Während der kambrischen Explosion vor etwa 550–600 Millionen Jahren dominierten die ersten komplexen, differenzierten, makroskopischen, vielzelligen, sich sexuell reproduzierenden Tiere die Ozeane. In den nächsten einer halben Milliarde Jahren würde die Evolution Leben in viele verschiedene Richtungen führen. Als der Asteroid, der die Dinosaurier eliminierte, vor 65 Millionen Jahren ankam, hatten sich Säugetiere in verschiedene Richtungen diversifiziert, wobei die ersten Primaten kurz vor diesem großen Ereignis abgespalten waren. Moderne Lemuren haben wahrscheinlich eine starke Ähnlichkeit mit diesen frühen Primaten. (GETTY)

Wie war es, als sich Säugetiere entwickelten und in den Vordergrund stiegen?

Die Geschichte des Lebens auf der Erde hat viele Wendungen genommen, bevor sie uns hervorgebracht hat.

Als sich die Erde zum ersten Mal bildete, waren alle Rohstoffe für das Leben - Atome, Moleküle, ein möglicherweise bewohnbarer Planet in der richtigen Entfernung von seinem Stern - bereits vorhanden. Während das Leben selbst relativ schnell entstand, dauerte es Milliarden von Jahren, bis dieses Leben komplex, differenziert und makroskopisch wurde. Die vier wichtigsten Entwicklungen, die uns dorthin führten, waren:

  • horizontaler Gentransfer, der es einem Organismus ermöglicht, nützliche genetische Sequenzen von anderen Arten zu gewinnen,
  • eukaryotische Zellen, wobei einzelne Zellen ihre eigenen spezialisierten Organellen haben können, die die Ausführung einzigartiger Funktionen ermöglichen,
  • Mehrzelligkeit, die eine weitere Spezialisierung und Differenzierung ermöglicht,
  • und sexuelle Reproduktion, wodurch sich langsam reproduzierende Organismen dramatisch von ihren Eltern abweichende DNA-Sequenzen und physische Merkmale aufweisen können.

All dies führte vor etwa 550 bis 600 Millionen Jahren zur Explosion des Kambriums. Aber der Aufstieg warmblütiger Säugetiere würde noch fast eine halbe Milliarde Jahre dauern.

Die frühesten komplexen Pflanzen und Tiere entstanden zu Beginn der kambrischen Explosion im Meer und wiesen viele physikalische Merkmale auf, die in den ersten 4 Milliarden Jahren der Geschichte unseres Planeten auf der Erde fehlten. Nach der kambrischen Explosion entwickelte sich das Leben auf vielfältige Weise, aber es würde noch eine halbe Milliarde Jahre dauern, bis Säugetiere eine herausragende Stellung in unserer natürlichen Welt einnehmen würden. (GETTY)

Biologisch klassifizieren wir Organismen nach ihren genetischen und evolutionären Merkmalen. Vor ungefähr 1,5 Milliarden Jahren teilte sich das eukaryotische Leben in mehrere Königreiche auf, wobei verschiedene Königreiche schließlich moderne Pflanzen, Tiere und Pilze hervorbrachten. Während das Leben mutieren und sich entwickeln kann, um in einer Vielzahl von ökologischen Nischen wettbewerbsfähig zu werden, ist es sehr schwierig, einen bereits etablierten Organismus zu verdrängen, der es erfolgreich besetzt.

Aus evolutionärer Sicht ist das, was das Leben oft als Katalysator für Veränderungen braucht, ein Aussterben. Dies kann von jedem Ereignis innerhalb oder außerhalb der Erde kommen, das zum Tod eines großen Prozentsatzes von Arten führt.

Während das Snowball Earth-Szenario möglicherweise umstritten ist, sind die Details zweifelhaft, nicht die Gesamtwirkung. In der fernen Vergangenheit war der Beweis überwältigend, dass die tropischen Breiten der Erde größtenteils mit Eis bedeckt waren. Die Huroneneiszeit mag das größte Massensterben in der Geschichte der Erde gewesen sein, während eine neuere Eiszeit, die vor 600 bis 700 Millionen Jahren stattfand, möglicherweise den Weg für die kambrische Explosion geebnet hat. (KEVIN GILL / FLICKR)

Während ein Schneeball - Erde - Szenario, das durch die Vergiftung der Umwelt mit Sauerstoff durch photosynthetische Organismen verursacht wurde, vor mehr als 2 Milliarden Jahren eine entscheidende Rolle gespielt hat, kann das Entstehen einer späteren Schneeball - Erde (oder eine schwere, weitverbreitete Vereisung) direkt zu den Folgen geführt haben Kambrische Explosion.

