Палеонтологи из Университета Торонто (U of T) и Королевского музея Онтарио (ROM) в Торонто полностью пересмотрели крошечное, но исключительно свирепое древнее морское существо по имени Habelia optata, которое сбивало с толку ученых с момента его первого обнаружения. чем век назад.
Исследование ведущего автора Седрика Арии, недавнего выпускника аспирантуры кафедры экологии и эволюционной биологии факультета искусств и наук Университета Т, и соавтора Жана-Бернара Карона, старшего куратора по палеонтологии беспозвоночных в ROM и доцент кафедры экологии, эволюционной биологии и наук о Земле в Университете штата Техас, опубликована сегодня в BMC Evolutionary Biology.
Приблизительно 2 см в длину с хвостом, равным длине остального тела, давно вымершая Habelia optata принадлежит к группе беспозвоночных животных, называемых членистоногими, в которую также входят такие знакомые существа, как пауки, насекомые, омары. и крабы. Он жил в среднем кембрийском периоде примерно 508 миллионов лет назад и происходит из известного месторождения ископаемых сланцев Берджесс в Британской Колумбии. Habelia optata была частью «кембрийского взрыва», периода быстрых эволюционных изменений, когда большинство основных групп животных впервые появились в летописи окаменелостей.
Как и все членистоногие, Habelia optata имеет сегментированное тело с внешним скелетом и сочлененными конечностями. Однако на протяжении десятилетий оставалось неясным, к какой подгруппе членистоногих принадлежала габелия. В ранних исследованиях упоминались мандибулы - чрезвычайно разнообразная линия, члены которой обладают антеннами и парой специализированных придатков, известных как мандибулы, которые обычно используются для захвата, сжатия и измельчения пищи. Но позже габелия была оставлена как одно из типично неразрешенных членистоногих сланцев Берджесс.
Новый анализ, проведенный исследователями U of T-ROM, предполагает, что Habelia optata была близким родственником предка всех хелицератов, другой подгруппы членистоногих, живущих сегодня, названных в честь наличия придатков, называемых хелицерами. перед ртом и используется для резки пищи. Это в основном связано с общей анатомией головы Habelia и наличием двух небольших хелицероподобных придатков, обнаруженных в этих окаменелостях.
«Теперь Habelia очень подробно показывает архитектуру тела, из которой произошли хелицераты, что позволяет нам решить некоторые давние вопросы», - сказал Ария, который в настоящее время является научным сотрудником Нанкинского института геологии и геологии. Палеонтология в Китае. «Теперь мы можем объяснить, почему, например, мечехвосты имеют редуцированную пару конечностей - хиларии - на затылке. семь пар конечностей."
Ария и Кэрон проанализировали в общей сложности 41 образец, большинство из которых являются новыми образцами, полученными полевыми группами под руководством ROM в сланцах Берджесс.
Исследование показывает, что хорошо бронированное тело Habelia optata, покрытое множеством различных шипов, было разделено на голову, грудную клетку и заднегрудь, все с различными типами придатков. В грудной клетке имеется пять пар ходильных ног, а в задней части грудной клетки находятся округлые придатки, которые, вероятно, используются для дыхания.
«Скорпионы и ныне вымершие морские скорпионы также являются хелицераты с телами, разделенными на три отдельные области», - объяснила Ария. «Мы думаем, что эти области в целом соответствуют таковым у Habelia. Но главное отличие состоит в том, что скорпионы и морские скорпионы, как и все хелицераты, буквально «ходят на голове», в то время как у Habelia все еще были ходячие придатки в грудной клетке».
Исследователи утверждают, что эта разница в анатомии позволила Habelia развить особенно сложную голову, которая делает этот ископаемый вид еще более своеобразным по сравнению с известными хелицеровыми. Голова Habelia содержала серию из пяти придатков, состоящих из большой пластины с зубами для жевания, ножкообразной ветви с жесткими щетинкообразными шипами для захвата и удлиненной тонкой ветви, модифицированной как сенсорный или осязательный придаток.
«Этот сложный аппарат придатков и челюстей сделал Habelia исключительно свирепым хищником для своего размера», - сказала Ария. «Вероятно, он был очень подвижным и эффективным в разрыве своей добычи».
Удивительный результат этого исследования, несмотря на эволюционное родство Habelia с хелицератами, заключается в том, что эти необычные характеристики вместо этого побудили исследователей сравнить голову Habelia с головой нижнечелюстных с функциональной точки зрения. Таким образом, своеобразные сенсорные ветви могли использоваться так же, как мандибулы используют усики. Кроме того, показано, что перекрывающиеся пластинчатые придатки в средней серии из пяти открываются и закрываются параллельно нижней стороне головы - так же, как у мандибул, особенно у тех, которые питаются животными с затвердевшим панцирем.
Наконец, седьмая пара придатков на затылке, по-видимому, выполняет функцию, аналогичную функции «челюстноногих» - придатков нижней челюсти, которые помогают другим конечностям головы в переработке пищи. Это широкое соответствие по функциям, а не по эволюционному происхождению, называется «конвергенцией».
«С эволюционной точки зрения, Habelia близка к точке расхождения между хелицеровыми и мандибулами», - сказала Ария. «Но его сходство с мандибулами является вторичными модификациями признаков, которые частично уже были хелицеровыми в природе. Это говорит о том, что хелицеровые произошли от видов с высокой структурной изменчивостью».
Из выдающегося строения головы, а также из хорошо развитых ходильных ног исследователи заключают, что Habelia optata и ее родственники были активными хищниками кембрийского морского дна, охотясь на мелких ракушечных морских существ, таких как мелкие трилобиты. - членистоногие с твердым минерализованным экзоскелетом, которые уже в кембрийское время были очень разнообразны и многочисленны.
Это основывается на важности панцирей и панцирей для эволюционных изменений во время кембрийского взрыва и расширяет наше понимание экосистем в это время, демонстрируя другой уровень отношений хищник-жертва и его определяющее влияние на появление членистоногих. такими, какими мы их знаем сегодня», - сказал Кэрон, который был руководителем докторской диссертации Арии, когда основная часть этого исследования была завершена.
"Появление и распространение животных с панцирями считается одной из определяющих характеристик кембрийского взрыва, и Habelia помогает проиллюстрировать, насколько важным был этот экологический фактор для ранней диверсификации хелицератов и членистоногих в целом."