Найдено «недостающее звено» между членистоногими и загадочными кембрийскими чудовищами аномалокарисами

Schinderhannes bartelsi сочетает в себе признаки настоящих членистоногих и загадочных кембрийских аномалокарисов. Реконструкция из обсуждаемой статьи в Science
Schinderhannes bartelsi сочетает в себе признаки настоящих членистоногих и загадочных кембрийских аномалокарисов. Реконструкция из обсуждаемой статьи в Science

В отложениях раннего девона (около 400–410 млн лет назад) на западе Германии обнаружено десятисантиметровое существо с двумя парами крупных конечностей и 10 парами мелких, представляющее собой переходную форму между загадочными среднекембрийскими хищниками аномалокарисами и настоящими членистоногими. Находка позволила существенно уточнить расположение базальных ветвей на эволюционном древе членистоногих.

В морях кембрийского периода еще не было тех «верховных хищников» — крупных головоногих моллюсков и рыб, — которые прочно заняли свое место на вершине трофической пирамиды в последующие геологические эпохи. Самыми грозными хищниками были аномалокарисы — странные животные длиной чуть не до двух метров с сегментированным телом, парой огромных хватательных конечностей на голове, круглым зубастым ртом, большими глазами на коротких стебельках и плавательными лопастями на спине и боках (см.: Древнейшие членистоногие).

Аномалокарис. Рисунок Николая Ковалева
Аномалокарис. Рисунок Николая Ковалева

Палеонтологи «собирали» аномалокариса по частям, как трехмерную головоломку. Его громадные «хваталки» сначала были описаны как туловища креветок, ротовой диск — как необычная медуза с дыркой посередине. Правда, когда на внутреннем краю дырки обнаружились острые зубы, от этой интерпретации пришлось отказаться. В конце концов были найдены более полные отпечатки, и древнее чудовище предстало перед палеонтологами во всей красе.

Несмотря на внушительные размеры, у животных, подобных аномалокарису, очень мало шансов сохраниться в ископаемой летописи, потому что их покровы состоят из органического вещества (хитина) и не обызвестлены, как у трилобитов. Аномалокариса и его родню нашли в особых местонахождениях — среднекембрийских лагерштаттах (см.: Lagerstätten), где уникальные условия осадконакопления позволяли сохраниться отпечаткам мягкотелых животных. К сожалению, в более поздние эпохи лагерштатты с морской мягкотелой фауной становятся большой редкостью — или, может быть, их просто еще не успели найти и досконально исследовать. Во всяком случае, аномалокарисы и их не менее странные родственники, появившись в «окошке» среднекембрийских лагерштаттов на один короткий геологический миг, затем исчезают из поля зрения палеонтологов, так что их дальнейшая судьба (равно как и предыстория) до сих пор оставалась неизвестной.

Спорным было и положение аномалокарисов в системе животного царства. Большинство специалистов в последнее время помещали аномалокарисов где-то у основания эволюционного древа членистоногих, не решаясь, впрочем, утверждать что-то определенное об их родстве с теми или иными группами настоящих членистоногих — хелицеровыми, ракообразными или трилобитами. Некоторые авторы считали аномалокариса родственником небольшой группы настоящих среднекембрийских членистоногих, у которых тоже была пара огромных передних конечностей, хотя по всем признакам эти формы уже были бесспорными членистоногими. В частности, у этих форм (Yohoia, Leanchoilia, Jiangfengia, Fortiforceps) уже были конечности на других сегментах тела, а не только одна пара на голове, и рот у них не был похож на большую медузу с зубастой дыркой посередине.

Известный палеонтолог Дерек Бриггс (Derek Briggs) из Йельского университета (США) и его германские коллеги сообщили в журнале Science об уникальной находке, которая существенно прояснила не только родственные связи аномалокариса, но и взаимное расположение главных ветвей, расходящихся от основания эволюционного древа членистоногих.

Десятисантиметровое существо, названное Шиндерханнесом (Schinderhannes bartelsi) в честь знаменитого немецкого «благородного разбойника», было найдено в уникальном раннедевонском лагерштатте (формация Кауб, эмсский век) в Бунденбахе (Германия). Шиндерханнес, живший на 100 млн лет позже аномалокариса, сохранил многие черты своего древнего родственника, в том числе огромные передние конечности, усаженные длинными шипами, большой круглый рот с острыми зубами по краю и большие фасеточные глаза на стебельках. При этом шиндерханнес бесспорно является близким родственником настоящих членистоногих — об этом свидетельствуют 10 пар коротких двуветвистых конечностей, располагающихся на всех сегментах туловища, кроме последних двух. Предпоследний сегмент несет пару плоских конечностей, отдаленно напоминающих плавательные хвостовые ноги (уроподы) речного рака. Последний сегмент туловища не имеет конечностей, зато на нём расположен длинный хвостовой шип (примерно такой же, как у многих ископаемых хелицеровых и современного мечехвоста).

