معلومة

13.22: حياة الحيوان قبل الكمبري - علم الأحياء

13.22: حياة الحيوان قبل الكمبري - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

يُعرف الوقت قبل العصر الكمبري باسم فترة Ediacaran (من حوالي 635 مليون سنة مضت إلى 543 مليون سنة مضت) ، الفترة الأخيرة من العصر البدائي الحديث المتأخر (الشكل 1). بالإضافة إلى التشابه المورفولوجي ، كشفت التحليلات الجزيئية عن تماثل تسلسل مماثل في الحمض النووي الخاص بهم.

كان يُعتقد منذ فترة طويلة أن الحياة المبكرة التي تضم الكائنات الحية في Ediacaran تشمل فقط كائنات بحرية صغيرة لاطئة ولينة الجسم. ومع ذلك ، كانت هناك مؤخرًا أدلة علمية متزايدة تشير إلى أن أنواعًا حيوانية أكثر تنوعًا وتعقيدًا عاشت خلال هذا الوقت ، وربما حتى قبل فترة الإدياكاران.

تم اكتشاف حفريات يعتقد أنها تمثل أقدم الحيوانات بأجزاء صلبة من الجسم مؤخرًا في جنوب أستراليا. سميت هذه الأحافير التي تشبه الإسفنج كوروناكولينا أكولايعود تاريخها إلى 560 مليون سنة ، ويعتقد أنها تظهر وجود أجزاء صلبة من الجسم وشويكات تمتد من 20 إلى 40 سم من الجسم الرئيسي (يقدر طولها بحوالي 5 سم). تظهر الحفريات الأخرى من فترة Ediacaran في الشكل 2.

قد يمثل اكتشاف أحفوري حديث آخر أقدم أنواع الحيوانات الموجودة على الإطلاق. في حين أن صحة هذا الادعاء لا تزال قيد التحقيق ، يبدو أن هذه الأحافير البدائية صغيرة ، بطول سنتيمتر واحد ، تشبه الإسفنج. يعود تاريخ هذه الحفريات من جنوب أستراليا إلى 650 مليون سنة ، مما يضع هذا الحيوان المفترض في الواقع قبل حدث انقراض العصر الجليدي العظيم الذي ميز الانتقال بين الفترة المبردة وفترة Ediacaran. حتى هذا الاكتشاف ، اعتقد معظم العلماء أنه لم تكن هناك حياة حيوانية قبل العصر الإدياكاري. يعتقد العديد من العلماء الآن أن الحيوانات ربما تكون قد تطورت بالفعل خلال فترة Cryogenian.


ما قبل الكمبري

ال ما قبل الكمبري (أو ما قبل الكمبري، يتم اختصارها أحيانًا ص، أو خفي) هو أقدم جزء من تاريخ الأرض ، وقد تم تعيينه قبل دهر دهر الحياة الحالي. سميت عصر ما قبل الكمبري بهذا الاسم لأنها سبقت العصر الكمبري ، وهي الفترة الأولى من دهر دهر الحياة ، والذي سمي على اسم Cambria ، الاسم اللاتيني لويلز ، حيث تمت دراسة الصخور من هذا العصر لأول مرة. يمثل عصر ما قبل الكمبري 88٪ من الوقت الجيولوجي للأرض.

ما قبل الكمبري (باللون الأحمر في الشكل الزمني) هو وحدة غير رسمية من الزمن الجيولوجي ، [1] مقسمة إلى ثلاثة دهور (Hadean ، Archean ، Proterozoic) من المقياس الزمني الجيولوجي. يمتد من تكوين الأرض منذ حوالي 4.6 مليار سنة (Ga) إلى بداية العصر الكمبري ، منذ حوالي 541 مليون سنة (Ma) ، عندما ظهرت المخلوقات ذات القشرة الصلبة لأول مرة بكثرة.


الانفجار الكمبري للحياة الحيوانية

خلال العصر الكمبري ، حدث أسرع تطور لأنواع حيوانية جديدة ، لكن سبب هذا الانفجار لا يزال مجهولاً.

أهداف التعلم

قارن بين النظريات التي تحاول تفسير الانفجار الكمبري

الماخذ الرئيسية

النقاط الرئيسية

  • تم تطوير شوكيات الجلد والرخويات والديدان والحبليات والمفصليات (بما في ذلك المفصليات التي تسمى ثلاثية الفصوص والتي كانت من أوائل الأنواع التي تظهر إحساسًا بالرؤية) خلال العصر الكمبري.
  • قد تكون التغيرات البيئية مثل ارتفاع مستويات الأكسجين في الغلاف الجوي وزيادة تركيزات الكالسيوم في المحيطات قد تسببت في الانفجار الكمبري.
  • قد يكون الجرف القاري مع العديد من البرك الضحلة التي توفر مساحة المعيشة اللازمة لأعداد أكبر من أنواع مختلفة من الحيوانات للتعايش قد تسبب في الانفجار الكمبري.
  • قد يكون الانفجار الكمبري نتيجة العلاقات البيئية بين الأنواع ، مثل التغيرات في شبكة الغذاء ، والتنافس على الغذاء والفضاء ، والعلاقات بين المفترس والفريسة.
  • قد يكون تطور جينات التحكم في Hox مما أدى إلى تعقيد الحيوانات ومرونتها قد وفر الفرص اللازمة لزيادة أشكال الحيوانات المحتملة.

الشروط الاساسية

  • فترة Ordovician: يغطي الفترة ما بين 485-443 مليون سنة ماضية منذ العصر الكمبري
  • الانفجار الكمبري: الظهور السريع نسبيًا (على مدى عدة ملايين من السنين) ، منذ حوالي 530 مليون سنة ، لمعظم الشعب الحيوانية الرئيسية كما هو موضح في السجل الأحفوري

الانفجار الكمبري للحياة الحيوانية

تمثل الفترة الكمبري ، التي حدثت منذ ما يقرب من 542-488 مليون سنة ، أسرع تطور لشعب حيواني جديد وتنوع حيواني في تاريخ الأرض & # 8217. يُعتقد أن معظم الشعب الحيوانية الموجودة اليوم لها أصولها خلال هذا الوقت ، وغالبًا ما يشار إليها باسم الانفجار الكمبري. نشأت شوكيات الجلد والرخويات والديدان والمفصليات والحبليات خلال هذه الفترة. كان أحد الأنواع الأكثر انتشارًا خلال العصر الكمبري هو ثلاثي الفصوص ، وهو أحد المفصليات التي كانت من بين الحيوانات الأولى التي أظهرت إحساسًا بالرؤية.

ثلاثية الفصوص: تنتمي هذه الأحافير (a-d) إلى ثلاثية الفصوص ، وهي مفصليات أرجل منقرضة ظهرت في أوائل العصر الكمبري قبل 525 مليون سنة واختفت من سجل الحفريات خلال الانقراض الجماعي في نهاية العصر البرمي منذ حوالي 250 مليون سنة.

العصر الكمبري: رسم فنان و # 8217 يصور بعض الكائنات الحية من العصر الكمبري.