Einige kritische Stadien, die in den Millionen Jahren vor der kambrischen Explosion stattgefunden haben, sind:

  • die Entwicklung einer bilateralen Symmetrie, die zu Tieren mit Oberseiten und Unterseiten sowie Vorder- und Rückseiten führt; Würmer, die vor etwa 600 Millionen Jahren datiert wurden, könnten die ersten gewesen sein.
  • Deuterostome (zu denen alle Tiere mit Rückenmark gehören) und Protostome (zu denen alle Insekten, Krebstiere und Spinnentiere gehören) treten vor etwa 580 Millionen Jahren zum ersten Mal auf.
  • Die ersten Tierpfade, die darauf hindeuten, dass sie sich aus eigener Kraft bewegen, entstanden vor etwa 565 Millionen Jahren.

Zu Beginn der kambrischen Explosion waren Qualle, Seestern, Arthropoden und Weichtiere die vorherrschenden Lebensformen.

Das Fossilvorkommen Burgess Shale stammt aus der Mitte des Kambriums und ist wahrscheinlich das berühmteste und besterhaltene Fossilvorkommen der Erde, das auf so frühe Zeiten zurückgeht. Es wurden mindestens 280 Arten komplexer, differenzierter Pflanzen und Tiere identifiziert, was eine der wichtigsten Epochen in der Evolutionsgeschichte der Erde bedeutet: die kambrische Explosion. Dieses Diorama zeigt eine modellbasierte Rekonstruktion, wie die lebenden Organismen der Zeit in Originalfarbe ausgesehen haben könnten. (JAMES ST. JOHN / FLICKR)

Es war nur eine kurze Zeitspanne, bis vor 540 Millionen Jahren, die ersten wahren Wirbeltiere auftauchten. Diese frühen Akkordaten markieren das erste Auftreten des menschlichen Phylums: Chordata. Die frühesten Fossilien mit Wirbelsäule sahen aus wie Neunaugen, Hagel und Aal. Alles, von Haien über Schildkröten und Pfauen bis hin zu Menschen, kann auf diese primitiveren Wesen zurückgeführt werden.

In den nächsten 10 Millionen Jahren tauchen endlich eine große Vielfalt von Körpertypen im Fossilienbestand auf, zusammen mit dem ersten Auftreten von Trilobiten. Diese wirbellosen Tiere, die wie riesige, 70 cm lange Läuse aussahen, würden die nächsten 200 Millionen Jahre die vorherrschende Lebensform im Ozean bleiben.

Versteinerter Trilobit Calymene aus der Zeit des oberen Ordoviziums (vor 460 Millionen Jahren) der Anti-Atlas-Region Marokkos. Diese arthropodenähnlichen Organismen waren ungefähr 300 Millionen Jahre lang eine der vorherrschenden Formen des ozeanischen Lebens auf der Erde. Sie entstanden zuerst während der kambrischen Explosion und hielten bis zum Aussterben des Endperms an. (GETTY)

Aber das Leben ist nicht im Ozean geblieben. Vor ungefähr 500 Millionen Jahren begannen die ersten Tiere, das Land zu erkunden. Vor 470 Millionen Jahren folgten Pflanzen und besiedelten schnell die gesamte Oberfläche. Vor 460 Millionen Jahren spalteten sich die Fische in Knochenfische (wie Lachs, Forelle, Thunfisch und die meisten schuppigen Fische) und Knorpelfische (wie Haie, mit Knorpelskeletten anstelle von Knochen) ab.

Das Leben in den Ozeanen blieb dominant, auch nach dem Massensterben der Ordovizier vor 440 Millionen Jahren, theoretisch als eine schnelle Eiszeit, die 86% aller Arten auslöschte. Die überlebenden Fische spalteten sich in Lappenfische (mit Knochen in den Flossen), die sich zu Amphibien, Reptilien, Dinosauriern, Vögeln und Säugetieren entwickelten, und in Rochenfische, die sich zu den meisten modernen Fischen entwickelten. Sogenannte lebende Fossilien, wie Coelacanths und Lungenfische, sind vor 420 Millionen Jahren aus den Lappenfischen entstanden. Sie sind bis heute weitgehend unverändert.

