Палеонтологи из Университета Торонто (U of T) и Королевского музея Онтарио (ROM) обнаружили новый ископаемый вид, который проливает свет на происхождение мандибул, самой многочисленной и разнообразной группы организмов на Земле. к которым относятся знакомые животные, такие как мухи, муравьи, раки и многоножки. Открытие было объявлено в исследовании, опубликованном сегодня в Nature.
Существо, названное исследователями Tokummia katalepsis, является новым и исключительно хорошо сохранившимся окаменелым членистоногим - вездесущей группой беспозвоночных животных с сегментированными конечностями и затвердевшим экзоскелетом. Токуммия впервые подробно описывает анатомию ранних «мандибул», чрезвычайно разнообразной подгруппы членистоногих, которые обладают парой специализированных придатков, известных как мандибулы, используемых для захвата, раздавливания и разрезания пищи. Мандибулы включают миллионы видов и представляют собой одну из величайших эволюционных и экологических историй успеха жизни на Земле.
«Несмотря на их колоссальное разнообразие сегодня, происхождение нижнечелюстных в значительной степени оставалось загадкой», - сказал Седрик Ариа, ведущий автор исследования и недавний выпускник программы PhD на факультете экологии и эволюционной биологии в U of T, в настоящее время работает постдокторантом в Нанкинском институте геологии и палеонтологии в Китае.«До сих пор у нас были лишь скудные намеки на то, как могли выглядеть первые членистоногие с нижними челюстями, и не было ни малейшего представления о других ключевых характеристиках, которые привели к непревзойденному разнообразию этой группы».
Tokummia жила в тропическом море, изобилующем жизнью, и была одним из крупнейших кембрийских хищников, превышая 10 см в длину в полностью вытянутом состоянии. Исследователи пришли к выводу, что случайный пловец из-за крепких передних ног сделал его предпочтительным обитателем дна, как сегодня омары или креветки-богомолы. Образцы происходят из осадочных пород возрастом 507 миллионов лет недалеко от Мраморного каньона в национальном парке Кутеней, Британская Колумбия. Большинство образцов, положенных в основу этого исследования, были собраны в ходе обширных полевых работ под руководством ROM в 2014 году.
Этот впечатляющий новый хищник, один из крупнейших и наиболее хорошо сохранившихся мягкотелых членистоногих из Мраморного каньона, пополняет ряды многих необычных морских существ, живших во время Кембрийского взрыва, периода быстрых эволюционных изменений, начавшегося примерно в половине миллиард лет назад, когда большинство основных групп животных впервые появились в летописи окаменелостей», - сказал соавтор Жан-Бернар Карон, старший куратор палеонтологии беспозвоночных в ROM и доцент кафедры экологии, эволюционной биологии и наук о Земле в У Т.
Анализ нескольких ископаемых образцов, проведенный после тщательной механической подготовки и фотографической обработки в ROM, показал, что у Tokummia были широкие зазубренные нижние челюсти, а также большие, но специализированные передние когти, называемые максиллипедами, которые являются типичными чертами современных мандибул.
«Клещи Tokummia большие, но также тонкие и сложные, напоминающие нам форму консервного ножа, с парой конечных зубов на одной клешне и другой клешней, изогнутой к ним», - сказал Ария. «Но мы думаем, что они могли быть слишком хрупкими, чтобы обращаться с ракообразными животными, и могли быть лучше приспособлены для захвата крупной мягкой добычи, возможно, прячась в грязи. Однажды разорванные на части колючими основаниями конечностей под туловищем, мандибулы послужили бы революционным инструментом для разрезания плоти на маленькие, легко усваиваемые кусочки».
Тело токуммии состоит из более чем 50 маленьких сегментов, покрытых широкой, состоящей из двух частей, похожей на раковину структурой, называемой двустворчатым панцирем. Важно отметить, что это животное имеет разделенные основания конечностей с крошечными выступами, называемыми эндитами, которые можно найти у личинок некоторых ракообразных и которые теперь считаются важными нововведениями для эволюции различных ног мандибул и даже самих мандибул.
Многочленистое тело в остальном напоминает многоножек, группу, в которую входят сороконожки, многоножки и их родственники. «У Tokummia также отсутствует типичная вторая антенна, встречающаяся у ракообразных, что иллюстрирует очень удивительную конвергенцию с такими наземными мандибулами», - сказала Ария.
Исследование также устанавливает родство других символических окаменелостей из канадских сланцев Берджесс более чем через сто лет после их открытия. «Наше исследование предполагает, что ряд других окаменелостей из сланцев Берджесс, таких как Branchiocaris, Canadaspis и Odaraia, вместе с Tokummia образуют группу членистоногих, похожих на ракообразных, которых мы теперь можем поместить в основание всех мандибул», - сказал Ария.
Животное было названо в честь ручья Токумм, протекающего через Мраморный каньон в северной части национального парка Кутеней, и по-гречески «хватать». Месторождение окаменелостей Мраморный каньон было впервые обнаружено в 2012 году во время геологоразведочных работ под руководством Королевского музея Онтарио и является частью месторождения ископаемых сланцев Берджесс, которое простирается на север в национальный парк Йохо в канадских Скалистых горах. Все экземпляры хранятся в коллекциях Королевского музея Онтарио от имени Parks Canada.
Ископаемые месторождения сланцев Берджесс расположены в национальных парках Йохо и Кутеней в Британской Колумбии. В 1980 году сланцы Берджесс были внесены в список Всемирного наследия ЮНЕСКО. Парки Канады гордятся тем, что защищают эти глобально значимые палеонтологические памятники и работают с ведущими учеными над расширением знаний и пониманием этого ключевого периода истории Земли. Новая информация, полученная в результате текущих научных исследований, постоянно включается в образовательные и интерпретационные программы Parks Canada Burgess Shale, которые включают походы с гидом к этим выдающимся местам окаменелостей.