لا تزال أسباب الانفجار الكمبري محل نقاش. هناك العديد من النظريات التي تحاول الإجابة على هذا السؤال. قد تكون التغييرات البيئية قد خلقت بيئة أكثر ملاءمة للحياة الحيوانية. تتضمن أمثلة هذه التغييرات ارتفاع مستويات الأكسجين في الغلاف الجوي والزيادات الكبيرة في تركيزات الكالسيوم في المحيطات التي سبقت العصر الكمبري. يعتقد بعض العلماء أن الجرف القاري الممتد مع العديد من البحيرات الضحلة أو البرك يوفر مساحة المعيشة اللازمة لتعايش أعداد أكبر من أنواع الحيوانات المختلفة. هناك أيضًا دعم للنظريات التي تجادل بأن العلاقات البيئية بين الأنواع ، مثل التغييرات في شبكة الغذاء ، والتنافس على الغذاء والفضاء ، والعلاقات بين المفترس والفريسة ، كانت مهيأة لتعزيز التطور المشترك المفاجئ والهائل للأنواع. ومع ذلك ، تدعي نظريات أخرى أسبابًا وراثية وتنموية للانفجار الكمبري. قد تكون المرونة المورفولوجية والتعقيد في نمو الحيوان الذي أتاحه تطور جينات التحكم في Hox قد وفرت الفرص اللازمة لزيادة أشكال الحيوانات المحتملة في وقت العصر الكمبري. يجب أن تكون النظريات التي تحاول تفسير سبب حدوث الانفجار الكمبري قادرة على تقديم أسباب وجيهة للتنوع الحيواني الهائل ، وكذلك شرح سبب حدوثه عندما حدث. هناك أدلة على أن كلا من يدعم ويدحض كل من النظريات الموصوفة أعلاه. قد تكون الإجابة مزيجًا من هذه النظريات ونظريات أخرى.

تركيز الأكسجين في الأرض و 8217 ثانية: ارتفع تركيز الأكسجين في الغلاف الجوي للأرض بشكل حاد منذ حوالي 300 مليون سنة.

لا تزال الأسئلة التي لم يتم حلها حول التنويع الحيواني الذي حدث خلال العصر الكمبري قائمة. على سبيل المثال ، نحن لا نفهم كيف حدث تطور العديد من الأنواع في مثل هذه الفترة القصيرة من الزمن. هل كان هناك بالفعل & # 8220 انفجار & # 8221 للحياة في هذا الوقت بالذات؟ يشكك بعض العلماء في صحة هذه الفكرة نظرًا لوجود أدلة متزايدة تشير إلى وجود المزيد من الحياة الحيوانية قبل العصر الكمبري وأن الأنواع الأخرى المماثلة & # 8217 ما يسمى بالانفجارات (أو الإشعاعات) حدثت لاحقًا في التاريخ أيضًا. علاوة على ذلك ، فإن التنويع الواسع لأنواع الحيوانات الذي يبدو أنه بدأ خلال العصر الكمبري استمر في فترة الأوردوفيشي التالية. على الرغم من بعض هذه الحجج ، يتفق معظم العلماء على أن العصر الكمبري شهد تطورًا وتنوعًا سريعًا مثيرًا للإعجاب للحيوانات لا مثيل له في أي مكان آخر خلال التاريخ.


حياة حيوانات ما قبل الكمبري

تُعرف الفترة التي سبقت العصر الكمبري باسم العصر الإدياكاري (من حوالي 635 مليون سنة مضت إلى 543 مليون سنة مضت) ، وهي الفترة الأخيرة من العصر البدائي الحديث المتأخر (الشكل). من المعتقد أن الحياة الحيوانية المبكرة ، والتي يطلق عليها اسم Ediacaran biota ، تطورت من الطلائعيات في هذا الوقت. بعض الأنواع الأولية التي تسمى السوطيات المنتمية (choanoflagellates) تشبه إلى حد بعيد خلايا الخلايا المنتفخة في أبسط الحيوانات ، الإسفنج. بالإضافة إلى التشابه المورفولوجي ، كشفت التحليلات الجزيئية عن تماثل تسلسل مماثل في الحمض النووي الخاص بهم.

(أ) تاريخ الأرض مقسم إلى دهور وعصور وفترات. لاحظ أن الفترة الإدياكارية تبدأ في دهر البروتيروزويك وتنتهي في العصر الكمبري من دهر دهر الحياة. (ب) يتم تمثيل المراحل على النطاق الزمني الجيولوجي على شكل حلزوني. (الائتمان: تعديل العمل من قبل USGS)

كان يُعتقد منذ فترة طويلة أن الحياة المبكرة التي تضم الكائنات الحية في Ediacaran تشمل فقط كائنات بحرية صغيرة لاطئة ولينة الجسم. ومع ذلك ، كانت هناك مؤخرًا أدلة علمية متزايدة تشير إلى أن أنواعًا حيوانية أكثر تنوعًا وتعقيدًا عاشت خلال هذا الوقت ، وربما حتى قبل فترة الإدياكاران.

تم اكتشاف حفريات يعتقد أنها تمثل أقدم الحيوانات بأجزاء صلبة من الجسم مؤخرًا في جنوب أستراليا. سميت هذه الأحافير التي تشبه الإسفنج كوروناكولينا أكولا، يعود تاريخها إلى 560 مليون سنة ، ويعتقد أنها تظهر وجود أجزاء صلبة من الجسم وشويكات تمتد من 20 إلى 40 سم من الجسم الرئيسي (يقدر طولها بحوالي 5 سم). تظهر الحفريات الأخرى من فترة Ediacaran في الشكلأب.

أحافير (أ) سيكلوميدوسا وب) ديكنسونيا يعود تاريخها إلى 650 مليون سنة ، خلال فترة Ediacaran. (الائتمان: تعديل العمل بواسطة "Smith609" / ويكيميديا ​​كومنز)

قد يمثل اكتشاف أحفوري حديث آخر أقدم أنواع الحيوانات الموجودة على الإطلاق. في حين أن صحة هذا الادعاء لا تزال قيد التحقيق ، يبدو أن هذه الحفريات البدائية كائنات صغيرة شبيهة بالإسفنج يبلغ طولها سنتيمترًا واحدًا. يعود تاريخ هذه الأحافير من جنوب أستراليا إلى 650 مليون سنة ، مما يضع هذا الحيوان المفترض في الواقع قبل حدث الانقراض العظيم في العصر الجليدي الذي ميز الانتقال بين فترة Cryogenian وفترة Ediacaran. حتى هذا الاكتشاف ، اعتقد معظم العلماء أنه لم تكن هناك حياة حيوانية قبل العصر الإدياكاري. يعتقد العديد من العلماء الآن أن الحيوانات ربما تكون قد تطورت بالفعل خلال فترة Cryogenian.


تطور ما بعد الكمبري والانقراض الجماعي

تميزت الفترات التي أعقبت العصر الكمبري خلال العصر الباليوزوي بمزيد من التطور الحيواني وظهور العديد من الرتب والأسر والأنواع الجديدة. مع استمرار التنوع الحيواني ، تكيفت الأنواع الجديدة مع المنافذ البيئية الجديدة. خلال العصر الأوردوفيشي ، الذي أعقب العصر الكمبري ، ظهرت الحياة النباتية لأول مرة على الأرض. سمح هذا التغيير لأنواع الحيوانات المائية سابقًا بغزو الأرض ، والتغذية مباشرة على النباتات أو النباتات المتحللة. شجعت التغيرات المستمرة في درجة الحرارة والرطوبة طوال الفترة المتبقية من حقبة الباليوزويك بسبب حركات الصفائح القارية على تطوير تكيفات جديدة للوجود الأرضي في الحيوانات ، مثل أطراف الأطراف في البرمائيات وقشور البشرة في الزواحف.