Es wurde angenommen, dass der Coelacanth-Fisch während der Kreidezeit ausgestorben ist, nachdem er vor mehr als 400 Millionen Jahren entstanden war. Eine überraschende Entdeckung eines lebenden Beispiels im Jahr 1938 änderte diese Geschichte; Coelacants werden heutzutage von vielen als ein

Inzwischen setzen vor rund 400 Millionen Jahren enorme Veränderungen ein. Die ersten Insekten entwickeln sich und die Landpflanzen beginnen, Holzstämme zu entwickeln. Fast gleichzeitig entwickeln sich die ersten vierbeinigen Tiere und ziehen von Süßwasserlebensräumen an Land. Die Tetrapoden waren die ersten Tiere, die an Land kamen und trotz aller später eintretenden Aussterbungsereignisse nie erfolgreich vertrieben wurden.

Kurz danach müssen sich Bäume entwickelt haben, denn der älteste versteinerte Baum stammt aus der Zeit vor 385 Millionen Jahren. Bis vor etwa 375 Millionen Jahren lief alles bestens, als das nächste große Massensterben passierte: das späte Aussterben der Devonianer. Es wird vermutet, dass eine Reihe von Algenblüten den Sauerstoff aus dem Ozean saugte und insgesamt etwa 75% der Meeresspezies erstickte.

Eine lebensechte Restaurierung eines Übergangsfossils namens Tiktaalik roseae, das eine sogenannte fehlende Verbindung zwischen Fischen und Tetrapoden darstellt und auf die späte devonische Zeit in Nordamerika zurückgeht. (ZINA DERETSKY, NATIONAL SCIENCE FOUNDATION)

Auf große Aussterbenereignisse folgt jedoch fast immer eine Wiederbelebung des Lebens in Bezug auf Menge, Biomasse und Vielfalt. Vor 340 Millionen Jahren rückten die Amphibien in den Vordergrund. Dimetrodon, ein großes, fleischfressendes Reptil, wurde ungefähr zur gleichen Zeit zum vorherrschenden Raubtier an Land.

Vor 310 Millionen Jahren gab es eine wichtige evolutionäre Spaltung zwischen den Sauropsiden, die zu modernen Reptilien, Dinosauriern und Vögeln wurden, und den Synapsiden, die Reptilien mit ausgeprägtem Kiefer waren. Diese letzteren Reptilien würden sich schließlich zu allen Säugetieren entwickeln, die jemals die Erde bevölkerten. Dimetrodon-ähnliche Tiere und ihre nahen Verwandten, die Therapsiden (die vor 275 Millionen Jahren entstanden sind), sind zu dieser Zeit die dominierenden synapsiden Landtiere.

Eine Restaurierung von Dimetrodon, einem der vorherrschenden Landtiere der späten Perm-Zeit. Demitrodon ist trotz seiner Ähnlichkeit mit Dinosauriern ein synapsides Reptil, das mehr mit modernen Säugetieren verwandt ist als die Dinosaurier, denen es ähnlicher ist. (ÖFFENTLICHE BEREICHE / GUTE KOSTENLOSE FOTOS)

Und dann ereignete sich das größte jemals auf unserem Planeten bekannte Massensterben: das endpermische Aussterben. Vor 250 Millionen Jahren haben 96% der Arten auf der Erde aufgrund einer unbekannten Ursache ihr Dasein eingestellt. Die letzten Trilobiten, die durch das vorherige Massensterben geschwächt wurden, werden aus der Existenz vertrieben. Dimetrodon und seine Verwandten werden ausgelöscht; einige therapsiden überleben kaum.

