Нервная система загадочных ископаемых членистоногих возрастом 520 млн лет оказалась устроена почти в точности так же, как у самых обычных пауков и скорпионов. Похоже, что в этом отношении кембрийский Alalcomenaeus мало чем отличался от своих современных родственников.

Ископаемое megacheiran Alalcomenaeus, Дальний родственник скорпионов и пауков. Алалкоменеусы считаются одними из самых распространенных кембрийских животных. Около 300 их экземпляров известны из канадских сланцев Берджесс и китайского местонахождения Чэнцзян. Качество китайских образцов оказалось столь высоко, что позволило биологам изучить строение нервной системы этих существ. Так, у образца, с которым работали ученые, прекрасно сохранились шипы, глаза, ганглии и мозг.

Членистоногая семейка

Огромный тип членистоногих обычно делят на две большие группы. К одной из них – хелицеровым - относятся пауки, мечехвосты и скорпионы, а к другой – насекомые, ракообразные и многоножки. Благодаря последним открытиям мы, вероятно, сможем лучше представлять себе процессы, происходившие в самом начале эволюции членистоногих, а также уточнить, на какой ветви их родословного древа должен размещаться класс Megacheira (к которому, кстати, и принадлежит Alalcomenaeus).

"Теперь мы знаем, что центральная нервная система мегахейров очень напоминала современных мечехвостов и скорпионов, – заявил ведущий автор исследования Николас Стросфилд, профессор кафедры неврологии Аризонского университета. – Это означает, что предки пауков жили бок о бок с другими членистоногими еще в раннем кембрии".

Сопоставление нервных систем Alalcomenaeus (слева), мечехвоста (в центре) и скорпиона (справа).Alalcomenaeus представлял собой небольшое, около трех сантиметров длиной, морское животное с сегментированным телом и десятком пар конечностей, позволявших ему плавать или ползать. "Спереди размещалась пара длинных конечностей с ножницеподобными придатками. Это действительно странные структуры, и у нас было много дебатов о том, для чего они нужны и каким современным органам они соответствуют", – рассказал Стросфилд.

По словам научного сотрудника Лондонского музея естественной истории Грега Эджкомба, «ножницы» мегахейров по своему строению являются аналогами шипов пауков и скорпионов, поэтому их и раньше сближали с хелицеровыми. "И те, и другие имеют одинаковый сустав в одном и том же месте, и аналогично располагающиеся подвижные и неподвижные "пальчики" на концах придатков", – пояснил он. Вероятно, Alalcomenaeus использовал свои странные "усы" в качестве хватательных конечностей или сенсорных щупиков.

Образы окаменевших нервов

 Чтобы ознакомиться с устройством нервной системы кембрийских мегахейров, ученым пришлось прибегнуть к компьютерной томографии, все чаще использующейся в палеонтологических исследованиях. А для картирования распределения химических элементов – привлечь на помощь технологию лазерного сканирования. Дело в том, что медь или железо довольно часто накапливаются в окаменевших нервных клетках и могут рассказать о том, как именно располагались те или иные участки нервов.

Снимок области головы Alalcomenaeus с распределением различных веществ. В результате этой работы была получена трехмерная реконструкция окаменевшей нервной системы кембрийского периода. Сравнивая ее контуры с нервными системами мечехвостов и скорпионов, ученые обнаружили, что в основных своих отделах они совпадают. В частности, кишечное отверстие в головном мозге во всех случаях было расположено спереди, а зрительные зоны снаружи и внутри мозга связаны с двумя парами глаз. Кроме того, три ганглия Alalcomenaeus сливаются в единый головной мозг, некоторые другие нервные узлы, расположенные далее в теле, также слиты, подобно другим хелицеровым. У насекомых и ракообразных устройство нервной системы иное – их ганглии расположены дальше друг от друга и соединены длинными нервными стволами наподобие веревочной лестницы.

 Хотя находка ископаемых остатков нервных систем является редкой удачей, работа Стросфилда и Эджкомба демонстрирует огромный потенциал таких исследований в дальнейшем. "Изучение древнейших нервных тканей позволяет нам использовать те же инструменты, которые применяются для работы с современными животными, – отметил Эджкомб. – Надеюсь, что таких примеров со временем будет больше".

