الانفجار الكمبري الأسباب المحتملة
تشير الأدلة الجيوكيميائية بشكل كبير إلى أن الكتلة الإجمالية للعوالق كانت مماثلة للمستويات الحديثة منذ أوائل دهر الطلائع. قبل بداية العصر الكمبري، كان رفاتها وفضلاته صغيرة جدًا بحيث لا تسقط بسرعة نحو قاع البحر، حيث كانت مقاومتها مساوية تقريبًا لوزنها. وهذا يعني أنها دُمرت بواسطة الحيوانات القمَّامة أو من خلال العمليات الكيميائية قبل أن تصل إلى قاع البحر.
العوالق الحيوانية المتوسطة هي عوالق ذات حجم أكبر. وقد كانت عينات الكمبري المبكر تقوم بترشيح العوالق المجهرية من مياه البحر. وهذه المتعضيات الأكبر حجمًا تنتج في النهاية فضلات ورفات كبيرة بما يكفي لتسقط بسرعة نوعا ما. وقد وفر ذلك طاقة وعناصر غذائية للمستوى الأوسط وقاع البحار، مما فتح فرصة جديدة من طرق الحياة المحتملة. وإذا غرقت أي من هذه البقايا في قاع البحر دون أن تؤكل قد تدفن؛ وهذا يؤدي إلى إخراج بعض الكربون من الدورة، الذي يؤدي بدوره إلى زيادة تركيز الأكسجين القابل للتنفس في البحار (يتحد الكربون بسهولة مع الأكسجين).
ربما كانت العوالق الحيوانية العاشبة البدائية عبارة عن يرقات للحيوانات القاعية (قاع البحر). وربما كانت مرحلة اليرقات ليست الا تطورا يقوده مستوى الافتراس المتزايد في قاع البحر خلال العصر الإدياكاري.
تتمتع الحيوانات متعددة الخلايا بقدرة عجيبة على زيادة التنوع من خلال التطور المشترك. وهذا يعني أن سمات المتعضيات يمكن أن تؤدي إلى تطور سمات في متعضيات أخرى؛ ومن الممكن ظهور عدد من الاستجابات، ومن الممكن أن تنشأ أنواع مختلفة من كل منها. ومثال بسيط على ذلك، ربما تسبب تطور الافتراس في تطوير المتعضيات لتدافع عن نفسها، وآخر في حركة للهروب وهكذا. وهذا من شأنه أن يتسبب في انقسام سلالة المفترس إلى نوعين: نوع جيد في مطاردة الفريسة، ونوع آخر جيد في اختراق الدفاعات. إن التطور المشترك الفعلي يعتبر أكثر دقة إلى حد ما، لكن بهذه الطريقة يمكن أن ينشأ تنوع كبير: ثلاثة أرباع الأنواع الحية هي حيوانات، ومعظم البقية تشكلت من خلال التطور المشترك مع الحيوانات.
لزاما على المتعضيات المتطورة أن تغير البيئة التي تتطور فيها. لقد كان لاستعمار الأرض في العصر الديفوني عواقب على مستوى الكوكب فيما يتعلق بدورة الرواسب والمغذيات في المحيطات، ومن المرجح أن يكون ذلك مرتبطاً بالانقراض الجماعي في العصر الديفوني. وقد تكون هناك عملية مماثلة قد حدثت على نطاق أصغر في المحيطات، على سبيل المثال، حيث تقوم الإسفنج بتصفية الجسيمات من الماء وترسيبها في الطين بشكل قابل للهضم؛ أو أن تجعل المتعضيات الحفارة من الموارد الغير متاحة سابقًا متاحة لمتعضيات أخرى.
أدت زيادة في الحفر إلى تغيير التركيبة الجيوكيميائية لقاع البحر، وأدت إلى انخفاض الأكسجين في المحيط وزيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون في البحار والغلاف الجوي، مما أدى إلى الانحباس الحراري العالمي لعشرات الملايين من السنين، وقد يكون أحد أسباب الانقراضات الجماعية. ولكن مع استقرار الحفر، سمح بحدوث انفجار من تلقاء نفسه، فمع اضطراب قاع البحر بسبب الحفر، إلا أنها قامت بتهويته، وخلط الأكسجين بالطين السام. وهذا جعل الرواسب السفلية مضيافة أكثر، وسمح لمجموعة أوسع من المتعضيات بالاستيطان فيها - مما أدى إلى خلق مجالات جديدة ونطاق لتنوع أكبر.
ربما لم يكن الانفجار حدثاً تطورياً كبيراً. لكن قد يمثل عتبة تم تجاوزها: على سبيل المثال سمحت عتبة التعقيد الجيني باستخدام مجموعة واسعة من الأشكال المورفولوجية. ربما تكون هذه العتبة الجينية مرتبطة بكمية الأكسجين المتاح للمتعضيات. فاستخدام الأكسجين في عملية التمثيل الغذائي ينتج طاقة أكبر بكثير من العمليات اللاهوائية. والمتعضيات التي تستخدم أكسجين أكثر لديها الفرصة لإنتاج بروتينات أكثر تعقيداً، مما يوفر قالباً لمزيد من التطور. وهذه البروتينات تترجم إلى هياكل أكبر وأكثر تعقيداً تسمح للمتعضيات بالتكيف بشكل أفضل مع بيئاتها. بمساعدة الأكسجين، يمكن للجينات التي تشفر هذه البروتينات أن تساهم في التعبير عن الصفات المعقدة بكفاءة أكبر. إن الوصول إلى مجموعة أوسع من التراكيب والوظائف من شأنه أن يسمح للمتعضيات بأن تتطور في اتجاهات مختلفة، مما يزيد من عدد المكامن التي يمكن أن تسكنها. وعلاوة على ذلك، فقد أتيحت للمتعضيات الفرصة أن تصبح أكثر تخصصاً في مكامنها الخاصة.