Ужасный и прекрасный Аномалокарис

#Палеонтология@phanerozoi

Продолжаем цикл статей, посвящённых животным, которые бы понравились Говарду Лавкрафту. Сегодня по решению всеобщего демократического голосования, речь пойдёт о удивительном и ужасном Аномалокарисе, так называемой гигантской креветке. Собственно, как и с Галлюциногенией, здесь была похожая «галлюциногенная история» с не правильной интерпретацией древнего зверя. Это связано с тем, что данное животное нашли по частям.

Чарлз Дулиттл Уо́лкотт (31 марта 1850 — 9 февраля 1927) — американский палеонтолог. Член (1896) и президент (1917—1923) Национальной академии наук США. (Повторение мать учения)Чарлз Дулиттл Уо́лкотт (31 марта 1850 — 9 февраля 1927) — американский палеонтолог. Член (1896) и президент (1917—1923) Национальной академии наук США. (Повторение мать учения)

Так в 1920х годах прошлого столетия часть этого членистоногого обнаружил всё тот же не безызвестный Чарльз Дулитл Скотт [2], с которым наши читатели уже знакомы. Он нашёл рот и придатки этого животного в формации »Burgess Shale», которое является ископаемым водоносным месторождением, что простилается где-то в канадских Скалистых горах в Британской Колумбии. Породы этих мест представляют собой черный сланец и содержат многочисленные окаменелости времён среднего кембрия [1].

«Burgess Shale» - уникальная горная формация на склонах горы Маунт-Стивен в национальном парке Йохо в канадской части Скалистых гор  на территории провинции  Британская Колумбия.  Это одно из богатейших в мире мест палеонтологических находок и  лучшее в своём роде среди отложений  кембрийского периода.  Содержит множество окаменелостей,  некоторые ископаемые  имеют аналоги  среди ныне живущих организмов.«Burgess Shale» — уникальная горная формация на склонах горы Маунт-Стивен в национальном парке Йохо в канадской части Скалистых гор на территории провинции Британская Колумбия. Это одно из богатейших в мире мест палеонтологических находок и лучшее в своём роде среди отложений кембрийского периода. Содержит множество окаменелостей, некоторые ископаемые имеют аналоги среди ныне живущих организмов.

В месте, в котором были найдены эти части тела, было много всяких медуз и рот существа отдалённо тоже напоминал какую-то медузу. Учёный долго пытался понять, что это за медузоподобная тварь, у которой рядом болтались какие-то лобные придатки, похожие на каких-то ракообразных и голотурий, но толком разобраться так и не смог [2]. Поэтому он и решил отнести рот в несуществующий ныне род медуз »Peytoia», а один из придатков к не существующему таксону голотурий »Laggania» (сейчас это всё роды Аномалокарин). Другой придаток он отнес к роду раков »Sidneyia». Но не будем винить этого великого учёного в том, о чём он не мог знать. Ведь в то время не было интернета, чтобы быть в курсе о всех похожих находках в прошлом.

Sidneyia - вымершее ракообразное.Sidneyia — вымершее ракообразное.

Тем не менее они ведь были… Но для начала давайте перенесёмся ещё на двадцать лет ранее, во время первых бурных открытий кембрийских животных в палеонтологии, которые в последствии и заинтересовали Уолкотта настолько сильно, что он позже нароет с десяток тысяч разных животин из кембрия, которых к тому же он в большинстве предельно точно опишет и внесёт огромный вклад как в биологическую, так и в палеонтологическую науки [4].

Карьер Уолкотт из сланцевого месторождения Берджесс с изображением сланцевого месторождения в карьере Уолкотт. Белые параллельные вертикальные полосы - это остатки просверленных отверстий, проделанных при раскопках в середине 1990-х годов. https://en.wikipedia.org/wiki/Burgess_ShaleКарьер Уолкотт из сланцевого месторождения Берджесс с изображением сланцевого месторождения в карьере Уолкотт. Белые параллельные вертикальные полосы — это остатки просверленных отверстий, проделанных при раскопках в середине 1990-х годов. https://en.wikipedia.org/wiki/Burgess_Shale

Итак, серия ископаемых пластов в Канадских Скалистых горах соблазняла учёных своим видом уже очень давно. Впервые в 1886 году на эти горы забрался некий простой служащий Геологической службы Канады по имени Ричард МакКоннелл, который очень любил копаться в земле и искать разные удивительные окаменелые штуки. Каждый день он приезжал в регионы этих пластов в поисках окаменелостей. Работая, не жалея сил, он откапывал многих разных медуз, брахипод и прочие окаменелые остатки животин, которые потом отдавал в музей, в руки к учёным. Именно его последующие находки в регионе этих гор настолько сильно вдохновили Дулитла Уолкотта, что тот в 1907 году нашел время для разведки этой местности и в 1910 году в ходе серии экспедиций раздобыл только вдумайтесь 65 000 образцов.

