Czym jest rewolucja substratów kambryjskich?

Rewolucja w kambryjskim podłożu była kluczowym wydarzeniem ewolucyjnym, które miało miejsce na początku okresu kambryjskiego 542 miliony lat temu. Rewolucja polegała na tym, że pierwsi kopacze nory zagrzebali się głęboko w podłożu, zamiast pasać się na powierzchni lub tuż pod matami mikrobiologicznymi, które dominowały w tym czasie na dnie morza. W rzeczywistości początki kambryjskie są zdefiniowane na całym świecie przez pierwsze pojawienie się Trichophycus pedum , wszechobecnej śladowej skamieliny o charakterystycznym wzorze zapętlenia. Burrower, który stworzył ślad kopalny, nie jest znany, ale mógł to być ślimak lub prymitywny stawonóg.

Przed rewolucją w kambryjskim podłożu dno morskie składało się z maty drobnoustrojowej na twardym, warstwowym, siarkowym, beztlenowym podłożu. Zwierzęta żyły na macie, przymocowane do niej za pomocą uchwytów, pasły się na powierzchni maty, były w nią osadzone lub zakopane bezpośrednio pod nią. Ponieważ podłoże pod spodem było prawie całkowicie beztlenowe (bez tlenu), zostało wypełnione bakteriami redukującymi siarczany, które emitowały siarkowodór, trujący dla większości innych organizmów, co zniechęcało je do głębokiego rycia.

Po miliardach lat substratów zdominowanych przez bakterie redukujące siarczany, kilka pionierskich organizmów zaczęło zagłębiać się głębiej w podłoże, czyniąc go bardziej luźnym i natlenionym. Zapoczątkowało to cykl sprzężenia zwrotnego, w wyniku którego substrat stał się mniej wrogi zwierzętom, a zwierzęta podjęły inicjatywę zagłębiania się w nim bardziej agresywnie, konsumując bakterie i inne zwierzęta, które kolonizowały nowo natlenione środowisko. Ostatecznym rezultatem była ewolucja szerokiej gamy organizmów ryjących i otwarcie nowej niszy oceanicznej. Natlenienie górnej warstwy podłoża mogło przyczynić się do eksplozji kambryjskiej, ogromnego zdarzenia promieniowania ewolucyjnego, które miało miejsce wkrótce po rewolucji w kambryjskim podłożu. I odwrotnie, eksplozja kambryjska może mieć inne przyczyny, a rewolucja kambryjskiego substratu mogła być efektem ubocznym dywersyfikacji organizmów.

Istnieją trzy podstawowe zalety zagrzebania, które przyspieszyłyby rewolucję kambryjskiego substratu po jego rozpoczęciu: dostępność pożywienia, zakotwienie (które zapobiegło zmywaniu zwierząt przez prądy) i uniknięcie drapieżników. Ponieważ drapieżniki są zwykle większe i mniej zwrotne niż małe zwierzęta, niewiele z nich zakopałoby się w błotnistym podłożu. Rewolucja w kambryjskim podłożu była początkiem końca mat mikrobiologicznych, które można obecnie znaleźć tylko w ekstremalnych warunkach nieprzyjaznych dla kopaczy, takich jak jeziora solankowe i najgłębsze obszary dna oceanu.