Трилобиты - пожалуй, самая популярная у палентологов окаменелость. Этих вымерших членистоногих на Земле больше нет. Последние из них вымерли более 200 миллионов лет назад, еще до времен динозавров. Временем их расцвета и гибели была вся палеозойская эра, начавшаяся 550 миллионов лет назад. В начале ее жизнь еще не вышла на сушу, в конце - по лесам уже бродили предки млекопитающих и динозавров, и за всё это время (особенно в раннем палеозое, под конец-то они уже подвымерли) трилобитов было так много, что по численности и разнообразию видов они превосходили большинство обитавших тогда групп многоклеточных животных. Если мезозойская эра может быть названа "эрой динозавров", то палеозойская - "эрой трилобитов".

2.

Трилобиты внешне походили на современных мокриц - соврменных равноногих раков, возможно, и занявших их ниши после вымирания, однако это не ракообразные, а отдельный класс членистоногих, очень примитивный, некоторыми чертами строения, как считают, напоминающий многощетинковых червей. У них даже челюстей не было, а пищу они измельчали специальными выростами трех передних пар ножек.

3.

Образ жизни

Известно свыше 15000 видов трилобитов от самых мелких, не больше нескольких миллиметров в длину, до почти метровых. Были они разные: гладкие, бугристые, шипастые, с глазами огромными, маленькими и совсем без глаз, с длинными ветвящимися выростами, с туловищем, состоящим из двух сегментов или из нескольких десятков. В одном и том же месте, не мешая друг другу, могли обитать десятки видов трилобитов с панцирями разнообразной формы - их питание и образ жизни сильно различались.

4.

Большинство их ползало по дну и пожирало детрит, водоросли и мелкий бентос. Желудок у них располагался на переднем конце тела, между глазами - там, где у приличных существ должны располагаться мозги. Некоторые трилобиты проводили жизнь, целиком зарывшись в ил - такие имели глазки на стебельках, чтобы высовывать их наружу:

5.

Подобно многим морским членистоногим, трилобиты в своем развитии проходили стадию планктонной личинки, а некоторые маленькие трилобиты вели планктонное существование всю жизнь. У них были огромные глаза, а при сворачивании по бокам панциря оставались большие незащищенные отверстия - места выхода длинных плавательных конечностей.

6.

Плавающие трилобиты обзавелись широкими и плоскими хвостовыми щитами. У таких видов были легкие панцири и множество отростков, выполняющих роль подводных крыльев, чтобы парить в толще воды:

7.

Утрата глаз некоторыми группами трилобитов в одних случаях может быть связана с жизнью в иле или в сильно взмученных течениями водах в зонах илонакопления, в других — с жизнью в темноте на больших глубинах. Так, некоторые мелкие слепые трилобиты считаются обитателями больших глубин, измельчавшими в связи с недостатком пищи.

8.

9.

Некоторые виды трилобитов были хищниками - в Швеции обнаружены следы каких-то живших в грунте животных и следы, оставленные трилобитами. При этом след трилобита накрывает след жившего в грунте животного, и тот обрывается - трилобит его съел. В Якутии найдены трилобиты с сохранившимися частицами тел губок и брахиопод в кишечнике.

10.

11.

У некоторых трилобитов пищеварительный тракт вообще был атрофирован, а питательные вещества они получали благодаря симбиозу с хемоавтотрофными бактерями, живя вблизи подводных вулканических источников:

12.

Другие трилобиты рыли в грунте сложные сети тоннелей, в которых и обитали - в таком виде их обнаружили в шведском известняковом карьере. Подробности подземной жизни трилобитов пока неизвестны. Возможно, в тоннелях они скрывались от хищников вроде наутилусов, которые прочесывали палеозойские океаны в поисках добычи. А может быть, использовали текущую по туннелям воду, чтобы насыщать кислородом жабры, как делают некоторые современные омары.

13.

Как и все остальные членистоногие, трилобиты время от времени линяли. Сброшенные экзоскелеты иногда лежат большими кучами - видимо, трилобиты, подобно современным крабам и омарам, во время линьки собирались вместе для защиты друг друга.

14.

15.

Кроме того, обнаружены трилобиты, которых смерть застала в момент, когда они выстроились длинными цепочками - видимо, это древнейший пример кочевой вереницы, ныне встречающейся у ракообразных - возможно трилобиты тоже предпринимали сезонные миграции.

16.

Внешность и строение

При всем разнообразии все они походили друг на друга, и увидев окаменевшего трилобита, всегда можно сразу сказать, что это именно трилобит, а не что-нибудь еще. Само их название "трилобиты" означает "трехдольчатые" - их панцирь состоял из трех секций - центральной, или осевой, и двух сплюснутых боковых по обе ее стороны. Это если поперек делить, а если вдоль - то из сплошных головного и хвостового отделов и гибкого членистого торакса между ними.

