Darwin idején, és még sokáig az után is, a kambrium volt a forrása a legrégibb kövületeknek. Darwin csak érezte, hogy nem ez lehet a földi élet első állomása, sőt, azt is, hogy a kambrium előtt a Föld történetének hosszabb szakasza telhetett el, mint az óta.

A soksejtű állatok fosszilis története mindenesetre egy robbanással kezdődik. A formák nem fokozatosan alakulnak ki, nem is fokozatosan divergálódnak egymástól, hanem alapvetően különböző lények jelennek meg a kövületek között, gyakorlatilag egy időben. A korai-középső kambrium átmeneténél, kb. 530 millió évvel ezelőtt aztán az állati diverzitás robbanásszerűen megnő. Az eltelt idő dacára a kambrium állatvilága meglehetősen jól ismert, több jó megtartású lelőhelye van, sőt az is felvetődött, hogy maga a „robbanás” is annak köszönhető, hogy a geológiai viszonyok kedveztek a kövületek fennmaradásának.

Lehetséges lenne, hogy az állatvilág evolúciója már régóta tartott, és az állatok már régóta diverzifikálódtak, csak ennek fosszilis nyomai nem kerültek elő? Darwin biztos volt benne, hogy a kambrium kövületei csak a nyomon követhető, fennmaradt kezdetet jelentik, de semmiképpen a vonalak első képviselőit. A kövületek hiánya nem jelenti az élőlények hiányát a kambrium előtt. A fosszilis anyag azóta gyarapodott, és nyilvánvaló, hogy valami minőségi változás csakugyan történt az említett időszakban. A kambrium előtti, az Ediacara-hegyen talált, ma leginkább Vendobiontának nevezett élőlények nem emlékeztetnek a mai törzsek képviselőire. A kambriumban aztán a fosszilis anyag változni kezd, kis „héjas” állatok jelennek meg, a héjakon fúrt lyukakkal, ami specializált ragadozók jelenlétére utal. Fosszilizálódott nyomok utalnak rá, hogy az állatok már mozogtak, fúrásnyomok pedig arra, hogy birtokba vették a tengeri üledéket. A középső kambriumra a sokféle megjelenő életforma között ásó, legelő, rejtőzködő, úszó, ragadozó is szép számmal akadt. Az új életformákat új, kimunkáltabb morfológiai képletek jellemezték: megjelentek a függelékek, érzékszervek, és a fegyverzet és a védelem képletei.

A különböző életmódú és testi szerveződésű komplex állatokban felismerhetők a modern állati törzsek képviselői. A törzs a taxonómia magas egysége, olyan fajokat tartalmaz, amelyeknek alapvető felépítése megegyezik, azaz közös a testtervük (body plan, Bauplan). Ezek az alapvetően különböző testtervek végeredményben egyetlen közös őstől származnak, de a fosszilis anyag nem tartalmazza állati formáknak egy sorozatát, amely összekötné a törzseket: a kezdetben hasonlító, majd a mai törzsekhez hasonlóan eltérő formák egyszerűen hiányoznak. A kambriumi robbanás kiindulása, mint láthattuk: a fosszilizálódó állati törzsek, mint az ízeltlábúak, puhatestűek, tüskésbőrűek egy, 10 millió évnél alig hosszabb időszak alatt (a törzsek harmadának, sajnos, egyáltalán nincsenek fosszíliái).

Honnan jöttek hát ezek a csodálatos mértékben különböző testtervek? Az ediacarai Vendobionták helyzete vitatott, talán legkevésbé az képzelhető el, hogy a mai állatok ősei lennének, de lehetnek a Metazoák fejlődésének egy oldalága, független „kísérlet”. Bármi is az igazság, a kambrium faunája kimunkáltabb, mint az előző életformák. Az átmenet a korábbi – talán nyom nélkül eltűnő – puha testű élőlényekből a komplexebb formákba nem meglepő. Ami meglepő, az az átmenet sebessége: a kambriumi robbanás során a jelek szerint 10 millió év alatt létrejött az összes főbb törzs. Ez az időtartam hasonló nagyságrendbe esik, mint a gyapjasmadarak változásai, vagy a bojtosúszósok „változatlansága”. Itt viszont merőben új formák, új testtervek jelentek meg! 11. ábra

A számos állati törzs egyidejű megjelenése sok biológusban kétséget támasztott azzal kapcsolatban, hogy ez a fajta diverzifikálódás nem alakulhat viszonylag kis hatású mutációk fokozatos akkumulációján, szelekción és sodródáson. Ehelyett az evolúció felgyorsulása a kulcsjelentőségű fejlődési géneknek lenne köszönhető, vagy a kambrium speciális körülményeinek, amelyekhez hasonlók, sem addig, sem azóta nem álltak elő.

Az állati törzsek eredetére két alternatív alakították ki. Az egyik a kambriumi robbanás hipotézis (Cambrian explosion hypothesis), eszerint az állati evolúció sebessége drámai mértékben eltért a kambriumban a később tapasztalhatótól, alapvetően különböző törzsek jöttek létre, amelyeken belül aztán létrejöhettek a kis mértékben különböző fajok.

A másik elmélet, a „prekambriumi lassú tűz” hipotézis (Precambrian slow-burn hypothesis) szerint az állati vonalak diverzifikációja csak azért tűnik ennyire hirtelennek, mert megelőzte egy korábbi, fokozatosan zajló diverzifikáció, amely a fosszilis anyagban nem maradt meg.

A hipotézisek tesztelésére többféle lehetőség adódik: lehet vizsgálni a paleontológiai és geológiai anyagot, de szolgálhatnak adalékokkal a szisztematikai, biogeográfiai, genetikai, fejlődésbiológiai kutatások is. Most azt nézzük meg, hogy az állati törzsek közötti genetikai eltérés illeszthető-e a vonalak kambriumi, vagy jóval előbbi elválásával.