27.4: Historia ya Mageuzi ya Ufalme wa Wanyama

Ujuzi wa Kuendeleza

• Eleza vipengele ambavyo vilikuwa na wanyama wa mwanzo na wakati walionekana duniani
• Eleza umuhimu wa kipindi cha Cambrian kwa mageuzi ya wanyama na mabadiliko katika utofauti wa wanyama uliofanyika wakati huo
• Eleza baadhi ya maswali yasiyotatuliwa yanayozunguka mlipuko wa Cambri
• Jadili matokeo ya molekuli mnyama extinctions kwamba yalitokea katika historia ya mabadiliko

Maswali mengi kuhusu asili na historia ya mageuzi ya ufalme wa wanyama yanaendelea kutafiti na kujadiliwa, kwani ushahidi mpya wa kisukuku na Masi hubadilisha nadharia zilizopo. Baadhi ya maswali haya ni pamoja na yafuatayo: Wanyama wamekuwepo duniani kwa muda gani? Walikuwa wanachama wa mwanzo wa ufalme wa wanyama, na ni kiumbe gani ambacho kilikuwa babu yao ya kawaida? Wakati utofauti wa wanyama uliongezeka wakati wa kipindi cha Cambrian cha zama za Paleozoic, miaka milioni 530 iliyopita, ushahidi wa kisasa wa kisukuku unaonyesha kuwa aina za wanyama wa kale zilikuwepo mapema sana.

Maisha ya wanyama kabla ya Cambrian

Wakati kabla ya kipindi cha Cambrian inajulikana kama kipindi cha Ediacaran (kutoka miaka milioni 635 iliyopita hadi miaka milioni 543 iliyopita), kipindi cha mwisho cha Era za Proterozoic za Neoproterozoic (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Inaaminika kuwa maisha ya wanyama mapema, inayoitwa Ediacaran biota, yalitolewa kutoka kwa protists kwa wakati huu. Aina fulani za maandamano zinazoitwa choanoflagellates zinafanana kwa karibu na seli za choanocyte katika wanyama rahisi, sponges. Mbali na kufanana kwao kwa maumbile, uchambuzi wa molekuli umefunua homologies sawa ya mlolongo katika DNA yao.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): (a) Historia ya Dunia imegawanywa katika eons, eras, na vipindi. Kumbuka kuwa kipindi cha Ediacaran kinaanza katika eon ya Proterozoic na kumalizika katika kipindi cha Cambrian cha eon ya Phanerozoic. (b) Hatua za kiwango cha wakati wa kijiolojia zinawakilishwa kama ond. (mikopo: mabadiliko ya kazi na USGS)

Maisha ya mwanzo yanayotokana na biota ya Ediacaran kwa muda mrefu yaliaminika kuwa ni pamoja na viumbe vidogo vya bahari tu, vilivyo na sessile, vilivyo na laini. Hata hivyo, hivi karibuni kumekuwa na ushahidi unaoongezeka wa kisayansi unaopendekeza kuwa spishi za wanyama mbalimbali na ngumu ziliishi wakati huu, na pengine hata kabla ya kipindi cha Ediacaran.

Fossils zilizoaminika kuwakilisha wanyama wa zamani zaidi wenye sehemu ngumu za mwili ziligunduliwa hivi karibuni nchini Australia Kusini. Hizi fossils kama sifongo, jina lake Coronacollina acula, tarehe nyuma hadi miaka milioni 560, na wanaaminika kuonyesha kuwepo kwa sehemu ngumu ya mwili na spicules kwamba kupanuliwa kwa cm 20—40 kutoka mwili kuu (inakadiriwa kuwa urefu wa sentimita 5). Fossils nyingine kutoka kipindi Ediacaran ni inavyoonekana katika Kielelezo\(\PageIndex{2}\).

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Fossils ya (a) Cyclomedusa na (b) Dickinsonia tarehe 650 miaka milioni iliyopita, wakati wa kipindi Ediacaran. (mikopo: mabadiliko ya kazi na “Smith609” /Wikimedia Commons)

Ugunduzi mwingine wa kisukuku wa hivi karibuni unaweza kuwakilisha aina za wanyama za mwanzo zilizowahi kupatikana Wakati uhalali wa madai haya bado ni chini ya uchunguzi, hizi fossils primitive kuonekana kuwa ndogo, sentimita moja kwa muda mrefu, sponge-kama viumbe. Hizi fossils kutoka Australia Kusini tarehe nyuma 650 miaka milioni, kwa kweli kuweka mnyama kudhaniwa kabla kubwa barafu umri kutoweka tukio kwamba alama ya mpito kati ya kipindi Cryogenian na kipindi Ediacaran. Mpaka ugunduzi huu, wanasayansi wengi waliamini kuwa hapakuwa na maisha ya wanyama kabla ya kipindi cha Ediacaran. Wanasayansi wengi sasa wanaamini kwamba wanyama wanaweza kwa kweli kuwa wamebadilika wakati wa Cryogenian.