Aber die Sauropsiden, die früher im Schatten von Synapsiden lebten, erheben sich, um die Welt zu beherrschen. Die Explosion von Sauropsiden läutet den Aufstieg von Dinosauriern und großen Reptilien im Ozean ein, wobei die Synapsen - unsere Vorfahren von Säugetieren - als kleine, nachtaktive Kreaturen überleben. Die Cynodonten, eine Form des Schnelllebens, entstanden erst kurz vor dem Aussterben der Perm: vor rund 260 Millionen Jahren. Die Zynodonten entwickelten hundeartige Zähne, während ihre Nachkommen vor etwa 200 Millionen Jahren warmblütig wurden. Die mit dieser Entwicklung einhergehende endtriassische Ausrottung löschte 80% der Arten aus; es ist derzeit keine ursache bekannt.

Bonacynodon, einer der kürzlich entdeckten Zynodonten aus der späten Trias, war ein kleines Tier mit vielen säugetierähnlichen anatomischen Merkmalen. Es war fleischfressend, etwa 10 cm (4 Zoll) lang und dürfte eng mit dem Vorfahren aller heute noch vorhandenen Säugetiere verwandt sein. (JORGE BLANCO, MARTINELLI AG, SCHWANKE C)

An Land wurden die Dinosaurier vor rund 200 Millionen Jahren zur vorherrschenden Form des Tierlebens. Kurz danach tauchten unter ihnen die ersten vogelähnlichen Merkmale auf: vogelähnliche Fußabdrücke, Spuren von Federn und Überreste von Flügeln, die das Gleichgewicht der Tiere unterstützen. Große Krokodile entwickelten sich und töteten die riesigen Amphibien.

Von Cynodont abstammende Säugetiere überlebten weiter, während die meisten anderen Synapsen ausgestorben waren. Vor 180 Millionen Jahren spalteten sich die monotremen (eierlegenden) Säugetiere wie Schnabeltier und Echidna ab. Vor 140 Millionen Jahren taten dies auch die Beuteltiere und Plazentasäuger.

Koalas sind vielleicht die dümmsten und am wenigsten entwickelten Beuteltiere auf dem Planeten und haben ein geringeres Verhältnis von Gehirn zu Körpergröße als jedes andere noch vorhandene Säugetier. Beuteltiere haben sich vor etwa 140 Millionen Jahren von den Plazentasäugern abgespalten. Moderne Beuteltiere mögen in Australien gedeihen, aber sie haben ihren Ursprung in Südostasien, wandern durch Amerika und dann in der Antarktis und kommen schließlich in Australien an. (ROBERT MICHAEL / PICTURE ALLIANCE VIA GETTY IMAGES)

In der Pflanzenwelt beginnen Nadelbäume diese Ära als dominante Baumform, aber Angiospermen und andere blühende Pflanzen treten vor etwa 130 Millionen Jahren auf und dominieren schließlich die Kreidezeit. In den Ozeanen ragten neben Ichthyosauriern, Ammoniten, Tintenfischen und Tintenfischen auch die großen Meeresreptilien - die Plesiosaurier - in den Vordergrund.

Bis wir vor 100 Millionen Jahren angekommen sind und die größten und berühmtesten Dinosaurier die Landschaft beherrschen, ist die Welt mit fliegenden Vögeln, Laubbäumen, Flugsauriern, Insekten und den legendären Raubtieren und Pflanzenfressern der Kreidezeit gefüllt. Um diese Zeit beginnt sich die Welt abzukühlen, was zu einem langsamen Rückgang und einer Verringerung der Größe vieler dieser Tiere führt. Viele Vögel werden kleiner und besetzen eine Vielzahl von ökologischen Nischen. Aber die vielleicht interessantesten Entwicklungen ereignen sich bei unseren Säugetiervorfahren.

Ein kleines Nagetier, das als Nutria bekannt ist und hier zwischen den feuchten Gräsern gefüttert wird, ist möglicherweise typisch für Säugetiere, die in der sehr späten Kreidezeit, kurz vor dem Eintreffen des Asteroiden, der alle großen Säugetiere ausmerzen würde, in großer Menge vorkamen Reptilien, Dinosaurier, Vögel und mehr, die in den letzten über 100 Millionen Jahren die Ozeane und das Land dominiert hatten. (LISA DUCRET / DPA / GETTY IMAGES)

Vor etwa 95 Millionen Jahren kam es zu einer evolutionären Spaltung der Plazentasäugetiere, die zu Laurasiatheres (Pferde, Schweine, Hunde, Fledermäuse usw.), Xenarthra (wie Ameisenbären und Gürteltiere), Afrotheres (wie Elefanten und Erdferkel) führte ) und die Euarchontoglire (einschließlich Primaten, Nagetiere und Lagomorphe). Vor 75 Millionen Jahren kam es zu einer weiteren Spaltung, als sich die Vorfahren der modernen Primaten von den übrigen Euarchontogliren abspalteten. Die Nagetiere werden die erfolgreichsten sein und schließlich 40% aller modernen Säugetiere ausmachen.

