“I see trees of green, red roses too, I see them bloom for me and you, and I think to myself, what a wonderful world.”

Neil Armstrong, în timp ce pedala în Turul Franței

De la gângăniile care îți provoacă anxietate, prădători precum tigrii și leii și vastele păduri de conifere și foioase până la plantele de apartament, paraziții și pisica din dotare, viața de pe Pământ este minunat de diversificată. Oamenii de știință estimează că în momentul de față cam 8,7 milioane de specii numesc Pământul Acasă (plante, animale, bacterii, etc). Din astea 8,7 milioane, știința știe de cam 1,2 milioane de specii, deci 86% din ele sunt încă necunoscute. Te ia cu amețeală doar când te gândești că din toate speciile cunoscute, tu și eu știm să numărăm doar vreo 30-50 (dacă ne chinuim), adică vreo 0,0025%-0,0042%. Un număr infffiiiiiim. Dar toată diversitatea asta a avut un început, nu? Că doar suntem oameni mari și știm că viața pe Pământ nu a apărut din start cu diversitatea la pachet. Da, a fost un moment în istoria vieții pe Pământ în care aceasta a explodat ca diversitate într-un eveniment pe care oamenii de știință îl numesc poetic Marea Explozie a Vieții din Cambrian. Înainte de a vorbi despre asta, însă, trebuie să vizităm un loc cum nu ai mai văzut: Grădina Ediacara.

Fauna din Ediacara ©Ryan Somma
Fauna din Ediacara
©Ryan Somma

Saltele și pungi pe fundul oceanului

Acum vreo 630 milioane de ani, viața o ducea relativ bine. Tocmai scăpase ca prin urechile acului de două catastrofe (despre care am vorbit mai pe larg în Inspiră, expiră) care au avut groaznicul potențial de a distruge viața de pe Pământ înainte ca ea să apuce să facă ceva notabil precum brânza Camembert sau deodorantul.

  • Primul eveniment de genul ăsta a fost Marele Eveniment de Oxigenare (Catastrofa Oxigenului), când algele verzi-albastre (cianobacteriile) au început să pompeze atâta oxigen în atmosferă încât a dus la otrăvirea organismelor care nu aveau nevoie de el (erau destule, aia era norma pe atunci);
  • Al doilea eveniment a fost o consecință a Catastrofei Oxigenului: o perioadă care se numește Criogenian, când datorită unui dezechilibru de gaze din atmosferă întreg Pământul a înghețat de la poli la ecuator, iar viața abia a supraviețuit la fundul oceanului.
Fauna din Ediacara. ©John Sibbick
Fauna din Ediacara.
©John Sibbick

Trecuseră două miliarde de ani de când cianobacteriile au început să pompeze pentru prima dată oxigen în atmosferă; viața trecuse deja printr-o grămadă de peripeții, dar acum totul se stabilizase. Țărmul era complet pustiu, fără orice urmă de viață pe el. În oceane, însă, se întâmplase ceva cu adevărat ciudat în tot timpul ăsta.

“Mamă, asta a fost la mustață.” Probabil asta și-au zis bacteriile supraviețuitoare, după ce s-au văzut scăpate ca prin urechile acului. Spun asta pentru că ceva mai încolo au înțeles că probabil au mai multe șanse de supraviețuire dacă se adună toate într-un singur loc. S-au legat una de cealaltă, s-au specializat fiecare pe ceva și au dat naștere unor organisme care nu se mai văzuseră niciodată până atunci: în premieră mondială, organismele multicelulare își făcuseră intrarea pe scena vieții.

Fosila unui exemplar de Charnia, din perioada Ediaca, acceptat ca fiind primul organism complex. Seamănă cu o frunză, dar nu e. Nici măcar nu e plantă. Nici animal nu e.
Fosila unui exemplar de Charnia, din perioada Ediaca, acceptat ca fiind primul organism complex. Seamănă cu o frunză, dar nu e. Nici măcar nu e plantă. Nici animal nu e.