17.

На каждом сегменте торакса было по паре конечностей, а на головном - несколько, и все они, за исключением пары антенн, были устроены одинаково - каждая ножка имела отросток, приспособленный для хождения (ногу), для дыхания (жабру), для перетирания и передвижения ко рту частичек пищи.- сзади наперед.

18.

На многих окаменевших останках трилобитов имеются повреждения, говорящие, что на них охотились рыбы, до них - головоногие моллюски, а еще раньше - разные непонятные твари вроде аномалокариса. Чтобы защитить себя, трилобиты научились сворачиваться в клубок, как мокрицы-"трамвайчики", некоторые отрастили на панцирях шипы, рога и другие хитрые загогулины. Многие трилобиты перед смертью испугались и именно в таком положении были найдены.

19.

Хитиновые панцири их еще при жизни были пропитаны минеральными солями, что делало их в буквальном смысле слова каменными. После смерти за миллионы лет, проведенные в земле, минералы панцирей обычно оказываются замещенными другими соединениями - это обычный процесс для окаменелостей. Однако фасеточные глаза многих трилобитов остались неизменными, такими же, как при жизни. Особое впечатление производят глаза некоторых трилобитов, найденных в отложениях формации Хамар Лангдад в Марокко - они имеют зеленый цвет, от бирюзового до изумрудного. При этом панцири этих трилобитов окрашены в красновато-бурые оттенки:

20.

Оказалось, что в фасеточных глазах сохранились линзы, состоящие из кальцита с примесью магния. Исследование с помощью электронного микроскопа показало, что у части трилобитов глаза сохранились практически такими, какими они были при жизни этих давно вымерших существ - линзы не подверглись замещению, так как представляют собой фактически монокристаллы кальцита. Они даже сохранили свои оптические свойства. Атомы в них упорядочены таким образом, что оптическая ось кристаллов совпадает с оптической осью линзы.

21.

Под каждой кальцитовой линзой находилась вторая, "живая" - из хитина. Коэффициенты преломления кальцита и хитина соотносились друг с другом таким образом, что каждая фасетка трилобита по сути представляла собой классический ахроматический дублет - применяющуюся в современной оптике двуслойную линзу, препятствующую рассеиванию света с разной длиной волны - в отличие от омматидиев современных насекомых и ракообразных, являющих собой однолинзовые "монокли"* - способностью к "наведению на резкость" глаза трилобитов, как и у насекомых, не обладали, но это им было и не нужно: объекты на расстоянии нескольких сантиметров или нескольких метров были для них в фокусе одновременно. Деталей меньше диаметра фасетки, правда, трилобиты все равно не различали, но это им было и не нужно. Зато волшебные хрустальные глаза были почти не подвержены повреждениям.

22.

Вымирание

Последение трилобиты исчезли чуть более 200 млн. лет назад, просуществовав на Земле почти 300 млн. лет подряд. Причины их вымирания пока до сих пор точно не известны, однако постепенное угасание группы идет весь палеозой. Наиболее роковым для них стало появление настоящих челюстных рыб в девоне. Скорее всего основной причной вымирания группы стало несовершенство и примитивность способа размножения трилобитов, появление активных хищников моря - головоногих моллюсков и челюстных рыб, и конкуренция с более совершенными равноногими раками. Хотя, вполне возможно, что в глубинах морей и океанов, потомки трилобитов могут жить и сейчас(около подводных вулканов) и они просто никем еще не изучены и не открыты.

23.

Такие дела. Как выглядели трилобиты в динамике - сказать сложно, вместо этого для тех, кто умеет разглядывать стереопары - 3D-трилобиты:

24.

25.

Введение

Рассказ у нас пойдет в особенности о трилобитах, и любознательный читатель узнает многое об их повадках и истории.

Трилобиты - это класс морских членистоногих, широко распространенный в палеозойских морях, и вымерший в конце пермского периода. Из ныне живущих животных самыми близкими родственниками трилобитов можно считать мечехвостов, но и они находятся в дальнем родстве с этими древними существами.

Трилобиты привлекают внимание многих людей - палеонтологов, эволюционных биологов, коллекционеров и создателей кинофильмов. Это невероятно успешная в эволюционном плане группа. Сохраняя общий план строения, трилобиты смогли освоить множество экологических ниш и просуществовать более 300 миллионов лет.

Сегодня мы оставим в стороне привычное изучение окаменелостей и компьютерных реконструкций. Для того чтобы познакомиться с героями нашего повествования, мы отправимся в прошлое, в силурийский период.

Силурийский период

Итак, 430 миллионов лет до нашей эры, Южное полушарие, побережье суперконтинента, Гондваны. До самого горизонта простирается безбрежный океан, и где-то там, на севере, его волны разбиваются о берега Лаврентии, Балтики и Ангарида - других континентов этого юного мира.

