Каковы наиболее важные эволюционные инновации?

Эволюционные инновации, по-видимому, были относительно редки в течение первых трех или около того миллиардов лет жизни на Земле. Основными эволюционными инновациями в это время были эволюция оксифотосинтетических бактерий и сложных клеток (эукариот). Хотя сама жизнь зародилась, по крайней мере, 3,7 миллиарда лет назад, лишь около 600 миллионов лет назад появились первые веские доказательства многоклеточной жизни.

Если не принимать во внимание протозойные (одноклеточные) эволюционные инновации, которые, как утверждают многие ученые, являются наиболее важными с технической точки зрения, то существует ряд эволюционных инноваций, полезность которых очевидна для всех. Пять эволюционных инноваций, которые кажутся наиболее важными, - это эволюция третьего зародышевого слоя, который обеспечивает полость тела, также называемую целом; хищничество, которое положило начало гонке вооружений эволюционных изменений; глаза, которые после своей первоначальной эволюции стали настолько успешными, что большинство макроскопических животных обладают ими; заселение земли растениями и животными; и эволюция истинного полета, которая произошла независимо четыре раза и открыла огромную новую нишу для колонизации животных.

Эволюция третьего зародышевого слоя, то есть триплобластных животных, произошла между 600 и 580 миллионами лет назад. Самым ранним из известных окаменелостей триплобласта является Vernanimalcula guizhouena , крошечное сферическое животное диаметром всего 0,1 мм. Было обнаружено, что это животное имеет две полости тела, отделяющие его кишку от стенки тела. Это физиологическое расположение помогает смягчить внутренние органы, в то же время развязывая структурные зависимости между ними, позволяя им развиваться независимо. Это бесценное эволюционное новшество.

Эволюция хищника и глаз, вероятно, произошла близко друг к другу, и оба очень рано. Учитывая то, что мы знаем, разумно предположить, что оба эти события произошли примерно в одно и то же время, на границе между кембрием и докембрием, около 542 миллионов лет назад. Все глазастые животные монофилетичны, то есть имеют общего предка, который эволюционировал в этот период. Это в отличие от более раннего взгляда, который утверждал, что глаза развивались независимо в нескольких случаях. Приблизительно в то же время появились первые организмы с твердыми раковинами, и на этих раковинах видны небольшие отверстия, что является явным признаком хищников. Хищничество, возможно, появилось еще раньше, поскольку есть краткие свидетельства хищничества из эдиакарского периода, за 10-20 миллионов лет до кембрийско-докембрийской границы.

Две последние эволюционные инновации, имеющие большое значение, - это движение к земле и движение в воздух. Переезд на землю является наиболее важным из двух, произошедших между 460 и 430 миллионами лет назад, в период ордовика и силура. Примерно в это же время зеленые водоросли превратились в наземные растения, за которыми через несколько десятков миллионов лет последовали простые членистоногие, включая предков современных пауков и ловцов. Самая ранняя из известных наземных окаменелостей - многоножка. Намного позже, около 350 миллионов лет назад, во время каменноугольного периода, насекомые развились в бегство, открыв огромную новую нишу. Полет будет развиваться независимо еще три раза: у птерозавров, птиц и летучих мышей.