O Período Cambriano é o primeiro período geológico da Era Paleozóica (o "tempo de vida antigo"). Este período durou cerca de 53 milhões de anos e marcou uma explosão dramática de mudanças evolutivas da vida na Terra, conhecidos como a "explosão cambriana".
Entre os animais que evoluíram durante este período estão os cordados, animais com um cordão nervoso dorsal; braquiópodes de carapaça dura, que se assemelhavam a moluscos; e artrópodes, ancestrais de aranhas, insetos e crustáceos.
Embora haja algum debate científico sobre que estratos fósseis devem marcar o início do período, o Congresso Geológico Internacional coloca o limite inferior do período há 543 milhões de anos, com a primeira aparição no registo fóssil de vermes que faziam tocas horizontais. O final do Período Cambriano é marcado por evidências no registo fóssil de um evento de extinção em massa há cerca de 490 milhões de anos. O Período Cambriano foi seguido pelo Período Ordoviciano.
O período recebe o nome de Cambria, o nome romano de Gales, onde Adam Sedgwick, um dos pioneiros da geologia, estudou estratos rochosos. Charles Darwin foi um de seus alunos. Sedgwick, no entanto, nunca aceitou a teoria da evolução de Darwin da seleção natural. No início do Cambriano, a Terra era geralmente fria, mas foi gradualmente aquecendo.
Evidências tectónicas sugerem que o único supercontinente Rodínia se partiu e pelo início e meados do Cambriano havia dois continentes. Gondwana, perto do Pólo Sul, era um supercontinente que mais tarde formou grande parte da área de terra da moderna África, Austrália, América do Sul, Antártida e partes da Ásia. Laurentia, próxima do equador, era composta por massas de terra que atualmente compõem grande parte da América do Norte e parte da Europa. O aumento da área costeira e as inundações devido ao recuo dos glaciares criaram ambientes marinhos mais rasos.
Neste ponto, não existe ainda vida em terra, sendo totalmente aquática. Muito cedo no Cambriano, o fundo do mar estava coberto por um "tapete" de vida microbiana acima de uma espessa camada de oxigénio livre de lama. As primeiras formas de vida multicelulares evoluíram no Proterozóico tardio. Estes organismos multicelulares foram os primeiros a mostrar evidências de um plano corporal bilateral. Estes quase microscópicos "vermes" começaram a misturar e oxigenar a lama do fundo do oceano. Durante este tempo, o oxigénio dissolvido foi aumentando na água devido à presença de cianobactérias. Os primeiros animais a desenvolverem exoesqueletos de carbonato de cálcio construindo recifes de coral.
A meio do período Cambriano começou um evento de extinção. Muitos dos organismos do recife morreram, bem como os trilobites mais primitivos. Uma hipótese sugere que este evento se deveu a um esgotamento temporário de oxigénio causado por uma corrente de água mais fria de áreas profundas do oceano. Esta ressurgência eventualmente resultou numa variedade de ambientes marinhos que vão desde o fundo do oceano até às zonas costeiras rasas. Os cientistas levantaram a hipótese de que este aumento de nichos ecológicos disponíveis definiu o cenário para o abrupto aparecimento de formas de vida comummente chamado de "explosão cambriana".
Cientistas encontraram alguns dos melhores exemplares para as "experiências evolutivas" do período Cambriano nos leitos fósseis da formação na Gronelândia, China e Colúmbia Britânica. Estas formações são notáveis, porque as condições de fossilização levaram as impressões de ambas as partes do corpo moles e duras e os registos mais completos das variedades de organismos vivos no Período Cambriano.
Nos fósseis mais antigos, os artrópodes são os mais abundantes, embora os grupos não sejam tão diversos como as encontradas nas formações posteriores. Nestes, estão os primeiros indícios fósseis de relações complexas entre predador e presas. Por exemplo, as Halkieria eram lesmas em forma de animais com tampas de concha em cada extremidade. O resto do corpo estava coberto de placas menores de armadura sobre um macio tecido semelhante a caracol.
Ainda não está claro se eles estão mais estreitamente relacionadas com os anelídeos, como as modernas minhocas e sanguessugas, ou se é um molusco primitivo. Alguns espécimes foram encontrados enrolados em posturas defensivas. As relações predador/presa fornecem pressões de seleção intensivos que levam à especiação rápida e à mudança evolutiva.
Os fósseis do Cambriano tardio mostram muito maior diversidade. Há pelo menos 12 espécies de trilobites. O maior predador era o Anomalocaris, um animal de natação livre que ondulava através da água, flexionando o seu corpo. Ele tinha olhos compostos e dois apêndices de garra na frente da sua boca. Foi o maior predador e mais temido do Período Cambriano, mas não sobreviveu ao Ordoviciano.
O primeiro animal cordado conhecido, o Pikaia, tinha cerca de 1,5 polegadas (4 cm) de comprimento. Pikaia tinha um cordão nervoso que era visível como uma crista atrás da cabeça e estendendo-se quase até à ponta do corpo. O detalhe fino preservado mostra claramente que o Pikaia tinha a estrutura segmentada do músculos posteriores cordados e vertebrados. O Haikouichythes, considerado por alguns como o mais antigo peixe sem mandíbula, também foram encontradas no mesmo registo fóssil.
Um evento de extinção em massa encerrou o período Cambriano. Sedimentos encontrados no início do ordoviciano na América do Sul são de origem glacial. James F. Miller, da Southwest Missouri State University sugere que as calotas polares e um clima mais frio pode ter sido a causa da extinção em massa da fauna que evoluíu nos oceanos Cambrianos quentes. O gelo glacial também teria trancado a maior parte da água do mar livre, reduzindo o oxigénio da água e da área disponível para as espécies de águas rasas.
