Što je kambrijska revolucija supstrata?

Kambrijska revolucija supstrata bila je ključni evolucijski događaj koji se dogodio u zoru kambrijskog razdoblja prije 542 milijuna godina. Revolucija se sastojala od prvih kopača koji su se ukopavali duboko u podlogu, umjesto da pasu na površini ili neposredno ispod mikrobnih prostirki koje su u to vrijeme dominirale morskim dnom. Zapravo, početak kambrija je međunarodno definiran prvom pojavom Trichophycus pedum, sveprisutnog fosila u tragovima s prepoznatljivim uzorkom petlje. Rupavac koji je napravio fosil u tragovima nije poznat, ali je možda bio puž ili primitivni člankonožac.

Prije kambrijske revolucije supstrata, morsko dno se sastojalo od mikrobne prostirke na vrhu tvrdog, slojevitog, sulfidnog, anoksičnog supstrata. Životinje su živjele na prostirci, pričvršćene za nju pomoću držača, pasle su površinu prostirke, bile su ugrađene u nju ili se ukopavale neposredno ispod nje. Kako je supstrat ispod bio gotovo potpuno anoksičan (bez kisika), bio je ispunjen sulfat-redukcijskim bakterijama, koje su ispuštale sumporovodik, otrovan za većinu drugih organizama, što ih je odvraćalo od dubokog ukopavanja.

Nakon milijardi godina supstrata u kojima su dominirale bakterije koje reduciraju sulfate, nekoliko pionirskih organizama počelo se dublje uvlačiti u supstrat, čineći ga labavijim i oksigeniranim. To je pokrenulo ciklus povratne sprege u kojem je supstrat postao manje neprijateljski nastrojen prema životinjama, a životinje su preuzele inicijativu agresivnijeg ukopavanja u njega, konzumirajući bakterije i druge životinje koje su kolonizirale novo oksigenirano okruženje. Konačni rezultat bio je evolucija širokog spektra organizama koji se ukopavaju i otvaranje nove oceanske niše. Oksigenacija gornjeg sloja supstrata mogla je pridonijeti kambrijskoj eksploziji, masivnom događaju evolucijskog zračenja koji se dogodio ubrzo nakon kambrijske revolucije supstrata. S druge strane, kambrijska eksplozija može imati druge uzroke, a kambrijska revolucija supstrata mogla je biti nuspojava diverzifikacije organizama.

Postoje tri glavne prednosti ukopavanja koje bi ubrzale kambrijsku revoluciju supstrata nakon što je počela: dostupnost hrane, sidrište (koje je spriječilo da životinje budu isprane strujama) i izbjegavanje grabežljivaca. Kako su grabežljivci obično veći i manje upravljivi od malih životinja, malo njih bi se ukopalo u blatnu podlogu. Kambrijska revolucija supstrata bila je početak kraja za mikrobne prostirke, koje se danas nalaze samo u ekstremnim okruženjima negostoljubivim za rogače, kao što su slana jezera i najdublji dijelovi oceanskog dna.