Фронтальный придаток AnomalocarisФронтальный придаток Anomalocaris

Эти образцы он определил, как отложения средне кембрийского возраста и позже всех их описывал, хотя и не все правильно. Быть может именно после его титанической работы и появилось то самое понятие, как кембрийский взрыв… Однако вернёмся в 1886 год к Ричарду МакКоннеллу, который по своей привычке копался в отложениях чёрных сланцев [5].

Рот Аномалокариса интерпретируемый  Уолкоттом как медуза  PeytoiaРот Аномалокариса интерпретируемый Уолкоттом как медуза Peytoia

Занимаясь своим любимым делом, он наткнулся на странные придатки, напоминающие мутировавших ракообразных. Скрупулёзно освободив редкие находки из оков плена породы и завернув их как подобает настоящему палеонтологу, он доставил их в камеру хранения своей службы. Далее образцы животины пролежали, пылясь в ящике примерно шесть лет. Пока, наконец, в 1892 году при пересчёте палеонтологических находок на них не наткнулся палеонтолог GSC Григорович, ой, простите, Джозеф Фредерик Уайтэвз [5].

Джозеф Фредерик Уайтэвз (26 декабря 1835 г. - 8 августа 1909 г.) был британским палеонтологом . Уайтавз родился в Оксфорде , получил образование в частных школах, а затем работал под руководством Джона Филлипса в Оксфорде (1858–1861).Джозеф Фредерик Уайтэвз (26 декабря 1835 г. — 8 августа 1909 г.) был британским палеонтологом . Уайтавз родился в Оксфорде, получил образование в частных школах, а затем работал под руководством Джона Филлипса в Оксфорде (1858–1861).

Этот учёный из ограниченности материалов определил находку как часть брюшка филлокарид — ракообразных, некоторые представители из которых до сих пор живы. Внешне эти находки были прям 100% копиями ровно тех же придатков, которые Дулитл Скотт отнёс к остаткам Сиднейи и Лаггании в 1920х годах. Жаль не было в то время it технологий, которые позволяли бы быстро найти все работы учёных по подобным находкам в прошлом. Сейчас же известно, что те образцы не имеют отношения ни к ракам ни к голотуриям, а представляют собой изолированные лобные придатки Аномалокариса.

Строение примитивных ракообразных филлокаридСтроение примитивных ракообразных филлокарид

Я думаю, если бы Дулитл Скотт смог бы раздобыть материалы тех работ, то загадка с Аномалокарисом раскрылась бы намного раньше. Что же касается Джозефа Уайтэвза, то, несмотря на неверную интерпретацию тех образцов, именно он отметил необычность анатомии брюшка животного и тем самым и дал ему нынешнее название Anomalocaris, что означает «Отличительная от других креветок».

Стоит отметить, что Аномалокарисы имеют не очень близкое родство по отношению к ракообразным. Итак…Время шло, а учёные продолжали копать и находить части похожие на нашу большую креветку. Так, годами позже в сланцах неподалёку обнаружили панцирь животного, интерпретируемого как раковину древнего моллюска из рода Tuzoia. Однако некоторым учёным данный панцирь напоминал панцирь членистоногих, что было ошибочно. Так, о членистоногом панцире в 1928 году рассуждал датский палеонтолог Кай Хенриксен, предположив, что псевдо-раковина моллюска из сланцевых отложений Берджесса, могла принадлежать Аномалокарису и представляло собой недостающую переднюю половину его тела [6].

Панцирь Tuzoia действительно со стороны напоминает панцирь  какого-нибудь  крупного ракообразного.  Однако, этот панцирь всё же действительно являлся раковиной моллюска.Панцирь Tuzoia действительно со стороны напоминает панцирь какого-нибудь крупного ракообразного. Однако, этот панцирь всё же действительно являлся раковиной моллюска.