Вглубь суши уходят каменистые холмы, сменяющиеся горами, за которыми тянутся огромные пустоши. Привычной нам зелени нет, но на камнях играют красками пятна лишайников, а сырые места покрыты мягким ковром изо мха, над которым возвышаются хрупкие кустики каких-то растений. День по-летнему теплый, даже жаркий, но нам с вами придется ходить в особых скафандрах и дышать через кислородную маску - озоновый слой еще не сформировался, а в атмосфере слишком мало кислорода (около 10%) и в три раза больше углекислого газа, чем сегодня.

Начинается отлив, и не все морские жители поспевают за уходящими водами. Здесь, на обнажившемся дне, среди буро-зеленых комков водорослей, раковин брахиопод, морских звезд и луж воды неспешно ползают странные существа. Покрытые сегментированным панцирем, они похожи на гигантских мокриц. На мощном головном щитке панциря выделяются фасеточные глаза, длинные усики ощупывают поверхность перед собой. При нашем приближении трилобиты стараются спрятаться в лужах, а некоторые сворачиваются в шар. Такое поведение может спасти от хищника, а мы же с легкостью добываем несколько экземпляров, и теперь самое время рассмотреть их поближе.

Броня и лапки

Трилобиты - членистоногие, представители того же типа, что и пауки, многоножки, крабы, жуки и бабочки.

Общий план строения у трилобитов одинаков, не смотря на разницу в размерах и образе жизни. Тело делится на три части как вдоль, так и поперек. В поперечном плане это: голова (цефалон), тело (торакс) и хвост (пигидий). В продольном - центральная осевая доля (рахис), и две плевральные доли/лопасти справа и слева от нее. Головной щит скрывает самые важные органы - мозг и желудок. Остальные сегменты тела имеют однотипное строение. Через каждый сегмент проходит нервный тяж с ганглиями, кишечник и длинный многокамерный сосуд - сердце.

Как и у всех членистоногих, тело трилобита покрыто хитиновым панцирем, выполняющим роль экзоскелета. Изнутри к панцирю крепятся соединительная ткань, мышцы и внутренние органы. Панцирь не является сплошной монолитной конструкцией, он состоит из множества сегментов, что обеспечивает хорошую подвижность животному. Его толщина - от 1 мм и более у крупных видов. Высокая прочность достигается двумя способами: за счет минерализации хитина солями кальция и конструктивных особенностей. Разнообразные гребни, шипы и прочие наросты создают дополнительные ребра жесткости, усиливающие броню трилобита.

Пойманные нами трилобиты имеют темный однотонный серо-зеленый окрас, но попадаются особи с красно-бурым панцирем и пятнами, похожими на камуфляжные.
Одной из интересных особенностей трилобита является умение сворачиваться в шар во время опасности. Наши образцы сейчас выглядят как свернувшиеся мокрицы-переростки. В таком состоянии они могут находиться длительное время, но если оставить их в покое, они не спеша разворачиваются.

Если трилобита перевернуть, мы увидим множество шевелящихся членистых ножек. Поскольку конечности редко сохраняются в окаменелом виде, сейчас у нас есть уникальная возможность изучить их вживую. На первый взгляд кажется, что они одинаковые, но это не так. Самая первая пара конечностей видоизменилась и стала антеннами - с их помощью трилобит ощупывает и обнюхивает предметы. Под головным щитом расположены четыре пары сильных ног, захватывающих и измельчающих пищу. Конечности на брюшке и хвосте делятся на две веточки. Основная - это собственно ходильная нога. А от ее основания отходит особая щетинистая пластинка. Это жабры, часть дыхательной системы трилобита. В задней части, под пигидием, эти щеточки гораздо больше и массивней, и выполняют роль плавательных лопастей.

Крепкий внешний скелет - это хорошая защита от врагов, но у него есть существенный минус. Он не может растягиваться по мере роста животного. Поэтому от панциря надо периодически избавляться, линять. На головном щите трилобита расположены особые швы, по которым разрывалась старая оболочка. Процесс линьки начинался с высвобождения глаз, и их отсутствие у окаменелости - один из признаков, что мы имеем дело со сброшенной оболочкой. Здесь, на берегу силурийского моря, эти панцири встречаются большими кучами, покрытыми слоем песка и ила. Очевидно, для линьки трилобиты собирались в одно место, как это делают современные крабы, чтобы защищать друг друга от врагов.