Mlipuko wa Cambrian wa Maisha ya wanyama

Kipindi cha Cambrian, kinachotokea kati ya takriban miaka milioni 542—488 iliyopita, kinaashiria mageuzi ya haraka zaidi ya phyla mpya ya wanyama na utofauti wa wanyama katika historia ya Dunia. Inaaminika kwamba wengi wa phyla ya wanyama iliyopo leo ilikuwa na asili yao wakati huu, mara nyingi hujulikana kama mlipuko wa Cambrian (Kielelezo 27.4.3). Echinoderms, mollusks, minyoo, arthropods, na chordates ziliondoka wakati huu. Mojawapo ya aina kubwa zaidi wakati wa kipindi cha Cambrian ilikuwa trilobite, arthropod iliyokuwa kati ya wanyama wa kwanza kuonyesha hisia ya maono (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Rendition ya msanii inaonyesha baadhi ya viumbe kutoka kipindi cha Cambrian.

Kielelezo\(\PageIndex{4}\): Fossils hizi (—d) ni za trilobites, arthropods zilizopotea ambazo zilionekana katika kipindi cha mapema cha Cambrian, miaka milioni 525 iliyopita, na kutoweka kutoka rekodi ya mafuta wakati wa kutoweka kwa wingi mwishoni mwa kipindi cha Permian, karibu miaka milioni 250 iliyopita.

Sababu ya mlipuko wa Cambrian bado inajadiliwa. Kuna nadharia nyingi zinazojaribu kujibu swali hili. Mabadiliko ya mazingira huenda yameunda mazingira ya kufaa zaidi kwa maisha ya wanyama. Mifano ya mabadiliko haya ni pamoja na kupanda kwa viwango vya oksijeni ya anga na ongezeko kubwa katika viwango vya kalsiamu ya bahari iliyotangulia kipindi cha Cambrian (Kielelezo\(\PageIndex{5}\)). Wanasayansi wengine wanaamini kwamba rafu ya kupanua, ya bara na lagoons nyingi za kina au mabwawa hutoa nafasi muhimu ya kuishi kwa idadi kubwa ya aina tofauti za wanyama ili kuwepo. Pia kuna msaada kwa nadharia zinazosema kuwa mahusiano ya kiikolojia kati ya spishi, kama vile mabadiliko katika mtandao wa chakula, ushindani wa chakula na nafasi, na mahusiano ya wadudu-mawindo, walikuwa primed ili kukuza coevolution kubwa ghafla ya spishi. Hata hivyo nadharia nyingine zinadai sababu za maumbile na maendeleo kwa mlipuko wa Cambrian. kubadilika maumbile na utata wa maendeleo ya wanyama tuliyopewa na mageuzi ya jeni Hox kudhibiti inaweza kuwa na kutoa fursa muhimu kwa ajili ya kuongezeka kwa maumbile iwezekanavyo wanyama wakati wa kipindi Cambrian. Nadharia zinazojaribu kueleza kwa nini mlipuko wa Cambrian ulitokea lazima uweze kutoa sababu halali za mseto mkubwa wa wanyama, pamoja na kueleza kwa nini kilichotokea wakati ulivyofanya. Kuna ushahidi kwamba wote wawili wanasaidia na kukanusha kila nadharia zilizoelezwa hapo juu, na jibu linaweza kuwa mchanganyiko wa nadharia hizi na nyingine.

Kielelezo\(\PageIndex{5}\): Ukolezi wa oksijeni katika anga ya dunia uliongezeka kwa kasi karibu miaka milioni 300 iliyopita.

Hata hivyo, maswali yasiyotatuliwa kuhusu mseto wa wanyama uliofanyika wakati wa kipindi cha Cambrian bado. Kwa mfano, hatuelewi jinsi mageuzi ya spishi nyingi yalitokea katika kipindi hicho cha muda mfupi. Je, kulikuwa na “mlipuko” wa maisha kwa wakati huu? Wanasayansi wengine wanauliza uhalali wa wazo hili, kwa sababu kuna ushahidi unaozidi kupendekeza kuwa maisha zaidi ya wanyama yalikuwepo kabla ya kipindi cha Cambrian na kwamba aina nyingine zinazofanana 'milipuko (au mionzi) ilitokea baadaye katika historia pia. Zaidi ya hayo, mseto mkubwa wa aina ya wanyama ambayo inaonekana kuwa imeanza wakati wa kipindi cha Cambrian iliendelea vizuri katika kipindi cha Ordovician kinachofuata. Licha ya baadhi ya hoja hizi, wanasayansi wengi wanakubaliana kwamba kipindi cha Cambrian kilionyesha wakati wa mageuzi ya haraka ya wanyama na mseto ambao haufanani mahali pengine wakati wa historia.

