Perioden fra 540 millioner år siden til 520 millioner år siden markerte en tilsynelatende over natten overflod av flercellede livsformer i verdens hav, en hendelse kjent som Kambriumksplosjon. Mange av disse kambriske virvelløse dyrene, bevart i den berømte Burgess Shale fra Canada, så vel som andre fossile avsetninger rundt verden, var virkelig påfallende, i den grad paleontologer en gang trodde de representerte helt nye (og nå utdødde) filaser av liv. Det er ikke lenger den aksepterte visdommen - det er tydelig at de fleste, om ikke alle, kambriske organismer fjernt var relatert til moderne bløtdyr og krepsdyr. Fortsatt var dette noen av de mest fremmede dyrene i Jordens historie.
Navnet sier alt: Da Charles Doolittle Walcott først plukket ut Hallucigenia fra Burgess Shale, for over et århundre siden, ble han så flammet av utseendet at han nesten trodde han var hallusinerer. Dette virvelløse er preget av syv eller åtte par spindelbein, et like antall parvise pigger som stikker ut fra ryggen, og et hode som tilnærmet ikke kan skilles fra halen. (De første rekonstruksjonene av Hallucigenia fikk dette dyret til å gå på ryggraden, bena forvekslet med parvise antenner.) For flere tiår, funderte naturforskere på om Hallucigenia representerte en helt ny (og fullstendig utdødd) dyrefilm fra det kambriske periode; i dag antas det å ha vært eksternt aner til onykoforaner eller fløyelsorm.
I løpet av den kambriske perioden var det store flertallet av marine dyr små, ikke mer enn noen få centimeter lange - men ikke den "unormale reken," Anomalocaris, som målte over tre meter fra hode til hale. Det er vanskelig å overdrive merkeligheten til dette gigantiske virvelløse dyret: Anomalocaris var utstyrt med stilkede, sammensatte øyne; en bred munn som så ut som ananasringen, flankert på hver side av to piggete, bølgende "armer"; og en bred, vifteformet hale som den pleide å drive seg gjennom vannet. Ikke mindre autoritet enn Stephen Jay Gould tok feil av Anomalocaris for en tidligere ukjent dyrefilm i seminalen bok om Burgess Shale, "Fantastisk liv." I dag er vekten av bevisene at det var en gammel stamfar til leddyr.
Hvis det bare var en eller to eksisterende fossiler av Marrella, kan du tilgi paleontologer for å tro at dette kambriske virvelløse dyret var en slags bisarr mutasjon - men Marrella er faktisk den vanligste fossilen i Burgess Shale, representert av over 25 000 prøver. Ser ut som Vorlon romskip fra "Babylon 5" (klipp på YouTube er en god referanse), var Marrella preget av parrede antenner, bakovervendte toppspisser og 25 kroppssegmenter, hver med sitt eget par ben. Mindre enn en tomme lang så Marrella litt ut som en utsmykket trilobitter (en utbredt familie av kambriske virvelløse dyr som det bare var fjernt beslektet med), og antas å ha matet av å rase etter organisk rusk på havbunnen.
Ser litt ut som en to-tommers lang Stegosaurus (riktignok manglet et hode, en hale eller noen ben), Wiwaxia var et lett pansret kambrisk hvirvelløse dyr som ser ut til å være fjernt forfedre til bløtdyr. Det er nok fossile prøver av dette dyret til å spekulere i om dets livssyklus. Den unge Wiwaxia ser ut til å ha manglet de karakteristiske defensive piggene som stikker opp fra ryggen, mens modne individer var mer tykt pansrede og bar det komplette komplementet til disse dødelige fremspring. Den nederste delen av Wiwaxia er mindre velbevisst i fossilprotokollen, men den var tydelig myk, flat og manglet rustning, og hadde en muskuløs "fot" som ble brukt til bevegelse.
Da den ble identifisert første gang i Burgess Shale, ble den bisarre utseende Opabinia ført som bevis for den plutselige utviklingen av flercellete liv i den kambriske perioden ("plutselig" i denne sammenhengen som betyr i løpet av noen millioner år, snarere enn 20 eller 30 millioner år). De fem stilkede øynene, bakovervendte munnen og den fremtredende proboscis av Opabinia ser ut til å ha blitt satt sammen i hastverk, men senere undersøkelse av de nær beslektede Anomalocarisene demonstrerte at kambriske virvelløse dyr utviklet seg i omtrent samme tempo som alt annet liv på Jord. Selv om det har vært vanskelig å klassifisere Opabinia, forstås det på en eller annen måte å være forfedre til moderne leddyr.
Leanchoilia er på forskjellige måter blitt beskrevet som en "arachnomorph" (en foreslått klede av leddyr som inkluderer både levende edderkopper og utdødde trilobitter) og som en "megacheiran" (en utdødd klasse av leddyr preget av deres forstørrede vedheng). Dette to-tommers lange virvelløse dyret er ikke så bisart utseende som noen av de andre dyrene på denne listen, men det er "litt litt av dette, litt av den "anatomi er en objektkurs i hvor vanskelig det kan være å klassifisere 500 millioner år gammel fauna. Det vi kan si med rimelig sikkerhet, er at de fire stilkede øynene til Leanchoilia ikke var spesielt nyttige. Dette virvelløse virkeligheten foretrekker det å bruke sine følsomme tentakler for å føle seg langs havbunnen.