Зоркий взгляд

Трилобиты - одни из первых животных, которые обзавелись сложными глазами. Вглядитесь в эти фасетки - их каменный взгляд завораживает даже спустя миллионы лет. И каменный - вовсе не метафора. Глаз трилобита состоит из множества фасеток (от 70 до 10-15 тысяч). В каждой фасетке находятся две линзы. Нижняя состоит из хитина, а вот верхняя представляет собой кристалл кальцита с примесью магния. Это очень необычно. Подобного рода «минеральные» линзы в глазах есть еще только у двух групп живых существ - панцирных моллюсков-хитонов, и у иглокожих, офиур. Но только у трилобитов они развиты до совершенства и обеспечивают хорошее зрение. Их происхождение - результат параллельной эволюции и особенностей обмена веществ у этих животных.

Трилобиты - мастера биохимической работы с карбонатом кальция. Анализ окаменелых панцирей и пробы, взятые у живых трилобитов, показывают высокую степень минерализации их хитиновой брони, что также не встречается ни у кого из членистоногих.
Такое устройство глаз позволяло хорошо видеть объекты на расстоянии до нескольких метров, а множество фасеток формировали объемное сфокусированное изображение объекта. В окаменелостях глаза трилобитов сохраняются практически неизменными, включая цвет - у некоторых они могут быть бирюзовыми, изумрудно-зелеными, или желтыми.

Половой вопрос

Как и большинство современных членистоногих, трилобиты были двуполыми и откладывали яйца.

Чтобы отличить самца и самку трилобита, нужно обратить внимание на форму тела и скульптурные элементы панциря. У самцов тело более узкое, но панцирь может быть богато украшен выростами. У самок шипы и отростки панциря меньше, зато широкое сильное тело. Но основным внешним отличием все-таки будет выводковая сумка, особое приспособление на головном щите либо на его нижней стороне, в которое помещаются яйца.

Личинки трилобита мало похожи на своих родителей - у них нет глаз, а тело скрыто под нерасчлененным щитком. Такие личинки свободно плавают в толще воды и разносятся волнами и течением на большие расстояния. По мере роста молодой трилобит становится все больше похож на взрослую особь. Планктонную стадию в размножении проходят и многие современные морские членистоногие.

Также, подобно некоторым ракообразным, трилобиты способны на миграции во взрослом состоянии. Известно, что трилобиты способны выстраиваться в цепочки, как это делают лангусты, и перемещаться крупными группами на большие расстояния. Что заставляет их мигрировать, сезонное это явление или нет - нам еще предстоит выяснить.

Среда обитания

Для того, чтобы изучить образ жизни трилобитов в естественной среде, нам придется погрузиться на дно силурийского моря в передвижной лаборатории и установить камеры наблюдения.

От океана нашу мелководную лагуну отделяет риф барьерного типа. Его строители - строматопороидеи, колониальные организмы, близкие к губкам. Вместе с одноклеточными водорослями и кораллами (ругозами и табулятами) они образуют сложное сообщество, на котором селятся морские лилии, актинии, брахиоподы и моллюски.

Здесь, между кустиками кораллов мы встречаем Paralejurus-ов, небольших трилобитов с гладким массивным цефалоном и крупными глазами. Они многочисленны, и неторопливо переползают с места на место в поисках пищи - моллюски, мертвый мечехвост, застрявшая среди морских лилий панцирная рыба станут их добычей. Еще пара похожих особей увлеченно грызет губку, пытаясь извлечь из нее что-то съедобное.

В целом трилобиты - хищники, ведущие придонный образ жизни. Основная добыча - разнообразные черви и прочие мягкотелые беспозвоночные. Некоторые виды устраивают засады на проползающую мимо добычу - зарываются в песок, оставляя на поверхности одни глаза, и резким рывком набрасываются на свою жертву. Так охотился, к примеру, Asaphus kowalewskii, имеющий глаза на длинных стебельках, но сейчас, в силуре, подобных ему мы не наблюдаем. Зато ночью камера записала удивительную сцену выслеживания добычи другим трилобитом - Cheirurus-ом. Имеющий вытянутые назад и острые, как рога, отростки цефалона, и два вытянутых шипа на пигидии, хейрурус выглядит устрашающе. Быстро переползая по дну, он изучает норки многощетинковых червей. Одна из них привлекла его внимание и трилобит затаился. Прошло около часа, прежде чем из норы показался червь, и как только он вылез полностью, последовал стремительный рывок, в воду взметнулось облако песка и ила. Червь был схвачен поперек тела передними ногами трилобита, и после непродолжительной борьбы разорван на несколько частей.

Изучая записи камер и делая выходы наружу в аквалангах, мы убедились, что разнообразие трилобитов велико даже на таком крохотном участке, как небольшая лагуна. Прибрежные заросли водорослей населяли мелкие, с ноготь, трилобиты, обгрызающие их сочные стебли. Во впадинах, где скапливался ил и вязкая грязь, встречались шипастые существа, похожие на Dicranurus-ов. Длинные отростки на панцире помогали им не тонуть в этом густом песчано-илистом киселе.