Unganisha na Kujifunza

View uhuishaji wa nini maisha ya bahari inaweza kuwa kama wakati wa mlipuko Cambrian.

Mageuzi ya baada ya Cambrian na Utoaji wa Misa

Vipindi vilivyofuata Wakambria wakati wa zama za Paleozoiki ni alama ya mageuzi zaidi ya wanyama na kuibuka kwa maagizo mengi mapya, familia, na spishi. Kama phyla ya wanyama iliendelea kutofautiana, aina mpya zimefanyika kwa niches mpya za kiikolojia. Katika kipindi cha Ordovician, kilichofuata kipindi cha Cambrian, maisha ya mimea yalionekana kwanza kwenye ardhi. Mabadiliko haya yaliruhusu zamani spishi za wanyama wa majini kuvamia ardhi, kulisha moja kwa moja kwenye mimea au uoto unaooza. Mabadiliko ya kuendelea katika joto na unyevu katika salio la zama za Paleozoic kutokana na harakati za sahani za bara zilihimiza maendeleo ya marekebisho mapya kwa kuwepo duniani katika wanyama, kama vile appendages limbed katika amfibia na mizani epidermal katika reptilia.

Mabadiliko katika mazingira mara nyingi huunda niches mpya (nafasi za kuishi) zinazochangia speciation haraka na kuongezeka kwa utofauti. Kwa upande mwingine, matukio ya kikatili, kama vile mlipuko wa volkeno na migomo ya meteor ambayo huharibu maisha, yanaweza kusababisha hasara kubwa za utofauti. Vile vipindi vya kutoweka kwa wingi (Kielelezo\(\PageIndex{6}\)) vimetokea mara kwa mara katika rekodi ya mabadiliko ya maisha, kufuta baadhi ya mistari ya maumbile wakati wa kujenga nafasi kwa wengine kugeuka ndani ya niches tupu iliyoachwa nyuma. Mwisho wa kipindi cha Permian (na Era ya Paleozoic) ulikuwa na tukio kubwa la kutoweka kwa wingi katika historia ya Dunia, hasara ya takriban asilimia 95 ya spishi zilizopo wakati huo. Baadhi ya phyla kubwa katika bahari za dunia, kama vile trilobites, zimepotea kabisa. Kwenye ardhi, kutoweka kwa aina fulani kubwa za viumbe vya Permian ilifanya iwezekanavyo kwa mstari mpya wa viumbe wa viumbehai kuibuka, dinosaurs. Hali ya joto na imara ya hali ya hewa ya Era iliyofuata ya Mesozoic ilikuza mseto wa kulipuka kwa dinosaurs katika kila niche inayoweza kuwaza katika ardhi, hewa, na maji. Mimea, pia, imeenea kwenye mandhari mpya na niches tupu, na kujenga jamii tata za wazalishaji na watumiaji, ambazo baadhi yake ikawa kubwa sana kwenye chakula kikubwa kilichopatikana.

Tukio jingine la kupoteza wingi lilitokea mwishoni mwa kipindi cha Cretaceous, na kuleta Era ya Mesozoic hadi mwisho. Anga zikawa giza na joto zikaanguka kama athari kubwa ya vimondo na tani za majivu ya volkeno zimezuia jua linaloingia. Mimea alikufa, wanyama wa mifugo na carnivores walikuwa na njaa, na dinosaurs wengi wenye damu waliacha utawala wao wa mazingira kwa wanyama wengi wenye joto. Katika zifuatazo Cenozoic Era, mamalia kung'ara katika niches duniani na majini mara moja ulichukua na dinosaurs, na ndege, joto-blooded offshoots ya mstari mmoja wa watambaao tawala, kuwa wataalamu wa angani. Kuonekana na utawala wa mimea ya maua katika zama za Cenozoic iliunda niches mpya kwa wadudu, pamoja na ndege na wanyama. Mabadiliko katika aina ya wanyama utofauti wakati wa Cretaceous marehemu na mapema Cenozoic pia kukuzwa na mabadiliko makubwa katika jiografia ya dunia, kama sahani bara slid juu ya ukoko katika nafasi zao za sasa, na kuacha baadhi ya makundi ya wanyama wametengwa katika visiwa na mabara, au kutengwa na safu ya mlima au bara bahari kutoka washindani wengine. Mapema katika Cenozoic, mazingira mapya yalionekana, na mageuzi ya nyasi na miamba ya matumbawe. Marehemu katika Cenozoic, extinctions zaidi ikifuatiwa na speciation ilitokea wakati wa enzi barafu kwamba kufunikwa latitudo ya juu na barafu na kisha akarudi, na kuacha nafasi mpya wazi kwa ajili ya ukoloni.

