De Cambrische levensexplosie vond plaats rond 541 miljoen jaar geleden, wat naar geologische maatstaven kort is, na een massa-extinctie die waarschijnlijk veroorzaakt werd door komeetinslagen[1]. Twee grote inslagkraters stammen uit dezelfde tijd als deze massa-extinctie: Acraman en Beaverhead[2]. De komeetinslag-hypothese wordt verder versterkt door de ontdekking van typische markeringen van komeetinslagen zoals concentraties van iridium, osmium en platinum[3] op de grens tussen het Precambrium en het Cambrium.

Tijdens deze uitzonderlijke levensexplosie verschenen bijna alle huidige 31 dierlijke fyla[4] vrij plotseling[5]:

Royal Ontario Museum
© Royal Ontario Museum
De Cambrische explosie markeerde het verschijnen van de meeste fyla
De dieren uit het Cambrium onthullen een niveau van complexiteit[6] dat vergelijkbaar is met dat van moderne dieren, hoewel hun morfologie verschilt. Deze evolutionaire sprong is des te verbazingwekkender omdat vóór de Cambrische explosie de meeste organismen eencellig waren, naast een minderheid van enkele zeer eenvoudige meercellige organismen.

Over het algemeen waren er geen fossiele dierlijke resten in de precambriumlagen, maar daarna verschenen onvergelijkbaar complexere dieren zoals de trilobiet, die tot 4,5 kilogram woog[7] en meer dan 45 centimeter[8] lang was, met volledig ontwikkelde ogen, poten, een spijsverteringsstelsel en een uitwendig skelet:

Alias Collectie
© Alias Collection
​Fossiel van een trilobiet Paraceraurus uit de rivier de Volchov, Rusland.

Na zijn plotse verschijning evolueerde de trilobiet niet noemenswaardig over een periode van 300 miljoen jaar tot aan zijn verdwijning tijdens de Perm - Trias-massa-extinctie van 252 miljoen jaar geleden. Een nauwe verwant[9] van de trilobiet is de degenkrab, die een vergelijkbaar uitwendig skelet heeft[10] en nog steeds voorkomt.

Warren1225
© Warren1225
Degenkrab, een nauwe verwant van de trilobieten
Een nog opvallender voorbeeld van een honderden miljoenen jaren durend bestaan zonder enige waarneembare ontwikkeling, is de tardigrade, ook wel beerdiertje genoemd. Het is een microscopisch maar complex diertje dat plotseling verscheen tijdens de Cambrische[11] explosie en vandaag de dag nog steeds overal op aarde te vinden is, van bergtoppen tot de diepe oceanen en van tropische bossen tot Antarctica[12]. Tardigraden leven zelfs in uitbarstende moddervulkanen[13].

Eye of Science
© Eye of Science
​Foto van een tardigrade genomen met een elektronenmicroscoop
En nog opvallender is de ribkwal, die tijdens de Cambrische explosie plotseling verscheen. Nauwe verwanten van de ribkwal leven nog steeds, maar de Cambrische ribkwal had een complexer zenuwstelsel dan zijn moderne afstammelingen[14].

Holly Sullivan
© Holly Sullivan
Artistieke impressie van een ribkwalfossiel
De plotselinge verschijning van trilobieten zonder bekende voorouders bracht Charles Darwin ertoe dit te kwalificeren als "ongetwijfeld een ernstig probleem[15]". Hij had daaraan moeten toevoegen "...voor de geloofwaardigheid van mijn theorie van geleidelijke willekeurige evolutie."

Trilobieten vormen geen geïsoleerd geval van plotselinge verschijning [van nieuwe soorten]. Zeedieren zoals zee-egels en zeesterren hebben ook "snelle, uitgebreide innovatie" laten zien:
Het herstel [van het leven in het Cambrium] gaat gepaard met een aanzienlijke biogeografische complexiteit. [...] De perfect bewaarde echinodermata-fauna [stekelhuidigen] van de Famennien Hongegulung Formatie in het noordwesten van China toont snelle, uitgebreide innovatie onder blastoïden en crinoïden[16].
De Cambrische explosie van leven op aarde bracht plotseling tienduizenden nieuwe complexe diersoorten voort, waaronder een verscheidenheid aan wormen, weekdieren, brachiopoden, stekelhuidigen, geleedpotigen en vissen - om er maar een paar te noemen[17].

[1] Signor, P.W. et al (1982)."Sampling bias, gradual extinction patterns and catastrophes in the fossil record". In Silver, L.T. "Geological implications of impacts of large asteroids and comets on the earth". Geological Society of America.
[2] Keller, Gerta (2005) "Impacts, volcanism and mass extinction: Random coincidence or cause and effect?"Australian Journal of Earth Sciences 52. 10.1080.
[3] Hsu, K., et al. (1985). "'Strangelove ocean' before the Cambrian explosion". Nature 316, 809 - 811
[4] Een fylum (meervoud fyla) is een classificatieniveau of taxonomische rangorde onder het koninkrijk en boven de klasse. Momenteel zijn er 31 fyla van dieren bekend. De mens maakt bijvoorbeeld deel uit van het dierenrijk, het fylum chordata en de klasse zoogdieren.
[5] Maloof, A. C. et al. (2010). "The earliest Cambrian record of animals and ocean geochemical change". Geological Society of America Bulletin. 122 (11 - 12): 1731 - 1774.
[6] Whittington, H. B. (1979). "Early arthropods, their appendages and relationships". In M. R. House, "The origin of major invertebrate groups" pp. 253 - 268. The Systematics Association Special Volume, 12. Academic Press
[7] 9.9 lb
[8] 18 in
[9] American Museum of Natural History Editors. (2012). "Horseshoe crabs are one of nature's great survivors". Phys.org
[10] Lienhard, John H. (2009). "No. 2496 Trilobites". Engines of our Ingenuity
[11] Grimaldi, David et al. (2005) "Evolution of the Insects". Cambridge University Press. pp. 96 - 97
[12] Sarah Bordenstein (2021) ''Tardigrades (Water Bears)''. Microbial Life - Educational Resources
[13] Suen, C. et al.(2021) "Tardigrades, Water Bears, Moss Piglets Tardigrada (Spallanzani 1777)". EDIS, 2021(2), 2-2
[14] James Urquhart (2021) "Ancient comb jelly had more complex nerves than its modern relatives" New Scientist
[15] Darwin, C. (1859) "On the Origin of Species by Natural Selection". Murray. pp. 202, 306 - 308
[16] Douglas Erwin (2001) "Lessons from the past: Biotic recoveries from mass extinctions". PNAS 98 (10) 5399-5403
[17] Rex E. Crick Markes et al. (1999) "Cambrian faune". Encyclopaedia Britannica