Кембрийский взрыв произошёл около 541 млн лет назад, вскоре, по геологическим меркам, после массового вымирания, которое, вероятно, было вызвано кометными ударами[1]. Два крупных ударных кратера являются ровесниками этого массового вымирания: Акраман и Биверхед[2]. Гипотеза о кометном ударе была подкреплена открытием типичных маркеров кометного удара, таких как всплески уровней иридия, осмия и платины[3] в пластах между докембрием и кембрием.

Во время этого исключительного взрыва жизни почти каждый из 31 современного типа животных[4]появился совершенно внезапно[5]:

cambrian
© Royal Ontario Museum
Кембрийский взрыв ознаменовал появление большинства таксонометрических типов

Животные кембрия демонстрируют уровень сложности[6], сопоставимый с уровнем сложности представителей современной фауны, хотя их морфология отличается. Этот эволюционный скачок тем более поразителен, что до кембрийского взрыва большинство организмов были одноклеточными наряду с небольшим количеством очень простых многоклеточных организмов.

В общем в докембрийских пластах отсутствовали останки ископаемых животных, а после него появляются несравненно более сложные животные, такие как трилобит, весом до 4,5 килограммов и более 45 сантиметров в длину, с полностью сформированными глазами, ногами, пищеварительной системой и внешним скелетом:

Alias Collection
© Alias Collection
Окаменелость трилобита Paraceraurus из реки Волхов, Россия.
После своего внезапного появления трилобит не претерпел заметной эволюции в течение 300 миллионов лет, пока не исчез во время массового пермского вымирания 252 млн лет назад. Близкий родственник[7] трилобита — мечехвост, имеющий аналогичный внешний скелет[8] и все ещё обитающий в наше время.

Warren1225
© Warren1225
Мечехвост, близкий родственник трилобитов
Ещё более яркий пример сотен миллионов лет существования, лишённых заметной эволюции, — это тихоходка, также известная как водяной медведь. Это микроскопическое, но сложное животное, внезапно появившееся во время кембрийского[9] взрыва и все ещё встречающееся сегодня повсюду на Земле, от горных вершин до глубокого моря и от тропических лесов до Антарктиды[10]. Тихоходки обитают даже в извергающихся грязевых вулканах[11].

Eye of Science
© Eye of Science
Фотография тихоходки, сделанная электронным микроскопом
Ещё более поразителен гребневик, внезапно появившийся во время кембрийского взрыва. Близкие родственники гребневика живут и сегодня, но кембрийский гребневик имел более сложную нервную систему, чем его современные потомки[12].

Holly Sullivan
© Holly Sullivan
Художественный рисунок окаменелости гребневика
Внезапное появление трилобитов без известных предков побудило Чарльза Дарвина квалифицировать это как "несомненно, серьёзнейшую проблему"[13]. Ему следовало бы добавить "...для убедительности моей теории постепенной случайной эволюции".

Трилобит — не единичный случай внезапного появления [новых видов]. Морские животные, как, например, морские ежи и морские звезды, также продемонстрировали "быстрые, обширные инновации":
Восстановление [жизни в кембрии] сопряжено со значительной биогеографической сложностью. [...] Отлично сохранившаяся фауна иглокожих из фамменско-хонгелунгской формации в северо-западном Китае демонстрирует быстрые, обширные инновации среди бластоидей и криноидей.[14]
В результате кембрийского взрыва жизни на Земле внезапно появились десятки тысяч новых сложных видов животных, в том числе разнообразные черви, моллюски, брахиоподы, иглокожие, членистоногие, рыбы — и это лишь некоторые из них[15].



[1] Signor, P.W. et al (1982)."Sampling bias, gradual extinction patterns and catastrophes in the fossil record". In Silver, L.T. "Geological implications of impacts of large asteroids and comets on the earth". Geological Society of America.
[2] Keller, Gerta (2005) "Impacts, volcanism and mass extinction: Random coincidence or cause and effect?"Australian Journal of Earth Sciences 52. 10.1080.
[3] Hsu, K., et al. (1985). "'Strangelove ocean' before the Cambrian explosion". Nature 316, 809 - 811
[4] Тип — это уровень классификации или таксономический ранг ниже царства и выше класса. На сегодняшний день известен 31 тип животных. Например, человек относится к царству животных, типу хордовых и классу млекопитающих.
[5] Maloof, A. C. et al. (2010). "The earliest Cambrian record of animals and ocean geochemical change". Geological Society of America Bulletin. 122 (11 - 12): 1731 - 1774.
[6] Whittington, H. B. (1979). "Early arthropods, their appendages and relationships". In M. R. House, "The origin of major invertebrate groups" pp. 253 - 268. The Systematics Association Special Volume, 12. Academic Press

[7] American Museum of Natural History Editors. (2012). "Horseshoe crabs are one of nature's great survivors". Phys.org
[8] Lienhard, John H. (2009). "No. 2496 Trilobites". Engines of our Ingenuity
[9] Grimaldi, David et al. (2005) "Evolution of the Insects". Cambridge University Press. pp. 96 - 97
[10] Sarah Bordenstein (2021) ''Tardigrades (Water Bears)''. Microbial Life - Educational Resources
[11] Suen, C. et al.(2021) "Tardigrades, Water Bears, Moss Piglets Tardigrada (Spallanzani 1777)". EDIS, 2021(2), 2-2
[12] James Urquhart (2021) "Ancient comb jelly had more complex nerves than its modern relatives" New Scientist
[13] Darwin, C. (1859) "On the Origin of Species by Natural Selection". Murray. pp. 202, 306 - 308
[14] Douglas Erwin (2001) "Lessons from the past: Biotic recoveries from mass extinctions". PNAS 98 (10) 5399-5403
[15] Rex E. Crick Markes et al. (1999) "Cambrian faune". Encyclopaedia Britannica