Хемницион, жертва пермского вулкана

На территории современной Восточной Германии 291 млн лет назад разразилось настоящее природное бедствие, сопоставимое по своей разрушительности с извержением вулкана Везувий, уничтожившим почти две тысячи лет назад несколько античных городов, включая Помпеи (см. картинку дня Помпейская собака). Жертвами извержения вулкана Цайзигвальд (Zeisigwald), произошедшего в начале пермского периода, стали как растения, так и животные — совершенно уникальный комплекс биоты, законсервированный в одном месте на сотни миллионов лет. Среди наземных позвоночных, коим не посчастливилось пережить суровый катаклизм, была темноспондильная амфибия хемницион, погребенная заживо под слоями вулканического пепла. На реконструкции немецкого палеонтолога и палеохудожника Фредерика Шпиндлера (Frederik Spindler) она изображена в последние моменты своей жизни.

Скелет хемнициона (голотип) в пепловом туфе. Вид со спины

Уже в XVIII веке в окрестностях немецкого города Хемниц находили ископаемые деревья (см. картинку дня Окаменевший лес в Хемнице). Дальнейшее изучение места раскопок, получившего название Хемниц-Хильберсдорф (Chemnitz-Hilbersdorf), показало, что деревья являются частью раннепермского леса, в котором обитала разнообразная фауна. Остатки животных — скелеты с фоссилизированными мягкими тканями — стали для палеонтологов настоящим подарком благодаря своей прекрасной сохранности. Такой тип местонахождений называется лагерштетт. Во время раскопок в 2010 году в слое пеплового туфа и обнаружили скелет амфибии, которую по месту находки назвали хемниционом (Chemnitzion richteri). Это единственный практически целый скелет, хранящийся в палеонтологической коллекции Музея естествознания Хемница (см. Museum für Naturkunde Chemnitz).

Хемницион относится к очень малочисленной группе темноспондилов, именуемой затрахеиды (семейство Zatracheidae). Это были сравнительно небольшого размера животные, существовавшие на протяжении каменноугольного и пермского периодов на территории современной Европы и Северной Америки. На сегодняшний день известно всего четыре рода затрахеид, включая хемнициона. Для всех затрахеид характерны очень большой по сравнению с остальным скелетом U-образный уплощенный череп, короткое туловище и хвост. В передней части черепа между ноздрями присутствует крупное каплевидное или овальное отверстие, о котором будет сказано ниже. Затрахеиды интересны тем, что считаются наиболее сухопутными из всех темноспондилов. Наземный образ жизни был нехарактерен для амфибий конца палеозоя и начала мезозоя. Поэтому к затрахеидам и их родственникам, таким же наземным диссорофидам (семейство Dissorophidae), обращено пристальное внимание.

Хемницион был небольшой амфибией с телом длиной около 26 см, из которых 6 см приходились на череп. Его скелет, как и у других затрахеид, очень непропорциональный по сравнению с полуводными и водными темноспондилами, у которых туловище и хвост были очень длинными. Небольшие круглые глазницы черепа хемнициона сильно приближены к затылку, за счет чего его ротовая полость была большой, способной удерживать довольно крупную добычу. Об особенностях охоты может поведать уже упомянутое крупное овальное отверстие между ноздрями, которое называется межноздревая фонтанель. Благодаря прекрасной сохранности скелета в пределах фонтанели было обнаружено широкое овальное проявление черного цвета — фоссилизированная органика. Считается, что это остатки межчелюстной железы, выделявшей особую слюну, которая придавала липкость языку. Это важно для наземного питания: вспомните лягушку с ее выстреливающим в сторону добычи клейким языком. Межноздревая фонтанель известна только у темноспондилов, считающихся наземными. Крыша черепа хемнициона несет полигональную скульптуру, которая обрамляет глазницы узким гребнем. Косвенно это указывает на толстый кожный покров в пределах головы, что также характерно для наземных темноспондилов.

