зачем трилобиты сворачивались в клубок
Кандидат геолого-минералогических наук А. ИВАНЦОВ, старший научный сотрудник Палеонтологического института Российской АН
Тело членистоногих покрыто хитиновым панцирем, жестким и очень устойчивым к химическим воздействиям. Панцирь не только защищает животное снаружи, но и служит для прикрепления внутренних органов, прежде всего развитой двигательной мускулатуры. Поэтому его можно считать своеобразным наружным скелетом этих животных. Для мелких и среднего размера членистоногих (длиной от долей миллиметра до нескольких сантиметров) прочности чисто хитинового панциря вполне достаточно. У более крупных (а трилобиты, некоторые виды которых достигали 80 сантиметров длины, могут считаться крупными членистоногими) панцирь пропитан еще минеральными солями, в основном карбонатом кальция, что придает ему особую прочность. Именно благодаря этой известковой пропитке панцири трилобитов, пролежав в земле не одну сотню миллионов лет, хорошо сохранились.
У большинства современных членистоногих хорошо развиты глаза. Они бывают простые (с одной-двумя линзами) и сложные или фасеточные, состоящие из нескольких десятков, сотен или даже тысяч простых глазков. Такие же глаза были и у палеозойских трилобитов. Зрительные поверхности огромных фасеточных глаз трилобитов были ориентированы таким образом, что многие из этих животных могли видеть сразу на 360 градусов вокруг. Но только вдоль линии горизонта и на один-другой десяток градусов выше нее. Для наблюдения за «мертвым» пространством в зените в затылочной части головного щита трилобитов располагался маленький одиночный глазок.
Все конечности (а их у трилобитов несколько десятков), как и остальная часть брюшка, были мягкими и потому сохраняются в ископаемом состоянии лишь в исключительных случаях. Впервые в России трилобит с сохранившимися конечностями найден в Якутии три года назад.
Хитин панциря членистоногих не может растягиваться. Поэтому их рост сопровождается несколькими линьками. Когда панцирь становится тесным, он лопается (обычно спереди и на спине) и животное его сбрасывает. В тот короткий период, когда старый панцирь сброшен, а новый еще не затвердел, размеры животного быстро увеличиваются. Поза, в которой происходит «вылупление» из старого панциря, очень характерная и разная у разных видов трилобитов. Для палеонтолога очень ценно найти панцирь в «линочном положении», потому что это свидетельствует о том, что порода, где он найден, не была переработана роющими животными или перемешана какими-то другими силами. Значит, здесь можно увидеть детали процесса формирования породы, можно восстановить условия среды на дне древнего водоема, в котором обитали трилобиты.
Поражает разнообразие форм панциря трилобитов: гладкие, бугристые, шипастые, с глазами огромными и редуцированными, низкими или поднятыми на длинных стебельках, с длинными ветвящимися выростами, с туловищем, состоящим из двух сегментов или из нескольких десятков, и так далее. Известно, что форма и степень расчлененности панциря у членистоногих связаны с их внутренней анатомией, говорят о преимущественном развитии тех или иных групп мышц. Все это позволяет судить об образе жизни и характере питания животных.
В одном и том же месте могли обитать десятки видов трилобитов с панцирями разнообразной формы. Это означает, что их питание и образ жизни сильно различались.
Подобно многим морским членистоногим, трилобиты в своем развитии проходили стадию планктонной (то есть пассивно плавающей в толще воды) личинки. Именно благодаря своим маленьким, по виду совсем не похожим на взрослых животных личинкам трилобиты смогли расселиться на огромных пространствах палеозойских океанов.
Особенности поиска и добычи остатков трилобитов зависят от типа местонахождения. Мягкие глинистые известняки Ленинградской области на открытом воздухе разрушаются легче, чем панцири трилобитов. Поэтому, как только обнажат пласт, трилобиты начинают как бы «выглядывать» из породы. Но здесь окаменелые остатки встречаются редко и на большом расстоянии одни от других. В Якутии твердые колкие известняки почти неотличимы по цвету и механическим свойствам от заключенных в них остатков трилобитов, и визуальный осмотр обнажений здесь обычно ничего не дает. Но когда окаменелости обнаружены, их обычно бывает много и в породе они распределены равномерно.
