понедельник, 17 февраля 2014 г.

Кембрий - начало. Мелкораковинная фауна

Так видит строматолитный риф из раннего кембрия
принявший LSD буржуйский художник
Время на геологических часах неумолимо тикало, и вот приблизительно 534 миллиона лет назад на земле наступил кембрийский период. Жизнь, ранее скрывавшаяся от палеонтологов стала заметна благодаря появлению твердых скелетов раковин и панцирей. О причинах кембрийского взрыва мы уже говорили в предыдущей статье, теперь обсудим, что из этого взрыва вышло. Расскажут нам об этом времени ископаемые так называемого томмотского яруса, который находится на стыке кембрий - венд и охватывает период на геологической шкале от 534 до 530 миллионов лет. Именно тогда зарождалась основа знакомой нам жизни, правда основа эта была невелика ростом - размер большинства палеонтологических находок составляет несколько миллиметров в длину. В научной литературе возникшую тогда экосистему принято называть мелкораковинной фауной. Одновременно с мелкораковинной фауной доживали в кембрии свой век и вендобиоты - они продержались еще несколько десятков миллионов лет после чего вымерли окончательно.
Как же выглядела тогдашняя жизнь, и что изменилось по сравнением с вендом?
Увы, для многих древних форм жизни настали черные деньки. Основные труженники предыдущей геологической эпохи строматолиты начали свое вымирание так активно, что сейчас их можно встретить только в одном месте на Земле -заливе Шарк в Австралии.

Кембрийский взрыв ускорил эволюцию на Земле. Новые формы жизни оказались эффективными хищниками и быстро расправились с древними обитателями морей. Кто же они?
Прежде всего это предки современных типов животных, однако есть среди них "эксперименты природы" не имеющие потомков среди ныне живущих существ. В результате "кувырка Земли" животные раннего кембрия быстро расселились по прото-океану и их ископаемые останки встречаются сейчас по всему миру: в Сибири, Австралии, Казахстане, Монголии, Китае, Иране и Северной Америке.

Одним из пионеров нового видового разнообразия можно назвать морское животное под названием Anabarites пока неясного систематического положения. Ископаемое представляет собой трубку, которая расширялась кверху и сужалась к низу. По краям трубки идут три желобка, которые делят раковину на три симметричные части. Установлено, что острым концом животное крепилось к морскому дну, но что это были за существа - никто не знает. Одни ученые палеонтологи высказывают предположение, что это родичи вендского организма Клоудина, предположительно относящейся к кольчатым червям, другие из-за желобков на раковине считают, что это предки современных шестилучевых кораллов.

Моллюск из раннего кембрия
Latouchella
Появляются в начале кембрийского периода и моллюски в более менее привычном для нас виде. Например - примитивный моллюск под названием Latouchella. По виду он напоминал уже упомянутую ранее неопилину - живое ископаемое, дожившее до наших дней. Раковина у Latouchella без особых изысков и завитков, однако начинает понемногу загибаться назад - пройдет еще немного времени и от нее произойдут брюхоногие моллюски (улитки) привычного нам вида. Эволюция раковины моллюсков очень хорошо представлена на рисунке: ее форма прошла путь от плоской крыши неопилины до лихо закрученной спиралью перламутровой раковины наутилуса. Эта метаморфоза будет завершена уже к девонскому периоду.

Эволюция формы раковины моллюсков
Загадка, не дающая покоя палеонтологам, которые исследуют начало кембрийского периода - полностью вымершая группа животных Chancellоriids. Просуществовала она недолго - с начала до конца кембрия, однако довольно хорошо сохранились в палеонтологической летописи. Удивительно - вроде есть полные отпечатки этих животных, а все равно о них науке известно чуть более, чем ничего.
Ископаемые остатки говорят нам, что существо состояло из так называемых склеритов - мелких иголок, которые во множестве находят в ранне-кембрийских отложениях. Окаменелые останки группы (семейства?) Chancelloriids были найдены во многих частях мира, в том числе различных частях Азии (например, Сибирь, Китай, Монголия), Австралии, Бургесских сланцах Канады, и в США. Палеонтологическая летопись показывают, что количество находок группы Chancelloriids резко сокращается в кембрия, в верхнем (позднем) кембрии. К концу кембрийского периода эти непонятные существа полностью вымерли.
Это не просто куча звездочек. Это - Chancelloria

Найденные отпечатки позволяют достаточно точно представить себе внешний вид животного. А вот от кого произошло и как было устроено это скопление звездочек - никто до сих пор не знает. Отдельные находки позволяют с уверенностью говорить, что животные были прочно прикреплены к морскому дну - были найдены склериты приросшие к мусору, валяющемуся на дне. Первой ассоциацией у исследователей, нашедших животное были естественно с хорошо известными нам губками.

