La tasa esperada para nuevos filosurgir de novo, como predicho por la teoría de Darwin, seguiría una curva logarítmica o exponencial relativamente lisa en el tiempo. Como resultado de pequeños cambios incrementales en el tamaño y complejidad de los organismos vivos basados en una larga serie de mutaciones aleatorias del código genético, seguidos por períodos intermedios de ensayo y error que resultan en la selección natural del más apto, uno esperaría encontrar un rastro De fósiles que muestran cambios incrementales de los filos primitivos, comenzando con una organización simple y un plan corporal, llevando a través de muchas etapas progresivas a arreglos morfológicos más complejos de las partes del cuerpo, características de los filos más avanzados. Uno esperaría entonces ver un espectro continuo prolongado de nuevos filo extendido sobre eones de tiempo, mostrando un patrón de ramificación como nuevas formas ramifican aleatoriamente en direcciones diferentes.
Pero esto no es lo que sucedió basándose en los registros fósiles. Durante la Explosión Cámbrica, registrada tanto en los depósitos fósiles inicialmente estudiados en la pizarra de Burgess en el este de Columbia Británica, Canadá, descubiertos por Charles Doolittle Walcott en 1909, como en los fósiles más recientemente conservados y más detallados del período cámbrico hallados en China Cerca de Chengjiang, surge una historia muy diferente. Ambos depósitos, situados casi a la mitad del mundo entre sí, muestran una imagen sorprendentemente similar de un Big Bang Biológico , en el que muchos filo y reconocidos planos del cuerpo, aparecieron durante un instante de tiempo geológico que representa aproximadamente 0,1% de la historia geológica total de la Tierra.
Pero, ¿por qué no encontramos evidencia fósil de organismos precursores más simples que muestran una progresión gradual de la complejidad que conduce a cada plan individual de cuerpo único característico de cada filo? De hecho, hay muy poca evidencia de las formas intermedias de cualquiera de los filos. Los filo identificados muestran una considerable estabilidad morfológica. En otras palabras, no somos capaces de aislar fósiles que muestren evidencia significativa de organismos más simples que progresan gradualmente en complejidad, llevando al plan corporal más avanzado de los filos observados. Tampoco encontramos registros fósiles ni en un tiempo geológico específico ni en toda la historia geológica en la que hay evidencia morfológica de una larga serie de etapas progresivas graduales que enlazan los filos o que confirman una progresión evolutiva de organismos más simples.
Una discusión de todos los filo identificados en los depósitos fósiles cambrianos está más allá del alcance de este documento, pero un breve listado y discusión de los más familiares, parece apropiado. Éstos incluyen: Brachiopoda, Eldoniaioda, Annelida, Ctenophora, Hyolitha, Chordata, y Arthrodada.
Chordata, caracterizado por la presencia de un notocordio, incluye a todos los vertebrados. Un hallazgo interesante en el depósito fósil de Chengjiang es la presencia de los tres subfilo de Chordata, Cephochordata, Craniata, y Urochordata.
Stephen Jay Gould, en su libro Wonderful Life, The Burgess Shale y The Nature of History, plantea dos preguntas relacionadas con la Explosión Cámbrica: "¿Por qué la vida multicelular apareció tan tarde? ¿Por qué estas criaturas anatómicamente complejas no tienen ningún efecto directo, simple o precursor en el registro fósil de los tiempos Precámbricos? "
Los depósitos fósiles del período cámbrico en China muestran con la mayor precisión los detalles finos incluso de muchas partes de partes blandas: "Los sedimentos cambrianos más bajos cerca de Chengjiang han conservado fósiles de tan excelente calidad que tejidos y órganos blandos, tales como ojos, intestinos, estómagos, , Los órganos sensoriales, la epidermis, las cerdas, las bocas, y los nervios, se pueden observar en detalle Incluso los embriones fosilizados de esponjas están presentes en los estratos Precambrian cerca de Chengjiang.
"Los estratos de nivel cambriano muestran partes blandas del cuerpo de organismos parecidos a las medusas (conocidos como Eldonia), como radiación de canales de agua y anillos de nervios. Estos fósiles incluso incluyen el contenido intestinal de varios tipos diferentes de animales y residuos de alimentos no digeridos en sus heces ".
El trabajo reciente realizado por Michael S. Y. Lee y sus colegas en la Universidad de Adelaide, comparó las tasas relativas de desarrollo evolutivo morfológico y desarrollo molecular durante la Explosión Cámbrica, a que desde el período Cámbrico hasta los tiempos modernos. Ellos eligieron estudiar los artrópodos ya que son un grupo tan grande y diverso de animales vivos durante el período Cámbrico, así como desde entonces.
