Quelles sont les innovations évolutives les plus importantes?
Les innovations évolutives semblent avoir été relativement peu nombreuses au cours des trois premiers milliards d'années de la vie sur Terre. Les principales innovations au cours de cette période ont été l’évolution des bactéries oxyphotosynthétiques et des cellules complexes (eucaryotes). Bien que la vie elle-même ait débuté il y a au moins 3,7 milliards d'années, ce n'est que 600 millions d'années environ qu'apparurent les premières preuves tangibles d'une vie multicellulaire.
Outre les innovations évolutives protozoaires (unicellulaires) qui, selon de nombreux scientifiques, sont les plus importantes pour des raisons techniques, il existe un certain nombre d'innovations évolutives dont l'utilité est évidente pour quiconque. Cinq innovations évolutives qui semblent les plus importantes sont l’évolution d’une troisième couche germinale, qui permet la création d’une cavité corporelle, également appelée coelome; la prédation, qui a lancé une course aux armements caractérisée par un changement évolutif; les yeux qui, après leur évolution initiale, ont connu un tel succès que la plupart des animaux macroscopiques les possèdent; la colonisation de la terre par les plantes et les animaux; et l'évolution du véritable vol, qui s'est produit indépendamment quatre fois et a ouvert une nouvelle niche pour les animaux à coloniser.
L'évolution d'une troisième couche germinale, à savoir les animaux triploblastiques, s'est produite entre 600 et 580 millions d'années. Le plus ancien fossile triploblastique connu est Vernanimalcula guizhouena , un minuscule animal sphérique d’un diamètre de 0,1 mm seulement. On a découvert que cet animal avait deux cavités corporelles séparant son intestin de la paroi corporelle. Cet arrangement physiologique aide à amortir les organes internes tout en découplant les dépendances structurelles entre les deux, leur permettant de se développer indépendamment. C'est une innovation évolutive précieuse.
L'évolution de la prédation et des yeux s'est probablement produite de manière rapprochée, et les deux très tôt. À la lumière de nos connaissances, il est raisonnable de supposer que ces deux événements se sont produits à peu près au même moment, à la frontière entre le Cambrien et le Précambrien, il y a environ 542 millions d'années. Tous les animaux aux yeux sont monophylétiques, ce qui signifie qu'ils partagent un ancêtre commun qui a évolué au cours de cette période. Cela contraste avec une vision antérieure qui affirmait que les yeux évoluaient indépendamment à plusieurs reprises. Vers la même époque, les premiers organismes à coquilles dures sont apparus et on peut voir de petits forages sur ces coquilles, signe révélateur de prédateurs. La prédation a peut-être évolué encore plus tôt, car il existe des preuves superficielles de la prédation datant de la période Ediacaran, 10 à 20 millions d'années avant la frontière entre le Cambrien et le Précambrien.
Les deux dernières innovations évolutives d’une grande importance sont le passage à la terre et le passage à l’air. Le déplacement vers la terre est le plus important des deux, il s'est produit il y a environ 460 à 430 millions d'années, pendant les périodes ordovicienne et silurienne. À cette époque, les algues vertes se sont transformées en plantes terrestres, suivies quelques dizaines de millions d’années plus tard par de simples arthropodes, y compris les ancêtres des araignées et des vendangeurs modernes. Le plus ancien fossile terrestre connu est un mille-pattes. Beaucoup plus tard, il y a environ 350 millions d'années, pendant la période carbonifère, les insectes ont évolué en vol, exploitant une nouvelle niche énorme. Le vol évoluerait indépendamment trois autres fois: chez les ptérosaures, les oiseaux et les chauves-souris.