Губки. Фильтраторы, которые считаются одними из
самых примитивно устроенных животных
Предполагалось, что склериты представляли собой части скелета ископаемой губки, которые поддерживали форму ее тела и находились внутри организма. Так думал, например, открывший их в 1920 году Чарльз Дулиттл Уолкотт, который рассматривал их как одну из примитивных групп губок.
На время про Chancellоriids забыли, до тех пор, пока в 2002 году неутомимые китайские ученые не опубликовали доклад, на котором выяснилось удивительное. Оказывается все эти звездочки-иголки располагались не внутри, а снаружи организма. Тогда-то всем стало ясно, что Chancellоriids  вовсе и не губки, а более всего внешне похожи ... на современные кактусы, но растущие на морском дне! На рисунке снизу показана современная реконструкция этих животных. Вымершие организмы представляли собой нечто вроде небольших огурцов длиной от 4 до 6 сантиметров, плотно утыканные колючками. Поскольку колючки эти не являлись скелетом, назначение у них могло быть только одно - они использовались для защиты от хищников.

Современная реконструкция Chancelloriids

Однако на этом сюрпризы от "звездных гостей из кембрия" не закончились. Самое удивительное ждало настырных китайцев когда они изучили строение колючек. Они оказались похожи на склериты на еще одного представителя мелко-раковинной фауны. 
Это Халкерия (Halkeria), бронированный слизень времен раннего кембрийского периода длиной около 3.5 сантиметров. Чаще всего животное занималось тем, что неспешно ползало по поверхности микробного мата и поедало его.
Полученные результаты поставили в  тупик ученых. Как я уже писал классификация всех вендских организмов была пересмотренна из-за того, чтоу них была обнаружена так называемая скользящая симметрия, которая не встречается ни у одного из нынеживущих организмов. А тут выясняется что радиально симметричный "кактус" близкий родственник билатерально симметричного "слизня". Шкандаль и непорядок в научном сообществе!
Каково систематическое положение Халкерии до сих пор неясно, однако наличие небольших раковин на голове и хвосте дает основание исследователя относить ее к примитивным моллюскам.

Халкерия. Непонятный представитель мелкораковинной
фауны

Еще один станный представитель мелкораковинной фауны начала кембрийского периода - Томмотия (Tommotia).
Первоначально певоначально была найдена небольшая конусообразная раковина, которую классифицировали как раковину небольшого головоного моллюска а-ля кальмар длиной несколько милиметров. Более поздние исследования показали, что найденный конус конус - склерит достаточно крупного мягкотелого животОкаменелости называемыехого, которое изображено на картинке ниже. Палеонтологи обнаружили забавную вещи - ископаемое, которое они определяли как отдельноетживотное Camanella на самом деле другой тип склерита Томмотии.
Систематическое положение Томмотии неясно. Относиться она то ли к червям, то ли к моллюскам. Скорее всего, это представитель одной из параллельных ветвей эволюции.


Lapworthella животное, похожее на ожившую еловую шишку. По заведенной традиции они были покрыты защитной оболочкой. Приведенный здесь рисунок - реконструкция, основанная на окаменелостях отдельных склеритов.





В конце обзора приведем наконец организм более-менее современного вида. Эти крошечные винтовые раковины брюхоногих моллюсков в изобилии встречаются в томмотском ярусе нижнего кембрия. Просматривая реконструкции странных и ни на что не похожих живых организмов кажется удивительным встретить раковины столь современного вида. Но и тут не все так просто - исследования "годовых колец" раковины показывают, что они росли не так, как у современных моллюсков. Вероятно они принадлежали к какой то вымершей группе.

Раковины современного вида. Откуда они здесь?



1 комментарий:

  1. Уважаемый Владимир,
    Спасибо за интересную статью! Несмотря на обилие научных терминов, она так легко воспринимается, что можно вообразить себя наутилусом, погружённым в бездну праокеана: с одной стороны, тепло и привычно, а с другой — охватывает трепет при осознании безмерности прошлого и будущего.
    А что означает кругляшок сверху справа на последней фотографии? Похоже, на нём отпечаталась чья-то голова. Это, конечно, доказательство внеземного разума, на манер масок с поверхности планеты, переданных «Маринером», либо дырочек правильной формы, проделанных в черепе динозавра.

    ОтветитьУдалить