Трилобиты помогают восстановить историю

Собирательный отрывок из книги Ричарда Форти «Трилобиты: Свидетели эволюции» повествует о необычайных животных самых немыслимых форм и размеров, которые когда-то царили в океанах и на суше, а потом исчезли с лица земли

Трилобитов описывают как самых древних ископаемых на Британских островах. Что может быть притягательнее? Душу охватывает восторженный трепет, когда погружаешься все глубже в древность. В детстве я к ним испытывал особенную страсть. Я научился разбивать камни, чтобы они раскалывались параллельно бывшему морскому дну, — так у меня было больше шансов добыть что-нибудь стоящее. Время сделало камни одновременно и твердыми, и хрупкими: казалось, они ломаются как угодно, только не так, как мне было нужно. На сколах оказывались кусочки чего-то, что могло быть — а могло и не быть — следами некой жизни: черные пятна, более блестящие, чем сам камень. И наконец я нашел трилобита. Камень просто распался вокруг него, и он появился будто специально для меня. На самом деле, трилобит сам и ослабил камень, приуготовляя свое явление, будто хотел, чтобы его нашли. Я стоял, держа в руках два камня: в левой руке оттиск трилобита, собственно существо (он называется отпечаток), а в правой — прилегающий к нему противоотпечаток; две части тесно прижимались друг к другу, чтобы пережить все превратности, уготованные им в каменной темнице. Так я нашёл животное, которое позже изменило мою жизнь.

Трилобиты стали очевидцами великих событий. Их глаза видели движения континентов, рождение горных массивов и источение их до самой гранитной сердцевины, ледниковые периоды и извержения вулканов. Ничто живое не может существовать отдельно от биосферы, и трилобиты не исключение: они становились свидетелями тех событий, которые и формировали их историю. Трилобиты жили 350 млн лет, в течение почти всей палеозойской эры. Человечество на сегодняшний день сумело прожить полпроцента от времени жизни трилобитов.

В 1698 г. доктор Ллуйд написал Мартину Листеру об окаменелостях, какие можно найти в известняках вокруг города Лландейло в южном Уэльсе:

«Из найденного нами 15-го числа августа месяца великое множество должно быть, несомненно, отнесено к скелетам каких-то плоских рыб»

Эти «плоские рыбы» доктора Ллуйда были, конечно, трилобитами.

Основываясь в дальнейшем на этих палеонтологических находках, целому штату учёных удалось восстановить некоторые факты касательно жизни трилобитов, а следовательно и самой древней истории, засвидетельствованной ими.

Тело

На окаменелые останки раковинки и панцирей в случае палеонтологического анализа следует обратить особое внимание, ведь оказываются запечатлены в камне прежде всего именно они – твердые скелеты из минералов. За редким исключением мягкие ткани нам не достаются. Они служат пищей падальщикам или микробам. Это бактерии, вездесущие, жадные до органических молекул, в которых скоплена животворная энергия и которая в конечном итоге отдается в распоряжение крошечных едоков размером в несколько тысячных миллиметра. А после остаются только раковинки и кости, этого бактериям не съесть. У трилобитов, как и у многих других морских животных, раковинки состоят из твердого минерала – кальцита. Из кальцита состоят и панцири крабов, и раковинки моллюсков. Если бы у трилобитов не было этих раковин, они стали бы невидимы для нас, ушли, не оставив никаких следов своего существования.

После смерти теряется кое-что и от твердого панциря, например не всегда можно обнаружить ноги трилобита в полном их наборе. Быстрее многих свойств исчезает цвет. В современных морях, как мы знаем, играют симфонии цвета. Вполне вероятно, что сотни миллионов лет назад моря тоже были богаты цветом. Но в процессе фоссилизации (это означает превращение органических остатков в ископаемое, в камень) цвет бледнеет. Ископаемый мир – это блеклый мир. Те трилобиты, которых я видел в западном Уэльсе, сохраняли цвета пород, в которых они окаменели, без всякого намека на окраску тех древних, некогда живых существ.