Поиск и сбор трилобитов ведутся методичным последовательным дроблением больших блоков породы слой за слоем.
Чтобы найденные панцири отделить от породы, иногда используют различные пневмо- и виброинструменты, но чаще всего работают обычной стальной иглой. Работа долгая, кропотливая, требующая терпения и аккуратности.
Трилобиты Ленинградской области, благодаря своим эстетическим качествам и относительной легкости добычи, сейчас стали одним из главных объектов экспорта палеонтологических остатков из России. Интерес коллекционеров к ним очень большой, это, конечно же, хорошо, но связано и со многими бедами. Интенсивно разрабатываемые обнажения быстро нищают, а то и совсем гибнут. Отношение к уникальным окаменелостям у сборщиков обычно варварское, поскольку их интересует лишь комплектность добываемого панциря. При этом наука безвозвратно теряет возможность получить очень важную информацию о последовательности залегания видов в слоях и о сопутствующей фауне. А порой искажается и морфология трилобитов, поскольку случается, что сборщики заменяют отсутствующие фрагменты частями панцирей трилобитов других видов, а то и просто лепят из пластика.
Специалисты считают, что трилобиты окончательно вымерли около 230 миллионов лет назад. Вероятность того, что какие-то их потомки дожили до настоящего времени, чрезвычайно мала. Для этого они должны были бы в корне изменить образ жизни (например, перейти к паразитизму, при котором происходит очень сильное упрощение строения и индивидуального развития) и видоизмениться, так что их невозможно узнать.
Твари с каменными глазами
Трилобиты внешне походили на современных мокриц – равноногих раков, возможно, и занявших их ниши после вымирания, однако это не ракообразные, а отдельный класс членистоногих, очень примитивный, некоторыми чертами строения, как считают, напоминающий многощетинковых червей. У них даже челюстей не было, а пищу они измельчали специальными выростами трех передних пар ножек.
Известно свыше 15000 видов трилобитов от самых мелких, не больше нескольких миллиметров в длину, до почти метровых. Были они разные: гладкие, бугристые, шипастые, с глазами огромными, маленькими и совсем без глаз, с длинными ветвящимися выростами, с туловищем, состоящим из двух сегментов или из нескольких десятков. В одном и том же месте, не мешая друг другу, могли обитать десятки видов трилобитов с панцирями разнообразной формы – их питание и образ жизни сильно различались.
Большинство их ползало по дну и пожирало детрит, водоросли и мелкий бентос. Желудок у них располагался на переднем конце тела, между глазами – там, где у приличных существ должны располагаться мозги. Некоторые трилобиты проводили жизнь, целиком зарывшись в ил – такие имели глазки на стебельках, чтобы высовывать их наружу:
Плавающие трилобиты обзавелись широкими и плоскими хвостовыми щитами. У таких видов были легкие панцири и множество отростков, выполняющих роль подводных крыльев, чтобы парить в толще воды:
Утрата глаз некоторыми группами трилобитов в одних случаях может быть связана с жизнью в иле или в сильно взмученных течениями водах в зонах илонакопления, в других — с жизнью в темноте на больших глубинах. Так, некоторые мелкие слепые трилобиты считаются обитателями больших глубин, измельчавшими в связи с недостатком пищи.
Некоторые виды трилобитов были хищниками – в Швеции обнаружены следы каких-то живших в грунте животных и следы, оставленные трилобитами. При этом след трилобита накрывает след жившего в грунте животного, и тот обрывается – трилобит его съел. В Якутии найдены трилобиты с сохранившимися частицами тел губок и брахиопод в кишечнике.
У некоторых трилобитов пищеварительный тракт вообще был атрофирован, а питательные вещества они получали благодаря симбиозу с хемоавтотрофными бактерями, живя вблизи подводных вулканических источников:
Другие трилобиты рыли в грунте сложные сети тоннелей, в которых и обитали – в таком виде их обнаружили в шведском известняковом карьере. Подробности подземной жизни трилобитов пока неизвестны. Возможно, в тоннелях они скрывались от хищников вроде наутилусов, которые прочесывали палеозойские океаны в поисках добычи. А может быть, использовали текущую по туннелям воду, чтобы насыщать кислородом жабры, как делают некоторые современные омары.