Unganisha na Kujifunza

Tazama video ifuatayo ili ujifunze zaidi kuhusu uharibifu wa wingi.

Kielelezo\(\PageIndex{6}\): Utoaji wa Misa umetokea mara kwa mara juu ya muda wa kijiolojia.

Uhusiano wa Kazi: Paleontologist

Makumbusho ya historia ya asili yana visukuku vya wanyama wasiokufa na habari kuhusu jinsi wanyama hawa walivyobadilika, waliishi, na kufa. Wapaleontogists ni wanasayansi ambao wanajifunza maisha ya kale. Wanatumia fossils kuchunguza na kueleza jinsi maisha yalivyobadilika duniani na jinsi spishi zilizoingiliana na kila mmoja na kwa mazingira. Paleontologist inahitaji kuwa na ujuzi katika biolojia, ikolojia, kemia, jiolojia, na taaluma nyingine nyingi za kisayansi. Kazi ya paleontologist inaweza kuhusisha masomo ya shamba: kutafuta na kusoma fossils. Mbali na kuchimba na kutafuta fossils, paleontologists pia huandaa fossils kwa ajili ya utafiti zaidi na uchambuzi. Ingawa dinosaurs labda ni wanyama wa kwanza ambao huja akilini wakati wa kufikiri juu ya paleontolojia, paleontologists hujifunza kila kitu kutoka maisha ya mimea, fungi, na samaki kwa wanyama wa bahari na ndege.

Shahada ya kwanza katika sayansi ya dunia au biolojia ni mahali pazuri kuanza kuelekea njia ya kazi ya kuwa paleontologist. Mara nyingi, shahada ya kuhitimu ni muhimu. Zaidi ya hayo, uzoefu wa kazi katika makumbusho au katika maabara ya paleontolojia ni muhimu.

Muhtasari

Mseto wa haraka zaidi na mageuzi ya spishi za wanyama katika historia yote yalitokea wakati wa kipindi cha Kambrian cha zama za Paleozoic, jambo linalojulikana kama mlipuko wa Kambrian. Hadi hivi karibuni, wanasayansi waliamini kuwa kulikuwa na aina ndogo tu za wanyama wadogo na rahisi zilizopo kabla ya kipindi hiki. Hata hivyo, uvumbuzi wa hivi karibuni wa mafuta umebaini kuwa wanyama wa ziada, mkubwa, na wenye ngumu zaidi walikuwepo wakati wa kipindi cha Ediacaran, na hata labda mapema, wakati wa kipindi cha Cryogenian. Hata hivyo, kipindi cha Cambrian bila shaka kilishuhudia kuibuka kwa wengi wa phyla ya wanyama ambayo tunajua leo, ingawa maswali mengi bado hayajatatatuliwa kuhusu jambo hili la kihistoria.

Salio la zama za Paleozoic ni alama ya kuonekana kwa kuongezeka kwa madarasa mapya, familia, na aina, na ukoloni wa mapema wa ardhi na wanyama fulani wa baharini. Historia ya mageuzi ya wanyama pia ina alama ya matukio mengi makubwa ya kutoweka, ambayo kila mmoja alifuta aina nyingi zilizopo. Spishi fulani za phyla nyingi za wanyama walinusurika kutengwa hizi, kuruhusu phyla kuendelea na kuendelea kubadilika kuwa spishi tunazoziona leo.

faharasa

Cambrian mlipuko

wakati wa kipindi cha Cambrian (miaka milioni 542—488 iliyopita) wakati wengi wa phyla ya wanyama iliyopo leo imebadilika

Kipindi cha Cryogenian

kipindi cha kijiolojia (miaka milioni 850—630 iliyopita) na sifa ya hali ya hewa baridi sana duniani

Kipindi cha Ediacaran

kipindi cha kijiolojia (miaka milioni 630—542 iliyopita) wakati viumbe vya zamani zaidi vilivyo na tishu vilibadilika

molekuli kutoweka

tukio hilo wipes nje wengi wa aina ndani ya kipindi cha muda mfupi kijiolojia