De Cambrische explosie

De Cambrische explosie - De biologische oerknal?
De Cambrische explosie is de naam voor de abrupte verschijning van een grote verscheidenheid aan organismen, vooral ongewerveld dieren, met harde (fossiliseerbare) lichaamsdelen in Cambrische gesteentelagen. De meeste wetenschappers nemen aan dat deze fossielen ongeveer 540 miljoen jaar oud zijn. Het gaat om complexe, ver ontwikkelde organismen met een groot aantal soorten gedifferentieerde cellen. Er wordt in het algemeen toegegeven dat een mogelijke evolutie van deze organismen uit eencellige voorouders in een dergelijk kort tijdsbestek bijzonder twijfelachtig is.

Het is mogelijk dat skeletloze organismen slechts weinig of geen fossielen achterlaten. We hoeven ons daarom niet te verbazen dat een zich evoluerende stam plotsklaps in het fossielenbestand verschijnt. Maar het is wel verrassend - tenminste binnen een evolutionistisch raamwerk - dat een dergelijke grote verscheidenheid aan fossiliseerbare vormen min of meer tegelijkertijd verschijnt. Het aantal radicaal verschillende lichaamsbouwen dat in zo'n korte geologische tijdsperiode (zo'n 13 miljoen jaar) is verschenen is groter dan enig ander. De abrupte en plotselinge verschijning van deze organismen is een van de grootste uitdagingen voor de evolutionaire biologie.

De Cambrische explosie - Valt het doek voor het Darwinisme?
Er zijn twee verklaringen die gegeven worden in een poging om deze plotselinge diversiteit uit te leggen: (1) de verschillende vormen verschenen aan het begin van het Cambrium uit een enkele gemeenschappelijke stam, waaruit al die verschillende vormen ontsproten, of (2) de diversiteit ontstond veel eerder. Als de verscheidenheid aan het begin van het Cambrium ontstond, dan verklaart dat tot op zekere hoogte waarom er geen fossielen van voorouderlijke organismen werden gevonden, maar het blijft dan nog steeds onverklaarbaar hoe de divergentie zo plotseling plaatsvond; de verschillende phyla verschillen zo veel van elkaar dat ze niet aan elkaar verwant kunnen zijn. Aan de andere kant is het buitengewoon vreemd dat alle stammen tegelijkertijd een fossiliseerbare fase bereikten, als de divergentie (waarmee de divergentie van de diverse levensvormen verklaard zou kunnen worden) geruime tijd vóór het Cambrium plaatsvond.

Een voorbeeld van een organisme dat in het Cambrium verscheen is de spons. Er zijn vier klassen van sponzen, die allemaal heel abrupt in het Cambrium zijn verschenen. Ondanks hun relatief eenvoudige lichaamsbouw verschillen de vier klassen duidelijk van elkaar en is de onderlinge verwantschap moeilijk te onderscheiden. Er zijn geen enkele overgangsvormen te vinden en er bestaat geen consensus over hun mogelijke evolutie uit een gemeenschappelijke voorouder. Ondanks hun primitieve vorm bevinden de sponzen zich in een klasse die vrijwel geïsoleerd is van de rest van het dierenrijk.

Een vergelijkbare situatie bestaat er wat betreft de geleedpotigen. De verschillende subphyla van trilobieten, degenkrabben en kreeftachtigen verschijnen in het Cambrium. Bovendien vertonen de kreeftachtigen een enorme diversiteit. Alle vier grote klassen van kreeftachtigen en een groot aantal klassen van de lagere taxa worden in het Cambrium aangetroffen. Maar ook in dit geval kunnen er - ondanks een overvloed aan fossielen - geen tussenvormen worden gevonden die een verband zouden kunnen leggen tussen de verschillende groepen en een gemeenschappelijke voorouder.

Een andere poging om de Cambrische explosie te verklaren draait om de aanname dat er in deze tijd een aanzienlijke toename van de hoeveelheid zuurstof plaatsvond, waardoor een versnelde evolutionaire vooruitgang werd gestimuleerd. Maar een dergelijke hypothese negeert de enorme onwaarschijnlijkheid van de vorming van biologische macromoleculen, ongeacht of zuurstof in overvloed aanwezig is of niet. Het raadsel wordt nog gecompliceerder, want naast de plotselinge verschijning van de verschillende phyla blijken ook de verschillende klassen binnen de meeste phyla min of meer tegelijkertijd te verschijnen.

De Cambrische explosie - Samenvatting
Wat er in het algemeen, kort samengevat, wordt voorgesteld is de uitzonderlijke toevalligheid dat deze verscheidenheid aan organismen met hun radicaal verschillende skeletstructuren allemaal binnen een relatief korte tijdsperiode hun fossiliseerbare fase bereikten. De Cambrische explosie roept de nodige vragen op aangaande het fossielenbestand. Ten eerste verschijnen belangrijke nieuwe soorten organismen plotseling en abrupt. Ten tweede verschijnt een groot aantal verschillende stammen ongeveer tegelijkertijd. Zij zijn allemaal al ver ontwikkeld. Er bestaat zo'n grote diversiteit dat ze onmogelijk een recente gemeenschappelijke voorouder konden hebben. Het lijkt ook onrealistisch dat een vergelijkbare vooruitgang onafhankelijk, vooral gelijktijdig, zou optreden in verschillende stamlijnen.

Leer meer!