Общий вид находки. Слева внизу — фасеточный глаз. Справа внизу — туловищные конечности. Фото из обсуждаемой статьи в Science и дополнительных материалов к ней
Общий вид находки. Слева внизу — фасеточный глаз. Справа внизу — туловищные конечности. Фото из обсуждаемой статьи в Science и дополнительных материалов к ней

Уникальной особенностью шиндерханнеса является вторая пара гигантских головных конечностей — они располагаются позади глаз и рта и имеют вид нерасчлененных плоских треугольных «вёсел». Скорее всего, они действительно служили для плавания. Авторы сравнивают эти необычные придатки с плавательными лопастями аномалокариса, которые, впрочем, располагались не на голове, а на сегментах туловища, и их было множество пар, а не одна, как у шиндерханнеса.

По-видимому, шиндерханнес был быстро плавающим хищником. Он мог совершать быстрые рывки вперед, взмахивая своими треугольными ногами-веслами, а подъемную силу ему сообщали движения хвоста, снабженного плоскими придатками.

Шиндерханнеса трудно интерпретировать иначе как переходную форму между аномалокарисом и настоящими членистоногими. Скрупулезно проанализировав морфологические признаки шиндерханнеса, аномалокариса и близких к нему кембрийских форм, а также древнейших членистоногих (первых ракообразных, трилобитов и хелицеровых), авторы построили эволюционное древо, показанное на рисунке. Шиндерханнес занял на нём почетное место самого примитивного (или, как сейчас принято говорить, самого «рано ответвившегося») представителя настоящих членистоногих (Euarthropoda).

Базальная часть эволюционного древа членистоногих, построенная на основе кладистического анализа с учетом новооткрытого шиндерханнеса, занявшего положение у самого основания клады «настоящих» членистоногих (Euarthropoda). Эволюционное древо из обсуждаемой статьи в Science; рисунки животных заимствованы с различных веб-сайтов
Базальная часть эволюционного древа членистоногих, построенная на основе кладистического анализа с учетом новооткрытого шиндерханнеса, занявшего положение у самого основания клады «настоящих» членистоногих (Euarthropoda). Эволюционное древо из обсуждаемой статьи в Science; рисунки животных заимствованы с различных веб-сайтов

Шиндерханнес жил в раннедевонскую эпоху, когда моря уже кишели гораздо более эволюционно «продвинутыми» членистоногими (трилобитами, эвриптеридами, ракообразными), а также крупными рыбами и головоногими моллюсками. Тем не менее он сохранил множество архаичных черт, характерных для кембрийских хищников. Авторы отмечают, что в этом раннедевонском лагерштатте присутствуют и другие архаичные родственники членистоногих, которые ранее были известны только из кембрия (в том числе формы, близкие к марелле (см.: Marrella). Таким образом, удивительная среднекембрийская фауна древних членистоногих и их родственников на самом деле не вымерла в кембрии, а только исчезла из поля зрения палеонтологов. Спустя 100 миллионов лет она вдруг снова появляется в уникальном «окне в прошлое» — раннедевонском лагерштатте в Бунденбахе.

Источник: Gabriele Kühl, Derek E. G. Briggs, Jes Rust. A Great-Appendage Arthropod with a Radial Mouth from the Lower Devonian Hunsrück Slate, Germany // Science. 2009. V. 323. P. 771–773.

О находках из лагерштаттов см. также:
1) Новые находки ископаемых удревнили историю членистоногих, «Элементы», 14.10.2008.
2) Ракообразные достигли совершенства уже 510 млн лет назад, «Элементы», 23.04.2008.
3) Тайна эмбрионов Доушаньтуо раскрыта, «Элементы», 12.04.2007.
4) Обнаружено ископаемое животное, близкое к общим предкам моллюсков и кольчатых червей, «Элементы», 06.03.2007.

Александр Марков


11
Показать комментарии (11)
Свернуть комментарии (11)

  • Kostja  | 16.02.2009 | 19:10 Ответить
    Любопытная новость!

    Но не совсем понятная. Вроде ясно что аномалокарис и шиндерханнес близкие родственники. И если от подобных существ произошли в дальнейшем членистоногие, то зачем хорошо плавающее существо отрастило целых десять пар ног, и куда девался зубастый рот? Может у аномалокариса ноги совсем исчезли за ненадобностью, а шиндерханнес его предок?
    Ответить
    • Александр Марков > Kostja | 17.02.2009 | 17:32 Ответить
      Может быть, может быть, но тогда кладограмма менее парсимоничная получается. А зачем отрастил ноги - да кто ж его знает? Может, он ими дышал или икру на них вынашивал. То, что у предков аномалокариса были ноги - это очень вероятно. Там и на рисунке есть предки с ножками. А может, лопасти аномалокариса гомологичны ногам? А то, что "целых десять пар", так это могло за счет одной гомеозисной мутации сразу произойти.
      Ответить
      • Kostja > Александр Марков | 18.02.2009 | 00:11 Ответить
        Это я к тому про ноги, что получается ноги исчезли, а потом вновь появились; не проще ли считать что строение аномалокариса это крайность, ответвление на древе? О нем складывается впечатление (а может просто о нем так пишут), что аномалокарис существо очень специализированное и продвинутое, он хороший пловец, развитое зрение, хищник, видимо и нервная система была лучше развита чем у прочих, ориентация в пространстве, в общем тогдашнее совершенство и вершина эволюции. А теперь выяснилось что подобные существа обладали достаточными возможностями чтобы просуществовать еще целых 100 млн лет. Вроде бы считается что чем специализированнее существо, тем труднее ему победить в эволюционном соревновании по изменчивости с более универсальными. Хочется надеятся что объявятся и другие родственники аномалокариса, чтобы фактов было побольше. Возможно тогда подтвердится что эти существа предки процветающих в наши дни членистоногих; и это будет ответ бибисишникам, в фильме которых устаревшего аномалокариса назидательно съедают хотя и мелкие-примитивные, но перспективные хордовые :)