غالبًا ما تؤدي التغييرات في البيئة إلى خلق منافذ جديدة (مساحات معيشية) تساهم في الانتواع السريع وزيادة التنوع. من ناحية أخرى ، يمكن أن تؤدي الأحداث الكارثية ، مثل الانفجارات البركانية وضربات النيازك التي تقضي على الحياة ، إلى خسائر مدمرة في التنوع. حدثت فترات الانقراض الجماعي هذه (الشكل 6) مرارًا وتكرارًا في السجل التطوري للحياة ، مما أدى إلى محو بعض الخطوط الجينية بينما أتاح مجالًا للآخرين للتطور إلى المنافذ الفارغة المتبقية. تميزت نهاية العصر البرمي (وعصر الباليوزويك) بأكبر حدث انقراض جماعي في تاريخ الأرض ، وفقد ما يقرب من 95 في المائة من الأنواع الموجودة في ذلك الوقت. اختفت تمامًا بعض الشُعب السائدة في محيطات العالم ، مثل ثلاثية الفصوص. على اليابسة ، أدى اختفاء بعض الأنواع المهيمنة من الزواحف البرمية إلى ظهور مجموعة جديدة من الزواحف ، الديناصورات. عززت الظروف المناخية الدافئة والمستقرة لعصر الدهر الوسيط التالي تنوعًا هائلاً للديناصورات في كل مكان يمكن تصوره في الأرض والهواء والماء. تشع النباتات أيضًا في مناظر طبيعية جديدة ومنافذ فارغة ، مما أدى إلى إنشاء مجتمعات معقدة من المنتجين والمستهلكين ، والتي أصبح بعضها كبيرًا جدًا بسبب وفرة الغذاء المتاح.

الشكل 6. حدثت انقراضات جماعية بشكل متكرر عبر الزمن الجيولوجي.

حدث انقراض جماعي آخر حدث في نهاية العصر الطباشيري ، مما أدى إلى نهاية حقبة الدهر الوسيط. أظلمت السماء وانخفضت درجات الحرارة نتيجة اصطدام نيزك كبير ، وحجبت أطنان من الرماد البركاني ضوء الشمس القادم. ماتت النباتات ، وتعرضت الحيوانات العاشبة والحيوانات آكلة اللحوم جوعًا ، وتنازلت الديناصورات ذات الدم البارد عن هيمنتها على المناظر الطبيعية للثدييات ذوات الدم الحار. في حقبة حقب الحياة الحديثة التالية ، انتشرت الثدييات في منافذ برية ومائية كانت تشغلها الديناصورات ذات يوم ، وأصبحت الطيور ، الفروع ذوات الدم الحار لأحد سلالات الزواحف الحاكمة ، متخصصة في الهواء. أدى ظهور النباتات المزهرة وهيمنتها في عصر حقب الحياة الحديثة إلى خلق منافذ جديدة للحشرات ، وكذلك للطيور والثدييات. تم أيضًا تعزيز التغييرات في تنوع الأنواع الحيوانية خلال أواخر العصر الطباشيري وأوائل حقبة الحياة الحديثة من خلال تحول جذري في جغرافية الأرض ، حيث انزلقت الصفائح القارية فوق القشرة إلى مواقعها الحالية ، تاركة بعض مجموعات الحيوانات معزولة في الجزر والقارات ، أو مفصولة بسلاسل جبلية. أو البحار الداخلية من المنافسين الآخرين. في وقت مبكر من حقب الحياة الحديثة ، ظهرت أنظمة بيئية جديدة ، مع تطور الحشائش والشعاب المرجانية. في وقت متأخر من حقب الحياة الحديثة ، حدثت المزيد من الانقراضات التي أعقبها انتواع خلال العصور الجليدية التي غطت خطوط العرض العالية بالجليد ثم تراجعت ، تاركة مساحات مفتوحة جديدة للاستعمار.

ارتباط بالتعلم

شاهد الفيديو التالي لمعرفة المزيد عن الانقراضات الجماعية:

الاتصال الوظيفي

عالم الحفريات

تحتوي متاحف التاريخ الطبيعي على أحافير لحيوانات منقرضة ومعلومات حول كيفية تطور هذه الحيوانات وعيشها وموتها. علماء الحفريات هم علماء يدرسون حياة ما قبل التاريخ. يستخدمون الأحافير لمراقبة وشرح كيفية تطور الحياة على الأرض وكيف تفاعلت الأنواع مع بعضها البعض ومع البيئة. يحتاج عالم الحفريات إلى أن يكون على دراية بالبيولوجيا ، والبيئة ، والكيمياء ، والجيولوجيا ، والعديد من التخصصات العلمية الأخرى. قد يشمل عمل عالم الحفريات دراسات ميدانية: البحث عن الحفريات ودراستها. بالإضافة إلى التنقيب عن الحفريات والعثور عليها ، يعد علماء الأحافير أيضًا الحفريات لمزيد من الدراسة والتحليل. على الرغم من أن الديناصورات ربما تكون أول الحيوانات التي تتبادر إلى الذهن عند التفكير في علم الحفريات ، يدرس علماء الحفريات كل شيء من الحياة النباتية والفطريات والأسماك إلى حيوانات البحر والطيور.

تعتبر درجة البكالوريوس في علوم الأرض أو علم الأحياء مكانًا جيدًا للبدء في المسار الوظيفي ليصبح عالم الحفريات. في أغلب الأحيان ، تكون درجة الدراسات العليا ضرورية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الخبرة العملية في المتحف أو في معمل الحفريات مفيدة.


27.4 التاريخ التطوري لمملكة الحيوان

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على القيام بما يلي:

  • صِف السمات التي ميزت الحيوانات الأولى وحوالي وقت ظهورها على الأرض
  • اشرح أهمية الفترة الكمبري بالنسبة لتطور الحيوانات والتغيرات في التنوع الحيواني التي حدثت خلال تلك الفترة
  • صف بعض الأسئلة التي لم يتم حلها والتي تحيط بالانفجار الكمبري
  • ناقش الآثار المترتبة على الانقراضات الجماعية للحيوانات التي حدثت في التاريخ التطوري

لا تزال العديد من الأسئلة المتعلقة بأصول المملكة الحيوانية وتاريخها التطوري قيد البحث والمناقشة ، حيث تغير الأدلة الأحفورية والجزيئية الجديدة النظريات السائدة. تتضمن بعض هذه الأسئلة ما يلي: منذ متى توجد الحيوانات على الأرض؟ من هم أعضاء المملكة الحيوانية الأوائل ، وما هو الكائن الحي الذي كان سلفهم المشترك؟ بينما زاد التنوع الحيواني خلال العصر الكمبري من العصر الباليوزوي ، قبل 530 مليون سنة ، تشير الأدلة الأحفورية الحديثة إلى أن الأنواع الحيوانية البدائية كانت موجودة قبل ذلك بكثير.