Vor 70 Millionen Jahren entwickeln sich die ersten Gräser und weitere 5 Millionen Jahre später das katastrophalste Ereignis der letzten 100 Millionen Jahre: das Aussterben der Kreide, das wahrscheinlich durch einen enormen Asteroidenschlag ausgelöst wurde, der den Golf von Mexiko und den Yucatan hervorgerufen hat Halbinsel.

Eine große, sich schnell bewegende Masse, die auf die Erde trifft, wäre sicherlich in der Lage, ein Massenaussterben zu verursachen. Solche Ereignisse scheinen jedoch relativ selten zu sein. Auch wenn Asteroiden- und Kometenangriffe häufig vorkommen, kann einer, der ein Massensterben verursacht, selten genug sein, um Milliarden von Jahren lang keine weiteren zu verursachen, obwohl der letzte vor nur 65 Millionen Jahren stattgefunden hat. (DON DAVIS (ARBEIT IM AUFTRAG DER NASA))

Obwohl die Deccan-Fallen und andere vulkanische Aktivitäten sicherlich zum stetigen Niedergang der Dinosaurier in der späten Kreidezeit beitrugen, hinterließ die Ankunft eines massiven Asteroiden eine verräterische Katastrophenschicht auf der ganzen Welt. Dieser gigantische Aufprall löst ein Aussterben aus, das riesige Artenklassen auslöscht: 75% aller Arten insgesamt.

Vor 65 Millionen Jahren wurden im Fossilienbestand nicht mehr alle Nicht-Vogel-Dinosaurier, Pterosaurier, Ichthyosaurier und Plesiosaurier nachgewiesen. Die riesigen Reptilien sind alle weg. Die Ammoniten werden ausgelöscht; Der Nautilus ist ihr ältester überlebender Verwandter. Mit Ausnahme einiger weniger Tiere wie Lederschildkröten und Krokodile überlebt kein Lebewesen, das mehr als 25 kg wiegt.

Ein Maß für die Artenvielfalt und die Veränderung der Anzahl der zu einem bestimmten Zeitpunkt existierenden Gattungen, um die wichtigsten Aussterbungsereignisse der letzten 500 Millionen Jahre zu identifizieren. Sie sind nicht periodisch und nur die jüngste (vor 65 Millionen Jahren) hat eine Ursache, die mit Sicherheit bekannt ist. Beachten Sie die Explosion der Artenvielfalt nach einem solchen Massensterben. (WIKIMEDIA COMMONS BENUTZER ALBERT MESTRE, MIT DATEN VON ROHDE, R.A. UND MULLER, R.A.)

Aber die kleinen Säugetiere beherrschten die Welt. Wie so oft ebnet ein großes Aussterben den Weg für die Entwicklung und das Wachstum neuer Arten. Die Säugetiere hatten sich gründlich diversifiziert, um bereits eine Vielzahl von Nischen zu besetzen, und waren bereit, diesen enormen Sprung zu machen.

Vor 65 Millionen Jahren hatten sich bereits 99,5% der Geschichte des Universums entfaltet, und dennoch waren die Vorfahren des modernen Menschen nicht besser entwickelt als ein moderner Lemur. Komplexe, differenzierte Tiere existierten bereits seit einer halben Milliarde Jahren, aber es scheint ein Zufall zu sein, dass eine intelligente, technologisch fortschrittliche Art wie wir entstand. Wir wissen noch nicht, welche Geheimnisse andere Planeten in Bezug auf das Leben bergen, aber hier auf der Erde wurde die bemerkenswerteste Geschichte überhaupt erst richtig interessant.

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Starts With A Bang ist jetzt auf Forbes und dank unserer Patreon-Unterstützer auf Medium neu aufgelegt. Ethan hat zwei Bücher verfasst, Beyond The Galaxy und Treknology: The Science of Star Trek von Tricorders bis Warp Drive.