Hvad er de vigtigste evolutionære innovationer?
Evolutionære innovationer ser ud til at have været relativt få og langt imellem i de første tre eller så milliarder år af livet på Jorden. De største evolutionære innovationer i løbet af denne tid var udviklingen af oxyphotosyntetiske bakterier og komplekse celler (eukaryoter). Selvom livet i sig selv stammede fra mindst 3,7 milliarder år siden, var det først for omkring 600 millioner år siden, at det første hårde bevis for multicellulært liv vises.
Diskontering af protosoiske (unicellulære) evolutionære innovationer, som mange forskere vil hævde er de vigtigste af alle af tekniske grunde, der er en række evolutionære innovationer, hvis nytten er åbenbar for nogen. Fem evolutionære innovationer, der synes mest vigtige, er udviklingen af et tredje kimlag, der muliggør et kropshulrum, også kaldet et coelom; predation, der sparkede i gang med et våbenløb for evolutionær forandring; øjne, som efter deres oprindelige udvikling blev så succesrige, at størstedelen af makroskopiske dyr besidder dem; planter og dyrs kolonisering af landet; og udviklingen af ægte flyvning, der er sket uafhængigt fire gange og åbnede en enorm ny niche for dyr at kolonisere.
Udviklingen af et tredje kimlag, dvs. triploblastiske dyr, skete for mellem 600 og 580 millioner år siden. Den tidligste kendte triploblastiske fossil er Vernanimalcula guizhouena , et lille kugleformet dyr med bare 0,1 mm i diameter. Dette dyr viste sig at have to kropshulrum, der adskiller dens tarm fra kropsvæggen. Dette fysiologiske arrangement hjælper med at dæmpe de indre organer, mens det kobles fra strukturelle afhængigheder mellem de to, så de kan udvikle sig uafhængigt. Dette er en uvurderlig evolutionær innovation.
Udviklingen af predation og øjne forekom sandsynligvis tæt sammen, og begge meget tidligt. I betragtning af det, vi ved, er det rimeligt at antage, at begge disse begivenheder skete omkring samme tid ved grænsen mellem Cambria og precambrian for omkring 542 millioner år siden. Alle øjet dyr er monofyletiske, hvilket betyder, at de deler en fælles stamfar, der udviklede sig i denne periode. Dette i modsætning til en tidligere opfattelse, der hævdede, at øjne udviklede sig uafhængigt ved flere lejligheder. Omkring samme tid dukkede de første organismer med hårde skaller op, og små boringer kan ses på disse skaller, et tydeligt tegn på rovdyr. Predation kan have udviklet sig endnu tidligere, da der er en markant bevis for predation fra Ediacaran-perioden, 10-20 millioner år før grænsen mellem Cambria og precambrian.
De sidste to evolutionære innovationer af stor betydning er flytningen til land og flytningen til luften. Flytningen til landet er den vigtigste af de to, der forekom mellem for ca. 460 og 430 millioner år siden, under ordovicerne og den siluriske periode. Omkring denne tid udviklede grønalger sig til jordplanter, som blev fulgt flere titusinder af millioner år senere af enkle leddyr, inklusive forfædre til moderne edderkopper og høstmænd. Den tidligste terrestriske fossil kendt er en tusenbein. Meget senere for ca. 350 millioner år siden i løbet af kulstofperioden udviklede insekter flugt og udnyttede en enorm ny niche. Flyvning ville uafhængigt udvikle sig tre gange mere: i pterosaurer, fugle og flagermus.