حياة حيوانات ما قبل الكمبري

يُعرف الوقت السابق للعصر الكمبري باسم العصر الإدياكاري (من حوالي 635 مليون سنة مضت إلى 543 مليون سنة مضت) ، وهي الفترة الأخيرة من العصر البدائي الحديث المتأخر (الشكل 27.14). تم العثور على حفريات الإدياكاران لأول مرة في تلال إدياكاران في جنوب أستراليا. لا يوجد ممثلون أحياء لهذه الأنواع ، والتي تركت انطباعات تشبه تلك الخاصة بالريش أو العملات المعدنية (الشكل 27.15). ويعتقد أن الحياة الحيوانية في وقت مبكر ، ما يسمى الكائنات الحية في Ediacaran، تطورت من الطلائعيات في هذا الوقت.

كانت معظم الكائنات الحية في الإدياكاران يبلغ طولها بضعة مم أو سم فقط ، لكن بعض الأشكال الشبيهة بالريش يمكن أن تصل أطوالها إلى أكثر من متر. في الآونة الأخيرة ، كانت هناك أدلة علمية متزايدة تشير إلى أن أنواعًا حيوانية أكثر تنوعًا وتعقيدًا عاشت خلال هذا الوقت ، وربما حتى قبل عصر الإدياكاران.

تم اكتشاف حفريات يعتقد أنها تمثل أقدم الحيوانات بأجزاء صلبة من الجسم مؤخرًا في جنوب أستراليا. سميت هذه الأحافير التي تشبه الإسفنج كوروناكولينا أكولا، التي يعود تاريخها إلى 560 مليون سنة ، ويعتقد أنها تظهر وجود أجزاء صلبة من الجسم وشويكات تمتد من 20 إلى 40 سم من الجسم على شكل كشتبان (يقدر طوله بحوالي 5 سم). تظهر الحفريات الأخرى من الفترة الإدياكارية في الشكل 27.15 أ ، ب ، ج.

قد يمثل اكتشاف أحفوري حديث آخر أقدم أنواع الحيوانات الموجودة على الإطلاق. في حين أن صحة هذا الادعاء لا تزال قيد التحقيق ، يبدو أن هذه الحفريات البدائية هي كائنات صغيرة ، طولها سنتيمتر واحد ، تشبه الإسفنج ، غير منتظمة الشكل ولها أنابيب أو قنوات داخلية. يعود تاريخ هذه الحفريات القديمة من جنوب أستراليا إلى 650 مليون سنة ، مما يضع الحيوان المفترض في الواقع قبل حدث انقراض العصر الجليدي العظيم الذي ميز الانتقال بين فترة Cryogenian و Ediacaran. حتى هذا الاكتشاف ، اعتقد معظم العلماء أنه لم تكن هناك حياة حيوانية قبل العصر الإدياكاري. يعتقد العديد من العلماء الآن أن الحيوانات ربما تكون قد تطورت بالفعل خلال فترة Cryogenian.

الانفجار الكمبري للحياة الحيوانية

إذا كانت أحافير العصر الإدياكاري والكوروني غامضة ، فإن أحافير الفترة الكمبري التالية أقل من ذلك بكثير ، وتتضمن أشكالًا جسدية مشابهة لتلك التي تعيش اليوم. تمثل الفترة الكمبري ، التي حدثت منذ ما يقرب من 542-488 مليون سنة ، أسرع تطور لشعب حيواني جديد وتنوع حيواني في تاريخ الأرض. غالبًا ما يشار إلى التنوع السريع للحيوانات الذي ظهر خلال هذه الفترة ، بما في ذلك معظم الشعب الحيوانية الموجودة اليوم ، باسم الانفجار الكمبري (الشكل 27.16). نشأت خلال هذه الفترة حيوانات تشبه شوكيات الجلد ، والرخويات ، والديدان ، والمفصليات ، والحبليات. ربما كان المفترس الأعلى في هذه الفترة مخلوقًا شبيهًا بمفصليات الأرجل اسمه أنومالوكاريس، بطول أكثر من متر ، بعيون مركبة ومخالب شائكة. من الواضح أن جميع هذه الحيوانات الكمبرية قد عرضت بالفعل هياكل معقدة ، لذلك لا بد أن أسلافها كانوا موجودين قبل ذلك بكثير.

كان أحد الأنواع الأكثر شيوعًا خلال العصر الكمبري هو ثلاثي الفصوص ، وهو أحد المفصليات التي كانت من بين الحيوانات الأولى التي أظهرت إحساسًا بالرؤية (الشكل 27.17 أ ، ب ، ج ، د). كانت ثلاثية الفصوص تشبه إلى حد ما سرطانات حدوة الحصان الحديثة. تم التعرف على الآلاف من الأنواع المختلفة في الرواسب الأحفورية في العصر الكمبري ، ولا يوجد نوع واحد على قيد الحياة اليوم.

لا يزال سبب الانفجار الكمبري محل نقاش ، وفي الواقع ، قد يكون هناك عدد من الأسباب المتفاعلة التي أدت إلى هذا الانفجار المذهل للتنوع الحيواني. لهذا السبب ، هناك عدد من الفرضيات التي تحاول الإجابة على هذا السؤال. قد تكون التغييرات البيئية قد خلقت بيئة أكثر ملاءمة للحياة الحيوانية. تتضمن أمثلة هذه التغييرات ارتفاع مستويات الأكسجين في الغلاف الجوي (الشكل 27.18) والزيادات الكبيرة في تركيزات الكالسيوم في المحيطات التي سبقت العصر الكمبري. يعتقد بعض العلماء أن الجرف القاري الممتد مع العديد من البحيرات الضحلة أو البرك يوفر مساحة المعيشة اللازمة لتعايش أعداد أكبر من أنواع الحيوانات المختلفة. هناك أيضًا دعم للفرضيات التي تجادل بأن العلاقات البيئية بين الأنواع ، مثل التغييرات في شبكة الغذاء ، والتنافس على الغذاء والفضاء ، والعلاقات بين المفترس والفريسة ، كانت مهيأة لتعزيز التطور المشترك الهائل المفاجئ للأنواع. ومع ذلك ، تدعي فرضيات أخرى أسبابًا وراثية وتنموية للانفجار الكمبري. المرونة المورفولوجية والتعقيد لتنمية الحيوان التي يوفرها تطور هوكس قد تكون جينات التحكم قد وفرت الفرص اللازمة لزيادة أشكال الحيوانات المحتملة في وقت العصر الكمبري. يجب أن تكون الفرضيات التي تحاول تفسير سبب حدوث الانفجار الكمبري قادرة على تقديم أسباب وجيهة للتنوع الحيواني الهائل ، وكذلك شرح سبب حدوثه متي فعلت. هناك دليل على أن كلاهما يدعم ويدحض كل من الفرضيات الموصوفة أعلاه ، وقد تكون الإجابة مزيجًا جيدًا من هذه النظريات وغيرها.

ومع ذلك ، لا تزال الأسئلة التي لم يتم حلها بشأن التنويع الحيواني الذي حدث خلال العصر الكمبري قائمة. على سبيل المثال ، نحن لا نفهم كيف حدث تطور العديد من الأنواع في مثل هذه الفترة القصيرة من الزمن. هل كان هناك حقًا "انفجار" للحياة في هذا الوقت بالذات؟ يشكك بعض العلماء في صحة هذه الفكرة ، نظرًا لوجود أدلة متزايدة تشير إلى وجود المزيد من الحياة الحيوانية قبل العصر الكمبري وأن ما يسمى بالانفجارات (أو الإشعاعات) للأنواع المماثلة الأخرى حدث لاحقًا في التاريخ أيضًا. علاوة على ذلك ، فإن التنويع الواسع لأنواع الحيوانات الذي يبدو أنه بدأ خلال العصر الكمبري استمر في فترة الأوردوفيشي التالية. على الرغم من بعض هذه الحجج ، يتفق معظم العلماء على أن العصر الكمبري شهد تطورًا مذهلاً للحيوانات وتنوعًا في أشكال الجسم لا مثيل له في أي فترة زمنية أخرى.