Как и все остальные членистоногие, трилобиты время от времени линяли. Сброшенные экзоскелеты иногда лежат большими кучами – видимо, трилобиты, подобно современным крабам и омарам, во время линьки собирались вместе для защиты друг друга.
На каждом сегменте торакса было по паре конечностей, а на головном – несколько, и все они, за исключением пары антенн, были устроены одинаково – каждая ножка имела отросток, приспособленный для хождения (ногу), для дыхания (жабру), для перетирания и передвижения ко рту частичек пищи.- сзади наперед.
На многих окаменевших останках трилобитов имеются повреждения, говорящие, что на них охотились рыбы, до них – головоногие моллюски, а еще раньше – разные непонятные твари вроде аномалокариса. Чтобы защитить себя, трилобиты научились сворачиваться в клубок, как мокрицы-«трамвайчики», некоторые отрастили на панцирях шипы, рога и другие хитрые загогулины. Многие трилобиты перед смертью испугались и именно в таком положении были найдены.
Хитиновые панцири их еще при жизни были пропитаны минеральными солями, что делало их в буквальном смысле слова каменными. После смерти за миллионы лет, проведенные в земле, минералы панцирей обычно оказываются замещенными другими соединениями – это обычный процесс для окаменелостей. Однако фасеточные глаза многих трилобитов остались неизменными, такими же, как при жизни. Особое впечатление производят глаза некоторых трилобитов, найденных в отложениях формации Хамар Лангдад в Марокко – они имеют зеленый цвет, от бирюзового до изумрудного. При этом панцири этих трилобитов окрашены в красновато-бурые оттенки:
Оказалось, что в фасеточных глазах сохранились линзы, состоящие из кальцита с примесью магния. Исследование с помощью электронного микроскопа показало, что у части трилобитов глаза сохранились практически такими, какими они были при жизни этих давно вымерших существ – линзы не подверглись замещению, так как представляют собой фактически монокристаллы кальцита. Они даже сохранили свои оптические свойства. Атомы в них упорядочены таким образом, что оптическая ось кристаллов совпадает с оптической осью линзы.
Такие дела. Как выглядели трилобиты в динамике – показать не смогу, вместо этого для тех, кто умеет разглядывать стереопары – 3D-трилобиты:
________________________________________ ___
*С учетом наличия в омматидиях т.н. хрустального конуса, возможно, с ахроматами следует сравнивать глаза насекомых, а глаза трилобитов в этом случае – с апохроматами.
Кто такие трилобиты и куда они подевались?
Каждый из нас, хотя бы раз в жизни слышал это странное слово — трилобиты. Что же это за существа такие? Сегодня мы поговорим о них. Поехали.
Эти животные являются одними их первых членистоногих. Когда жизнь буквально взорвалась в животной форме, а случилось это в начале палеозоя, именно это плодовитое членистоногое стало указателем начала этой эры. Эра — это геологический период времени, обладающий характеристиками, которые отличают его от других.
В первой половине палеозоя вся жизнь на нашей планете была сосредоточена, в основном, в древних морях. Палеозойская эра длилась около 295 миллионов лет. Но такой большой промежуток означает, что ее характеристики сильно отличались в начале и конце эры. Поэтому геологи разделили палеозой на периоды, которые обладали определенной объединяющей характеристикой.
Когда жили трилобиты?
Трилобиты появились на Земле в конце кембрийского периода. То есть около 485 миллионов лет назад. Это первый и самый древний отрезок палеозойской эры. Он был назван в честь места, где были впервые обнаружены слои горных пород: графство Камбрия. Это латинское название графства Уэльс. За кембрием следуют ордовикский, силурийский, девонский, каменноугольный и, наконец, пермский период. Каждый из этих периодов также получил свои названия от мест, связанных с типами слоев горных пород, обнаруженных в этих местах.
