캄브리아기(紀, Cambrian period: 5억4,100만~4억8,500만 년 전)

초대륙 곤드와나(Gondwana)의 형성

남로디니아에 열곡대가 형성되고 대륙이 갈라져 서아프리카와 아마조니아가 한 덩어리로 떨어져나가서 콩고지괴와 합쳐져 서곤드와나(West Gondwana) 대륙이 되었다. 나머지 대륙은 로렌시아, 시베리아, 발티카의 셋으로 나누어졌는데 로렌시아는 적도지방에 있었고 시베리아는 그 동남쪽, 발티카는 남위(南緯, south latitude) 60도 정도의 고위도(高緯度, high latitude)에 있었으며 그 사이에 이아페투스 대양(Iapetus Ocean, 원시대서양/原始大西洋, Proto Atlantic Ocean)이 형성되었다.

그리고 서곤드와나 대륙은 북로디니아(또는 동곤드와나), 중한지괴, 양자지괴 등과 합쳐져 초대륙 곤드와나를 형성하였으며 현재의 아프리카 북서부에 해당하는 지역에서는 조산운동(造山運動, Orogeny)이 활발하게 일어났는데 이것을 범(汎)아프리카(Pan-African)조산운동이라고 한다. 초대륙 곤드와나에는 오늘날의 남아메리카, 아프리카, 영국 남부(잉글랜드/England, 웨일스/Wales), 아일랜드(Ireland) 남부, 프랑스(France) 북부, 미국의 뉴잉글랜드(New England)와 플로리다(Florida), 캐나다(Canada)남동부의 노바스코샤(Nova Scotia), 터키(Turkey), 중동(中東, Middle Asia), 티베트(Tibet), 인도, 인도차이나(Indochina), 중국(中國, China), 한국(韓國, Korea), 오스트레일리아, 남극대륙 등이 모두 포함되어 있었으며 북반구(北半球, Northern Hemisphere)의 중간에서 남극까지 이르는 거대한 대륙으로서 대부분이 남반구(南半球, Southern Hemisphere)에 자리하고 있었다.

이 시기에는 판탈라사 대양이 엄청나게 확장되었으며 빙하기가 끝남에 따라 해수면이 높아져 대부분의 대륙 가장자리에는 사암, 혈암, 역암 등과 같은 쇄설암과 석회암들로 이루어진 얕은 대륙붕(大陸棚, continental shelf)이 넓게 자리하였고 번성하던 석회질 생물로 인하여 따뜻한 저위도(低緯度, low latitude) 지방의 대륙붕에 엄청난 두께의 석회암이 퇴적되었다. 그리고 기후는 전반적으로 따뜻하였다.

식물의 상륙 및 동물종의 폭발

이때까지도 지상에는 일부 박테리아나 균류, 지의류를 제외하고는 생명체라고는 별로 없었는데 캄브리아기 말, 즉 지금부터 약 5억 년 전 쯤 최초의 육상식물이라고 할 수 있는 이끼류가 대륙의 강가나 바닷가에 깔리게 되었다. 이끼류는 보통 선태식물이라고 부르는데 여기에는 물이끼, 솔이끼와 같이 뿌리, 줄기, 잎의 구별이 뚜렷한 선류(蘚類, moss)와 우산이끼와 같이 줄기와 잎의 분화가 없는 태류(苔類, liverwort)가 있으며 이들 역시 조류나 균류와 마찬가지로 유성생식과 무성생식의 세대교번을 한다. 그리고 이 시기의 대기 중 산소함유량은 지금에 거의 근접한 18% 정도였다.

한편 원생대 말에 혹스 유전자를 가진 삼배엽성 동물이 출현한 것은 동물의 진화에 있어서 혁명과 같은 사건이었다. 더군다나 산소도 계속 증가함으로서 캄브리아기 초에 해당하는 5억3천만 년 전이 되자 바다 속에는 초기원생대 때부터 바다 속을 점유하고 있던 유공충, 방산충과 같은 원생동물들이 크게 번성하였으며 에디아카라 동물군은 쇠퇴해서 많이 사라진 대신 광물질의 껍데기나 골격(骨格, skeleton)을 가진 새로운 동물들이 폭발적으로 등장했다. 이 시기에 등장한 동물 중에는 최초로 해조류를 먹을 수 있는 것들이 있었고 이들의 수가 불어나자 이들을 잡아먹는 천적(天敵, natural enemy) 동물들이 뒤이어 출현함으로서 바다 속에 복잡한 먹이사슬이 형성된 것이다.

해면동물인 해면류가 바다 밑에서 자라기 시작하였으며 당시의 초(礁, reef)는 산호가 아니라 대부분 조류(藻類)로 이루어졌었다. 오늘날에는 눈에 잘 띄지도 않는 별벌레(peanut worm)는 성구동물 (몸은 원통형이고 촉수를 가진 채 몸속을 드나드는 구문부와 동부로 이루어져 있으며 소화관이 심하게 꼬여 있다. 순환계는 퇴화되고 배설기는 1쌍의 후신관이며 자웅이체임)에 가까웠으며 극피동물(유생은 좌우대칭이나 성체는 방사대칭으로서 몸속에는 골편이나 골판이 있으며 표면에 가시를 가진 것들이 많고 수관계라는 특수한 구조가 운동, 순환, 배설을 담당하며 감각기관은 발달되지 않음. 바다나리류, 불가사리류, 성계류, 해삼류가 여기에 포함됨)인 바다나리(sea lily, Crinoid)나 꽈리조개와 같은 완족동물(몸의 등과 배에 2장의 껍데기가 있어 우리가 보통 조개라고 부르는 연체동물문의 이매패와 매우 비슷하나 촉수관이 있으며 껍데기 안쪽이 외투막으로 덮여있고 내장기관이나 껍질의 특성이 조개류와는 뚜렷이 구분됨)인 스트로포메나(Strophomena)도 있었는데 이들은 여과섭식자(濾過攝食者, filter-feeder:물을 걸러 플랑크톤 등과 같은 물속의 양분을 흡수하는 동물)이다.

오늘날의 등잔조개의 조상인 갑옷을 입은 민달팽이 같은 할키에리아(halkieria)나 등에 화살촉이 촘촘히 박힌 바늘꽂이 같은 위왁시아(Wiwaxia), 그리고 굴속에 사는 벌레인 프리아풀리드(Priapulid)나 배 쪽에 8장의 각판이 기와 모양으로 배열되어 있는 다판류(多板類, polyplacophora)는 연체동물(열체강동물에 속하는 문중의 하나로서 많은 종류가 껍데기를 가지며 몸은 머리, 내장낭, 발 및 외투막의 4부분으로 되어 있고 조개류, 달팽이, 오징어, 낙지, 문어 등이 여기에 속함)의 조상으로서 이들 역시 매우 번성하였다.