Снимая пласт за пластом, на раскопках учёные-палеонтологи открывали всё больше и больше новых необычных существ. К середине XIX столетия они описали и назвали несколько сотен трилобитов.

Геологи впервые систематически рисовали карты и исследовали древние горы. Они начали понимать геологическое время, давали имена его периодам, многими из которых мы пользуемся по сей день. Составляя схемы последовательных напластований, геологи обнаружили, что можно использовать ископаемые для выявления пластов определенного возраста. Последовательность ископаемых видов оказалась вполне прагматическим инструментом, помогающим распутать хаос осадочных слоев. В Британии исследователи трилобитоносных слоев исходили пешком и изъездили в каретах весь Уэльс; это были настоящие первооткрыватели, взявшиеся за неблагодарные сланцы. Древние каменные пласты северного Уэльса, которые подстилают все остальные слои с ископаемыми, были названы «Кембрийской системой» (Камбрия — римское название Уэльса), т.е. предполагалось, что это самое нижнее подразделение геологического времени.

Геологическое время определяется по тысячам трилобитов. Потому В 1830-1875-х гг. палеонтологи начали подробно изучать не только Уэльс. Но все окаменелости состояли из панцирей, покровов, ничего не говорящих скелетов, которые мало что могли рассказать об исчезнувшей жизни. Каждый исследователь чувствовал, что у такого животного должны быть членистые конечности, которые носили бы его по морскому дну, но никто не мог найти и намека на эти ножки. Некоторые из ранних исследователей попросту додумывали ноги.

Первым удалось увидеть членистые конечности палеонтологу Чарльзу Дулитлу Уолкотту.

Данные палеонтологических находок

Для трилобитов история не обошлась без несчастных случаев со смертельными исходами. По ходу своей остросюжетной истории трилобиты несли большие потери. Катастрофическое вымирание ближе к позднему кембрию косило трилобитов целыми семействами, вымерли многие из тех, что появились в самом начале эволюционной истории.

Вымирание, произошедшее около 440 млн. лет назад в конце ордовика выкосило большинство семейств трилобитов, составлявших лицо прежних фаун. Конец ордовика совпал с крупным оледенением, стартовавшим на Южном полюсе и по итогу заморозившим почти весь мир. Возможно, у многих вымерших тогда трилобитов была планктонная личинка, поэтому они столь серьезно пострадали в период массового вымирания. Через это бутылочное горлышко прошли немногие счастливцы.

Конец ордовика, без сомнения, стал для трилобитов началом конца. В каком-то смысле девонское вымирание более загадочно, чем ордовикское. В тот период произошли одно за другим несколько событий, и во время каждого на континентальный шельф поступали воды с низким содержанием кислорода;в результате погибли коралловые рифы, служившие домом для многих трилобитов.

Добили трилобитов события на границе франского и фаменского веков (эти названия относятся к подразделениям шкалы геологического времени), которые приписывают последствиям падения огромного метеорита. Обычно метеорит вспоминают, когда нужно объяснить вымирание динозавров, но динозавровая катастрофа произошла через 180 млн. лет после исчезновения последнего трилобита.

Какой бы ни была причина, но после франфаменских событий остались только Proetus со своими соплеменниками, и они продолжали существовать в каменноугольном периоде.

Эволюция

До пермского периода дожило очень немного трилобитов — около двадцати родов. Несмотря на это, местами в породах пермского времени они достаточно обильны. Последние трилобиты исчезли, похоже, незадолго до следующего массового вымирания в конце перми; к тому времени их уже оттеснили на вторые роли в драме морской жизни. Время их славы прошло. Тех, что появляются в финале, в основном находят в тропическом мелководье палеоморей. Может быть, именно потому они оказались слишком уязвимы к климатическим изменениям