Трилобиты ползут по дну древнего моря. Фото НАСА.
Количество видов трилобитов резко увеличилось в конце кембрийского периода и в ранний ордовикский период. Однако со среднего ордовика, и до их окончательного исчезновения в конце пермского периода количество видов трилобитов неуклонно сокращалось. Наибольший спад их популяции произошел в начале силурийского периода, примерно 440 млн лет назад.
Обычно считается, что это было связано с изменением климата. Наступил ледниковый период, который снизил уровень океана. И, таким образом, вызвал изменение суши. Этот ледниковый период длился около 40 миллионов лет. Он охватил ордовикский и силурийский периоды. Во время этого климатического изменения вымерло более половины из всех видов на Земле.
Ранние членистоногие
Итак, что же это было за древнее членистоногое? И что в нем вызывает такую любовь у студентов всех возрастов? Может быть его необычный бронежилет позволил создать уникальные защитные механизмы? Возможно дело в почти дружелюбной внешности с выпуклым «лицом»? Или это произошло просто из-за его широкого разнообразия среди остатков давно вымерших видов?
Просто это было одно из первых членистоногих. Конечно, членистоногие существуют и сегодня. Именно к ним относятся те жуткие жуки, которые приползают на наши пикники. Это муравьи, пауки, комары и т. д. Это хрустящие деликатесы, которые иногда украшают наш стол. Креветки, омары, раки — все это членистоногие.
Трилобит интересен среди других членистоногих тем, что у него был твердый экзоскелет. То есть тело, имеющее по крайней мере, пару секций. И сочлененные ноги.
Части трилобита. Из открытых источников.
В наши дни за твердый экзоскелет окаменелости трилобита исследовать довольно легко. Потому что эта часть животного превратилась в камень!
У трилобита есть три легко идентифицируемых отдела: голова или цефалон, грудная клетка, и пигидий, он же хвостовой отдел. Грудь трилобита состоит из гибких сегментов. Трилобиты могли сворачиваться в шар для своей защиты. Это позволяло спрятать более мягкую внутреннюю сторону животного.
Можно предположить, что членистоногое получило свое имя в честь вышеперечисленных трех частей. Но это не так. Его название означает трехлопастный. Имеются ввиду три доли, идущие от головы к хвосту. Это осевая доля, идущая через центр и две плевральные доли с обеих сторон, слева и справа. Эта трехлопастная характеристика является общей для всех видов этого класса членистоногих. Хотя внешний вид трех частей тела может сильно отличаться.
Есть еще один интересный факт об экзоскелете трилобита. Эта твердая минерализованная внешняя оболочка не могла расти. Чтобы трилобит стал больше, ему приходилось сбрасывать экзоскелет. Они делали это, разорвав его на передней части цефалона (головы) и выползая наружу. Один из самых распространенных видов трилобитов, Elrathia, за свою жизнь линял более 20 раз!
Классификация трилобитов
Классификация окаменелостей трилобитов является сложной задачей. Ведь они развили просто невообразимое количество видов. Сказать, что трилобиты были плодовитыми в период своего расцвета, — это не сказать ничего. Предполагая, что под поверхностью нашей планеты все еще скрывается множество неоткрытых видов трилобитов, палеобиологи уже разбили класс известных трилобитов на полтора десятка отрядов, более 150 семейств, примерно 5000 родов и более 15000 видов! Этот широко разнообразный класс членистоногих варьировался по размеру от миллиметра до почти 70 сантиметров в длину! Но дело даже не в размерах. Трилобиты сильно различались по форме тела, текстуре экзоскелета, швам, соединяющим пластины экзоскелета, глазами и по многим другим параметрам.
С таким количеством вариаций классификация окаменелостей трилобитов — действительно сложное дело. В своей простейшей форме трилобиты относятся к классу членистоногих в животном мире. Они находятся на том же уровне классификации, что и современные насекомые, ракообразные и паукообразные
Среда обитания трилобитов
Трилобиты были морскими животными. А это означало, что они жили в «соленой воде». Однако «соленая вода» палеозойской эры определенно химически сильно отличалась от состава нынешних океанов. Окаменелости часто обнаруживают в скальных образованиях. Трилобиты жили в широком диапазоне температур, от условий мелководных тропических морей до мрачных глубин глубоких холодных океанских шельфов.
