Dowody skamielin

Zmineralizowane szkielety

Wczesne zapis eksplozji kambru jest oparty na skamieniałościach – głównie na wyglądzie zmineralizowanych szkieletów i złożonych skamieniałości śladowych. Typowe drobne elementy szkieletowe z tego czasu nazywane są „małymi skamieniałościami skorupiaków”. Stanowią one bardzo zróżnicowany asortyment sklerytów, drzazg, rurek i muszli, co sugeruje kilka różnych typów zwierząt. Niestety, wiele skamieniałości pozostaje słabo poznanych i trudno je sklasyfikować w znanych grupach taksonomicznych.

© Szwedzkie Muzeum Historii Naturalnej. Zdjęcia: Stefan Bengtson.

Wczesne zwierzęta żyjące w tubach. 1, Cloudina, jedno z najwcześniejszych zwierząt o zmineralizowanym szkielecie wzmocnionym kalcytem (późny neoproterozoik). 2, Aculeochrea, z rurą wzmocnioną aragonitem (warstwy graniczne prekambryjsko-kambryjskie). 3, Hyolithellus, zwierzę wzmacniające swoją rurkę fosforanem wapnia (wczesny kambr). 4, Olivooides, prawdopodobnie polip z kosmyka. 5, zarodek przed wykluciem Olivooides. Słupki podziałowe = 0,1 mm.

© Szwedzkie Muzeum Historii Naturalnej. Zdjęcia: Stefan Bengtson.

© Szwedzkie Muzeum Historii Naturalnej. Zdjęcia: Stefan Bengtson.

Około 521 milionów lat temu trylobity po raz pierwszy pojawiły się w kambryjskim zapisie kopalnym. Te opancerzone zwierzęta miały trzy grzbietowe części muszelkowe – głowicę (głowę), segmentową klatkę piersiową (tułów) i pygidium (część ogonową). Trylobity ostatecznie stały się jedną z najbardziej wszechobecnych grup organizmów bezkręgowych w morzach paleozoicznych. Przetrwały przez prawie 300 milionów lat, a ich skamieniałości można znaleźć od kambru po perm.

Eoredlichia takooensis, wczesny (dolnokambryjski) gatunek trylobitów z Emu Bay Shale na wyspie Kangur w Australii. Długość próbki = 6 cm.

© Królewskie Muzeum Ontario. Zdjęcie: David Rudkin.

Skamieniałości śladowe i rewolucja podłoża kambru

Skamieniałości śladowe również stają się znacznie bardziej złożone i zróżnicowane w skałach wczesnego kambru. Podczas późnego ediacaranu metazoany wytwarzały tylko proste poziome ślady na powierzchni dna morskiego. Począwszy od kambru, zwierzęta zaczęły tunelować w pionie przez osady i wykazywać bardziej zróżnicowane zachowania, dostarczając pośrednich dowodów na to, że ruchliwe zwierzęta dwubocznie dwuosobowe o zróżnicowanych tkankach i narządach już ewoluowały.

Śladowe skamieniałości wczesnego kambru. Treptichnus pedum z piaskowca Mickwitzia w dolnym kambrze, Szwecja (Szwedzka Służba Geologiczna, Uppsala). Skala = 1 cm.

© University Lyon 1. Zdjęcie: Jean Vannier.

Powstanie tych dwulaterów trwale zmieniło charakter dna morskiego, wydarzenie powszechnie określane jako kambryjska rewolucja na podłożu.

W prekambrze górne warstwy błota, piasku lub mułu na dnie morskim pozostawały stosunkowo twarde dzięki matom bakteryjnym, które pokrywały i stabilizowały powierzchnię. Maty te służyły również jako podstawowe źródło pożywienia dla organizmów ediacaran zdolnych do wypasu na dnie morskim (patrz Kimberella). Żerujące zwierzęta kambru były w stanie przedrzeć się przez maty mikrobiologiczne, ubijając osad pod spodem i czyniąc go bardziej zupłym. Norywacze mogli rozpocząć drążenie tuneli, aby uzyskać dostęp do nowych źródeł pożywienia (takich jak zatopione zwłoki organizmów planktonowych zakopanych na dnie morskim) lub uciec przed drapieżnictwem, kopiąc głęboko w podłożu.

Zmiany w typach podłoża podczas kambryjskiej rewolucji substratowej. Po lewej, okres prekambryjski; racja, okres kambru.

Nory otworzyły nowe nisze ekologiczne pod dnem morskim, ponieważ woda i tlen mogły teraz dostać się do warstw osadów. W tym samym czasie maty bakteryjne były stopniowo niszczone i przenoszone do bardziej ograniczonych siedlisk (tj. W środowiskach niekorzystnych dla zwierząt). Uważa się, że ta zmiana w podłożu jest częściowo odpowiedzialna za wyginięcie bioty ediacaran. Inne czynniki (takie jak zmiana chemii wody lub wzrost drapieżników) również mogły odegrać ważną rolę w ich wyginięciu (patrz powyżej).

Rewolucja zmieniła niegdyś jednolite dno morskie w niejednorodną mozaikę , otwierając wiele nowych nisz dla zwierząt – w tym tych z Burgess Shale – do wykorzystania.

Burgess Shale-Type Deposos and Burgess Shale Biota

Wyjątkowo dobrze zachowane miękkie skamieniałości z epoki kambryjskiej zostały po raz pierwszy opisane z łupków Burgess ponad 100 lat temu. Obecnie na całym świecie znaleziono dziesiątki złóż typu Burgess Shale z porównywalnymi zbiorowiskami skamieniałości. Złoża te występują zwykle w warstwach skał dolnego i środkowego kambru, ale mogą sięgać nawet wczesnego ordowiku.Złoża te charakteryzują się podobnym sposobem zachowania zwanym „konserwacją typu łupków z Burgess”.

