Was sind die wichtigsten evolutionären Innovationen?
Evolutionäre Innovationen scheinen in den ersten drei oder mehr Milliarden Jahren des Lebens auf der Erde relativ selten gewesen zu sein. Die wichtigsten evolutionären Neuerungen in dieser Zeit waren die Entwicklung oxyphotosynthetischer Bakterien und komplexer Zellen (Eukaryoten). Obwohl das Leben selbst vor mindestens 3,7 Milliarden Jahren entstand, taucht der erste harte Beweis für mehrzelliges Leben erst vor etwa 600 Millionen Jahren auf.
Wenn man die evolutionären Innovationen der Protozoen (einzellig) außer Acht lässt, von denen viele Wissenschaftler behaupten, dass sie aus technischen Gründen am wichtigsten sind, gibt es eine Reihe von evolutionären Innovationen, deren Nützlichkeit für jedermann offensichtlich ist. Fünf evolutionäre Neuerungen, die am wichtigsten erscheinen, sind die Entwicklung einer dritten Keimschicht, die eine Körperhöhle ermöglicht, die auch als Koelom bezeichnet wird. Raub, der ein Wettrüsten des evolutionären Wandels auslöste; Augen, die nach ihrer anfänglichen Entwicklung so erfolgreich wurden, dass die Mehrheit der makroskopischen Tiere sie besitzt; die Besiedlung des Landes durch Pflanzen und Tiere; und die Entwicklung der wahren Flucht, die viermal unabhängig voneinander stattfand und den Tieren eine riesige neue Nische eröffnete, in der sie sich ansiedeln konnten.
Die Entwicklung einer dritten Keimschicht, also triploblastischer Tiere, erfolgte vor 600 bis 580 Millionen Jahren. Das früheste bekannte triploblastische Fossil ist Vernanimalcula guizhouena , ein winziges kugelförmiges Tier mit einem Durchmesser von nur 0,1 mm. Es wurde festgestellt, dass dieses Tier zwei Körperhöhlen aufwies, die seinen Darm von der Körperwand trennten. Diese physiologische Anordnung hilft, die inneren Organe abzufedern, während strukturelle Abhängigkeiten zwischen den beiden entkoppelt werden, so dass sie sich unabhängig voneinander entwickeln können. Dies ist eine unschätzbare evolutionäre Innovation.
Die Entwicklung von Raubtier und Augen trat wahrscheinlich sehr früh auf. Nach unserem Kenntnisstand ist davon auszugehen, dass beide Ereignisse ungefähr zur gleichen Zeit vor etwa 542 Millionen Jahren an der Grenze zwischen dem Kambrium und dem Präkambrium stattfanden. Alle Tiere mit Augen sind monophyletisch, was bedeutet, dass sie einen gemeinsamen Vorfahren haben, der sich in dieser Zeit entwickelt hat. Dies steht im Gegensatz zu einer früheren Ansicht, in der behauptet wurde, dass sich die Augen bei mehreren Gelegenheiten unabhängig voneinander entwickelten. Etwa zur gleichen Zeit tauchten die ersten Organismen mit harten Schalen auf, und auf diesen Schalen sind kleine Bohrungen zu sehen, ein verräterisches Zeichen für Raubtiere. Die Raubtiere haben sich möglicherweise sogar schon früher entwickelt, da es flüchtige Hinweise auf Raubtiere aus der Ediacaran-Zeit gibt, die 10 bis 20 Millionen Jahre vor der Grenze zwischen Kambrium und Präkambrium liegen.
Die letzten beiden evolutionären Innovationen, die von großer Bedeutung sind, sind die Landbewegung und die Luftbewegung. Der Umzug ins Land ist der wichtigste von beiden, der vor etwa 460 bis 430 Millionen Jahren während der ordovizianischen und der silurianischen Periode stattfand. Um diese Zeit entwickelten sich Grünalgen zu Landpflanzen, auf die einige zehn Millionen Jahre später einfache Arthropoden folgten, darunter die Vorfahren der modernen Spinnen und Erntemänner. Das früheste bekannte terrestrische Fossil ist ein Tausendfüßler. Viel später, vor ungefähr 350 Millionen Jahren, während der Karbonperiode, entwickelten Insekten die Flucht und nutzten eine riesige neue Nische aus. Der Flug würde sich unabhängig dreimal weiterentwickeln: bei Flugsauriern, Vögeln und Fledermäusen.