Jakie są najważniejsze innowacje ewolucyjne?
Wydaje się, że innowacje ewolucyjne były stosunkowo nieliczne i dalekie od pierwszych trzech miliardów lat życia na Ziemi. Głównymi innowacjami ewolucyjnymi w tym czasie były ewolucja bakterii oksofotosyntetycznych i złożonych komórek (eukariontów). Chociaż samo życie powstało co najmniej 3,7 miliarda lat temu, dopiero 600 milionów lat temu pojawiły się pierwsze twarde dowody życia wielokomórkowego.
Pomijając pierwotne (jednokomórkowe) ewolucyjne innowacje, które zdaniem wielu naukowców są najważniejsze ze względów technicznych, istnieje wiele innowacji ewolucyjnych, których użyteczność jest oczywista dla każdego. Pięć innowacji ewolucyjnych, które wydają się najważniejsze, to ewolucja trzeciej warstwy zarodkowej, która umożliwia jamę ciała, zwaną również celą; drapieżnictwo, które zapoczątkowało wyścig zbrojeń ewolucyjnych zmian; oczy, które po początkowej ewolucji stały się tak skuteczne, że większość zwierząt makroskopowych je posiada; kolonizacja ziemi przez rośliny i zwierzęta; oraz ewolucję prawdziwego lotu, który czterokrotnie nastąpił niezależnie i otworzył ogromną nową niszę dla zwierząt do kolonizacji.
Ewolucja trzeciej warstwy zarodkowej, czyli zwierząt triploblastycznych, nastąpiła między 600 a 580 milionami lat temu. Najwcześniejszą znaną skamieliną triploblastyczną jest Vernanimalcula guizhouena , małe kuliste zwierzę o średnicy zaledwie 0,1 mm. Stwierdzono, że zwierzę ma dwie wnęki ciała oddzielające jelito od ściany ciała. Ten układ fizjologiczny pomaga amortyzować narządy wewnętrzne, oddzielając jednocześnie zależności strukturalne między nimi, umożliwiając im niezależny rozwój. Jest to nieoceniona ewolucyjna innowacja.
Ewolucja drapieżnictwa i oczu prawdopodobnie nastąpiła blisko siebie i bardzo wcześnie. Biorąc pod uwagę to, co wiemy, uzasadnione jest założenie, że oba te wydarzenia miały miejsce mniej więcej w tym samym czasie, na granicy kambryjsko-prekambryjskiej około 542 milionów lat temu. Wszystkie zwierzęta o oczach jednorodnych są monofiliczne, co oznacza, że mają wspólnego przodka, który ewoluował w tym okresie. Jest to sprzeczne z wcześniejszym poglądem, w którym stwierdzono, że oczy ewoluowały niezależnie kilka razy. Mniej więcej w tym samym czasie pojawiły się pierwsze organizmy z twardymi skorupami i na tych skorupach można zobaczyć małe borowiska, charakterystyczny znak drapieżników. Drapieżnictwo mogło ewoluować jeszcze wcześniej, ponieważ istnieją pobieżne dowody na drapieżnictwo z okresu Ediacaran, 10-20 milionów lat przed granicą kambryjsko-prekambryjską.
Dwie ostatnie innowacje ewolucyjne o wielkim znaczeniu to przejście na ląd i przejście w powietrze. Przeniesienie na ląd jest najważniejszym z nich, występującym między około 460 a 430 milionów lat temu, w okresie ordowiku i syluru. W tym czasie zielone glony ewoluowały w rośliny lądowe, po których kilkadziesiąt milionów lat później pojawiły się proste stawonogi, w tym przodkowie współczesnych pająków i żniwiarzy. Najwcześniejszą znaną skamieliną lądową jest krocionóg. Znacznie później, około 350 milionów lat temu, w okresie karbonu owady ewoluowały lotem, wykorzystując ogromną nową niszę. Lot będzie ewoluował jeszcze trzy razy niezależnie: u pterozaurów, ptaków i nietoperzy.