        Красивый аномалокарис желтой масти (с историей его открытия):
        http://paws.wcu.edu/dperlmutr/Analomacaris.JPG
        Ответить
  • feb7  | 18.02.2009 | 17:01 Ответить
    В статье не говорится, сколько экземпляров шиндерханнеса найдено? Если экземпляр единственный, то не могут ли "весла" оказаться более поздними наслоениями из других существ? Если нашли несколько экземпляров с "веслами", вопрос, конечно, снимается.
    Ответить
  • Олег Орехов  | 25.02.2009 | 14:38 Ответить
    Простите дилетанта (по роду деятельности - бухгалтер), но очень хочется узнать, как обстоит дело с поиском "недостающего звена" между березой и осиной. О проблеме, да снизойдут профессионалы, я впервые прочел в художественном романе "Белые одежды" Вл.Дудинцева. Заранее спасибо за популярный и развернутый ответ...
    Ответить
    • oskolski > Олег Орехов | 02.03.2009 | 20:06 Ответить
      Дело обстоит замечательно: "недостающие звенья" сейчас удаётся отследить, сравнивая структуру ДНК в разных группах растений. Вот здесь (http://www.mobot.org/MOBOT/Research/APweb/treeapweb2map.html) показана схема схема родственных связей цветковых растений, выявленных по молекулярным данным. Берёза относится к порядку Fagales, а осина - к Malpighiales. Обе эти группы принадлежат к крупной ветви rosids 1. Как можно видеть, к общему их предку наиболее близок порядок Zygophyllales, к которому относятся парнолистник, гармала и некоторые другие растения пустынь. Внешне они непохожи ни на берёзу, ни на осину, но структура генов надёжно указывает на то, что именно Zygophyllales (точнее - их предка) следует считать "недостающим звеном" между ними. Да и некоторые морфологические признаки говорят об этом.
      Ответить
  • Lena_K  | 06.03.2009 | 10:04 Ответить
    То, что и стол, и дом построены из деревянных деталей, но дом - сложнее, не говорит о том, что дом эволюционировал из стола. И что между домом и столом нужно обязательно найти что-то типа табуретки...
    И ведь находят.
    Ответить
    • feb7 > Lena_K | 09.03.2009 | 13:53 Ответить
      Милая Лена, вы перепутали биологическую эволюцию и технический прогресс. Говорю Вам как старый технарь: при проектировании нового технического устройства обязательно изучаются прототипы. Если рассматривать стол, как прототип дома, то дом не намного сложнее - к конструкции стола просто стеновые панели добавили)))))

      Если провести анализ ДНК стола и дома, то можно получить ваще парадоксальный результат - они генетически принадлежат к одному виду!!!!!!!

      Поэтому бросьте заниматься ерундой, а займитесь методологией науки.
      Ответить
      • Lena_K > feb7 | 09.03.2009 | 23:01 Ответить
        Если бы наука была честной, а-то ведь просто отмахивается от некоторых вещей, объяснить которые в рамках материализма не может. Например, у меня был поразительный опыт общения с экстрасенсом. Но наука их вообще отрицает! Поэтому я думаю, что ученые-материалисты сами-то от религиозных мракобесов недалеко ушли...
        Ответить
        • Kostja > Lena_K | 10.03.2009 | 22:53 Ответить
          А я видел как в цырке женщину распиливали заживо!! И она шевелила ногами, а потом срослась!!!
          И видел стабильные миражи больших размеров.

          Опыт - сын ошибок трудных :)
          Экстракт знания добывается путем переработки большого количества сырой информации. В житейском же плане нужно просто подумать - в большинстве случаев причину чуда выяснить несложно, меньшинство же стоит списать на собственные ограниченные возможности понять.
          Ответить
        • feb7 > Lena_K | 05.05.2012 | 18:21 Ответить
          Милая Лена, если у вас был опыт общения с экстрасенсом, тогда это все объясняет. Еще более поразительные открытия делаются под ЛСД, мескалином и прочими веселыми веществами.
          Ответить
Написать комментарий


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»