70 oder 80 Millionen Jahren schien sich die Evolution zu beschleunigen, und am Ende des Kambriums existierten die meisten uns heute bekannten Tiergruppen.

F: Wann wurde zum ersten Mal festgestellt, dass in den "Urschichten" schnell Fossilien auftauchten?

A: Dies wurde bereits Mitte des 19. Jahrhunderts festgestellt.

F: Wer betrachtete dieses schnelle Auftreten von Fossilien als einen Einwand gegen seine Theorie?

A: Charles Darwin betrachtete das schnelle Auftreten von Fossilien in den 'Urschichten' als einen der Haupteinwände gegen seine Theorie der Evolution durch natürliche Selektion.

F: Welche Arten von Organismen gab es vor 580 mya?

A: Vor etwa 580 mya scheinen die meisten Organismen einfach gewesen zu sein. Sie bestanden aus einzelnen Zellen, die gelegentlich in Kolonien organisiert waren.

F: Gab es Beweise dafür, dass sich Tiere entwickelt hatten, bevor sie in fossilen Aufzeichnungen auftauchten?

A: Wahrscheinlich hatten sich die meisten schon vorher entwickelt, aber das war ihr erster Auftritt als Fossilien.