I en kambrisk verden der fire, fem eller til og med syv øyne var den evolusjonære normen, var det merkeligste med Isoxys, paradoksalt nok, de to bulbøse øynene, som fikk den til å se ut som en muterte reker. Fra naturpersons synspunkt var det mest slående trekket ved Isoxys det tynne, fleksible karpet, delt inn i to "ventiler" og sportslige ryggrader foran og bak. Mest sannsynlig utviklet dette skallet seg som et primitivt forsvarsmiddel mot rovdyr, og det kan også (eller i stedet) ha tjent en hydrodynamisk funksjon da Isoxys svømte i dyphavet. Det er mulig å skille mellom de forskjellige artene av Isoxys etter størrelsen og formen på øynene, som tilsvarer intensiteten av lys som trenger inn i forskjellige havdyp.
Dette kambriske virvelløse dyret var ikke stamfar til leddyr, men til pigghuder (familien til marine dyr som inkluderer sjøstjerner og kråkeboller). Helicocystis var ikke visuelt slående - i utgangspunktet en to tommer høy, rund rund stilke forankret til havbunnen - men en detaljert analyse av dens fossiliserte skalaer forråder tilstedeværelsen av fem spesialiserte riller som spiraler ut fra denne skapningen munn. Det var denne begynnende femfoldige symmetrien som resulterte, titalls millioner år senere, i de fem væpnede hjørnetannene vi kjenner i dag. Det ga en alternativ mal til den bilaterale eller todelt symmetrien som ble vist av det store flertallet av virveldyr og virvelløse dyr.
Det er over 5000 identifiserte fossile prøver av Canadaspis, som har gjort paleontologer i stand til å rekonstruere dette virvelløse dyret i detalj. Merkelig nok ser "hodet" til Canadaspis ut som en bisydig hale som spirer fire stilkede øyne (to lange, to korte), mens "halen" ser ut som om den er plassert der hodet skulle ha gått. Det gjettes at Canadaspis gikk langs havbunnen på sine tolv par ben (tilsvarer et like stort antall kroppssegmenter), klørne på enden av de fremre vedhengene som omrører sedimenter til å avdekke bakterier og andre detritus for mat. Så vel attesterte som det er, har Canadaspis vært ekstremt vanskelig å klassifisere; det ble en gang antatt å være direkte stamfar til krepsdyr, men kan ha forgrenet seg fra livets tre enda tidligere.
Det merkelige utseendet til kambriske virveldyr ligner mest i dagens verden på det rare utseendet til moderne reker. Faktisk var Waptia, det tredje vanligste fossilvirvelløse i Burgess Shale (etter Marrella og Canadaspis), gjenkjennelig en direkte forfader til moderne reker, med sine perleformede øyne, segmenterte kropper, halvhårde snøre og multippel ben. Det er mulig at dette virvelløse dyret til og med har blitt farget rosa. Et kjennetegn ved Waptia er at de fire lemmeparene foran skilte seg fra de seks bakre lemmeparene; førstnevnte ble brukt til å gå langs havbunnen, og sistnevnte til fremdrift gjennom vannet på jakt etter mat.
Noe av det mest spennende med kambriske virvelløse dyr er at nye slekter stadig blir avdekket, ofte på ekstremt fjerne steder. Tamiscolaris ble annonsert til verden i 2014, etter oppdagelsen på Grønland, en nær slektning av Anomalocaris (se andre lysbilde, over) som målte nesten tre meter fra hode til hale. Den viktigste forskjellen er at mens Anomalocaris tydelig byttet på sine virvelløse kolleger, var Tamiscolaris en av de verdens første "filtermater", som kjemper mikroorganismer ut av havet med de sarte bustene på fronten vedhengene. Det er tydelig at Tamiscolaris utviklet seg fra en "apex predator" -stil anomalocarid som svar på endrede økologiske forhold som gjorde mikroskopiske matkilder mer rikholdige.
Muligens det merkeligste kambriske virvelløse dyr som presenteres her, er Aysheaia, paradoksalt nok, også en av de best forståtte. Det har mange funksjoner til felles med både onykoforaner, også kjent som fløyelsorm, og de mikroskopiske skapningene kjent som tardigrader, eller "vann bjørn. "For å dømme etter sin særegne anatomi, beitet dette en- eller to-tommers lange dyret på forhistoriske svamper, som det klamret fast sammen med sine tallrike klør. Formen på munnen signaliserer rovfôring i stedet for mating av detritus - det samme gjør de sammenkoblede strukturer rundt den munnen, som sannsynligvis ble brukt til å gripe byttedyr, sammen med de seks fingerlignende strukturer som vokste fra dette virvelløse dyr hode.