ارتباط بالتعلم

شاهد رسمًا متحركًا لما كانت عليه الحياة في المحيطات أثناء الانفجار الكمبري.

تطور ما بعد الكمبري والانقراض الجماعي

تميزت الفترات التي أعقبت العصر الكمبري خلال العصر الباليوزوي بمزيد من التطور الحيواني وظهور العديد من الرتب والأسر والأنواع الجديدة. مع استمرار التنوع الحيواني ، تكيفت الأنواع الجديدة مع المنافذ البيئية الجديدة. خلال العصر الأوردوفيشي ، الذي أعقب العصر الكمبري ، ظهرت الحياة النباتية لأول مرة على الأرض. سمح هذا التغيير لأنواع الحيوانات المائية سابقًا بغزو الأرض ، والتغذية مباشرة على النباتات أو النباتات المتحللة. شجعت التغيرات المستمرة في درجة الحرارة والرطوبة طوال الفترة المتبقية من حقبة الباليوزويك بسبب حركات الصفائح القارية على تطوير تكيفات جديدة للوجود الأرضي في الحيوانات ، مثل أطراف الأطراف في البرمائيات وقشور البشرة في الزواحف.

غالبًا ما تؤدي التغييرات في البيئة إلى خلق مجالات جديدة (مساحات معيشية متنوعة) تدعو إلى التكاثر السريع وزيادة التنوع. من ناحية أخرى ، يمكن للأحداث الكارثية ، مثل الانفجارات البركانية وضربات النيازك التي تقضي على الحياة ، أن تؤدي إلى خسائر مدمرة في التنوع في بعض الكتل ، ومع ذلك توفر فرصًا جديدة للآخرين "لملء الفجوات" والتشكيل. حدثت فترات الانقراض الجماعي هذه (الشكل 27.19) مرارًا وتكرارًا في السجل التطوري للحياة ، مما أدى إلى محو بعض الخطوط الجينية بينما أتاح مجالًا للآخرين للتطور إلى المنافذ الفارغة المتبقية. تميزت نهاية العصر البرمي (وعصر الباليوزويك) بأكبر حدث انقراض جماعي في تاريخ الأرض ، وفقد ما يقدر بنحو 95 في المائة من الأنواع الموجودة في ذلك الوقت. اختفت تمامًا بعض الشُعب السائدة في محيطات العالم ، مثل ثلاثية الفصوص. على اليابسة ، أدى اختفاء بعض الأنواع المهيمنة من الزواحف البرمية إلى ظهور مجموعة جديدة من الزواحف ، الديناصورات. عززت الظروف المناخية الدافئة والمستقرة لعصر الدهر الوسيط التالي تنوعًا هائلاً للديناصورات في كل مكان يمكن تصوره في الأرض والهواء والماء. تشع النباتات أيضًا في مناظر طبيعية جديدة ومنافذ فارغة ، مما أدى إلى إنشاء مجتمعات معقدة من المنتجين والمستهلكين ، والتي أصبح بعضها كبيرًا جدًا بسبب وفرة الغذاء المتاح.

حدث انقراض جماعي آخر حدث في نهاية العصر الطباشيري ، مما أدى إلى نهاية حقبة الدهر الوسيط. أظلمت السماء وانخفضت درجات الحرارة بعد اصطدام نيزك كبير وقذف أطنان من الرماد البركاني في الغلاف الجوي لحجب ضوء الشمس القادم. ماتت النباتات ، وجوعت الحيوانات العاشبة والحيوانات آكلة اللحوم ، وتنازلت الديناصورات عن هيمنتها على المناظر الطبيعية للثدييات ذوات الدم الحار. في حقبة حقب الحياة الحديثة التالية ، انتشرت الثدييات في منافذ أرضية ومائية كانت تشغلها الديناصورات ذات يوم ، وأصبحت الطيور - المتحدرة من ذوات الدم الحار من سلالة واحدة من الزواحف الحاكمة - متخصصة في الهواء. أدى ظهور النباتات المزهرة وهيمنتها في عصر حقب الحياة الحديثة إلى خلق منافذ جديدة لتلقيح الحشرات ، وكذلك للطيور والثدييات. تم أيضًا تعزيز التغييرات في تنوع الأنواع الحيوانية خلال أواخر العصر الطباشيري وأوائل حقب الحياة الحديثة من خلال تحول جذري في جغرافية الأرض ، حيث انزلقت الصفائح القارية فوق القشرة إلى مواقعها الحالية ، تاركة بعض مجموعات الحيوانات معزولة في الجزر والقارات ، أو مفصولة بسلاسل جبلية. أو البحار الداخلية من المنافسين الآخرين. في وقت مبكر من حقب الحياة الحديثة ، ظهرت أنظمة بيئية جديدة ، مع تطور الحشائش والشعاب المرجانية. في وقت متأخر من حقب الحياة الحديثة ، حدثت المزيد من الانقراضات التي أعقبها انتواع خلال العصور الجليدية التي غطت خطوط العرض العالية بالجليد ثم تراجعت ، تاركة مساحات مفتوحة جديدة للاستعمار.

ارتباط بالتعلم

شاهد الفيديو التالي لمعرفة المزيد عن الانقراضات الجماعية.

الاتصال الوظيفي

عالم الحفريات

تحتوي متاحف التاريخ الطبيعي على أحافير الحيوانات المنقرضة بالإضافة إلى معلومات حول كيفية تطور هذه الحيوانات وعيشها وموتها. علماء الحفريات هم علماء يدرسون حياة ما قبل التاريخ. يستخدمون الأحافير لمراقبة وشرح كيفية تطور الحياة على الأرض وكيف تفاعلت الأنواع مع بعضها البعض ومع البيئة. يحتاج عالم الحفريات إلى أن يكون على دراية بالرياضيات ، وعلم الأحياء ، والبيئة ، والكيمياء ، والجيولوجيا ، والعديد من التخصصات العلمية الأخرى. قد يشمل عمل عالم الحفريات دراسات ميدانية: البحث عن الحفريات ودراستها. بالإضافة إلى التنقيب عن الحفريات والعثور عليها ، يعد علماء الأحافير أيضًا الحفريات لمزيد من الدراسة والتحليل. على الرغم من أن الديناصورات ربما تكون أول الحيوانات التي تتبادر إلى الذهن عند التفكير في الحياة القديمة ، إلا أن علماء الأحافير يدرسون مجموعة متنوعة من أشكال الحياة ، من النباتات والفطريات واللافقاريات إلى أسماك الفقاريات والبرمائيات والزواحف والطيور والثدييات.

تعتبر درجة البكالوريوس في علوم الأرض أو علم الأحياء مكانًا جيدًا للبدء في المسار الوظيفي ليصبح عالم الحفريات. في أغلب الأحيان ، تكون درجة الدراسات العليا ضرورية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الخبرة العملية في المتحف أو في معمل الحفريات مفيدة.

