Kambrium – 541–485 miljoner år sedan, kambrisk explosion och tidiga djur

Upptäck Kambrium (541–485 milj. år sedan): den kambriska explosionen, uppvaknandet av mångfald och de första skalbärande djuren i varma, grunda hav.

Kambrium är den första geologiska perioden i den paleozoiska eran. Den varade från 541 miljoner år sedan till 485,4 miljoner år sedan. Före den kom Ediacaran och efter den Ordovicium. Perioden inleds med en tydlig förändring i jordens fossilregister och delas in i flera underavsnitt (serier och etage) som används för att åldersbestämning och korrelation av bergarter globalt.

Biologer har lärt sig en hel del om mjukdelarna hos kambriska djur. Detta beror på att man har hittat platser där organismernas mjuka delar har bevarats, liksom deras mer motståndskraftiga skal. Detta innebär att vår förståelse för den kambriska biota är bättre än för vissa senare perioder. Några av de mest berömda fyndplatserna är Burgess Shale i Kanada och Chengjiang i Kina, där ett rikt urval av mjukdelbevarade djur visar detaljerade kroppsplan och tidiga ekologiska relationer.

Livet på jorden förändrades kraftigt under den kambriska perioden. Före kambrisk tid var livet oftast litet och enkelt. Komplexa organismer (metazoer) utvecklades under Proterozoikum. Men under kambrisk tid använde vissa organismer karbonatmineraler som skal, så de hade hårda delar som kunde bli fossil. Det fanns många olika sorters liv under den kambriska perioden. Denna ökning av mångfalden av livsformer skedde relativt snabbt och kallas den kambriska explosionen. Denna adaptiva strålning gav upphov till de första medlemmarna i de viktigaste djurgrupperna, som kallas fyler. En del av de grupper som etablerade sig under kambrisk tid inkluderar trilobiter, brachiopoder, mollusker, vissa tagghudingar‑förstadier, samt flera utdöda grupper som archaeocyater och hyolither.

Orsaker till den kambriska explosionen

Den kambriska explosionen är sannolikt inte en enda händelse utan resultatet av flera samverkande faktorer:

• Syreökning: Ökade halter av fritt syre i haven och atmosfären gjorde det möjligt för större och mer aktiva djur att leva och utveckla mer komplexa kroppar.
• Predation och ekologiska interaktioner: Uppkomsten av rovdjur ledde till evolutionära "vapenringar" såsom skal, spikar och förbättrade rörelseförmågor, vilket i sin tur ökade ekologisk mångfald.
• Genetiska innovationer: Förändringar i utvecklingsgener (t.ex. Hox‑gener) kan ha möjliggjort nya kroppsplan och fler specialiserade organ och extremiteter.
• Mineraliseringsmekanismer: Förmågan att bygga hårda skal och skelett resulterade i bättre bevaringspotential och ökade ekologiska möjligheter.

Miljö, paleogeografi och klimat

Nästan allt detta nya liv fanns i haven. Det fanns lite liv på land förutom ett lager av mikrober. Det fanns grunda hav nära flera kontinenter, eftersom en superkontinent som kallades Pannotia hade brutits sönder i mindre bitar. Haven var varma och det fanns ingen is vid Nord- och Sydpolen. Många djur med hårda skal dök upp för första gången under början av kambriska. Höga havsnivåer och vidsträckta kontinentalsocklar skapade stora habitat med grundt vatten där kalkplattformar och koralliknande samhällen kunde utvecklas.

Viktig fauna och ekologiska nischer

Trilobiter blev särskilt framträdande och användes senare som viktiga biostratigrafiska markörer eftersom de utvecklades snabbt och hade utbredda utbredningsområden. Andra viktiga grupper var brachiopoder, armfotingar, olika slags blötdjur, samt tidiga leddjur som visade komplexa beteenden. Många kambriska djur levde som bottendjur (benty), filtrerare eller rovdjur, och komplexa ekosamhällen med näringskedjor etablerades.

Bevarande och fossilfynd

Mjukdelbevarandet i vissa lager (så kallade Lagerstätten) ger unik insikt i kambriska organismernas anatomi och beteende. Dessa fynd gör att forskare kan rekonstruera hur tidiga djur såg ut, hur de levde och hur olika kroppsplan relaterar till dagens djurgrupper. Hårda delar som skal och skelett från kambrisk tid är ofta väl bevarade i sedimentära bergarter och utgör grunden för mycket av den paleontologiska kunskapen om perioden.

Avslutning: efterverkningar och vidare utveckling

Mot slutet av kambrium och in i ordovicium skedde flera förändringar i biodiversitet och klimat, inklusive utdöendepulser som förändrade sammansättningen av marina faunor. Kambrium lägger grunden för den efterföljande explosiva diversifieringen under ordovicium när nya ekologiska roller och komplexa marina samhällen fortsatte att utvecklas. Kambrium är därför en avgörande period för att förstå uppkomsten av den moderna faunan och de evolutionära processer som format livet på jorden.

Fossiler

Fossil från kambrisk tid visar ibland hur mjukdelarna såg ut, till skillnad från de flesta fossil där mjukdelarna försvinner. Fossil från Burgess Shale i Ontario, Kanada, är exempel på fossil med mjukdelar. Här är några livsformer som först dök upp under kambrisk tid, med de äldsta först:

• De första Cnidaria och troligen anneliderna för cirka 580 miljoner år sedan, under Ediacaranperioden.
• Små skalfossil (SSF), inklusive de första blötdjuren och brachiopoderna, för cirka 537 miljoner år sedan.
• De första trilobiterna för cirka 526 miljoner år sedan.
• De första tagghudingarna, för cirka 522 miljoner år sedan.
• De första kräftdjuren för cirka 510 miljoner år sedan.

Det är inte alltid klart vilket fylum ett fossil ska placeras i. Därför finns det fossiler som fortfarande diskuteras flera år efter att de upptäcktes.

Så här förändrades havsbotten under kambrisk tid.

Frågor och svar

F: Vilken period av den paleozoiska eran är kambriskan?

F: Hur länge varade den?

F: Vad föregick och följde den kambriska perioden?

F: Varför har vi en bättre förståelse för kambriska djur än för vissa senare perioder?

F: Hur såg livet ut före och under den kambriska perioden?

F: Var uppstod det mesta av detta nya liv?

Sök med bokstav