Большинство наших представлений о жизни трилобитов основано на анализе строения их тел. Они значительно различались у разных видов. А это предполагает разнообразие мест обитания и пищевых привычек. Некоторые тела кажутся приспособленными для закапывания в морское дно. Тела других кажутся пригодными для ползания по морскому дну или палеозойским рифам в поисках добычи. Строение тела некоторых видов позволяло им долго плавать в толще воды и проводить на дне океана лишь небольшое время.
Возможно, самой интересной способностью трилобита была, как уже говорилось выше, его способность свернуться в «клубок». Грудной отдел экзоскелета трилобита состоял из частей, похожих на гребни ремешка для часов. Гибкий материал между этими гребнями позволял грудной клетке трилобита хорошо изгибаться. А цефалон и пигидий подходили друг к другу просто идеально. Поэтому лапы и усики животного оказывались надежно защищены внутри свернутого экзоскелета.
Что ели трилобиты?
Рацион питания, доступный в различных средах обитания, нашел отражение и в строении тела населявших их трилобитов. Типы телосложения, которые лучше всего работали бы при ползании по дну океана, были бы особенно подходящими для сбора детрита (органического мусора), червей и других мелких беспозвоночных.
Некоторые конструкции тела трилобитов предназначены для фильтрации пищи через песок. В телах трилобитов были жабры, которые помогали собирать пищу из фильтрованной воды. Часто в этих жабрах обитали специализированные бактерии, которые помогали расщеплять пищу, когда она фильтровалась. Бактерии попадали в организм вместе с частицами пищи. Эта странная, но правдивая ситуация называется симбиотическими отношениями. Это случается, когда два организма зависят друг от друга в плане существования.
Хотя трилобиты были весьма плодовитыми животными, они, вероятно, все же не совсем доминировали в древних морях. Должен был существовать какой-то хищник, который считал, что трилобиты — прекрасный обед. Но кто же это мог быть? Возможно, это были ортоцеры, большие головоногие моллюски с длинными щупальцами, окружавшими их рты. Один образец окаменелости указывает на травму у трилобита, полученную от аномалокариса, крупного хищника. Его кольцеобразная пасть, вероятно, могла полностью проглотить трилобита за один раз.
Любимчик палеонтологов
Независимо от того, какая особенность трилобита является причиной его популярности, эта окаменелость останется любимицей у многих коллекционеров. Широкая доступность делает ее популярной у новичков, а также является благом для палеонтологов, стремящихся более глубоко понять природу древних океанов, в которых жили трилобиты. Для заядлого коллекционера среди них найдутся редкие и необычные экземпляры.
Возможно, на самом деле, все дело в том, что когда человек держит в руках и рассматривает это древнее существо, давние времена соединяются с настоящим… и оживают!
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Трилобиты членистоногие. Описание, особенности и эволюция трилобитов
Кто такие трилобиты?
Трилобиты – это вымерший класс первых членистоногих, появившихся на планете. Они обитали в древних океанах больше 250 000 000 лет назад. Палеонтологи находят их окаменелости повсюду.
На некоторых даже сохранилась их пожизненная окраска. В почти любом музее можно встретить эти потрясающие экспонаты, некоторые коллекционируют их у себя дома. Поэтому трилобитов можно увидеть на многочисленных фото.
Они получили свое название из-за строения тела. Их панцирь был поделен на три части. Причем это могло быть как продольно, так и поперечно. Эти доисторические животные были широко распространены, и очень разнообразны.
На сегодняшний день насчитывают около 10 000 видов. Поэтому заслуженно считают, что палеозойская эра – эра трилобитов. Вымерли они 230 мл лет назад, по одной из гипотез: их полностью съели другие древние животные.
Особенности и среда обитания трилобитов
Описание внешнего вида трилобита основывается на множестве находок и исследованиях, проведенных учеными. Тело доисторического животного было приплюснутым. И покрыто твердым панцирем, состоящим из множества сегментов.