Некоторые норы, которые мы поначалу приняли за норы червей, оказались норами трилобитов с гладким, уплощенным телом и крохотными глазами. Поедая детрит и мелких обитателей дна, они прокладывали свои тоннели и иногда по ночам выходили на поверхность. Большой во всех смыслах удачей было обнаружение истинного короля трилобитов - Isotelus-а. Несколько крупных, до метра в длину особей обитали у подножия рифа и сутки напролет бороздили дно лагуны в поисках добычи.

Закат эпохи

Получив необходимую информацию и образцы, мы возвращаемся обратно в наше время. Наше путешествие в силурийский период закончено, но история трилобитов будет продолжаться еще 200 миллионов лет.

За расцветом во время силура последует постепенный спад разнообразия и численности этих удивительных животных. Девон, следующая эпоха, принесет серьезные перемены. На сцену выйдут быстрые рыбы с мощными челюстями, способные разгрызать прочные панцири членистоногих. Появятся аммониты. Среди донных хищников особое место будут занимать эвриптероидеи - ракоскорпионы длиной до двух метров. Морские экосистемы будут перестраиваться, становясь все более сложными. Постепенно к пермскому периоду от былого разнообразия трилобитов не останется почти ничего. Последние из древних исчезнут на рубеже перми и триаса, во время Великого вымирания, а их экологическую нишу со временем займут равноногие ракообразные - изоподы.

Энциклопедичный YouTube

1 / 3

✪ Трилобиты. Свидетели эволюции (рассказывают палеонтологи Елена Наймарк и Андрей Иванцов)

✪ Происхождение и вымирание трилобитов

✪ Членистоногие насекомые ракообразные трилобиты

Субтитры

История открытия

Класс Трилобиты (Trilobita) был выделен Вальхом (Walch) в 1771 году. Trilobita в переводе с латинского «трёхдольный»(«трёхлопастные»), потому что тело трилобитов состоит из трех долей. Однако впервые трилобиты были описаны Ллуайдом (Llwyd) в 1698 году под названием Trinuclei. Затем трилобиты были описаны Линнеем в 1745 году под названием Entomolithes .

Морфология

Туловище и хвост

Туловище распадается на среднюю, или осевую, часть (рахис) и боковые части (плевры), тогда как на хвостовом щите как на продолжении 3 соответствующих частей туловища отличают осевую лопасть и боковые лопасти. Осевые части туловища и хвостового щита в окаменелом состоянии открыты снизу, так как они были прикрыты при жизни тонкой кожицей, но у боковых частей сохранился твёрдый заворот, отличающийся обыкновенно особыми украшающими его линиями.

Конечности

Реже встречаются в окаменелом виде неизвестковые части скелета: конечности (ноги) и щупальца. Конечности трилобитов многофункциональные, то есть выполняли сразу несколько функций - двигательную, дыхательную и жевательную. Придатки брюшной стороны, открытые в последнее время, состоят: 1) из четырёх пар конечностей над головным щитом по бокам ротового отверстия, состоящих из 6-7 члеников и служивших частью в качестве жевательных органов. Конечные члены задней пары имели вид плавательных лопастей; 2) из парных двуветвистых конечностей, находящихся как под туловищными, так и под хвостовыми сегментами, состоящих из некоторого числа члеников, оканчивающихся коготками. Над наружной ветвью находились ещё особые двуветвистые и спирально свернутые придатки, рассматриваемые как жабры .

Органы чувств

Трилобиты обладали сложными фасеточными глазами , которые были посажены на стебельки у тех животных, которые зарывались в ил .

По строению глаз трилобиты радикально отличались от абсолютного большинства современных живых организмов - вместо кристаллинового хрусталика у них имелись минеральные линзы из кальцита . Среди современных организмов минеральные зрительные линзы встречаются только у офиур и моллюска хитона (Acanthopleura granulata ), однако по сложности устройства их органы зрения не идут ни в какое сравнение с глазами трилобитов .

Сворачивание

Многие трилобиты обладали способностью свёртывать своё тело как мокрицы так, что все мягкое тельце оказывалась под панцирем. Сворачивание служило защитой от более крупных хищников.

Распространение

Число трилобитов достаточно велико. Ещё Барранд насчитал их свыше 1700 видов , из которых 252 относятся к кембрийскому периоду , в силурийском периоде : 866 к нижнесилурийской (ныне ордовикский период), 482 к верхнесилурийской эпохам (ныне собственно силурийский период), 105 к девонскому и только 15 к каменноугольному периоду ; в пермский период переходит только 1 вид.