Najbardziej godne uwagi miejsca to te zlokalizowane wokół pierwotnej lokalizacji Burgess Shale w Kanadzie (Walcott Quarry w Parku Narodowym Yoho w Kolumbii Brytyjskiej), wraz z łupkami Maotianshan w Chinach (z których Chengjiang w prowincji Yunnan jest najbardziej znany).

Inne znaczące zdarzenia obejmują złoża Kaili w Chinach i stanowiska w zachodnich Stanach Zjednoczonych Ameryki (formacje Spence Shale i Marjum i Wheeler w Utah, formacja Pioche w Nevadzie), Grenlandii (Sirius Passet) i Australii (Emu Bay Shale).

Złoża w Utah

Ogólna wychodnia formacji margjum i Wheeler w środkowym kambrze , Utah, USA.

© Pomona College. Zdjęcie: Robert Gaines.

Acinocricus cricus, część lobonoga ze Spence Shale.

© Królewskie Muzeum Ontario. Zdjęcie: Jean-Bernard Caron.

Obrazy krajobrazów i skamieniałości z różnych złóż typu Burgess Shale w Utah.

© Pomona College. Zdjęcia: Robert Gaines (krajobrazy) i Royal Ontario Museum. Zdjęcia: Jean-Bernard Caron (okazy kopalne).

Zobacz transkrypcję | Wyświetl mp4 | Zobacz mp4 w niskiej rozdzielczości

Sirius Passet

Widok z lotu ptaka Sirius Passet na Grenlandii.

© Natural Muzeum Historyczne Danii (Muzeum Geologiczne). Zdjęcie: David Harper.

Typowy stawonóg podobny do naraoidów z Dolnego Kambru (książka = 20×12 cm).

© Muzeum Historii Naturalnej Danii (Muzeum Geologiczne). Zdjęcie: David Harper.

Skamieniałości z rejonu Sirius Passet z dolnego kambru na Grenlandii.

© John Peel

Zobacz transkrypcję | Wyświetl mp4 | Zobacz mp4 w niskiej rozdzielczości

Chengjiang

Wzgórze Maotianshan w Chinach, gdzie odkryto pierwsze skamieniałości dolnego kambru Chengjiang, w tym Naraoia spinosa ( patrz poniżej). Nazwa Chengjiang pochodzi od pobliskiej wioski w prowincji Yunnan.

© Nanjing Institute of Geology and Paleontology Chinese Academy of Science. Zdjęcie: Fangchen Zhao

© Nanjing Institute of Geology and Paleontology Chinese Academy of Science. Zdjęcia: Maoyan Zhu

Skamieniałości z rejonu Chengjiang z Dolnego Kambru w Chinach.

© Nanjing Institute of Geology and Paleontology Chinese Academy of Science. Zdjęcia: Maoyan Zhu

Wyświetl transkrypcję | Wyświetl mp4 | Zobacz mp4 Lo-Res

Kaili

Widok szlakiem prowadzącym do miejscowości Kaili środkowokambryjskiej w prowincji Guizhou w Chinach.

© Królewskie Muzeum Ontario. Zdjęcie: Jean-Bernard Caron.

Kilka okazów szkarłupni pierwotnej Sinoeocrinus (po lewej) (rozmiar = 12 cm) i jeden okaz stawonoga Marrella (po prawej) (rozmiar = 6,4 cm). Jest to jedyne wystąpienie Marrella poza stanowiskami Burgess Shale w Parku Narodowym Yoho.

© Nanjing Institute of Geology and Palaeontology, Chinese Academy of Sciences. Zdjęcia: Jih-Pai Lin.

Zatoka Emu

Po lewej: Ogólny widok wykopalisk dolnego kambru w zatoce Emu na kangurze Wyspa, Australia (październik 2010); po prawej, Palaeoscolex, pospolity robak kopalny z tego stanowiska (rozmiar = 9 cm).

© University of New England. Zdjęcia: John Paterson.

Nektoniczny stawonóg Isoxys (rozmiar = 7 cm).

© University of New England. Zdjęcie: John Paterson.

W porównaniu do konwencjonalnych złóż kopalnych, w których zazwyczaj zachowane są tylko pozostałości bardziej wytrzymałych części ciała, złoża typu łupków z Burgess zapewniają znacznie pełniejszy obraz normalnej społeczności morskiej w Kambrze. We współczesnych warunkach morskich zwierzęta ze zmineralizowanymi częściami ciała (muszle, pancerze itp.) Stanowią tylko niewielki składnik całkowitej różnorodności. Dzieje się tak również w przypadku większości złóż typu Burgess Shale, w których zespół szelini zwykle stanowi niewielki procent zebranych okazów. Tak więc bez skamieniałych szczątków organizmów o miękkich ciałach, zwłaszcza z łupków z Burgess, nasza wiedza o ekosystemach kambru byłaby niezwykle ograniczona.

Podobieństwa między różnymi osadami łupkowymi typu Burgess na całym świecie sugerują, że ekosystem głębinowy był geograficznie jednolity i ewolucyjnie konserwatywny od dolnego do co najmniej środkowego kambru (tj. podobne typy skamieniałości zwierząt są odzyskiwane dzięki temu cały okres obejmujący co najmniej 15 milionów lat). Charakterystyczne zgrupowanie organizmów jest często określane jako biota typu Burgess Shale.

Powrót do góry