На стороне палеонтолога были палеохудожники Художники Эли Шеверланж и Чарльз Р. Найт, которые следовали этой интерпретации в своих изображениях Аномалокариса. После этой интерпритации шумиха вокруг животного стихла на долгие годы, вплоть до 1966 года, в котором Геологическая служба Канады начала всесторонний пересмотр летописи окаменелостей сланцевого месторождения Берджесса под руководством палеонтолога Кембриджского университета Гарри Б. Уиттингтона [7].

Саймон Конвей Моррис (1951 г.р.) - английский палеонтолог, эволюционный биолог и астробиолог, известный своими исследованиями окаменелостей сланцев Берджесс и кембрийского взрыва. https://en.wikipedia.org/wiki/Simon_Conway_MorrisСаймон Конвей Моррис (1951 г.р.) — английский палеонтолог, эволюционный биолог и астробиолог, известный своими исследованиями окаменелостей сланцев Берджесс и кембрийского взрыва. https://en.wikipedia.org/wiki/Simon_Conway_Morris

В процессе этого пересмотра Уиттингтон и его ученики Саймон Конвей Моррис и Дерек Бриггс постепенно собрали воедино все спорные части окаменелости Аномалокариса, тем самым открывая природу этого животного и его родственников, но не без определённых ошибок в интерпретации, которые постепенно устранялись. Так, в 1978 году Конвей Моррис признал, что ротовые органы Лаггании были идентичны придатку Пейтои.

Но он пришел к выводу, что Лаггания была составной окаменелостью, состоящей из Пейтойи и морской губки Corralio undulata [7]. В 1979 году Бриггс признал, что окаменелости Anomalocaris были придатками, а не брюшками, и предположил, что это ходячие ноги гигантского членистоногого, и что один из кормовых придатков, который Уолкотт отнёс к Сиднейи, был частью аномалокариса [8]. Позже, решив расчистить слой той самой окаменелости Уолкотта в лаборатории и очищая то, что, по его мнению, совершенно не могло относиться к Аномалокарису, тобишь медузу Пейтойю Гарри Б. Уиттингтон обнаружил, что медуза Пейтойя однозначно относилась к данной окаменелости.

Полная окаменелость Аномалокариса.Полная окаменелость Аномалокариса.

При этом ракообразное Сиднейя, которая, как предполагалось ранее, оказалась частью нашей гигантской креветки, где медуза оказалась ртом [2]. Уиттингтон связал Пейтою и Сиднейю в один вид, но, несмотря на это, исследователям потребовалось еще несколько лет, чтобы понять, что постоянно сопоставляемые Пейтоя, Лаггания и Сиднейя на самом деле представляют собой одно огромное существо. Бывшая медуза и Голотурия, (Пейтоя и Лаггания) теперь помещены в отряд Radiodonta, который обычно называют радиодонтами или аномалокаридидами. Поскольку род Пейтоя придумали самым первым, хоть и им называли медузу, то это стало правильным названием для всего животного. Первоначальные лобные придатки, которые интерпретировали как Лагганию и Сиднейю, как выяснилось позднее, принадлежали более крупным видам, отличных от Peytoia и Laggania. Поэтому было решено за ними закрепить название Anomalocaris, но, а с панцирем все и так было ясно. [9].

Почему же внешний облик аномалокариса так долго определяли?

Общепринятым считается то, что часть останков этих животных, которые не состояли из минерализованных смесей просто очень плохо сохранились, а та часть останков, которая была сильно минерализована сохранилась очень хорошо. Таким образом передняя часть тела была значительно твёрже и быстро окаменела, а все остальные части были слишком нежные и не смогли сохраниться в должной мере. В последствии дальнейшие находки поставили точку в этих вопросах.

Так как же выглядела наша гигантская креветка?

В прошлой статье про Галлюценогению я описал Аномалокариса как животное длиною приблизительно в метр [10]. Однако я опирался на вероятно устаревшие данные, ибо сейчас размеры этого монстра переоценены и считается, что наша креветка была длиной до 38 сантиметров в длину, не считая хвостового веера и передних придатков. Правда, даже с учётом и этих частей тела, членистоногое не могло достигать метра в длину [11]. Ученые, которые предполагали через чур гигантские размеры тела аномалокариса сравнивали разные части тела от других аномалокарин, а точнее их соотношение.

Оценка размеров тела  различных АномалокаринОценка размеров тела различных Аномалокарин

Длина тела измерялась примерно в 2 и 2, 8 раза больше длины лобных отростков у крупных видов из других родов, что в будущем показало не верную интерпретацию. Существовали оценки тела на основе самого большого найденного лобного придатка Аномалокарины до 18 сантиметров в длину в разложенном виде и, как понимаете, они тоже были далеки от истины [11].