Работа по классификации трилобитов была для палеонтологов трудной. Оказалось, что нельзя исходить из какого-либо одного признака, а надо учитывать много признаков вместе. Древнейшая группа Olenidae преобладает в кембрийском периоде - она характеризуется большим числом сегментов в туловище, преобладанием величины головы над хвостовым щитом (у других трилобитов они обыкновенно равны по величине), малым развитием глаз и лицевого шва, притом способность свертывания ещё мало у них развита. В ордовике особенно заметна группа Asaphidae . У них число сегментов туловища постоянно и равно 8, хорошо развитые сложные глаза, поверхность всегда гладкая; семейство Phacopidae (англ.) распространено от ордовика до девона. У них постоянное число сегментов 13 и глаза имеют своеобразный вид. В силуре распространены группы Proetidae (англ.) , Bronteidae , Calymenidae (англ.) , которые переходят в девонскую систему; в каменноугольной системе встречаются только представители Proetidae .

Особенно хорошо сохранившиеся остатки трилобитов находят в провинции Юньнань в Китае (маотяньшаньские сланцы), в провинции Альберта в Канаде (сланцы Бёрджес), в штате Нью-Йорк в США , и в земле Рейнланд-Пфальц в ФРГ (хунсрюкские сланцы ).

Остатки трилобитов часто находят в районе Ленских столбов на территории Якутии .

Примерно 250 млн лет назад резко взлетели среднегодовые температуры (на 10-20 °C выше, чем сейчас), вода нагрелась, уровень кислорода во многих слоях воды упал практически до нуля, и многие древние организмы попросту задохнулись .

Шаблон:Биофото

В массовой культуре

• Трилобиты показаны во многих научно-популярных фильмах, например, в «Прогулках с морскими чудовищами » присутствует самый крупный из трилобитов - Isotelus , также трилобиты присутствуют в «Прогулках с монстрами ». Трилобит показан в приключенческом фильме «Путешествие к центру Земли », а также в фантастическом японском фильме «Годзилла против Мехагодзиллы-3 ».
• В альбоме Rengeteg (2011) венгерской метал-группы

Здравствуйте, друзья!

Продолжаю транслировать свой опыт кружковой работы. На кружке зоологии, мы с ребятами изучаем интересную тему. Отгадайте загадку:

Конечно же, трилобит!

Трилобиты царствовали на нашей планете 550 миллионов лет назад, за протяжении 300 миллионов лет. Палеозойскую эру мы смело можем назвать эрой трилобитов.

Карл Линней в 1745 году отнес трилобитов в класс насекомых, но он имел право на ошибку, ведь трилобиты шестиногим древние родственники, и тоже относятся к членистоногим.

Как удивительна жизнь! Сейчас я пишу эти строки на дне великого древнего океана Тетис, который некогда простирал свои воды над Усть-Каменогорском, 300 миллионов лет назад. Тогда, в пучине палеозойского океана, жили удивительные создания, немного похожие на современных ракообразных мокриц.

В Восточном Казахстане трилобитов находят изредка, в основном, в Тарханском разрезе в девонских пластах, а также на реке Быструхе. Но все они не блещут размером: 3-5 сантиметров. Но до каких размеров вырастали самые крупные трилобиты?

Река Быструха в ВКО.

До какого размера вырастали трилобиты?

Самый же большой цельный трилобит, длиной в 72 сантиметра, был найден в Канаде. Отдельные фрагменты некоторых трилобитов, позволяют предположить, что максимальная длина палеозойских членистоногих доходила до 90 сантиметров. Скажем так, размеры не велики. Те же ракоскорпионы вырастали до 2,5 метров. Почему же размеры трилобитов были не слишком большими?

Все дело в их особенностях строения и условиях окружающей среды, в которой жили эти существа. В те далекие времена содержание углекислого газа в атмосфере и воде изменялось, было в 2-3 раза выше современного. Вода имела большую кислотность.

Кислая среда океанов запросто растворяла аргонитовые скелеты существ, живших в прежние эпохи. Это стало причиной массового вымирания 500-200 миллионов лет назад. Выживали только те организмы, чей известковый скелет приобрел устойчивость к повышенной кислотности океана.

Одни животные избавились от раковин, другие - наружный скелет превратили во внутренний, поглотив его мягкими тканями (подобно осьминогам и кальмарам), третьи - изменили состав и структуру скелета. Трилобиты были в числе выживших счастливчиков, их панцирь стал кальцитовым, устойчивым к растворению .

Но у кальцитового покрытия был существенный недостаток - его тяжесть. К тому же он препятствовал росту, поэтому трилобиты периодически линяли.

Жестким панцирь был только сверху, а нижняя часть - брюшко и ножки оставались мягкими. Мягкие конечности не могли поднимать слишком тяжелую броню, без ущерба для подвижности. У ракоскорпионов, в отличие от трилобитов, конечности были жесткими, что давало им преимущество в размере.