Трилобиты, как и все остальные животные, эволюционировали от слоя к слою. Трилобиты из нижнего кембрия, скажем Olenellus, разнятся с позднекембрийскими, а те, в свою очередь, совсем не похожи на трилобитов из ордовика, ордовикская братия опять же отличается от той, что находится выше по разрезу. Даже не очень опытный поклонник трилобитов с одного взгляда определит возраст ископаемого, хотя может и не знать, что это в точности за вид. Он будет ориентироваться на некий «экспертный» опыт, на общее впечатление, которое редко обманывает. Очевидно, что трилобиты сменяли друг друга с течением «геологического» времени. Каждый новый вид трилобитов, который мы находим в геологическом обнажении, указывает нам на эволюционное событие, хотя в самой каменной породе данного обнажения никаких указаний на это событие мы не найдем. Эволюцию «в действии»удается проследить довольно редко, но не в этот раз. Отличный пример - шизохроальный глаз трилобитов: у кембрийских трилобитов признаки более примитивные, чем у ордовикских и других более молодых по геологическому возрасту. Таким образом если фруктовая мушка Drosophih используется в лабораториях для наблюдений за «генетикой в действии», то может быть трилобитам суждено сыграть роль геологической фруктовой мушки.

Отнтогенез и гетерохрония

Для многих видов трилобитов порядок онтогенеза известен. Понятно, после какой линьки появляется какой сегмент, известны размеры особи на разных этапах. Потому трилобиты исключительно полезны, если требуется выяснить связь между индивидуальным и эволюционным развитием.

Несколько лет назад было высказано предположение, что трилобит Acanthopleurella, у которого всего четыре туловищных сегмента, возможно, является родственником Shumardia, у которого их шесть. Первые по размеру меньше вторых, и было решено, что Acanthopleurella произошла от предка с шестью сегментами в результате приостановки развития. Животное достигало половозрелости при меньшем числе сегментов, когда еще только четыре из них отделились от хвоста.Такая гипотеза объясняет их миниатюрность и наступление зрелости при длине около миллиметра.

Примерно в то же время Кен Макнамара занимался нижнекембрийским трилобитом Olenellus. Кена Макнамару трилобиты интересовали не из-за своей архаичности. Он понял, что происхождение нескольких видов Olenellus можно непосредственно связать с гетерохронией.

Он уже знал, как идет онтогенез у самого распространенного вида Olenellus lapworthi и увидел, что взрослые особи других шотландских видов Olenellus напоминают незрелые стадии О. lapworthi. К примеру, единственная пара шипов головного щита О. lapworthi продолжала вершину щечного угла, т.е.отходила от края более или менее на уровне задней границы глабели. У других видов эта пара шипов сдвигается немного вперед и оказывается напротив той или иной поперечной борозды глабели; получается, что задний край головы изгибается, подтягиваясь к щечным шипам. Именно такая позиция щечных шипов видна на личиночных стадиях у О. lapworthi, а позже у взрослых особей шипы занимают свое обычное положение в углах щек. Похожие изменения заметны и в размере и расположении глаз. Самым занятным оказался маленький трилобит с тремя парами шипов на краю головного щита, и таким он был шипастым, что его немедленно прозвали armatus — «вооруженный»; он настолько не похож на Olenellus, что его вынесли в отдельный род —Olenelloides. Кен Макнамара догадался, что эта необычная тройка шипов очень напоминает «увеличенную» версию самой ранней личинки Olenellus lapworthi. Мало того, это причудливое миниатюрное животное имело девять туловищных сегментов, а не четырнадцать, как у О. lapworthi. И если смотреть под этимуглом, то О. armatus будто восклицал: «Я ребенок-акселерат!».

Кен расположил пять видов Olenellus (начиная с lapworthi) в порядке, так сказать, «возвращения в детство», посадив в конце ряда О. armatus. Он считал,что О. lapworthi, возможно, обитал в самых глубоких водах, а О. armatus — на мелководье, а остальные распределялись между ними. И рассудил, что условия теплого мелководья стимулировали раннее созревание. Таким образом, наши пять видов прилежно разошлись по разным экологическим нишам,соответствующим глубине обитания.

Если отпрыск способен преждевременно повзрослеть, стать «не взрослым взрослым», то и обратное возможно, когда незрелая стадия у какого-то вида напоминает взрослую стадию предка. Потомок полностью повторяет развитие своего предка плюс еще немножко, плюс что-то новое, чего прежде не было ни в одном из более ранних или более примитивных видов.

Источник: m.vk.com