Размеры этих существ колебались от 5 мм (конокориф) до 81 см (изотелус). На щитке могли быть расположены рога или длинные шипы. Некоторые из видов могли сворачивать свое мягкое тело, закрываясь панцирем. Ротовое отверстие было расположено на брюшине.
Голова имела полукруглую форму, и покрытая специальным щитом, служила броней для желудка, сердца и мозга. Эти жизненно важные органы, по мнению ученых, были расположены именно в ней.
Конечности у трилобитов выполняли несколько функций: двигательная, дыхательная и жевательная. Выбор одной из них зависел от местоположения щупалец. Все они были очень мягкие и поэтому редко сохраняются в окаменелостях.
Но самыми удивительными у этих животных были органы чувств, а точнее глаза. Некоторые виды их вообще не имели: они жили в мутной воде или глубоко на дне. У других они были на крепких ножках: когда трилобиты зарывались в песок, то глаза оставались на поверхности.
Но главное, что они имели сложное фасеточное строение. Вместо привычного хрусталика у них были линзы из кальцита минерального происхождения. Зрительная поверхность глаз была расположена так, что у членистоногих угол зрения был 360 градусов.
На фото глаз трилобита
Органами осязания у трилобитов выступали длинные усики — антенны на голове и около рта. Средой обитания этих членистоногих было в основном морское дно, но некоторые виды жили и плавали в водорослях. Есть предположения, что встречались и экземпляры, обитающие в толще воды.
Эволюция и в каком периоде жили трилобиты
Впервые трилобиты появились в кембрийском периоде, тогда и начался расцвет этого класса. Но уже в каменноугольный период они стали понемногу вымирать. И в конце палеозойской эры полностью исчезли с лица Земли.
Скорее всего, эти членистоногие произошли изначально от вендских примитивных. В процессе эволюции трилобиты приобрели хвостовой и головной отдел, не разбитый на сегменты, а покрытый единым панцирем.
При этом хвост увеличился, и появилась способность сворачиваться. В ней появилась необходимость, когда появились головоногие моллюски и стали поедать этих членистоногих.
В современном мире, освободившуюся нишу трилобитов заняли равноногие раки (изоподы). Они внешне очень напоминают вымерший вид, отличаются только толстыми, состоящими из больших сегментов антеннами. Появление трилобитов имело большое значение для развития животного мира и дало толчок для появления более сложных организмов.
Все развитие трилобитов проходило согласно теории эволюции. Методом естественного отбора из более простых видов членистоногих появлялись более сложные – «совершенные». Опровержением этой гипотезы является только невероятно сложное строение глаза трилобита.
Эти вымершие животные имели самую сложную зрительную систему, глаз человека не идет ни в какое сравнение с ней. До сих пор ученые не могут разгадать этой тайны. И даже высказывают предположения, что зрительная система в процессе эволюции подвергается дегенеративному процессу.
Питание и размножение трилобитов
Видов трилобитов было множество, и рацион питания тоже был разнообразен. Одни ели ил, другие – планктон. Но некоторые были хищниками, несмотря на отсутствие привычных челюстей. Пищу, они измельчали при помощи щупалец.
На фото трилобит изотелус
У последних в желудке были обнаружены останки червеобразных существ, губок и брахиопод. Предполагается, что они охотились и поедали, живущих в грунте существ. Могли трилобиты питаться и аммонитами. Тем более что в найденных окаменелостях они часто находятся рядом.
Исследуя останки, ученые пришли к выводу, что трилобиты были разнополыми. Это подтверждает обнаруженная выводная сумка. Из отложного яйца сначала вылуплялась личинка, величиной около миллиметра и начинала пассивно перемещаться в толще воды.
Она имела цельное тело. Спустя время оно делится сразу на 6 сегментов. И на протяжении определенного времени жизни происходили множественные линьки, после которых размеры тела трилобита увеличивались путем добавления новой секции. Достигнув полносегментного состояния, членистоногое продолжало линять, но уже просто увеличивалось в размерах.