Тем не менее, несмотря на, то, что животное было меньше метра в длину, оно всё равно было прекрасно. Тело аномалокариса имело множественные склериты, которые шли от головы и щетинковых лопаток и закрылок по бокам, пересекая всю спинную часть туловища. Жабры животного в форме длинных, тонких, похожих на волосы структур, известных как ланцетные лопасти, были расположены рядами, образующими щетинковые лопатки. Пластинки щетинок прикреплялись краем к верхней стороне животного, по две пластинки на каждый сегмент тела. Посередине проходила перегородка, разделяющая жабры [19].

Современная реконструкция Аномалокариса.Современная реконструкция Аномалокариса.

Передвигался наш гигант двигаясь в толще воды, с помощью волнообразных гибких закрылок по бокам его тела [12]. Каждый лоскут был наклонен ниже другого, расположенного кзади от него [13], и это перекрытие позволяло лопастям с каждой стороны тела действовать как единый «плавник», увеличивая эффективность плавания. Помимо этого Аномалокарис имел склеретированный хвостовой веер, который скорее, скорее всего был более приспособлен для обеспечения функции рулевого управления [20]. Гипотезу же о том, что гипкие закрылки использовались как единый плавник, подтвердило построение модели животного, которое управлялось дистанционно.

Изображение модели из статьи. К сожалению  видео с моделью я не нашёл,  но в принципе я не сильно огорчился.Изображение модели из статьи. К сожалению видео с моделью я не нашёл, , но в принципе я не сильно огорчился.

По итогу она показала, что этот режим плавания по своей сути является стабильным [14]. Правда с оговоркой. Ведь чтобы обладать резкой манёвренностью и просчетом балансирования на резких поворотах, животное должно обладать сложным мозгом, которого по сути не было. Сконструированная модель предполагает, что животное не имело сложного мозга, а на резких поворотах вело себя неуклюже, но это не мешало ему жить.

Что же из себя представляют фасеточные глаза?

Фасеточные глаза — это весьма распространённый орган зрения среди ракообразных, он есть и среди насекомых, что в прочем и неудивительно, ведь насекомые являются продвинутыми эволюционировавшими сухопутными раками, которые входят в кладу Pancrustacea, что дословно означает — все раки [16].

Фасеточные глаза сухопутных раков - насекомых.Фасеточные глаза сухопутных раков — насекомых.

Фасеточные глаза представляют собой сплетение изолированных простых глазков, археомм, которые образуют омматидии отдельные структурные единицы, фасеточного глаза. Они выглядят, как узкие, сильно вытянутые конусы, сходящиеся своими вершинами в глубине глаза, а своими основаниями, образующих его сетчатую поверхность. [15].

Фасеточные глаза интересны тем, что в основном они беспечивают цветовое зрение с восприятием ультрафиолетовых лучей. Помимо этого они способны воспринимать и направление поляризации линейно-поляризованного света, хотя при этом мелкие детали они распознать не смогут. Однако фасеточные глаза хорошо способны различать перемену света с частотой вплоть до 250—300. Гц, что позволяет худо бедно обойти стороной недостаток с неспособностью разичать мелкие детали. Более подробно о фасеточных глазах, включая и вышесказанное, можно прочитать здесь.

Имея достаточно продвинутое зрение нашему обитателю древних морей необходимо было оружее, чтобы охотиться на своих жертв и питаться ими. Для этого у Аномалокариса имелись два больших лобных отростка, которые располагались перед ртом, в передней части головы [18]. Ими наш товарищ хватал свою жертву и тянул её в рот, который напоминал ананасовое кольцо, в центре которого находился ряд зазубренных зубцов [13]. Рот мог сжиматься, чтобы раздавить добычу, но никогда не закрывался полностью. Поэтому, когда рот был закрыт, в нём всегда было отверстие диаметром от 5 миллиметров до сантиметра у особо крупных особей, что впрочем совершенно и не мешало аноламокарису жить. Таким образом, наш охотник мог быть прирождённым убийцей, но не всё так однозначно.

Так в чём заключается подвох?