"Usando 395 caracteres morfológicos, 62 genes de codificación de proteínas y 20 puntos de calibración del registro fósil, los autores dedujeron las historias evolutivas usando una serie de diferentes métodos analíticos, y sus resultados de relación son consistentes con otras investigaciones recientes". Concluyeron que la tasa evolutiva de cambio morfológico durante el período cámbrico fue cuatro veces la tasa promedio desde el período cámbrico, mientras que la tasa media estimada de evolución molecular durante el período cámbrico fue cinco veces la tasa promedio desde ese momento. (véanse las figuras 1 y 2 infra).
Las tasas de evolución morfológica y molecular en los artrópodos aumentaron de 4 a 5 veces durante la Explosión Cambriana. Cortesía de Current Biology. Figuras uno y dos.
Es muy afortunado haber encontrado un lecho de fósiles que arroja ejemplares magníficamente conservados en los que muchas de las partes blandas pueden ser claramente identificadas y se conserva una morfología detallada y fina. El valor informativo de estos lechos fósiles se multiplica debido a la iluminación que proporcionan en un período tan crítico y único en la historia evolutiva de la vida en nuestro planeta. Si los paleontólogos estaban cautivados al encontrar los fósiles de Burgess Shale, se puede suponer razonablemente que estaban extáticos con el descubrimiento del lecho de fósiles de Chengjiang. En general, los organismos sin estructuras esqueléticas rara vez dejan registros fósiles de su existencia. En el caso de la Explosión Cámbrica, encontramos que las páginas del gran libro de piedra de la historia geológica que cubre la Explosión Cámbrica, están entre las mejor conservadas en todo el libro.
Durante el tiempo de Darwin, la datación exacta de las rocas por medios radiométricos no estaba disponible. Los fósiles se clasificaron en base a las relaciones filogenéticas. En el momento del descubrimiento de los yacimientos de fósiles de Burgess Shale, la mejor estimación de su edad fue durante el período cámbrico, que se cree que comenzó hace aproximadamente 570 millones de años y terminó hace 510 millones de años.
Esto proporcionó una ventana de 30 a 60 millones de años para la formación de los fósiles de Burgess Shale. En 1993 se identificó un depósito cámbrico en Siberia que contenía cristales de zircon en las proximidades, justo encima y justo debajo. Sobre la base de datación radiométrica se encontró que eran de 525 millones y 530 millones de años. Las mediciones muy precisas estrechan la ventana de deposición de fósiles que establecen la Explosión Cámbrica de organismos vivientes a un instante en tiempo geológico. Situada en la perspectiva de un día de 24 horas representando la historia total estimada de la vida en la Tierra, estimada en aproximadamente tres mil millones de años, la Explosión Cámbrica ocupó alrededor de medio minuto a principios de la primera hora de vida multicelular en nuestro planeta.
Este escenario tiene poca semejanza con el proceso descrito por Darwin en el cual él vislumbró los organismos vivos que exhibían una serie extendida de numerosas, ligeras modificaciones durante un período de tiempo largo, resultando eventual en los nuevos planes del cuerpo que eran mejor adaptados al ambiente y más capaces de la supervivencia .
Otro factor inesperado que caracteriza a los organismos representados por la Explosión Cámbrica es la aparente aparición repentina de organismos representativos de la mayoría de los filos, aparentemente coexistiendo juntos. Los filo representan los niveles más altos de las divisiones de la vida animal según las entendemos.
En un instante de tiempo geológico, la mayoría si no todas las divisiones principales de la vida animal hicieron su aparición. En lugar de un desarrollo ascendente de las formas de vida más sencillas, impulsadas por mutaciones genéticas aleatorias que causan numerosas y pequeñas alteraciones en la morfología y la fisiología que resultaron beneficiosas para su supervivencia, eventualmente condujeron a múltiples grandes divisiones distintas de organismos vivos, en el que estas divisiones principales de la vida animal muestran una gran parte de los planes del cuerpo que nunca aparecerán en la Tierra.Se podría concluir que la Explosión Cámbrica describe el "origen de los filos" en lugar del "origen de las especies". El origen de la especie vendría mucho más tarde después de un extenso tamizado y clasificación de las formas básicas de vida, llevando finalmente a la fenomenal diversidad de la vida organismos que todos observamos en todas partes.
Con el paso del tiempo, el dilema básico que enfrenta el darwinismo ha cambiado. Una vez más, Gould resume la situación sucintamente: "Darwin ha sido reivindicado por un rico registro precámbrico, descubierto en los últimos treinta años, pero el carácter peculiar de esta evidencia no coincide con la predicción de Darwin del continuo aumento de la complejidad hacia la vida cámbrica. El problema de la explosión cámbrica ha permanecido tan obstinado como siempre, si no más, ya que nuestra confusión ahora descansa en el conocimiento, más que en la ignorancia, sobre la naturaleza de la vida precámbrica ".
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