Livets historia och fossilfynden

Fossilfynden bevarar livets historia under mer än tre miljarder år, från de tidigaste mikroberna till mångfalden av växter och djur, såsom den kan utläsas ur bergarter från successiva tidsåldrar.

Definition

Fossilfynden är den totala mängden bevarade rester och spår av tidigare liv i berglagren, och livets historia är den rekonstruerade sekvensen av organismers uppkomst, diversifiering och omsättning genom geologisk tid.

Scope

Detta ämne behandlar det breda mönstret i livets historia som dokumenterats av fossiler: ursprunget och den tidiga dominansen av mikrobiellt liv, uppkomsten av komplexa flercelliga organismer och den kambriska diversifieringen, samt de stora övergångarna hos växter och djur. Det behandlar fossilfynden som ett geologiskt arkiv, vilket kompletterar den biologiska evolutionen.

Core questions

• När och hur uppstod livet, och varför var det mikrobiellt så länge?
• Vad var den kambriska explosionen och varför är den betydelsefull?
• Hur fullständiga och partiska är fossilfynden som bevis på tidigare liv?

Key theories

Den långa mikrobiella förhistorien

Under större delen av jordens historia var livet mikrobiellt, med prokaryoter och senare encelliga eukaryoter som dominerade; uppkomsten av atmosfäriskt syre från fotosyntetiska mikrober bäddade för komplext liv.

Kambriumexplosionen av djur

Nära början av Kambrium diversifierades djurens kroppsplaner snabbt i fossilfynden, vilket markerade uppkomsten av de flesta större grupper av komplexa djur under ett geologiskt kort intervall.

Mechanisms

Organismer bevaras som fossiler när deras rester eller spår begravs och litifieras innan de förmultnar, en process som starkt gynnar hårda delar och vissa miljöer. Att läsa fossiler i stratigrafisk ordning avslöjar gruppers uppkomst, diversifiering och utdöende över tid, medan luckor och fördomar i bevarandet måste beaktas vid rekonstruktion av livets historia.

Clinical relevance

Fossilfynden utgör den empiriska grunden för biostratigrafisk korrelation och datering, dokumenterar långsiktig biologisk mångfald och dess respons på miljöförändringar, samt tillhandahåller ett sammanhang för att förstå nutida utdöenden och ekosystemförändringar.

History

Cuvier fastställde att fossiler dokumenterar utdöda organismer under tidigt 1800-tal. Upptäckter under 1900-talet, inklusive Walcotts Burgess Shale och erkännandet av prekambriska mikrobiella fossiler, utvidgade livets kända historia avsevärt, och modern paleobiologi integrerar dessa med evolutionära och geokemiska bevis.

Debates

Verkligheten och tempot i den kambriska explosionen

Huruvida den kambriska diversifieringen var en genuint abrupt evolutionär händelse eller en artefakt av förbättrad bevaring och den första uppkomsten av hårda delar fortsätter att debatteras bland paleontologer.

Key figures

• Andrew Knoll
• Michael Benton
• Charles Walcott
• Georges Cuvier

Seminal works

• knoll2003
• benton2014

Frequently asked questions

Varför är fossilfynden ofullständiga?

De flesta organismer förmultnar utan att bevaras, och fossilisering gynnar hårdkroppade livsformer i miljöer där snabb begravning sker; efterföljande erosion och metamorfos förstör också fossiler, så fynden fångar endast ett litet, partiskt urval av tidigare liv.