14 апреля 2014 г.

Родич аномалокариса отказался от хищничества

Рис. 1. Фильтровальная «гребенка» современных членистоногих
(эвфузиид) сформирована вторичными щетинками, сидящими в два
ряда на длинном шипе; точно такой же фильтрационный аппарат
имели и аномалокариды, жившие в раннем кембрии 518 млн лет назад. 

Рис. 2. Два экземпляра конечностей Tamisiocaris: видно членистое
строение и длинные шипы (
a), попарно отходящие от каждого
членика (
b). На каждом шипе густо сидят вторичные шипики (c).

Рис. 3. Фильтровальная гребенка на антеннах науплиусов Artemia,
прекрасно сохранившаяся после года разложения рачка в глине.
Фильтрационный аппарат членистоногих даже у столь миниатюрных
животных оказывается устойчив к разложению.

Рис. 4. Зависимость размера добычи от размера ячеи фильтрационного
аппарата у разных животных. 
Синие и красные точки обозначают
диапазоны размеров частичек пищи для разных видов. 
Наклонные
прямые
усредняют эти данные. Вертикальный пунктир проведен
на уровне 0,49 мм и соответствует 
Tamisiocaris.

Рис. 5. Пищевая цепь в кембрийском планктоне: акритархи —
представители фитопланктона, они были основой рациона для
фильтраторов 
ветуликолий и мелкого зоопланктона; множество
членистоногой зоопланктонной мелочи служило пищей для
среднеразмерных хищников, которыми питались и крупные хищники,
например аномалокарисы, и крупные сестонофаги.

Новые находки в лагерштетте Сириус Пассет в Грендандии позволили понять, как жили и чем питались близкие родичи аномалокариса. На конечностях этого животного удалось разглядеть длинные шипы с тонкой фильтровальной гребенкой. Сам аномалокарис — крупный хищник кембрийского времени. 

Но его потомки, став еще крупнее в размерах, превратились из хищников в сестонофагов, то есть перешли к другому типу питания, начав отфильтровывать мелкую живность из толщи воды. Это означает, что уже в раннем кембрии (518–520 млн лет назад) толща морской воды была обитаема и в ней уже сформировалась полная пищевая цепочка от фитопланктона до хищников и сестонофагов.

Группа палеонтологов под руководством Дэвида Харпера (David A. T. Harper) с Отделения наук о Земле Даремского университета в 2009 году провела полевой сезон в Гренландии, собирая ископаемые раннекембрийского возраста (518 млн лет) в известном местонахождении Сириус Пассет (см. также Sirius Passet) .

Это местонахождение — один из лагерштеттов (см. также Lagerstätte), где сохраняются в ископаемом состоянии не только твердые части организмов (скелеты, зубы, панцири), но и мягкие ткани в том или ином виде. В лагерштетте Сириус Пассет разнообразные животные (губки, халкиерии, моллюски, членистоногие всех сортов, лорициферы) обнаруживаются в виде отпечатков в окаменевшем глинистом известняке.

Среди прочих животных найдены и аномалокариды (Anomalocarididae) — крупные животные с двумя длинными членистыми конечностями и круглой воронкой-ртом (см. новости о них: Найдено «недостающее звено» между членистоногими и загадочными кембрийскими чудовищами аномалокарисами, «Элементы», 16.02.2009 и Новый представитель аномалокарид прояснил эволюцию членистоногих, «Элементы», 24.03.2009). Другие представители семейства аномалокарид аномалокарисы (Anomalocaris), как считается, были крупными хищниками, охотились на мягкотелых животных и на покрытых панцирем трилобитов.

Аномалокариды из Сириус Пассет — они именуются Tamisiocaris borealis — описаны, к сожалению, не по целым экземплярам, а по отпечаткам конечностей и головы. Но и эти остатки позволяют уверенно связать их с этими кембрийскими хищниками. Удивительно то, что гренландские аномалокариды вовсе не были хищниками. Этот вывод был сделан на основе изучения тех самых сохранившихся конечностей.

На этих конечностях видны крупные членики с длинными шипами — их увидеть не трудно, так как размер конечностей около 10–12 см, а шипов — 3–4 см. (Кстати, судя по характеристикам конечностей, Tamisiocaris были даже крупнее аномалокарисов.) От каждого членика отходит по два длинных шипа. А на шипах заметны густо сидящие вторичные шипики, образующие фильтровальную гребенку (рис. 2).

Устройство таких конечностей позволяет реконструировать способ питания этих животных. Это были не хищники, а сестонофаги. Они питались, отфильтровывая из толщи воды мелких животных и водоросли, и, загибая конечности, отправляли отфильтрованный комок пищи к круглому рту. Моделирование этого процесса можно посмотреть на видео.