Și cât de ciudate erau! Titlul capitolului de față nu este o aluzie la poluarea din oceanele secolului XXI, ci descrie cam cum arătau ele: ca niște pungi sau saltele imobile care stăteau pe fundul mării de unde își absorbeau nutrienții. Aceasta este fauna din Ediacara. Partea dubioasă e că nici nu știm exact ce erau: aceste organisme numite vendobionte nu erau nici animale, nici plante. Poate că îți aduc vag a niște meduze sau ceva de genul, dar adevărul e că nu au termen de comparație în ceea ce privește flora sau fauna din ziua de azi. S-a sugerat că ar fi putut fi licheni, alge, protiste, ciuperci sau colonii microbiale, dar nu știm exact. De asemenea, din câte am descoperit până acum, nu aveau nici picioare, nici tract digestiv. Ce știm cu siguranță despre ele este că n-aveau nici schelet, nici cochilie, nici fălci. Erau foarte moi, iar ăsta este și unul din lucrurile care ne împiedică să aflăm mai multe despre ele: neavând părți tari (schelet sau cochilie), ele s-au fosilizat foarte foarte greu.

 De unde știm cum arătau aceste organisme?
O mare parte din ce știm despre viața de acum miliarde de ani până în prezent se datorează fosilelor, care sunt de fapt și de drept pietre. Mai exact sunt niște pietre care au luat forma animalelor sau plantelor moarte. Ai crede că este destul de ușor, dar nu: ai nevoie de o doză destul de mare de noroc, dacă vrei să devii fosilă. Trebuie să fii îngropat în tipul potrivit de noroi sau mâl, tipul ăla care se va întări mai încolo și va forma rocile sedimentare.

Fosilă de amonit, probabil de tipul al treilea. Asta pentru că amonitul avea cochilie.
Fosilă de amonit. Creatura asta a apărut după Cambrian, acum 400 de milioane de ani în Devonian. Avea cochilie, deci a putut să se fosilizeze chiar ok.

Să presupunem că un animal mort ajunge să fie cufundat în mâl. Practic, există trei tipuri de fosilă în care acesta se poate transforma:

  • Normal, corpul animalului tinde să dispară, fiind mâncat de diverse bacterii, dar dacă mâlul din jurul acestuia se solidifică și devine rocă sedimentară, se crează un fel de imagine în negativ a animalului, o amprentă vagă;
  • Un al doilea tip de fosilă este când acea matriță, acea imagine în negativ este umplută de alte sedimente, care prin solidificare formează o imagine în pozitiv a exteriorului animalului.
  • Dar cea prețioasă formă de fosilă este cea în care atomii (și moleculele) din corpul animalului mort sunt înlocuiți unul câte unul de atomii mineralelor din apă, care se cristalizează și devin rocă. Dacă ai noroc, nu este fosilizat doar exteriorul animalului, ci și interiorul. Astfel, detalii fine sunt reproduse pentru eternitate.

 

 Schimbarea la viață

Boom-graphic

Nu știm ce s-a întâmplat la sfârșitul perioadei Ediacara. Avem niște ipoteze și dovezi care par să confirme o bună parte din ele, dar cam atât. Avem o idee vagă. Tot ce știm e că timpul nu mai avea răbdare. Acum 542 de milioane de ani abia începuse perioada numită Cambrian care a adus cu ea un eveniment cum nu a mai văzut Pământul până atunci și de atunci, un eveniment aparent atât de miraculos încât paleontologii îi spun Marea Explozie a Vieții din Cambrian (sau Marea Explozie din Cambrian). 

Nu te lăsa păcălit de cuvântul explozie. Este o metaforă. Îi spunem așa pentru că s-a petrecut într-un timp extrem de scurt la scară geologică (ăsta-i termenul cheie). În ani omenești Marea Explozie din Cambrian a durat între 20 și 25 de milioane de ani. Niște ani uimitori în care toată viața de până atunci s-a diversificat brusc, iar în oceane au apărut creaturi chiar mai dubioase decât vendobiontele, creaturi care arătau cam așa:

cambrian2

Fosilă de trilobit.
Fosilă de trilobit.

Era o debandadă totală. Pe unde înotai dădeai de un animal total diferit de ce văzusei până atunci. Odinioară fundul oceanelor era locul în care vendobiontele se hrăneau liniștite, dar acum este ciuruit și are o grămadă de găuri în el; acolo trăiesc un soi de viermi. Lângă unul din aceste bârloguri, totuși, se vede ceva ciudat: niște urme cam de 1 cm făcute de niște piciorușe care duc aici și alte urme de săpat. Viermele nu mai este în bârlog. Pesemne că ceva l-a mâncat.