بصفتنا مشاركًا في Amazon ، فإننا نكسب من عمليات الشراء المؤهلة.

هل تريد الاستشهاد بهذا الكتاب أو مشاركته أو تعديله؟ هذا الكتاب هو Creative Commons Attribution License 4.0 ويجب أن تنسب OpenStax.

    إذا كنت تعيد توزيع هذا الكتاب كله أو جزء منه بتنسيق طباعة ، فيجب عليك تضمين الإسناد التالي في كل صفحة مادية:

  • استخدم المعلومات أدناه لتوليد اقتباس. نوصي باستخدام أداة استشهاد مثل هذه.
    • المؤلفون: ماري آن كلارك ، ماثيو دوغلاس ، جونغ تشوي
    • الناشر / الموقع الإلكتروني: OpenStax
    • عنوان الكتاب: Biology 2e
    • تاريخ النشر: 28 مارس 2018
    • المكان: هيوستن ، تكساس
    • عنوان URL للكتاب: https://openstax.org/books/biology-2e/pages/1-introduction
    • عنوان URL للقسم: https://openstax.org/books/biology-2e/pages/27-4-the-evolutionary-history-of-the-animal-kingdom

    © 7 يناير 2021 OpenStax. محتوى الكتاب المدرسي الذي تنتجه OpenStax مرخص بموجب ترخيص Creative Commons Attribution License 4.0. لا يخضع اسم OpenStax وشعار OpenStax وأغلفة كتب OpenStax واسم OpenStax CNX وشعار OpenStax CNX لترخيص المشاع الإبداعي ولا يجوز إعادة إنتاجه دون الحصول على موافقة كتابية مسبقة وصريحة من جامعة رايس.


    13.22: حياة الحيوان قبل الكمبري - علم الأحياء

    بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على القيام بما يلي:

    • صِف السمات التي ميزت الحيوانات الأولى وحوالي وقت ظهورها على الأرض
    • اشرح أهمية الفترة الكمبري بالنسبة لتطور الحيوانات والتغيرات في التنوع الحيواني التي حدثت خلال تلك الفترة
    • صف بعض الأسئلة التي لم يتم حلها والتي تحيط بالانفجار الكمبري
    • ناقش الآثار المترتبة على الانقراضات الجماعية للحيوانات التي حدثت في التاريخ التطوري

    لا تزال العديد من الأسئلة المتعلقة بأصول المملكة الحيوانية وتاريخها التطوري قيد البحث والمناقشة ، حيث تغير الأدلة الأحفورية والجزيئية الجديدة النظريات السائدة. تتضمن بعض هذه الأسئلة ما يلي: منذ متى توجد الحيوانات على الأرض؟ من هم أعضاء المملكة الحيوانية الأوائل ، وما هو الكائن الحي الذي كان سلفهم المشترك؟ بينما زاد التنوع الحيواني خلال العصر الكمبري من العصر الباليوزوي ، قبل 530 مليون سنة ، تشير الأدلة الأحفورية الحديثة إلى أن الأنواع الحيوانية البدائية كانت موجودة قبل ذلك بكثير.

    حياة حيوانات ما قبل الكمبري

    تُعرف الفترة التي سبقت العصر الكمبري باسم العصر الإدياكاري (من حوالي 635 مليون سنة مضت إلى 543 مليون سنة مضت) ، وهي الفترة الأخيرة من العصر البدائي المبكر المتأخر ((الشكل)). تم العثور على أحافير إدياكاران لأول مرة في تلال إدياكاران في جنوب أستراليا. لا يوجد ممثلون أحياء لهذه الأنواع ، التي تركت انطباعات تشبه تلك الخاصة بالريش أو العملات المعدنية ((الشكل)). ويعتقد أن الحياة الحيوانية في وقت مبكر ، ما يسمى الكائنات الحية في Ediacaran، تطورت من الطلائعيات في هذا الوقت.

    شكل 1. جدول زمني تطوري. (أ) تاريخ الأرض مقسم إلى دهور وعصور وفترات. لاحظ أن الفترة الإدياكارية تبدأ في دهر البروتيروزويك وتنتهي في العصر الكمبري من دهر دهر الحياة. (ب) يتم تمثيل المراحل على النطاق الزمني الجيولوجي على شكل حلزوني. (الائتمان: تعديل العمل من قبل USGS)

    كانت معظم الكائنات الحية في الإدياكاران يبلغ طولها بضعة مم أو سم فقط ، لكن بعض الأشكال الشبيهة بالريش يمكن أن تصل أطوالها إلى أكثر من متر. في الآونة الأخيرة ، كانت هناك أدلة علمية متزايدة تشير إلى أن أنواعًا حيوانية أكثر تنوعًا وتعقيدًا عاشت خلال هذا الوقت ، وربما حتى قبل عصر الإدياكاران.

    تم اكتشاف حفريات يعتقد أنها تمثل أقدم الحيوانات بأجزاء صلبة من الجسم مؤخرًا في جنوب أستراليا. سميت هذه الأحافير التي تشبه الإسفنج كوروناكولينا أكولا، التي يعود تاريخها إلى 560 مليون سنة ، ويعتقد أنها تظهر وجود أجزاء صلبة من الجسم وشويكات تمتد من 20 إلى 40 سم من الجسم على شكل كشتبان (يقدر طوله بحوالي 5 سم). تظهر الحفريات الأخرى من فترة Ediacaran في (الشكل)أ ، ب ، ج.

    الشكل 2. الحيوانات الإدياكارية. تعود أحافير (أ) Cyclomedusa (حتى 20 سم) ، (ب) ديكنسونيا (حتى 1.4 متر) ، (و (ج) Spriggina (حتى 5 سم) إلى فترة Ediacaran (543-635 MYA). : تعديل عمل "Smith609" / ويكيميديا ​​كومنز)

    قد يمثل اكتشاف أحفوري حديث آخر أقدم أنواع الحيوانات الموجودة على الإطلاق. في حين أن صحة هذا الادعاء لا تزال قيد التحقيق ، يبدو أن هذه الحفريات البدائية هي كائنات صغيرة ، طولها سنتيمتر واحد ، تشبه الإسفنج ، غير منتظمة الشكل ولها أنابيب أو قنوات داخلية. يعود تاريخ هذه الحفريات القديمة من جنوب أستراليا إلى 650 مليون سنة ، مما يضع الحيوان المفترض في الواقع قبل حدث انقراض العصر الجليدي العظيم الذي ميز الانتقال بين فترة Cryogenian و Ediacaran. حتى هذا الاكتشاف ، اعتقد معظم العلماء أنه لم تكن هناك حياة حيوانية قبل العصر الإدياكاري. يعتقد العديد من العلماء الآن أن الحيوانات ربما تكون قد تطورت بالفعل خلال فترة Cryogenian.

