Qu'est-ce que la révolution du substrat cambrien?

La révolution du substrat cambrien a été un événement évolutif crucial qui s'est produit à l'aube de la période cambrienne il y a 542 millions d'années. La révolution a consisté pour les premiers fouisseurs à creuser profondément dans le substrat, plutôt que de pâturer à la surface ou juste sous les nattes microbiennes qui dominaient le fond marin à l'époque. En fait, le début du Cambrien est internationalement défini par la première apparition de Trichophycus pedum , un fossile-trace omniprésent avec un motif en boucle distinctif. Le fouisseur qui a fait le trace de fossile est inconnu, mais il pourrait s'agir d'une limace ou d'un arthropode primitif.

Avant la révolution des substrats cambriens, le fond marin était constitué d’un tapis microbien recouvert d’un substrat dur, stratifié, sulfuré et anoxique. Les animaux qui vivaient sur le tapis, y étaient fixés par des crampons, effleuraient la surface du tapis, y étaient incrustés ou enfouis immédiatement au-dessous. Comme son substrat était presque complètement anoxique (sans oxygène), il était rempli de bactéries réductrices de sulfates qui émettaient du sulfure d’hydrogène, toxique pour la plupart des autres organismes, ce qui les décourageait de s’enfouir profondément.

Après des milliards d'années de substrats dominés par des bactéries sulfato-réductrices, quelques organismes pionniers ont commencé à s'enfouir plus profondément dans le substrat, le rendant plus lâche et oxygéné. Cela a initié un cycle de rétroaction dans lequel le substrat est devenu moins hostile aux animaux, et les animaux ont pris l’initiative de s’enfouir dans celui-ci de manière plus agressive, en consommant les bactéries et d’autres animaux qui colonisaient le nouvel environnement oxygéné. Le résultat final a été l’évolution d’une large gamme d’organismes terriers et l’ouverture d’une nouvelle niche océanique. L'oxygénation de la couche supérieure du substrat pourrait avoir contribué à l'explosion cambrienne, un événement massif de rayonnement évolutif survenu peu après la révolution du substrat cambrien. Inversement, l'explosion cambrienne peut avoir d'autres causes et la révolution du substrat cambrien peut avoir été un effet secondaire de la diversification des organismes.

Les fouilles ont trois principaux avantages, qui auraient accéléré la révolution du substrat cambrien une fois lancée: la disponibilité de nourriture, un ancrage (qui empêchait les animaux d'être emportés par les courants) et d'éviter les prédateurs. Comme les prédateurs ont tendance à être plus gros et moins maniables que les petits animaux, peu d'entre eux se seraient enfoncés dans le substrat boueux. La révolution cambrienne des substrats a marqué le début de la fin des tapis microbiens, que l’on ne retrouve plus que dans les environnements extrêmes, peu accueillants pour les fouisseurs, tels que les lacs à saumure et les fonds marins les plus profonds.