Făptașul gurmand este o creatură numită trilobit, un artropod care e rudă foarte îndepărtată a insectelor și arahnidelor din ziua de azi. Deși nu arată a cine-știe-ce, este unul din primele animale care și-a dezvoltat o armură din keratină, picioare și gură. Un adevărat campion, a rezistat și s-a plimbat liniștit pe fundul oceanelor cam 271 de milioane de ani până la sfârșitul perioadei Permian, când a dispărut în urma Marii Extincții din Permian-Triasic (cea mai mare extincție din istoria Pământului, când au dispărut 97% din viețuitoarele din apă și 70% din vertebratele de pe uscat). Dar nu este singur…ceva mai încolo de bârlogul de vierme a apărut un trilobit căruia pare să-i lipsească o porțiune rotundă din armură. Nu pare a fi o rană recentă, pentru că e în curs de vindecare (deci armura a trecut testul cu brio), dar pare să fi fost făcută de un alt animal, ceva mai mare.

Anomalocaris era prădătorul de top al acelor vremuri. În imaginea mare de deasupra el este cel mai mare dintre animale și chiar era un adevărat gigant: putea să ajungă până la 1 metru lungime. Ei, hai, nu râde! Da, ție îți ajunge acum până la genunchi, cel mult, dar pe vremea aia chiar era uriaș. Unul din motivele principale pentru care era un prădător de succes era acela că avea ochi compuși (cum au muștele) cu vreo 16.000 de lentile și o gură în formă de disc.

Anomalocaris și trilobitul reprezintă foarte frumos zeitgeist-ul din Cambrian: animalele de acum erau foarte diferite și mult mai cumplexe decât cele din Ediacara. Aveau corpul divizat în segmente (ca la insectele și viermii actuali), iar celulele lor s-au specializat atât de mult și s-au grupat astfel încât au format adevărate organe. Din ce în ce mai multe animale erau dotate cu aparat respirator și circulator, esențiale furnizării mușchilor suficient oxigen și elemente nutritive care să le permită să elibereze energie: așa animalele din Cambrian au devenit mai mobile și mai rapide. Pe lângă asta, celulele sistemului nervos s-au grupat și au stabilit numeroase conexiuni pentru a reacționa mai bine la diferite situații.  În sfârșit, în zona capului au apărut organe senzoriale din ce în ce mai numeroase: antene, ochi, tentacule, toate astea permiteau animalelor să recepteze informațiile din mediul înconjurător. Totul devenise mult mai complex și mai diversificat, iar animalele erau niște adevărate monumente ale ciudățeniei naturii, cum ar fi Opabinia (pe care îl poți vedea in feature image-ul de deasupra cum mănâncă un Pikaia) sau Hallucigenia.

Hallucigenia este una din cele mai dubioase animale din Cambrian. Chestiile de sus sunt țepi, iar chestiile de jos sunt picioare, iar paleonotologilor le-a luat destul de mult să își dea seama de asta. Tipul ăsta avea între 0,5 și 3,5 cm lungim și da, numele lui vine exact de la ce crezi că vine.
Hallucigenia este una din cele mai dubioase animale din Cambrian. Chestiile de sus sunt țepi, chestiile de jos sunt tentacule folosite pe post de picioare, iar paleonotologilor le-a luat destul de mult să își dea seama de asta. Tipul ăsta avea între 0,5 și 3,5 cm lungime și da, numele lui vine exact de la ce crezi că vine.

 La cuțite

În Cambrian s-a accentuat o veritabilă cursă a înarmării care a început cu puțin timp înaintea debutului acestei perioade și a durat până în zilele noastre. A fost momentul în care fiecare animal a început să se ia la întrecere cu celălalt animal: colți, cochilii, dinți, ochi mai buni, tentacule, țepi, orice numai să te asiguri că nu o să fii mâncat sau, din contră, că o să mănânci. După caz. Dar de ce? Păi deși fauna din Ediacara a trăit într-o pace aproape universală, pe la sfârșitul acelei perioade cineva și-a dat seama că probabil primește mai multe substanțe nutritive dacă pur și simplu mănâncă alte animale vii multicelulare. Dacă exista și înainte de Explozia din Cambrian, nu era o practică foarte întâlnită, dar acum se dăduse milităria jos din pod. Au fost găsite cochilii fosilizate cu urme de mușcături sau de cicatrice: apăruseră primii prădători.

