العمليات الحيوية القديمة خلال العصر الجيولوجي الكامبري

ما هي أهم أنواع الأحافير خلال العصر الكامبري؟

تمثل أحافير المرحلة الجيولوجية في العصر الكامبري، والتي قد تكون وفيرة محلياً عدة مجموعات حيوانية جديدة ذات مظهر حقب الحياة القديمة، وفيما يلي أهم أنواع الأحافير خلال العصر الكامبري:

• تنوعت الأركيوسياتان المتكلسة (مجموعة منقرضة من الإسفنج، حيث يُعتقد أنها ساعدت في بناء الشعاب المرجانية الأولى) بسرعة وكانت أول ميتازوان هيكلي (حيوانات متعددة الخلايا ذات أنسجة متباينة) تطور عادة نمو معيارية، وتم تطوير علاقة تكافلية معقدة مع الطحالب الخضراء المزرقة التي تبني الشعاب المرجانية.

• تشمل الرخويات المحفوظة في كل من الصخر الزيتي والحجر الجيري أربع فئات على الأقل (Monoplacophora وGastropoda وHyolitha وRostroconchia).

• ظهرت (Brachiopods) أصداف المصابيح ولكنها منخفضة في التنوع.

يتم تمثيل عدة مجموعات من خلال مجموعة مذهلة من الأنابيب المعدنية الصغيرة والمقاييس والشويكات، ويشار إلى وجود مفصليات الأرجل وهي أول الحيوانات التي طورت أرجلاً من خلال الحفريات المميزة، ولا يتم حفظ بقايا الهياكل العظمية لمفصليات الأرجل في الحيوانات، ولكن يُفترض أنها لم تكن ممعدنة.

• تظهر حفريات أثرية أخرى زيادة ملحوظة في الوفرة والتنوع بالإضافة إلى توسع في أنماط السلوك التي تعكس تحسينات في الحركة وقدرة أكبر على اختراق الرواسب واستراتيجيات جديدة للبحث عن الطعام.

مرحلة التحول الحيوي في ما قبل عصر الكامبري:

بدأت مرحلة من التحول الحيوي ما قبل عصر الكامبري مع ظهور هياكل عظمية ثلاثية الفصوص، وكان الإشعاع التكيفي اللاحق لثلاثيات الفصوص استثنائياً، وتهيمن بقاياها على معظم الرواسب الكامبري اللاحقة؛ لهذا السبب يُطلق على العصر الكامبري أحياناً اسم عصر ثلاثية الفصوص.

اقتصرت الكائنات الحية (في عصر الكامبري) المعروفة على البيئات البحرية، وقد ظهر ما لا يقل عن 11 شُعْبة حيوانية موجودة وهي: (Annelida وArthropoda وBrachiopoda وChordata وCtenophora و Echinodermata وHemichordata وMollusca وOnychophora الديدان المخملية وPorifera وPriapulida)، بما في ذلك معظم تلك التي لديها سجل أحفوري ظهرت لأول مرة في صخور الكامبري، وقد تنوع معظمها بسرعة لأنها تكيفت على ما يبدو مع العديد من المنافذ البيئية غير المملوءة.

قد تتتبع خمس شُعَب أخرى (Nemertea وPhoronida وPlatyhelminthes وPogonophora وSipuncula) أصلها إلى حفريات الكامبري على الرغم من أن الأسئلة لا تزال قائمة حولها، حيث تعتبر (Bryozoa) حيوانات الطحالب هي شعبة الحيوانات الوحيدة الموجودة التي تحتوي على سجل أحفوري جيد وغير معروف من صخور الكامبري، والتي ظهرت لأول مرة في صخور العصر الأوردوفيشي المبكر.

المجموعات الرئيسية الحيوية في العصر الكامبري:

كائنات التمثيل الضوئي:

إن كائنات التمثيل الضوئي لعصر الكامبري هي الغذاء الأساسي للحيوانات أحادية الخلية بالكامل، وتشمل هذه الكائنات مجموعة متنوعة من البكتيريا والطحالب بدائية النواة (غير النواة) وحقيقية النواة (النواة)،كما يظهر تطورها مثل ذلك في الحيوانات المرتبطة تسارعاً ملحوظاً في الإشعاع التكيفي والتمعدن الحيوي بالقرب من قاعدة الكامبري، وقد ظهرت نباتات كلسية جديدة تسكن القاع تهيمن عليها الطحالب الخضراء المزرقة.

شكلت بعض هذه الكائنات تلالاً في قاع البحر، وشكل البعض الآخر هياكل صغيرة مغلفة بشكل مركز من الرخام أو البسكويت تسمى (oncoids) والتي كانت متوفرة محلياً، وعلى الرغم من أنه نادراً ما يتم الحفاظ عليه إلا أنه كان هناك نباتات قاعية غير طعوية سيطرت عليها أيضاً الطحالب الخضراء المزرقة، وبحلول منتصف العصر الكمبري على الأقل أصبحت بعض الطحالب الخضراء غير الطحلبية (الكلوروفيتا) شائعة.

