Wat is de Cambrian Substrate Revolution?
De Cambrische substraatrevolutie was een cruciale evolutionaire gebeurtenis die 542 miljoen jaar geleden plaatsvond aan het begin van de Cambrische periode. De revolutie bestond uit de eerste burrowers die diep in het substraat graven, in plaats van aan het oppervlak te grazen of net onder de microbiële matten die destijds de zeebodem domineerden. In feite wordt het begin van het Cambrium internationaal bepaald door de eerste verschijning van Trichophycus pedum , een alomtegenwoordig sporenfossiel met een onderscheidend luspatroon. De graaf die het sporenfossiel heeft gemaakt is onbekend, maar het kan een slak of een primitieve geleedpotige zijn geweest.
Voor de Cambrische substraatrevolutie bestond de zeebodem uit een microbiële mat bovenop een hard, gelaagd, sulfidisch, anoxisch substraat. Dieren leefden op de mat, bevestigden het via holdfasts, graasden het oppervlak van de mat, werden erin ingebed, of begraven direct eronder. Omdat het substraat eronder vrijwel volledig zuurstofloos was (zonder zuurstof), was het gevuld met sulfaatreducerende bacteriën, die waterstofsulfide emitteerden, giftig voor de meeste andere organismen, wat hen ontmoedigde om diep te graven.
Na miljarden jaren van substraten gedomineerd door sulfaat-reducerende bacteriën, begonnen een paar baanbrekende organismen dieper in het substraat te graven, waardoor het meer los en zuurstofrijk werd. Dit leidde tot een feedbackcyclus waarbij het substraat minder vijandig werd voor dieren, en dieren namen het initiatief om er agressiever in te graven en de bacteriën en andere dieren te consumeren die de nieuw geoxygeneerde omgeving koloniseerden. Het uiteindelijke resultaat was de evolutie van een breed scala aan gravende organismen en de opening van een nieuwe oceanische niche. De zuurstofvoorziening van de bovenste laag substraat heeft mogelijk bijgedragen aan de Cambrische explosie, een massale gebeurtenis van evolutionaire straling die plaatsvond kort na de Cambrische substraatrevolutie. Omgekeerd kan de Cambrische explosie andere oorzaken hebben en kan de Cambrische substraatrevolutie een bijwerking zijn geweest van diversificerende organismen.
Er zijn drie primaire voordelen van graven, wat de Cambrische substraatrevolutie zou hebben versneld zodra het eenmaal was begonnen: de beschikbaarheid van voedsel, verankering (waardoor de dieren niet door stroming konden worden weggespoeld) en het vermijden van roofdieren. Omdat roofdieren de neiging hebben groter en minder manoeuvreerbaar te zijn dan kleine dieren, zouden weinigen zich in het modderige substraat hebben gegraven. De Cambrische substraatrevolutie was het begin van het einde voor microbiële matten, die nu alleen worden gevonden in extreme omgevingen die onherbergzaam zijn voor burrowers, zoals pekelmeren en de diepste uithoeken van de oceaanbodem.