Tukevarankaiset liikuntakykyiset eläimet kehittyvät: Kambri -, ordoviki-, siluuri- ja devonikaudet

Taulun koordinaatit Galileon linkkisysteemissä

(https://www.kyberturvallisuuskeskus.fi/fi/toimintamme/satelliittipaikannus): 69,8940; 27,0024

Kambrikausi  540 – 500 miljoonaa vuotta sitten

Jopa kahden metrin mittainen Anomalocaris oli kambrikauden jättipeto. (Walter Myers)

Merten happipitoisuus on nousemassa, ilmasto oli lämmin. Merenpinnat ovat korkealla, minkä vaikutuksesta monia mantereisia alueita peittävät matalat meret. Eläimet lisääntyvät nopeasti näiden pohjalla. Lajistoon kehittyy ravintoketjuja, eri lajit kilpailivat selviytymisen mahdollisuuksista. Uudet kovarakenteiset tukirangat mahdollistavat eläinten tehokkaan liikkumisen, mikä ajaa nopeaa saalis- ja petoeläinten kehittymistä.

Tämä nopea kehitysvaihe tuottaa suuren valikoiman mitä erilaisimpia elöoiden rakenteita, ja eliötyyppeihin sisältyy jo suurin osa kaikista nykyisistä eläinten pääjaksoista, kuten selkäjänteiset. Eläinten kovat rakenteet mahdollistavat myös niiden säilymisen rikkaana fossiililajistona, ja tätä monimuotoistumista kutsutaan kambrikauden räjähdykseksi.

Kambrikausi päättyy pieneen joukkotuhoon 490 miljoonaa vuotta sitten. Sitä seuraavaa aikakautta kutsutaan Ordovikaudeksi.

Ordoviikkikausi 500 – 435 miljoonaa vuotta sitten

Ordovikikaudella elämän kehittyminen jatkuu merissä. Ilmakehän happipitoisuus on noin 20%, ja  otsonikaasua on nyt kertymässä ilmakehän yläosaan niin paljon että se alkaa ehkäistä UV-valon paahdetta maan pinnalla. Nyt vähitellen elämä alkaa levittäytyä myös kuivalle maalle, ensin sekovartisten kasvien eli sammalten ja maksasammalten muodossa. Vesiympäristöissä kehittyy myös putkilokasveja.

Oikosarvisia, trilobiitteja ja meritähti. (Walter Myers)

Eläinkunnan monimuotoistuminen jatkuu. Valtameren keskiselänteiden vulkaanisen aktiivisuuden ja koon kasvun vuoksi valtamerialtaiden tilavuudet pienenevät, ja valtameren pinta kohoaa. Matalat meret ulottuvat laajalle ja korallit, sammaleläimet, lonkerojalkaiset ja trilobiitit muodostavat kalkkikivikerrostumia Itämeren alueella mm. Gotlannissa, Virossa ja Suomessa. Itämeren alueella elää ordoviikkikaudella myös jopa 9-metrisiä oikosarvia, jotka ovat mustekalojen kaukaisia sukulaisia. Meriin ilmestyvät myös ensimmäiset leuattomat selkärankaiset. Myös nahkiaisen kaltaiset selkäjänteiset, ja ensimmäiset oikeat selkärankaiset kalat, eli leuattomat panssarikalat ilmestyvät lajistoon.  

Ilmakehässä on runsaasti hiilidioksidia, joka 10 kertaa enemmän kuin nykyisin. Ilmasto on hyvin lämmin, missään planeetalla ei ole jäätiköitä ja meren pinnat ovat korkealla, jopa 100 – 200 metriä korkeammalla kuin nytkyään. Myös fotosynteesi on tehokasta ja ilmakehän happitoisuus on nousemassa.

Ordovikikauden edessä ilmasto viilenee johtuen siitä että suuri osa mantereita siirtyi lähelle etelänapaa, muodostaen Gondwanan supermantereen. Tämä aiheuttaa jäätiköitymisiä eteläisillä mantereilla, kuten Saharanssa  ja Etelä-Amerikassa.

Maailman paleogeografinen kartta Ordoviikkikauden puolivälissä, 470 miljoonaa vuotta sitten. https://en.wikipedia.org/wiki/Ordovician
Jäätiköiden kasvaessa merenpinta laski. (Edubucher / Wikimedia Commons)

Kausi päättyy 443 miljoonaa vuotta sitten yli 10 miljoonaa vuotta kestäneeseen ankaraan jääkauteen. Jään sitoessa runsaasti vettä merenpinta laskee noin 100 metriä nykyistä alemmaksi. Noin 85% merten eliöistä kuolee sukupuuttoon

Ensimmäiset putkilokasvit kehittyvät. Merissä elää panssarikaloja, jotka ovat ensimmäisiä leuallisia selkärankaisia, sekä rustokaloja eli haiden ja rauskujen sukulaisia. Euroopan ja Pohjois-Amerikan mantereet törmäävät ja Kaledoninen vuorijono syntyy.

