Что такое кембрийская субстратная революция?

Кембрийская субстратная революция была важнейшим эволюционным событием, которое произошло на заре кембрийского периода 542 миллиона лет назад. Революция состояла в том, что первые борозды заросли вглубь субстрата, а не паслись на поверхности или чуть ниже микробных матов, которые доминировали на морском дне в то время. На самом деле, начало кембрия определяется на международном уровне первым появлением Trichophycus pedum , вездесущего следа окаменелости с характерным зацикливанием. Нора, которая сделала след окаменелости, неизвестна, но, возможно, это был слизняк или примитивный членистоногий.

До революции в кембрийском субстрате морское дно состояло из микробного мата на вершине твердого слоистого сульфидного безоксидного субстрата. Животные жили на коврике, прикреплялись к нему через трюмы, паслись на поверхности коврика, были засыпаны в нем или зарылись непосредственно под ним. Поскольку субстрат под ним был почти полностью бескислородным (без кислорода), он был заполнен сульфатредуцирующими бактериями, которые выделяли сероводород, ядовитый для большинства других организмов, что препятствовало их глубокому закапыванию.

После миллиардов лет субстратов, в которых доминировали сульфатвосстанавливающие бактерии, несколько первопроходческих организмов начали копаться глубже в субстрате, делая его более рыхлым и насыщенным кислородом. Это инициировало цикл обратной связи, в результате которого субстрат стал менее враждебным по отношению к животным, и животные проявили инициативу более агрессивного роения в нем, потребляя бактерии и других животных, которые колонизировали новую оксигенированную среду. Конечным результатом стало развитие широкого спектра роющих организмов и открытие новой океанической ниши. Окисление верхнего слоя подложки, возможно, способствовало кембрийскому взрыву, массовому событию эволюционного излучения, которое произошло вскоре после кембрийской революции подложки. И наоборот, кембрийский взрыв может иметь и другие причины, а революция в субстрате кембрия могла быть побочным эффектом разнообразия организмов.

Есть три основных преимущества закапывания, которые ускорили бы революцию в субстрате кембрия, как только оно началось: доступность пищи, якорная стоянка (которая препятствовала тому, чтобы животные были смыты потоками) и избежание хищников. Поскольку хищники, как правило, крупнее и менее маневренны, чем мелкие животные, лишь немногие из них могли бы проникнуть в грязный субстрат. Кембрийская революция в субстрате стала началом конца для микробных матов, которые в настоящее время встречаются только в экстремальных условиях, неблагоприятных для закапывателей, таких как рассольные озера и самые глубокие участки дна океана.