Удивительные ножки

Но у трилобитов ножки выполняли не только функцию движения. Ножками трилобиты еще и дышали! Сейчас подобные ножки несут жаброногие рачки, но им всем далеко до размеров трилобитов. Размер рачков не превышает 10 см. Поэтому, с точки зрения масштаба жаброногих, трилобиты были гигантами, как для нас динозавры.

Ножки трилобитов на этом свои функции не исчерпывали. По крайней мере, у хищников. С помощью ножек плотоядные жевали! Часть ножек в районе рта приобрела некоторую жесткость и зазубрины, которые помогали перемалывать пищу. Эти зазубрины называют гнатобазами . Среди современных животных они есть у мечехвостов.

Почему у трилобитов такое название?

Трилобиты были известны людям с древности. Индейцы носили их как амулеты против дифтерии, ангины, в защиту от стрел врага. Впервые трилобитов описал в научной литературе Ллауайд в 1698 году под названием Trinuclei - "трехядерные". Официальное название "трилобит" они получили в 1771 году от ученого Иоганна Вальха.

"Трехдольными" трилобитов назвали за особенную сегментацию тела. И вдоль, и поперек трилобита можно поделить на 3 части.

В поперечном сечении выделяют головной щит (цефалон) , хвостовой щит (пигидий) , а между ними находится туловищный отдел (торакс) . Щитки подвижно соединяются друг с другом, что позволяло трилобиту сворачиваться в шар при опасности, пряча за панцирем мягкое брюшко и ножки.

В продольном сечении выделяют центральную осевую часть и две боковых (плевры ). Осевую часть цефалона называют глабелью . А осевую часть торакса - рахисом .

Цефалон несет кальцитовые глаза, которые предоставляли трилобиту обзор на 360 градусов. Иногда глаза возвышались на стебельках, как рожки у улиток, но были не способны к втягиванию, поскольку отличались жесткостью. Глаза были сложными. Их фасеточная структура сохранилась в отпечатках.

Что ели трилобиты?

Порой палеонтология напоминает детективное расследование. Палеонтолог находит породу известняка, в которой отпечатались следы в виде цепочек точечек. Один небольшой след накрывается следом крупнее. Внезапно мелкая цепочка следов обрывается, ее накрывает другая цепочка следов. В том месте, где цепочка заканчивается, видна небольшая ямка. Далее крупная цепочка следов продолжается. Показываю рисунок своим юннатам, они выдвигают версии. Как Вы думаете, что произошло 350 миллионов лет назад?

Палеонтолог заключает, что большой организм съел маленький. Отпечатки следов жизнедеятельности организмов называют ихнофоссилиями. Ученый начинает изучать прилегающую породу и находит окаменевшего трилобита с выпуклым панцирем, испещренным глубокими бороздами. Крупная цепочка следов принадлежит трилобиту-хищнику.

Трилобиты вели, в большинстве случаев, придонный образ жизни. Хотя, были и свободно-плавающие формы, которые отличались мелкими размерами, с облегченным уменьшенным панцирем, уплощенными конечностями с гребной поверхностью.

Несмотря на то, что в палеонтологических породах сохраняются в основном панцири, в редких случаях находят животных с окаменевшими внутренними органами. Благодаря находкам в Якутии, в кишечниках трилобитов были обнаружены спикулы губок и обломки брахиопод - плеченогих моллюсков. Предлагаю ребятам изображения спикул губок и раковинок. Они безошибочно определяют находки, поскольку темы о губках и о моллюсках мы уже проработали.

У некоторых трилобитов, найденных в местах, где наблюдалась вулканическая активность, кишечник атрофировался. Вероятно, этих трилобитов кормили симбионты - серобактерии, как это происходит сейчас у червей полихет в экосистемах гидротермальных источников.

Многие трилобиты, обладавшие плоским, широким панцирем, были падальщиками, детритофагами. Трилобиты с выпуклыми толстостенными и гладкими панцирями копались в грунте и были сестонофагами. Ножками они взмучивали ил, питались взвешенными в воде частичками.

Панцирь с одной стороны защищал, а с другой - ограничивал степень подвижности животных. Однако трилобиты были распространены повсеместно. Как же им это удавалось захватывать огромные территории в расселении?

Палеонтологические находки рассказали, что трилобиты были раздельнополыми животными. У самок щитки были шире, чем у самцов, чтобы поместилась выводковая сумка, в которой вынашивались яйца. Из яиц появлялись маленькие подвижные личинки, размером 1 мм, которых подхватывало течение и разносило на многие километры.

Хотя и взрослые трилобиты не такие уж домоседы. Палеонтологами была найдена процессия трилобитов, которые выстроились в организованную цепочку, как паровозики. Эти трилобиты совершали сезонную миграцию. Подобную миграцию ежегодно предпринимают крупные раки лангусты.