Примерно такой фильтровальный аппарат имеется у многих современных членистоногих сестонофагов. Мало того, он, как выясняется, очень устойчив к разложению (рис. 3).

Палеонтологи сравнили размер фильтровальной ячеи кембрийских Tamisiocaris (около 0,7 мм) с современными сестонофагами всех возможных сортов, от дафний до китов. Это дало возможность представить, какого размера была добыча древних сестонофагнов (рис. 4). Получилось, что около миллиметра.

Казалось бы, проведено небольшое компактное исследование передних конечностей давно вымершей группы животных: должно быть скучновато, да и масштаб невелик. Не впечатляет, в общем. Но вдумчивый читатель сразу поймет, что дело тут не в деталях передних конечностей, а в том, что из этого следует. А следует вот что: уже в раннем кембрии толща воды была настолько богата жизнью, что позволительно было появиться на сцене крупным сестонофагам.

Прежде считалось, что в ранне- и в среднекембрийское время развита была только бентосная жизнь, а планктону и нектону пришлось дожидаться конца кембрия. Но, как выясняется, уже тогда в планктоне была полно представлена пищевая цепь: от мелкого фитопланктона и зоопланктона к крупным сестонофагам и хищникам (рис. 5).

Кроме того, авторы работы обращают внимание на упорядоченность и предсказуемость эволюционных шагов. В различных группах животных крупные сестонофаги появлялись после хищников, как это было у акул, китов и некоторых вымерших групп рыб. Структура экологического пространства остается более или менее постоянной, поэтому и экологические группировки в разных неродственных группах оказываются сходными, демонстрируя зачастую конвергентное сходство. В этом смысле, по мнению авторов, эволюция предсказуема.

Популярные сообщения за последние 30 дней

археологи (2883) Россия (2761) музей (1070) археология (806) раскопки (723) Украина (447) палеонтологи (433) университет (402) Крым (387) Китай (360) Египет (308) археолог (287) артефакты (273) США (238) Израиль (235) Греция (191) выставка (185) археологические раскопки (175) Италия (173) Турция (162) Германия (159) монеты (139) Америка (138) Мексика (138) Беларусь (137) Казахстан (137) Испания (135) ЮНЕСКО (134) Европа (129) Москва (128) Франция (117) храм (117) Англия (115) Великобритания (115) экспедиция (113) памятник (111) динозавры (109) черные археологи (109) Африка (105) Керчь (103) Иерусалим (102) гробница (102) курган (102) Перу (100) артефакт (98) золото (97) Новгород (96) Алтай (94) антропология (94) памятники (93) конференция (91) история (83) мамонт (81) крепость (80) Сибирь (79) реставрация (78) палеонтология (77) подводная археология (77) пещера (76) захоронение (75) Канада (74) Азербайджан (73) фараон (72) корабль (71) палеонтолог (71) антропологи (69) Рим (68) некрополь (68) Австралия (65) монастырь (65) Киев (63) Монголия (63) Япония (60) мумия (60) памятники культуры (54) Кремль (53) Узбекистан (53) Армения (52) Петербург (49) Великий Новгород (48) пирамида (48) Севастополь (47) Урал (47) черные копатели (46) этнография (46) Калининград (45) черная археология (44) Челябинск (43) находка (43) Грузия (42) заповедник (42) неандертальцы (42) Ростов (41) книга (41) Новосибирск (40) бронзовый век (40) Санкт-Петербург (39) древняя история (37) мозаика (35) Одесса (34) майя (34) Атлантида (33) Стоунхендж (32) Золотая Орда (31) Ирак (30) Иркутск (30) Кипр (28) архитектура (28) коллекция (28) Каир (27) Луксор (27) Эрмитаж (27) церковь (27) Воронеж (26) Екатеринбург (26) Казань (26) Тутанхамон (26) Афины (25) Древний Рим (24) Мехико (24) Башкирия (23) Владивосток (23) Днепропетровск (23) Нью-Йорк (23) Волгоград (22) Кавказ (22) Симферополь (22) наследие (22) Ульяновск (21) геофизика (21) останки (20) черный археолог (20) институт (19) неандерталец (19) дольмен (18) Липецк (17) Наполеон (17) Калифорния (16) Кубань (16) Колизей (15) Палестина (15) Аркаим (14) Краснодар (14) Юкатан (14) этнология (14) Иордания (13) Кембридж (13) Оксфорд (13) Астана (11) Минск (11) катастрофа (10) княгиня Ольга (10) черный копатель (10) Клеопатра (9) конкурс (9) ИППО (8) Радонеж (8) Черное море (8) Чингис Хан (8) дайвинг (8) Пантикапей (7) Вторая Мировая Война (6) генетика (6) античность (5)