    الانفجار الكمبري للحياة الحيوانية

    إذا كانت أحافير العصر الإدياكاري والكوروني غامضة ، فإن أحافير الفترة الكمبري التالية أقل من ذلك بكثير ، وتتضمن أشكالًا جسدية مشابهة لتلك التي تعيش اليوم. تمثل الفترة الكمبري ، التي حدثت منذ ما يقرب من 542-488 مليون سنة ، أسرع تطور لشعب حيواني جديد وتنوع حيواني في تاريخ الأرض. The rapid diversification of animals that appeared during this period, including most of the animal phyla in existence today, is often referred to as the Cambrian explosion ((Figure)). Animals resembling echinoderms, mollusks, worms, arthropods, and chordates arose during this period. What may have been a top predator of this period was an arthropod-like creature named Anomalocaris, over a meter long, with compound eyes and spiky tentacles. Obviously, all these Cambrian animals already exhibited complex structures, so their ancestors must have existed much earlier.

    الشكل 3. Fauna of the Burgess Shale. An artist’s rendition depicts some organisms from the Cambrian period. Anomalocaris is seen in the upper left quadrant of the picture.

    One of the most dominant species during the Cambrian period was the trilobite, an arthropod that was among the first animals to exhibit a sense of vision ((Figure)a,b,c,d). Trilobites were somewhat similar to modern horseshoe crabs. Thousands of different species have been identified in fossil sediments of the Cambrian period not a single species survives today.

    الشكل 4. Trilobites. These fossils (a–d) belong to trilobites, extinct arthropods that appeared in the early Cambrian period, 525 million years ago, and disappeared from the fossil record during a mass extinction at the end of the Permian period, about 250 million years ago.

    The cause of the Cambrian explosion is still debated, and in fact, it may be that a number of interacting causes ushered in this incredible explosion of animal diversity. For this reason, there are a number of hypotheses that attempt to answer this question. Environmental changes may have created a more suitable environment for animal life. Examples of these changes include rising atmospheric oxygen levels ((Figure)) and large increases in oceanic calcium concentrations that preceded the Cambrian period. Some scientists believe that an expansive, continental shelf with numerous shallow lagoons or pools provided the necessary living space for larger numbers of different types of animals to coexist. There is also support for hypotheses that argue that ecological relationships between species, such as changes in the food web, competition for food and space, and predator-prey relationships, were primed to promote a sudden massive coevolution of species. Yet other hypotheses claim genetic and developmental reasons for the Cambrian explosion. The morphological flexibility and complexity of animal development afforded by the evolution of هوكس control genes may have provided the necessary opportunities for increases in possible animal morphologies at the time of the Cambrian period. Hypotheses that attempt to explain why the Cambrian explosion happened must be able to provide valid reasons for the massive animal diversification, as well as explain why it happened متي it did. There is evidence that both supports and refutes each of the hypotheses described above, and the answer may very well be a combination of these and other theories.

    الشكل 5. Atmospheric oxygen over time. The oxygen concentration in Earth’s atmosphere rose sharply around 300 million years ago.

    However, unresolved questions about the animal diversification that took place during the Cambrian period remain. For example, we do not understand how the evolution of so many species occurred in such a short period of time. Was there really an “explosion” of life at this particular time? Some scientists question the validity of this idea, because there is increasing evidence to suggest that more animal life existed prior to the Cambrian period and that other similar species’ so-called explosions (or radiations) occurred later in history as well. Furthermore, the vast diversification of animal species that appears to have begun during the Cambrian period continued well into the following Ordovician period. Despite some of these arguments, most scientists agree that the Cambrian period marked a time of impressively rapid animal evolution and diversification of body forms that is unmatched for any other time period.

    ارتباط بالتعلم

    View an animation of what ocean life may have been like during the Cambrian explosion.

    تطور ما بعد الكمبري والانقراض الجماعي

    The periods that followed the Cambrian during the Paleozoic Era are marked by further animal evolution and the emergence of many new orders, families, and species. As animal phyla continued to diversify, new species adapted to new ecological niches. During the Ordovician period, which followed the Cambrian period, plant life first appeared on land. This change allowed formerly aquatic animal species to invade land, feeding directly on plants or decaying vegetation. Continual changes in temperature and moisture throughout the remainder of the Paleozoic Era due to continental plate movements encouraged the development of new adaptations to terrestrial existence in animals, such as limbed appendages in amphibians and epidermal scales in reptiles.

    Changes in the environment often create new niches (diversified living spaces) that invite rapid speciation and increased diversity. On the other hand, cataclysmic events, such as volcanic eruptions and meteor strikes that obliterate life, can result in devastating losses of diversity to some clades, yet provide new opportunities for others to “fill in the gaps” and speciate. Such periods of mass extinction ((Figure)) have occurred repeatedly in the evolutionary record of life, erasing some genetic lines while creating room for others to evolve into the empty niches left behind. The end of the Permian period (and the Paleozoic Era) was marked by the largest mass extinction event in Earth’s history, a loss of an estimated 95 percent of the extant species at that time. Some of the dominant phyla in the world’s oceans, such as the trilobites, disappeared completely. On land, the disappearance of some dominant species of Permian reptiles made it possible for a new line of reptiles to emerge, the dinosaurs. The warm and stable climatic conditions of the ensuing Mesozoic Era promoted an explosive diversification of dinosaurs into every conceivable niche in land, air, and water. Plants, too, radiated into new landscapes and empty niches, creating complex communities of producers and consumers, some of which became very large on the abundant food available.

    Another mass extinction event occurred at the end of the Cretaceous period, bringing the Mesozoic Era to an end. Skies darkened and temperatures fell after a large meteor impact and tons of volcanic ash ejected into the atmosphere blocked incoming sunlight. Plants died, herbivores and carnivores starved, and the dinosaurs ceded their dominance of the landscape to the more warm-blooded mammals. In the following Cenozoic Era, mammals radiated into terrestrial and aquatic niches once occupied by dinosaurs, and birds—the warm-blooded direct descendants of one line of the ruling reptiles—became aerial specialists. The appearance and dominance of flowering plants in the Cenozoic Era created new niches for pollinating insects, as well as for birds and mammals. Changes in animal species diversity during the late Cretaceous and early Cenozoic were also promoted by a dramatic shift in Earth’s geography, as continental plates slid over the crust into their current positions, leaving some animal groups isolated on islands and continents, or separated by mountain ranges or inland seas from other competitors. Early in the Cenozoic, new ecosystems appeared, with the evolution of grasses and coral reefs. Late in the Cenozoic, further extinctions followed by speciation occurred during ice ages that covered high latitudes with ice and then retreated, leaving new open spaces for colonization.

    ارتباط بالتعلم

    Watch the following video to learn more about the mass extinctions.

    الشكل 6. Extinctions. Mass extinctions have occurred repeatedly over geological time.

    الاتصال الوظيفي

    Paleontologist

    Natural history museums contain the fossils of extinct animals as well as information about how these animals evolved, lived, and died. Paleontologists are scientists who study prehistoric life. They use fossils to observe and explain how life evolved on Earth and how species interacted with each other and with the environment. A paleontologist needs to be knowledgeable in mathematics, biology, ecology, chemistry, geology, and many other scientific disciplines. A paleontologist’s work may involve field studies: searching for and studying fossils. In addition to digging for and finding fossils, paleontologists also prepare fossils for further study and analysis. Although dinosaurs are probably the first animals that come to mind when thinking about ancient life, paleontologists study a variety of life forms, from plants, fungi and invertebrates to the vertebrate fishes, amphibians, reptiles, birds and mammals.

    An undergraduate degree in earth science or biology is a good place to start toward the career path of becoming a paleontologist. Most often, a graduate degree is necessary. Additionally, work experience in a museum or in a paleontology lab is useful.

