Jaké jsou nejdůležitější evoluční inovace?

Evoluční inovace se zdají být v prvních třech miliardách života na Zemi relativně málo a daleko. Hlavní vývojové inovace během této doby byly evoluce oxyphotosyntetických bakterií a komplexních buněk (eukaryoty). Ačkoli život sám o sobě vznikl alespoň před 3,7 miliardami let, teprve před asi 600 miliony let se objevil první pevný důkaz mnohobuněčného života.

Diskontování protozoálních (jednobuněčných) evolučních inovací, které by podle mnoha vědců bylo z technických důvodů nejdůležitější ze všech, existuje řada evolučních inovací, jejichž užitečnost je každému zřejmá. Pět evolučních inovací, které se zdají nejdůležitější, je vývoj třetí zárodečné vrstvy, která umožňuje tělní dutině, také nazývaná coelom; predace, která nastartovala zbrojní závod evoluční změny; oči, které se po svém počátečním vývoji staly tak úspěšnými, že je vlastnila většina makroskopických zvířat; kolonizace půdy rostlinami a zvířaty; a vývoj skutečného letu, ke kterému došlo čtyřikrát nezávisle a který otevřel obrovské nové místo pro kolonizaci zvířat.

K vývoji třetí zárodečné vrstvy, tj. Triploblastických zvířat, došlo před 600 až 580 miliony let. Nejdříve známou triploblastickou fosilií je Vernanimalcula guizhouena , malé kulovité zvíře o průměru jen 0,1 mm. Bylo zjištěno, že toto zvíře má dvě dutiny těla oddělující jeho střevo od stěny těla. Toto fyziologické uspořádání pomáhá tlumit vnitřní orgány, zatímco odděluje strukturální závislosti mezi těmito dvěma, což jim umožňuje samostatně se vyvíjet. Toto je neocenitelná evoluční inovace.

Evoluce predace a očí se pravděpodobně odehrála těsně u sebe a obě velmi brzy. Vzhledem k tomu, co víme, je rozumné předpokládat, že k oběma těmto událostem došlo přibližně ve stejnou dobu, na hranici mezi Cambrianem a Precambrianem asi před 542 miliony let. Všechna zvířata s očima jsou monofyletická, což znamená, že sdílejí společného předka, který se během tohoto období vyvinul. To je v kontrastu s dřívějším názorem, který tvrdil, že oči se při několika příležitostech vyvinuly nezávisle. Zhruba ve stejnou dobu se objevily první organismy s tvrdými skořápkami a na těchto skořápkách lze vidět malé nudy, což je výmluvný znak predátorů. Predace se mohla vyvinout ještě dříve, protože existuje zběžný důkaz predace z období Ediacaranu, 10–20 milionů let před hranicí Kambrian-Precambrian.

Poslední dvě zásadní vývojové inovace jsou přesun do země a přesun do vzduchu. Přesun do země je nejdůležitější z těchto dvou případů, ke kterému došlo mezi zhruba 460 až 430 miliony let, během ordoviku a silurie. Kolem tentokrát se zelené řasy vyvinuly v suchozemské rostliny, které byly následovány o několik desítek milionů let později jednoduchými členovci, včetně předků moderních pavouků a sklízečů. Nejstarší známá pozemní fosilie je stonožka. Mnohem později, asi před 350 miliony let, během karbonského období, se hmyz vyvinul v letu a využíval obrovské nové místo. Let by se nezávisle vyvíjel ještě třikrát: u pterosaurů, ptáků a netopýrů.