Il periodo Cambriano è il primo periodo geologico dell’era Paleozoica (il “tempo di vita antica “). Questo periodo è durato circa 53 milioni di anni e ha segnato una drammatica esplosione di cambiamenti evolutivi nella vita sulla Terra, nota come” esplosione Cambriana “. Tra gli animali che si sono evoluti durante questo periodo c’erano i cordati – animali con un nervo dorsale cordone ombelicale; brachiopodi dal corpo duro, che assomigliavano alle vongole; e artropodi – antenati di ragni, insetti e crostacei.
Sebbene ci sia un dibattito scientifico su quali strati fossili dovrebbero segnare l’inizio del periodo, il Congresso Geologico Internazionale pone il limite inferiore del periodo a 543 milioni di anni fa con la prima apparizione nella documentazione fossile di vermi che hanno fatto tane orizzontali. La fine del periodo Cambriano è contrassegnata da prove nella documentazione fossile di un’estinzione di massa e sfogo circa 490 milioni di anni fa. Il periodo Cambriano fu seguito dal periodo Ordoviciano.
Il periodo prende il nome da Cambria, il nome romano del Galles, dove Adam Sedgwick, uno dei pionieri della geologia, studiò gli strati rocciosi. Charles Darwin era uno dei suoi studenti. (Sedgwick, tuttavia, non ha mai accettato la teoria dell’evoluzione e della selezione naturale di Darwin.)
Clima del periodo Cambriano
All’inizio del Cambriano, la Terra era generalmente fredda ma si stava riscaldando gradualmente quando i ghiacciai del tardo Eone proterozoico si ritirarono. L’evidenza tettonica suggerisce che il singolo supercontinente Rodinia si separò e dal primo al medio Cambriano c’erano due continenti. Gondwana, vicino al Polo Sud, era un supercontinente che in seguito formò gran parte della terra area dell’Africa moderna, Australia, Sud America, Antartide e parti dell’Asia. Laurentia, più vicino all’equatore, era composta da masse continentali che attualmente costituiscono gran parte del Nord America e parte dell’Europa. L’aumento della zona costiera e le inondazioni dovute al ritiro glaciale hanno creato più ambienti marini poco profondi.
A questo punto, non esisteva ancora vita sulla terraferma; tutta la vita era acquatica. Molto presto nel Cambriano il fondale marino era coperto da una “stuoia” di vita microbica sopra uno spesso strato di fango privo di ossigeno. Le prime forme di vita multicellulari si erano evolute nel tardo Proterozoico per “pascolare” i microbi. Questi organismi multicellulari sono stati i primi a mostrare prove di un piano corporeo bilaterale. Questi “vermi” quasi microscopici iniziarono a scavare, mescolando e ossigenando il fango del fondo oceanico. Durante questo periodo, l’ossigeno disciolto stava aumentando nell’acqua a causa della presenza di cianobatteri. I primi animali a sviluppare esoscheletri di carbonato di calcio costruirono barriere coralline .
La metà del periodo Cambriano iniziò con un evento di estinzione. Molti degli organismi che costruiscono scogliere si estinsero, così come i trilobiti più primitivi. Un’ipotesi suggerisce che questo era dovuto a un esaurimento temporaneo di ossigeno causato da un risalita di acqua più fresca dalle aree oceaniche profonde. Questo risveglio alla fine ha portato a una varietà di ambienti marini che vanno dall’oceano profondo alle zone costiere poco profonde. Gli scienziati ipotizzano che questo aumento delle nicchie ecologiche disponibili preparare il terreno per la radiazione improvvisa nelle forme di vita comunemente chiamate “esplosione cambriana”.
Fossili del periodo Cambriano
Gli scienziati trovano alcuni dei migliori esemplari per “evoluti esperimenti onari ”del periodo Cambriano nei letti fossili della formazione di Sirius Passet in Groenlandia; Chenjiang, Cina; e il Burgess Shale della British Columbia. Queste formazioni sono notevoli perché le condizioni di fossilizzazione hanno portato a impressioni di parti del corpo sia dure che molli e le registrazioni più complete delle varietà di organismi vivi nel periodo Cambriano.
La formazione di Sirius Passet ha fossili stimati a essere dal primo periodo Cambriano. Gli artropodi sono i più abbondanti, sebbene i gruppi non siano così diversi come quelli che si trovano nella successiva formazione di Burgess Shale.
Il Sirius Passet ha le prime indicazioni fossili di complesse relazioni predatore / preda. Ad esempio, Halkieria erano animali a forma di lumaca con cappucci a conchiglia alle due estremità. Il resto del corpo era ricoperto da piastre corazzate più piccole su un “piede” simile a una lumaca. Non è chiaro se siano più strettamente imparentati con gli anellidi, come i moderni lombrichi e le sanguisughe, o se siano un mollusco primitivo.Alcuni esemplari sono stati trovati in posture difensive raggomitolate come i moderni cimici delle pillole.Le relazioni predatore / preda forniscono pressioni selettive intense che portano a una rapida speciazione e cambiamenti evolutivi.
I fossili di Burgess Shale provengono dal tardo Cambriano. La diversità era aumentata notevolmente. Ci sono almeno 12 specie di trilobite nella Burgess Shale; mentre nel Sirius Passet ce ne sono solo due. È chiaro che a quel tempo esistevano rappresentanti di tutti i phylum animali, tranne solo i Briozoi.
Il più grande predatore era Anomalocaris, un animale che nuotava liberamente che ondeggiava nell’acqua flettendo il suo corpo lobato. Aveva veri occhi composti e due appendici con la punta di un artiglio davanti alla bocca. Era il più grande predatore più temibile del periodo Cambriano, ma non sopravvisse nell’Ordoviciano. Il primo animale cordato conosciuto, il Pikaia, era lungo circa 1,5 pollici (4 centimetri). Pikaia aveva un cavo nervoso che era visibile come una cresta che inizia dietro la sua testa e si estende quasi fino alla punta del corpo. I fini dettagli conservati nella Burgess Shale mostrano chiaramente che Pikaia aveva la struttura muscolare segmentata dei successivi cordati e vertebrati. Gli haikouichythes, ritenuti da alcuni i primi pesci senza mascella, sono stati trovati anche nello scisto di Burgess.
Un evento di estinzione di massa ha chiuso il periodo Cambriano. I primi sedimenti Ordoviciani trovati in Sud America sono di origine glaciale. James F. Miller della Southwest Missouri State University suggerisce che i ghiacciai e un clima più freddo potrebbero essere stati la causa dell’estinzione di massa della fauna che si è evoluta nei caldi oceani del Cambriano. Il ghiaccio glaciale avrebbe anche bloccato gran parte dell’acqua oceanica libera, riducendo sia l’ossigeno nell’acqua che l’area disponibile per le specie di acque poco profonde.
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