|
Английские специалисты проанализировали 3,5 тыс. фрагментов членистоногих возрастом 510 млн лет из знаменитого канадского местонахождения Маунт-Кап. Оказалось, что эти фрагменты принадлежат весьма совершенному и довольно крупному ракообразному, для которого уже тогда был характерен современный тип питания. Очевидно, что сложный ротовой аппарат сформировался, едва возникла необходимость эффективно снабжать пищей это крупное животное. В данном случае морфологическая сложность возникла не как результат долгих эволюционных поисков, а как быстрое удовлетворение биологических запросов при открытии новых экологических вакансий.
Полевая и исследовательская работа палеонтолога зачатую напоминает сложение паззла, но только с той существенной разницей, что игроку неизвестно, какая в точности должна получиться картинка и скольких и каких частей в наборе не хватает. Такое впечатление неизбежно возникает, если понаблюдать, например, как собирается из найденных кусочков скелет динозавра: множество окаменевших обломков, перемешанных и разбросанных, частью сгруппированных, нужно объединить в нечто осмысленное. Конечно, есть и подсказки: знание анатомии животного, формы и особенностей косточек помогают поместить обломки «на свое место».
Такая же ассоциация с паззлом всплывает в сознании, когда читаешь о новом исследовании, результаты которого изложили в журнале Nature англичане Томас Харви (Thomas H. P. Harvey) и Николас Баттерфилд (Nicholas J. Batterfield) с факультета наук о Земле Кембриджского университета (Великобритания). Но только когда дело касается нашего далекого кембрийского прошлого (см. геологическую шкалу), итоговая картинка паззла вообще неизвестна. Ученый должен реконструировать ее по найденным кусочкам, не имея ! даже образа того, что должно в конце концов сложиться. Фантазию ученого помимо здравого смысла ограничивает соотнесение предполагаемой картинки с современными правилами телосложения животных.
Английские специалисты представили реконструкции ракообразных, живших 510–515 млн лет назад. Их остатки были добыты из знаменитого канадского лагерштетта (особого местонахождения с ископаемыми поразительной сохранности) Маунт-Кап, расположенного в горах Макензи (Mackenzie Mountains) и открытого в 90-е годы прошлого века (см. список кембрийских лагерштеттов).
Вообще, из этого местонахождения уже была описана разнообразная фауна: прекрасной сохранности ракообразные брадорииды (Bradoriida), анамалокарисы, трилобиты, полихеты Виваксии (Wiwaxia), брахиоподы и другие животные. Все они занимали экологическую нишу фильтраторов. И им было чем поживиться — в кембрийских мелководных океанах уже было богатейшее разнообразие фитопланктона.
Помимо этого ученым попадалось множество неопределимых обломков членистоногих — всего их было собрано около 3,5 тысяч. Теперь и до них дошли руки. И дело тут не только в том, что эти остатки чрезвычайно многочисленны и фантастически детальной сохранности. Кстати, именно подробность морфологии придает им замечательную зрелищность, и одним только своим видом фотографии древних обломков притягивают взгляд специалистов и читателей журнала.
Членистоногие, едва появившись в раннем кембрии (около 540 млн лет назад), сразу же породили огромное разнообразие форм и даже вышли на сушу и освоили пресные воды! То есть кембрийские членистоногие представляют пример так называемой взрывной радиации; но вот механизмы подобной эволюции пока неизвестны. И именно поиск решения этой эволюционной задачи заставил ученых внимательно отнестись к этим находкам. Их анализ существенно дополнил наши знания об экологии кембрийских животных и выявил некоторые черты взрывной эволюции ранних членистоногих.
|
Что собой представляют находки? Это фрагменты панциря, среди которых выделяются две отчетливые морфологические группы. Первая группа — овальные или треугольные кусочки с зубчиками по краю, причем мелкие и крупные зубчики чередуются. На некоторых зубцах есть крючочки. Второй тип фрагментов представляет собой веретенообразные структуры с оборками из щетинок по краю. По направлению от краев эти щетинки становятся всё меньше, выполаживаются в чешуйки, и в центре их рельеф сглаживается.
Кроме этих двух групп найдены еще и другие фрагменты шкурок членистоногих, например, пластинки, несущие тонкие длинные перообразные щетинки. Все эти морфологические типы древних фрагментов имеют своих двойников и среди современных ракообразных. Первый тип фрагментов напоминает максиллы современных высших раков, второй тип со щетинистыми оборками сродни жевательным фрагментам мандибул жаброногих рачков (о максиллах и мандибулах см. здесь; на рис. максиллы — четвертые головные придатки), а третий тип — это не что иное, как фильтровальные придатки конечностей ракообразных.
Вся совокупность этих фрагментов указывает на то, что это остатки ракообразного, причем относительно крупного — размером со среднюю креветку. Это ракообразное уже не было обычным фильтратором — отфильтровал съедобные частички, отправил в центральную пищесборную бороздку, по которой пища сама отправляется в рот. Нет, это существо сначала откусывало пилообразными максиллами подходящий кусочек, зацепляло его зубчиками и крючочками, собирало кусочки фильтровальными пластинками и затем перетирало жевательными поверхностями мандибул. Только после этого отправляло в рот с помощью длинных щетинок мандибул. Ясно, что это было далеко не примитивное ракообразное — по всем признакам его нужно относить наравне с современными группами к эволюционно продвинутым формам. Вот в такую картинку собрался этот паззл!
Эти вполне совершенные ракообразные с хорошо развитым ротовыми частями существовали уже в раннем кембрии. Одновременно с ними существовали и мелкие рачки с сохранившимися ротовыми придатками, но мелким рачкам достаточно было и примитивного фильтровального аппарата; см., например, местонахождение Орстен (Orsten) в Швеции.
Авторы статьи подчеркивают: «Ракообразные из Маунт-Кап показывают, что специализация жевательных ротовых придатков началась по меньшей мере в конце нижнего кембрия; ...и развитие это направлялось необходимостью эффективного снабжения пищей животных крупных размеров... Экологическая специализация играет центральную роль в определении макроэволюционных тенденций».
Источник: Thomas H. P. Harvey, Nicholas J. Butterfield. Sophisticated particle-feeding in a large Early Cambrian crustacean // Nature. 17 April 2008. V. 452. P. 868–871.
См. также:
Yan Bergström, Hou Xian-Guang. Arthropod origins (PDF, 270 Кб) // Bulletin of Geosciences, 2003. V. 78. No. 4. P. 323–334 — очень полезная статья с обзором гипотез происхождения и эволюции членистоногих; также характеризуются все ключевые находки ранних членистоногих.
Автор: Елена Наймарк
Источник: http://elementy.ru/news/430716