WiwaxiaBakay560
Wiwaxia

Acum marea scenă a vieții se împărțea în două: prădător și pradă. Prădătorul încerca să devină mai rapid, mai eficient în a-și omorî prada, iar prada urmărea să devină din ce în ce mai bună la disciplina încearcă-să-nu-mori. Cel mai probabil prădătorii au dat tonul acestei curse, devenind din ce în ce mai buni la prins și mâncat alte animale, după care s-a deșteptat și prada care și-a zis “gata, destul!” și s-a îmbrăcat în straie noi, fie cu o carapace, fie cu un soi de țepi (ca Wiwaxia, de alături). Ideea e că deși s-a dus pe apa sâmbetei orice șansă de a mai avea “pace mondială” cum era pe vremea faunei din Ediacara, această competiție prădător vs. pradă a dus la diversificarea fără seamăn în ceea ce privește viața.

Competiția aduce schimbare, iar schimbarea este mereu binevenită. Dacă vrei un exemplu mai la îndemână, uită-te în jur, în lumea tehnologiei. Dacă ești o companie hi-tech și nu ai competiție, cineva care să te amenințe că te mănâncă, nu o să îți îmbunătățești niciodată (sau o s-o faci, dar foarte greu) serviciile și tehnologia. Competiția te obligă să te schimbi, să o întreci atât pe ea cât și pe tine, să o apuci pe căi neexplorate până atunci. Ce ar fi fost Apple fără Microsoft? Ce ar fi fost Google fără Yahoo? Exemplele sunt destule.  Firește, fauna din Cambrian nu făcea nimic nobil, animalele doreau doar să supraviețuiască ca să se reproducă. Dar fiecare dintre ele (indiferent că vorbim de Hallucigenia de 0,5 cm sau de giganți precum Anomalocaris) a jucat un rol esențial în ce avea să devină fauna din prezent. Avem să le mulțumim pentru o grămadă de lucruri. Adică inclusiv noi oamenii.

Pikaia_BW
Pikaia

În timpul Marii Explozii din Cambrian au apărut toate încrengăturile vieții (în afară de una, Bryozoa, care a apărut mai târziu în perioada Ordovician) pe care le întâlnim și în ziua de azi. Chiar tu faci parte dintr-una din încrengăturile astea: una din cele mai importante apărute pe vremea aia e chordata, animale ce au coardă dorsală (un mănunchi de de nervi care merge dintr-un capăt în altul al corpului) din care fac parte și vertebratele. Atenție: nu toate chordatele sunt vertebrate, dar toate vertebratele sunt chordate. Pikaia a fost unul dintre primele astfel de animale și arăta ca un vierme, dar el era mai șmecher, că avea un fel de coloană vertebrală. Nu avea un cap bine definit, iar căutatul mâncării necesita noi metode de testare a ce se afla în fața “botului” lui Pikaia. Așa că și-a adunat și dezvoltat mai multe organe de simț (ale văzului, pipăitului și mirosului) în jurul gurii, care luau informația și o trimiteau la analizat într-o umflătură din capătul coloanei nervoase, umflătură ce avea să devină creierul în alte animale, mai târziu. Practic aproape tot ce vezi tu în jurul tău în viața de zi cu zi (care nu e insectă, arahnidă sau moluscă) este urmașul viermelui ăstuia.

Deși nu am vorbit deloc de plante, ele erau constituite din alge și fungi și nu s-au schimbat foarte mult în Cambrian. Deși flora era și ea destul de variată, nu se compara cu diversitatea faunei. Tot ce ai văzut în postarea asta reprezintă un număr mic din ce a existat între acum 542 și 485 milioane de ani în Cambrian: multe exemplare nici nu s-au fosilizat. Nu știm exact nici care a fost scânteia care a declanșat această explozie a vieții. Să fi fost evoluția ochilor? Oare s-a întâmplat datorită cursei înarmării? Poate că formarea stratului de ozon din acea perioadă este cauza. Sau poate concentrația crescută de calciu din oceane. Nu știm exact. Avem niște ipoteze, dar Marea Explozie din Cambrian este unul din marile mistere ale vieții pe Pământ. Dar putem fi cu toții de acord că ce bine că a avut loc! Pentru că diversitate.

“Yes, and I think to myself, what a wonderful world.”

Lance Armstrong, primul om ajuns pe Lună

Featured image by ©Plioart.