    ملخص القسم

    The most rapid documented diversification and evolution of animal species in all of history occurred during the Cambrian period of the Paleozoic Era, a phenomenon known as the Cambrian explosion. Until recently, scientists believed that there were only very few tiny and simplistic animal species in existence before this period. However, recent fossil discoveries have revealed that additional, larger, and more complex animals existed during the Ediacaran period, and even possibly earlier, during the Cryogenian period. Still, the Cambrian period undoubtedly witnessed the emergence of the majority of animal phyla that we know today, although many questions remain unresolved about this historical phenomenon.

    The remainder of the Paleozoic Era is marked by the growing appearance of new classes, families, and species, and the early colonization of land by certain marine animals and semiaquatic arthropods, both freshwater and marine. The evolutionary history of animals is also marked by numerous major extinction events, each of which wiped out a majority of extant species. Some species of most animal phyla survived these extinctions, allowing the phyla to persist and continue to evolve into species that we see today.

    راجع الأسئلة

    Which of the following periods is the earliest during which animals may have appeared?


    (B) James W. Valentine et al., “The Biological Explosion at the Precambrian- Cambrian Boundary,” علم الأحياء التطوري 25 (1991): 279-356.

    Recent studies have also emphasized the abruptness of the Cambrian explosion. After reviewing the geological dating of rocks near the Precambrian-Cambrian boundary, Bowring and his colleagues reported in 1993 that the Cambrian explosion of animal phyla was “unlikely to have exceeded 10 million years” (Excerpt D, p. 1297). As Valentine, Jablonski and Erwin pointed out in 1999, this is “less than 2% of the time from the base of the Cambrian to the present day” (Excerpt E, p. 852). Since the time from the Cambrian to the present is only about one seventh of the time since the origin of life on Earth, this means the Cambrian explosion was geologically very abrupt, indeed.

    According to Valentine, Jablonski and Erwin, extensive new data “do not muffle the explosion, which continues to stand out as a major feature in early metazoan history” (Excerpt E, p. 851).


    Precambrian animal life: Taphonomy of phosphatized metazoan embryos from southwest China

    Phosphatized fossils from the Neoproterozoic Doushantuo Formation have provided valuable insight into the early evolution of metazoans, but the preservation of these spectacular fossils is not yet fully understood. This research begins to address this issue by performing a detailed specimen-based taphonomic analysis of the Doushantuo Formation phosphatized metazoan embryos. A total of 206 embryos in 65 thin sections from the Weng'an Phosphorite Member of the Doushantuo Formation were examined and their levels of pre-phosphatization decay estimated. The data produced from this examination reveal a strong taphonomic bias toward earlier (2-cell and 4-cell) cleavage stages, which tend to be well-preserved, and away from later (8-cell and 16-cell) cleavage stages, which tend to exhibit evidence for slight to intense levels of organic decay. In addition, the natural abundances of these embryos tend to decrease with advancement in cleavage stage, and no evidence of more advanced (beyond 16-cell) cleavage stages or eventual adult forms were found in this study. One possible explanation for this taphonomic bias toward early cleavage stages is that later cleavage stages and adult forms were more physically delicate, allowing them to be more easily damaged during burial and reworking, allowing for more rapid decay. The spectacular preservation of these embryos was probably aided by their likely internal enrichment in phosphate-rich yolk, which would have caused their internal dissolved phosphate levels to reach critical levels with only miniscule organic decay, thereby hastening phosphatization. If internal sources of phosphate did indeed play a role in the phosphatization of these embryos, it may explain their prolific abundance in these rocks compared to other phosphatized fossils as well as indicating that metazoans lacking such internal phosphate sources were likely much more difficult to preserve. The phosphatic fossils of the Doushantuo Formation, therefore, provide an indispensable, yet restricted, window into Neoproterozoic life and metazoan origins.


    13.22: Pre-Cambrian Animal Life - Biology

    Carbon isotope ratios in 3.8 b.y. rocks (Isua Formation) from Greenland had been suggested to have resulted from organic activity. However a recent (2002) reinterpretation of the rock rock formation concludes otherwise.

    The oldest fossils are 3.5 and 3.4 billion year old single-cell, photosynthetic, prokaryotic, filamentous cyanobacteria (blue-green algae) found in Western Australia and South Africa.

    The oldest certain stromatolites (mounds of cyanobacterial mats) found so far are about 3.2 b.y., though the above-mentioned 3.5 b.y. microfossils were associated with stromatolite-like structures.

    بدائيات النوىare all single-celled organisms that lack membrane-enclosed nucleus and organelles. They reproduce by simple cell division creating duplicates of the parent genes are not exchanged/combined from separate parents. Prokaryotes include the kingdoms Archaebacteria and Eubacteria.

    حقيقيات النواة are organisms with membrane-enclosed nucleus and organelles (mitochondria, chloroplasts, golgi apparatus, endoplasmic reticulum, etc.). They probably evolved by about 1.6 b.y. The oldest fossil eukaryotes are acritarchs.These fossils appear very similar to the cyst or resting stage of modern dinoflagelates which are true algae. Eukaryotes include the kingdoms protista (protozoans and algae), fungi, plants, and animals.

    Eukaryotes are now widely believed to have evolved by endosymbiosis between two or more prokaryotes. Evidence for this is the fact that mitochondria and chloroplasts both contain their own DNA and RNA which strongly suggests that they were once free-living organisms that came to live inside some host cell.

    التكاثر الجنسي evolved among eukaryotes probably by about 1.1 b.y. Combining genes from 2 parents greatly increased the variations in populations greatly increasing the rate of evolution.

    The first clear evidence of metazoans (complex multi-cellular animals) appeared in the rock record by about 630 - 600 million years ago in the Vendian Period of the Late Proterozoic as the soft body imprints of the Ediacaran fauna including probable members of primitive animal phyla porifera (sponges), cnidaria (jelly fish), and annelida (segmented worms). A recent (2002) paper surprisingly puports to find Ediacaran metazoans in strata that they date at 1 b.y. أو هكذا.

    summary of important events in the fossil record of early life

    single-cell, filamentous cyanobacteria

    prokaryotes (no nucleus)

    stromatolites (cyanobacterial mats)

    four-cell and colonial cyanobacteria

    eukaryotes (cell nucleus)

    Ediacaran soft bodied fossils

    metazoans (complex animals)

    relevant laboratory experiments attempting to simulate origin of life:
    - Stanley Miller (1953): produced amino acids by simulating early Earth conditions
    - Sidney Fox (1950s): polymerized amino acids into proteins in another early Earth scenario
    - David Deamer: proteinoids: pseudo-living cells that divide and bud
    - others have polymerized sugars and synthesized the basic building blocks of DNA and RNA
    - it is still a vast leap from these compounds to actually assembling RNA and DNA into a reproducible genetic code

    other considerations
    - organic compounds such as amino acids appear to be common in the universe: meteorites, comets, and the interstellar dust contain them
    - Martian meteorites contain cryptic evidence of possible life, though most now believe the observed features are probably of inorganic origin
    - food chains at vent communities at midocean ridges are based on primitive chemosynthetic bacteria that could represent the oldest life on Earth, or in any case must be an evolutionary step earlier than photosynthetic organisms like cyanobacteria


    شاهد الفيديو: ما الذي تسبب في الانفجار الكامبري (شهر فبراير 2023).