Ретроспективная точка зрения гласит (в видео выше), что Аномалокарис питался твердотельными животными, что сделало его одним из первых грозных высших хищников своего времни. В пользу этой гипотезы говорили его хищные лобные придатки и окаменелые железы среднего кишечника, которые убедительно свидетельствовали о хищническом образе жизни [21]. Однако в дальнейшем было показано, что хищные придатки Аномалокариса были слишком мягкотелыми, что в свою очередь означало, что он не имел способности проникать сквозь минерализованные раковины жестких членистоногих, таких, как трилобиты [22]. В качестве доказательств того, что Аномалокарисы питались твёрдотелыми организмами, учёные с ретроспективными взглядами пытались использовать копролиты больших размеров, которые содержали части трилобитов. Дескать, не было существ крупнее, или равных по размерам тела нашей гигантской криветки. Однако в противовес этому заключению были приведены в пример трилобиты из рода Redlichia [23], которые спокойно могли питаться чем попало и были достаточно крупными организмами, сопоставимыми с Аномалокарисом. Это означало, что данные трилобиты тоже могли крупно гадить в окружающую среду. Последним камнем в огород к убийцам всего и вся было то, что у гигантской креветки просто напросто не было износа ротовых аппаратов, который должен был бы быть при питании на трилобитах. Это позволяет предположить, что они не вступали в регулярный контакт с минерализованными раковинами трилобитов и, возможно, лучше подходили для кормления на более мелких, мягкотелых организмах, которых они просто всасывали в себя, предварительно сначала схватив своими хищными придатками [23]. Аномалокарис действительно был первым хищником и возможно высшим, но это явно не косатка своего времени. Вообще о поведении и жизни Аномалокариса подробно рассказал в своём видео мой друг и спикер форума Учёные Против Мифов — Упоротый палеонтолог. Всем советую посмотреть.

Таким образом мы подошли к концу данной статьи и наконец я выполнил перед Вами обещание написать статью о данном животном. В следующий раз я расскажу Вам о скотопланесах — морских свиньях, что бродят по дну и дышат попой. В общем надеюсь будет интересно.

P.S. Статья является тематической и относится к хабу Биология.

Статья написана вдохновителем проекта Фанерозой, биологом Ефимовым Самиром, эксклюзивно для хабра. Эта статья появится во-вторник в нашем научном сообществе Фанерозой.

Источники

1) Gabbott, Sarah E. (2001). Exceptional Preservation. Encyclopedia of Life Sciences

2) Conway Morris S (1998). The crucible of creation: the Burgess Shale and the rise of animals. Oxford [Oxfordshire]: Oxford University Press. pp. 56–9.

3) Gould SJ (1989). Wonderful life: The Burgess Shale and the nature of history. New York: W.W. Norton. pp. 194–206

4) Briggs, D.E. G.; Erwin, D. H.; Collier, F. J. (1995), Fossils of the Burgess Shale, Washington: Smithsonian Inst Press

5) Whiteaves, J. F. (1892). «Description of a new genus and species of phyllocarid Crustacea from the Middle Cambrian of Mount Stephen, B. C.». The Canadian Record of Science. 5 (4).

6) Collins, Desmond (1996). «The «Evolution» of Anomalocaris and Its Classification in the Arthropod Class Dinocarida (nov.) and Order Radiodonta (nov.)». Journal of Paleontology. 70 (2): 280–293.

7) Conway Morris, S. (1978). «Laggania cambria Walcott: A Composite Fossil». Journal of Paleontology. 52 (1): 126–131

8) Briggs, D.E. G. (1979). «Anomalocaris, the largest known Cambrian arthropod». Palaeontology. 22 (3): 631–664.

9) https://www.academia.edu/1517990

10) https://www.palass.org/publications/palaeontology-journal/archive/22/3/article_pp631–664

11) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6138677/

12) https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0022519305002109? via%3Dihub

13) https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rstb.1985.0096

14) Briggs DE (May 1994). «Giant predators from the cambrian of china». Science. 264 (5163): 1283–4.

15) https://habr.com/ru/post/399591/

16) https://academic.oup.com/mbe/article/29/3/1031/1007908

17) https://translate.yandex.ru/translate? lang=en-ru&view=c&url=https%3A%2F%2Farchive.fo%2F20120710135634%2Fhttp%3A%2F%2Fgbe.oxfordjournals.org%2Fcontent%2F2%2F425

18) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6710600/

19) https://www.academia.edu/6947803

20) https://academic.oup.com/icb/article/58/4/703/4985728

21) https://www.nature.com/articles/ncomms4641

22) https://community.dur.ac.uk/martin.smith/ICCE%20Abstract%20volume.pdf

23) https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pala.12029

© Habrahabr.ru