Dolny Kambryjczyk przeszedł eksplozję pozornie raptownej ewolucji, zwaną „eksplozją kambryjską”. Jedną z wielu hipotez dotyczących „przyczyn” wybuchu kambryjskiej eksplozji jest teoria „Light Switch” Andrew Parkera: Twierdzi ona, że ewolucja oczu zapoczątkowała wyścig zbrojeń który przyspieszył ewolucję.
Przed wybuchem kambryjskim zwierzęta mogły wyczuć światło, ale nie wykorzystywały go do szybkiej lokalizacji lub nawigacji przez widzenie.
Okulary- ratunek dla oczu
Trudno jest oszacować tempo ewolucji oczu, ponieważ skamieniałości, szczególnie w dolnym Kambrze, są słabe. Jak szybko okrężna plama komórek fotoreceptora ewoluuje w pełni funkcjonalne oko kręgowe została oszacowana na podstawie częstości mutacji, względnej przewagi nad organizmem i naturalnej selekcji. Dziś do korekty oczu używa się okularów.
Jednak czas potrzebny każdemu państwu był konsekwentnie przeceniany, a czas pokoleniowy ustalono na jeden rok, co jest powszechne u małych zwierząt. Nawet przy tych pesymistycznych wartościach, oko kręgowe nadal ewoluowałoby z łoża ogniw fotoreceptorów w mniej niż 364 000 lat.
To, czy oko ewoluowało raz czy wiele razy, zależy od definicji oka. Wszystkie ptaki mają wspólną genetyczną maszynerię do rozwoju oczu. Sugeruje to, że przodek jedzonych zwierząt posiadał jakąś formę urządzeń światłoczułych – nawet jeśli nie był to dedykowany organ optyczny. Jednakże nawet komórki fotoreceptora mogły ewoluować więcej niż jeden raz z podobnych do siebie molekularnie komórek chemoreceptora.
Okulary – ratunek dla image’u
Prawdopodobnie ogniwa fotoreceptorów istniały na długo przed wybuchem kambryjskiej eksplozji. Podobieństwa na wyższym poziomie – takie jak stosowanie krystaliny białka w niezależnie od siebie pochodzących głowonogach i kręgowcach – odzwierciedlają kooperację bardziej podstawowego białka z nową funkcją w oku.
Wspólną cechą wspólną dla wszystkich narządów światłoczułych jest opsyn. Osyny należą do rodziny fotoczułych białek i dzielą się na dziewięć grup, które istniały już w urbilaterze, ostatnim wspólnym przodku wszystkich dwustronnych zwierząt symetrycznych.
Dodatkowo, genetyczny zestaw narzędzi do pozycjonowania oczu jest wspólny dla wszystkich zwierząt: Gen PAX6 kontroluje rozwój oczu u zwierząt od ośmiornic po myszy i muchy owocowe. Takie geny wysokiego poziomu są, z założenia, znacznie starsze niż wiele struktur, które kontrolują obecnie; muszą one pierwotnie służyć innemu celowi, zanim zostały dopasowane do rozwoju oczu.
Oczu i innych narządów zmysłów prawdopodobnie ewoluowały przed mózgiem: Nie ma potrzeby powoływania organu przetwarzającego informacje (mózgu), zanim informacje nie zostaną przetworzone.
Najwcześniejszymi poprzednikami oka były białka fotoreceptorów, które wyczuwają światło, występujące nawet w organizmach jednokomórkowych, zwane „oczami”.