Реконструкция черепа хемнициона: pm — предчелюстная кость, fon — межноздревая фонтанель, n — носовая кость, m — верхнечелюстная кость, l — слезная кость, j — скуловая кость, sq — чешуйчатая кость, qj — квадратно-скуловая кость, st — надвисочная кость, t — квадратная кость, pp — заднетеменная кость, p — теменная кость, f — лобная кость, po — заглазничная кость, prf — предлобная кость, ptf — заднелобная кость

Кости конечностей хемнициона очень хорошо развитые и крепкие. Длина бедренной кости составляет почти половину длины черепа. Хотя задние лапы хемнициона были довольно длинными и сильными, его нельзя назвать специализированным прыгуном. Однако он вполне мог делать резкие выпады вперед, чтобы внезапно атаковать добычу. Охота могла происходить из засады, когда притаившееся у старого пня незаметное животное подстерегало свою жертву. Несмотря на то что позвоночник хемнициона сохранился плохо, можно допустить, что число позвонков до таза у него было не более 22, по аналогии с затрахеидом акантостоматопсом (Acanthostomatops). Остистые отростки его позвонков довольно длинные — это дополнительный индикатор наземного образа жизни. Многие темноспондилы, включая хемнициона, имели примитивно устроенные рахитомные позвонки, состоящие из трех, как правило несрастающихся, элементов. Именно такая морфологическая особенность дала название самой большой группе вымерших амфибий. Темноспондилы в буквальном переводе — расчленнопозвонковые. У хемнициона был панцирь, состоящий из веретеновидных дермальных чешуй, которые располагались елочкой на брюхе. Брюшной панцирь был у очень многих темноспондилов, от водных до наземных.

Хемнициона считают вполне взрослой особью. У него обнаружены хорошо окостеневшие позвонки и кости таза, хорошо развитый покровный орнамент на черепной крыше в виде множественных выпуклостей и углублений, из-за чего швы между костями плохо просматриваются. Хемницион был еще не стар: у него не окостенели запястье и предплюсна, а также основание черепа (нейрокраниум).

Прорисовка скелета хемнициона: eo — латеральные части затылочной кости; hum — плечевая кость; ra — лучевая кость; ul — локтевая кость; ic, pc, na, prz, psp — части позвонка; fi — малая берцовая кость, ti — большая берцовая кость; fem — бедренная кость; il — подвздошная кость, sr — крестцовое ребро; pv — тазовая кость; r — ребро

Изначально всех взрослых затрахеид считали водными животными, которые по мере индивидуального развития, начиная от личинки, не покидали водной среды и на протяжении всей жизни были к ней прикованы. Однако благодаря хорошо представленной возрастной серии (от личинки до взрослой особи) на примере раннепермского акантостоматопса можно судить о заметном изменении морфологии скелета затрахеид по мере взросления. Эти изменения сопровождались и сменой мест обитания, с преобладанием наземных биотопов, но связанных с реками, озерами и болотами.

Хемницион обитал во влажном лесу, где росли древовидные папоротники, достигавшие 26 м в высоту, хвощи и хвойные. Вместе с ним в лесу жили брюхоногие моллюски, разнообразные насекомые и скорпионы (потенциальная добыча), а также наземные позвоночные — древесный варанопид асцендонан (Ascendonanus nestleri) и червеобразные аистоподы (Aistopoda).

Магматическая активность вулкана Цейзигвальд на рубеже сакмарского и артинского веков привела к тому, что пермский лес, где обитал хемницион, стал местом выпадения тефры. Под тяжестью падающего пепла с деревьев начали опадать листья и ветви, которые на первых порах могли служить убежищем для хемнициона. Его скелет был найден среди таких опавших ветвей. Наклонное положение скелета внутри слоя туфа может свидетельствовать о том, что он пытался выбраться из возникшей ловушки, стараясь разгрести уплотненный пепел вокруг себя задними лапами. Череп был приподнят — вероятно, животное до последнего момента старалось дышать, пока окончательно не было заживо погребено под пеплом и не погибло от асфиксии. Отсутствие древесного угля говорит о том, что температура пепла не могла быть выше 50 °C. Непрекращающийся пеплопад с выпадением лапиллей ломал и валил целые древесные кроны. В итоге вся территория была погребена под отложениями сошедшего мощного пирокластического потока.

План местонахождения Хемниц-Хильберсдорф с указанием сопутствующих фоссилий, которые были найдены в непосредственной близости от скелета хемнициона: древовидные (Tree ferns) и семенные (Medullosa) папоротники, хвощи (Arthropitys), хвойные (Cordaicladus)

Благодаря скрупулезной работе палеонтологов хемницион и другие жертвы пермского вулкана стали настоящим достоянием Хемница, уникальным и неповторимым маленьким окном в далекий мир пермского периода.

Все изображения взяты из статьи R. Werneburg et al., 2023. A new basal zatracheid temnospondyl from the early Permian Chemnitz Fossil Lagerstätte, central-east Germany.

Антон Ульяхин