Bắt đầu cách đây khoảng 541 triệu năm, kỷ Cambri đánh dấu một bước ngoặt to lớn trong lịch sử Trái Đất: sự bùng nổ sinh học Cambri (Cambrian Explosion) – một sự kiện chưa từng có khi hàng loạt loài sinh vật phức tạp đồng loạt xuất hiện trong thời gian tương đối ngắn theo thước đo địa chất (khoảng 20 – 25 triệu năm).
1. Sự bùng nổ sự sống
Trước kỷ Cambri, sinh vật chủ yếu là dạng cơ thể mềm, không có cấu trúc vững chắc nên rất ít hóa thạch được bảo tồn. Tuy nhiên, bước sang kỷ Cambri, lần đầu tiên trong lịch sử Trái Đất, nhiều loài sinh vật có bộ xương ngoài bằng khoáng chất (ví dụ như canxi carbonat và canxi phosphat) đã xuất hiện. Việc này không chỉ giúp chúng chống lại kẻ thù, mà còn để lại vô số hóa thạch có giá trị cho khoa học hiện đại.
Một số hệ sinh thái Cambri nổi tiếng mà các nhà khoa học phát hiện là:
Burgess Shale (Canada): chứa hàng trăm loài sinh vật biển nguyên thủy. Chengjiang Biota (Trung Quốc): bảo tồn cấu trúc mềm của sinh vật, cho thấy sự phức tạp của động vật kỷ Cambri. 2. Những loài sinh vật đặc trưng
Trong kỷ Cambri, các nhóm động vật chính hiện nay đều xuất hiện lần đầu, bao gồm:
Động vật chân khớp (Arthropoda): điển hình là trilobite (ba thùy) – loài vật biểu tượng của kỷ Cambri, có vỏ cứng, thân chia đốt, di chuyển nhanh, có mắt phức hợp. Động vật có dây sống sơ khai: tổ tiên xa xưa nhất của loài người. Một ví dụ là loài Pikaia gracilens, phát hiện ở Burgess Shale, có cấu trúc dây sống đơn giản. Động vật da gai: tổ tiên của sao biển và nhím biển. Động vật thân mềm (Mollusca): như ốc, hến và mực nguyên thủy.
Đáng chú ý nhất là sự xuất hiện của mắt – cơ quan cảm nhận ánh sáng đầu tiên trong lịch sử động vật. Mắt phức hợp giúp nhiều sinh vật Cambri có khả năng săn mồi, né tránh kẻ thù, và dẫn đến cuộc chạy đua vũ trang sinh học đầu tiên giữa kẻ săn và con mồi.
3. Hệ sinh thái Cambri
Trái Đất thời kỳ này hoàn toàn khác hiện nay. Toàn bộ sự sống vẫn chỉ tồn tại trong đại dương. Trên cạn vẫn là một nơi hoang vu, chưa có sinh vật nào sinh sống.
Đại dương Cambri là nơi hỗn loạn và cạnh tranh khốc liệt. Những kẻ săn mồi đầu tiên xuất hiện:
Anomalocaris: loài săn mồi đỉnh cao của Cambri, dài đến 1 mét, có cặp mắt to với hàng ngàn thấu kính, hai chi bắt mồi hình càng tôm, miệng tròn có răng cứng – là cơn ác mộng của sinh vật kỷ Cambri.
Các sinh vật đáy biển như trilobite, brachiopod, sponge… góp phần tạo nên sự đa dạng sinh học và sự phức tạp trong chuỗi thức ăn.
4. Nguyên nhân của cuộc bùng nổ Cambri
Dù chưa có lý giải thống nhất tuyệt đối, nhưng các nhà khoa học đồng thuận rằng cuộc bùng nổ Cambri có thể do:
Sự gia tăng oxy trong khí quyển và đại dương, đủ để duy trì các cơ thể phức tạp. Sự tiến hóa của gen Hox, giúp phát triển các phần cơ thể đa dạng hơn. Quan hệ giữa kẻ săn – con mồi kích thích tiến hóa và đa dạng sinh học. Địa chất ổn định hơn, cùng với sự hình thành các lục địa nhỏ và biển nông. 5. Kết thúc kỷ Cambri
Kỷ Cambri kéo dài khoảng 55 triệu năm, kết thúc vào khoảng 485 triệu năm trước, nhường chỗ cho kỷ Ordovic. Dù không có sự kiện tuyệt chủng lớn nào đánh dấu sự kết thúc, nhưng sự sống trong kỷ Cambri đã đặt nền móng vững chắc cho các dạng sống phức tạp sau này.