Найдено современное животное, соответствующее по морфологии вымершему классу трилобитов . У него имеются все признаки внешнего строения, по которым определяются представители этого класса. Это животное (оно пока не названо) - настоящее живое ископаемое, так как до сегодняшнего дня считалось, что трилобиты полностью вымерли в конце пермского периода . Данный экземпляр нашли среди лесного опада, и в настоящее время он помещен в камеру глубокой заморозки в калифорнийском Институте биоразнообразия и устойчивости окружающей среды. Готовится проект по изучению этого уникального экземпляра.

Журнал New Scientist опубликовал короткую, но исключительно важную заметку о находке современного трилобитообразного организма. Трилобиты - вымерший класс морских членистоногих, существовавших в течение 300 миллионов лет. Они были, пожалуй, самыми разнообразными морскими животными палеозоя . Расцвет трилобитов пришелся на ордовикский период , хотя и в конце перми скорость образования новых форм среди семейств трилобитов оставалась высокой (в поздней перми появилось около десятка новых родов). Поэтому вымирание трилобитов в конце пермского периода не находит сколько-нибудь обоснованного объяснения.

Ученые до последнего времени не оставляли надежды обнаружить современное трилобитоподобное существо, дожившее в рефугиумах (см. также Refugium) в том или ином виде до современности. Предполагалось, что они могут быть найдены в глубоких зонах шельфа или на шельфах высоких широт. Однако новая находка доказала, что искали вовсе не там. Трилобитоподобное животное было обнаружено на суше, среди лесного опада.

Представители трилобитов легко узнаваемы: их тело, покрытое твердым обызвествленным панцирем, подразделяется на голову, сегментированное туловище и цельный хвост, в котором чаще всего остаются следы сегментации. На голове хорошо различимы щечные швы, вдоль которых происходила (или теперь можно говорить - происходит) линька головного щита. Вдоль щечных швов расположены узкие глаза, в примитивном состоянии сложенные рядом мельчайших фасеток . Каждый сегмент верхнего панциря туловища, хвоста и иногда головы разделяется бороздами на две части - это границы внутренних сегментов тела.

Между сегментами панциря расположен соединительный «сустав», позволявший трилобиту изгибаться или даже сворачиваться в шарик. В этом отношении трилобиты напоминают современных мокриц. Однако в отличие от них и от других членистоногих ножки трилобитов имеют единообразное строение: у них нет специализации конечностей, в том числе и ротовых придатков . Чаще всего нежные ножки трилобитов прятались под широкими крыльями плевр - боковых частей туловищных сегментов. Найденное в лесной подстилке животное по всем этим признакам было признано ближайшим родичем трилобита.

Пока что это единственная находка. Этот экземпляр обнаружили посетители Национального парка Редвуд (см. Redwood National and State Parks и отдали смотрителям парка. Теперь это реликтовое животное (напомним читателям, что «redwood» - дословно «красное дерево» - это секвойя, дерево тоже во многом реликтовое) передано на хранение в Институт биоразнообразия и устойчивости окружающей среды Калифорнийской академии наук на Кафедру зоологии и геологии беспозвоночных , где его сразу же поместили в камеру глубокой заморозки.

Специалист по ископаемым членистоногим Питер Рупнарайн (Peter Roopnarine), автор статьи в New Scientist , сделал ряд важных замечаний. Во-первых, даже единственный современный аналог вымерших представителей может изменить наше представление о целом классе. Он заключает совершенно бесценную информацию, это своего рода машина времени, которая перенесет нас в палеозой. Считалось, что трилобиты по своему анатомическому строению ближе всего к мечехвостам - теперь эту гипотезу можно будет наконец проверить.

Во-вторых, чтобы начать исследование этого экземпляра, нужно как следует подготовиться. В настоящее время запускается специальный проект, в котором будут использованы со всеми возможными предосторожностями современные технологии для исследования. Ведь другого экземпляра пока нет: по-видимому, эти животные действительно исключительно редки, иначе они были бы обнаружены и раньше. Наука знает примеры столь же редких животных, известных по единственному экземпляру. В особенности это касается членистоногих. Чтобы начать поиски других экземпляров, следует, как заключает Рупнарайн, проанализировать содержимое кишечника - так можно будет понять, где и чем животное питается. Но пока без специальной подготовки нельзя грубо препарировать или даже делать рентген или томографию, чтобы не испортить единственный экземпляр.

В-третьих, не должен удивлять наземный, а не водный (морской) образ жизни этого животного. Рупнарайн напомнил о недавних работах , в которых ученые доказали, что уже древнейшие трилобиты выползали на сушу. По-видимому, уже в раннем кембрии (540 млн лет назад) трилобиты начали осваивать сушу, начиная с приливной зоны , и теперь мы получили возможность наблюдать результат их наземной эволюции.