في أمريكا الشمالية وسيبيريا تجاوزت محاور أحد الأنواع (Margaretia dorus) قطر 2 سم (0.8 بوصة) وربما كان ارتفاعها أكثر من متر واحد (3.3 قدم)، ويتم الوصول إلى هذا الحجم الكبير من خلال الطحالب الخضراء الحديثة فقط في المحيطات الاستوائية الدافئة، كما تتنوع العوالق النباتية المكونة من طحالب أكريترات والطحالب الخضراء المزرقة بالقرب من قاعدة الكامبري، وتنتشر أكريترات على نطاق واسع في العديد من أنواع الصخور البحرية، ويبدو أن لديها إمكانية تحسين تقسيم مناطق صخور الكامبري السفلى، ومع ذلك يصعب دراستها بسبب حجمها المجهري.

الحيوانات:

حيوانات عصر الكامبري مثل تلك الموجودة في يومنا هذا عادة ما يهيمن عليها أفراد من فصيلة مفصليات الأرجل من حيث العدد والنوع، وساهم تكلس الهياكل العظمية في بداية العصر الأتباني في وجود سجل أحفوري وفير لفئة (Trilobita)، وتم وصف مئات الأجناس والآلاف من أنواع ثلاثية الفصوص لعصر الكامبري في جميع أنحاء العالم، وكانت معدلات التطور في ثلاثية فصوص عصر الكامبري سريعة نسبياً، مما أدى إلى نطاقات طبقية قصيرة ومنحها قيمة كبيرة للارتباط الطبقي الحيوي.

كما ظهر ممثلو فئة أوستراكودا المحاطون بشكل مميز بدرع ذو صدفتين بالقرب من قاعدة الأتابانيان، وبالمقارنة مع ثلاثية الفصوص فإن (ostracods) نادرة بشكل عام وذات تنوع منخفض في جميع أنحاء الكامبري، باستثناء بعض الصخور في أستراليا والصين، ويشير الحفظ غير العادي في المواقع النادرة إلى أن العديد من الأنواع الأخرى من المفصليات كانت على الأقل محلياً أكثر وفرة وأكثر تنوعاً من ثلاثية الفصوص، وكان لهذه المفصليات الأخرى هياكل عظمية وقد يمثل بعضها فئات منقرضة.

الرواسب مع الكائنات الحية الرخوة:

تهيمن الكائنات الحية الرخوة إلى حد كبير على الكائنات الحية الحديثة، بينما تهيمن الأجزاء الصلبة من الكائنات الحية على سجل الحفريات، لذلك فإن الرواسب النادرة من الأحافير ذات الأجزاء اللينة لها أهمية كبيرة في المساعدة على تأسيس التنوع الأصلي والبيئة للمجتمعات القديمة، ومن أشهر الكائنات الحية الرخوة تلك الموجودة في بورغيس شيل في غرب كندا (كولومبيا البريطانية)، والتي تشكلت خلال منتصف الفترة وحيوية تشنغجيان من جنوب الصين (يونان) التي تشكلت في وقت سابق في فترة.

أحداث الانقراض في العصر الكامبري:

حدثت أحداث انقراض طفيفة بشكل متقطع خلال عصر الكامبري، وكان أحدها بالقرب من منتصف عصر الكامبري مرتبطاً على ما يبدو بالانحدار البحري العالمي، ثم أثرت ثلاثة أحداث كامبري لاحقة على الأقل بشكل أساسي على مجتمعات الجرف ذات خطوط العرض المنخفضة واستخدمت في أمريكا الشمالية لتعريف الوحدات الطبقية الحيوية التي تسمى (biomeres)، وهذه الوحدات تحدها تغيرات غير ثورية مفاجئة في العناصر المهيمنة لشعبة ما.

إن كل من أحداث الكامبري الحيوية قضت على العديد من العائلات ثلاثية الفصوص، والتي احتوت مجتمعة على معظم الأجناس والأنواع التي كانت تعيش على الرفوف القارية، وتم إيلاء اهتمام أقل لأنماط الانقراض بين اللافقاريات الأخرى، ولكن تتوفر بعض الأدلة على الانقراضات المقابلة بين عضيات الأرجل و(conodonts)، وتشير الدلائل الجيوكيميائية إلى أن الانقراضات الحيوية ربما كانت ناجمة عن انخفاض مفاجئ في درجة حرارة الماء.

تشير نظائر الأكسجين من الهياكل العظمية لثلاثيات الفصوص التي تعيش في القاع والمرتبطة بحدود حيوي واحد في تكساس إلى انخفاض في درجة حرارة الماء بنحو 5 درجات مئوية (9 درجات فهرنهايت) عند الحدود، وقد يؤدي انخفاض مماثل في درجة الحرارة إلى قتل يرقات العديد من اللافقاريات البحرية الحديثة التي تعيش في المحيطات الدافئة، وبعد كل انقراض كامبري تمت إعادة ملء بيئات الرفوف بواسطة حيوانات ثلاثية الفصوص منخفضة التنوع ذات شكل بسيط نسبياً، والتي يبدو أنها هاجرت من بيئات أعمق وأكثر برودة، وفي الواقع كل حدث من أحداث القسيم الحيوي أعقبه إشعاع تكيفي من الأصناف الجديدة خاصة بين ثلاثية الفصوص.