Siluurikausi 435 – 410 miljoonaa vuotta sitten

Liekojen kaltaisia Gosslingia-suvun varhaisia putkilokasveja. (Walter Myers)

Ilmasto on lämpenemässä ja merenpinta alkoi jälleen nousta. Jäätiköitä ei enää laajemmin esiinny. Manneralueiden reunoja peittävät jälleen matalat ja lämpimät meret, joissa elää monimuotoinen eliölajisto.

Ensimmäiset putkilokasvit ilmaantuvat. Niihin on kehittynyt aivan uudenlaisia tuki- ja johtosolukoita, joiden avulla putkilokasvit pystyvät painovoimasta piittaamatta kurkottamaan kohti korkeuksia, jotka ovat olleet mahdottomia sammalille. Varhaisilla putkilokasveilla ei kuitenkaan ole vielä kehittyneitä juuria tai lehtiä.

Ensimmäisiä leuallisia selkärankaisia ovat jo ordovikkikauden puolella kehittyneet panssarikalat. Leuat olivat tärkeä askel selkärankaisten evoluutiossa. Ne kehittyivät kiduskaarista ja mahdollistivat aivan uudenlaisten ravinnonlähteiden hyödyntämisen. Esimerkiksi ennen leukojen kehittymistä huippupedot tulevat aivan muista eläinryhmistä, kuten niveljalkaisista. Lähes kaikki nykyiset selkärankaiset nahkiaisia ja vastaavia lukuun ottamatta ovat leuallisia.

Euroopan ja Pohjois-Amerikan mantereet törmäävät päiväntasaajan alueella toisiinsa. Törmäyksen seurauksena nousee Caledonian vuoristo. Nykyinen Kölivuoristo Norjan ja Ruotsin rajalla, Suomen Haltitunturi, Yhdysvaltojen Appalakit ja Skotlannin vuoristot ovat tämän poimuvuoriston jatkeita.

Devonikausi 410 – 355 miljoonaa vuotta sitten

Devonikaudella Kalalajit ja maakasvit monimuotoistuvat. Ensimmäiset sammakkoeläimet ja hyönteiset kehittyvät. Himalajan korkuinen Kaledoninen vuorijono kuluu, ja siitä syntyvät paksut jokikerrostumat peittävät Etelä-Suomen. Kaledonisesta vuorijonosta on jäljellä mm. Skandit eli Kölivuoristo ja Appalakit.

Varhainen sammakkoeläin Ichtostega. (Walter Myers)

Lämpimässä ja kosteassa ilmastossa sanikkaiset monimuotoistuvat. Niille kehittyy kunnolliset juuret ja lehdet. Vähitellen maa peittyy reheviin lieko-, korte- ja saniaismetsiin, joiden puut saattavat kasvaa jopa 30 metriä korkeiksi. Kauden lopulla ilmaantuvat myös ensimmäiset siemenkasvit, joista myöhemmin kehittyvät mm. havupuut.

Devonikautta kutsutaan usein kalojen valtakaudeksi. Meriä hallitsevat erilaiset panssarikalat, joista suurin, Duncleosteus, kasvoi noin 6 m pitkäksi. Myös ensimmäiset rustokalat, joihin nykyiset hait ja rauskut kuuluvat, ovat kehittyneet jo siluurikauden puolella, mutta niiden kukoistus alkoi vasta panssarikalojen hävittyä. Ensimmäiset viuhkaevä- ja varsieväkalat kehittyvät makeissa vesistöissä. Viuhkaeväkalat ovat nykyään selkärankaisten eläinten runsaslajisin ryhmä.

Ensimmäiset maaselkärankaiset kehittyvät varsieväkaloista kauden lopulla. Yksi tunnetuimpia kalojen ja sammakkoeläinten välimuotoja on 2006 löydetty fossiili Tiktaalik. Myös niveljalkaisiin kuuluvat hyönteiset ja hämähäkkieläimet kehittyvät ja mönkivät maalle. Elämä levittäytyy todenteolla kuivalle maalle.

Nykyisten Alppien korkuinen Caledonian vuoristo alkaa kulua. Paksut jokikerrostumat peittävät laajalti Etelä-Suomea ja Luoteis-Eurooppaa. Kölivuoristo, Skotlannin ylämaat ja Appalakit ovat Caledonian vuoriston jäänteitä. Devonikautinen Suomi sijaitsee päiväntasaajalla, joten olosuhteet poikkeavat melkoisesti nykypäivän viileydestä.