Нужно больше мозгов

 Год назад Стросфилд, Эджкомб и их коллеги уже описывали сохранившийся в ископаемом состоянии мозг живого существа кембрийского периода – Fuxianhuia protensa, показавший неожиданное сходство с мозговым комплексом современных ракообразных.

 "Наша новая находка показывает, что членистоногие разделились на две группы еще 520 млн лет назад, а значит – их общий предок отстоит от нас еще дальше во времени. Мы ожидаем новых находок древних животных и надеемся в один прекрасный день описать общего предка всех членистоногих, обладавшего нервной системой изначального типа. Должны же они были от кого-то произойти? Теперь поиск начат", – приводит Live Science слова ученого.

 Статья "Chelicerate neural ground pattern in a Cambrian great appendage arthropod" доступна на сайте Nature

Источник: PaleoNews

Геолог Грант Янг (Grant Young) из Университета Западного Онтарио (Канада) представил необычную концепцию, которая, по его мнению, объясняет и некоторые загадки докембрийской геологии Земли, и скачок в развитии живой природы, произошедший в кембрийский период. 

Падение крупного небесного тела в океан, увы, не отставляет видимых ударных кратеров. Так как же найти виновника кембрийского взрыва? (Иллюстрация Alamy.) Примерно 570 млн лет назад на планете здорово изменился климат и засбоил углеродный цикл. Резко увеличилось и разнообразие видов живых существ: случился так называемый кембрийский взрыв. С давних пор учёные подозревают, что эти события так или иначе связаны, но вот об их первопричине единого мнения нет. С точки зрения г-на Янга, все эти коллизии могут быть привязаны к некоему катастрофическому столкновению нашей планеты с неким небесным телом, упавшим в покрытую водой часть Земли примерно 570 млн лет назад.

Как считает исследователь, столкновение было настолько мощным, что смогло скорректировать угол наклона земной оси, и это радикально изменило климат. Ну а поднятое в атмосферу огромное количество воды обеспечило загадочное окисление углерода в океанах, наблюдаемое в осадочных породах того времени. Последующая реорганизация климата стала, как ему кажется, краеугольным камнем последующего всплеска биоразнообразия. «Я не говорю, что теория столкновения на сто процентов верна, — осторожен в суждениях учёный. — Но всё это множество необычных перемен имело место практически одновременно, и самое убедительное из них — смена распределения ледяных массивов от тропиков до полюсов».

Речь идёт об известной гипотезе «Земля-снежок», согласно которой геологов не обманывают их глаза, ибо они действительно наблюдают ледниковые отложения в экваториальных и тропических зонах 600–700-миллионолетней давности. Грант Янг обращает внимание, что для этого периода (полного оледенения планеты) трудно найти непротиворечивое объяснение, совместимое с кажущимся отсутствием всепланетных оледенений во всей остальной истории Земли. Более того, уверяет геолог, убедительных свидетельств наличия в это же время следов ледников в полярных регионах нет.

Земля в эпоху тропических оледенений в представлении художника (иллюстрация MIT). Суть идеи, казалось бы, не нова: в 1975 году Джордж Уильямс (George Williams) из Аделаидского университета (Австралия) предположил, что в докембрийские времена планета имела угол наклона оси, значительно превышающий нынешний (23,5°), а именно около 54°. По его мысли, такой наклон мог быть создан титаническим столкновением двух планет, Земли и Тейи, которое произошло более четырёх миллиардов лет назад. Автор нынешней гипотезы полагает, что в этом пазле не хватало лишь завершающего элемента — другого мощного столкновения, случившегося 570 млн лет тому назад. До него из-за нелепого наклона земной оси экваториальные и тропические области часто освещались хуже полярных и тех же высоких широт. В итоге там образовывались «полярные» шапки... То есть, напротив, тропические ледяные шапки, как бы странно это ни звучало. Такой же наклон оси на полюсах других планет Солнечной системы не приводит к разнице температур в силу высокой плотности атмосферы. Но для Земли того времени, когда плотность атмосферы, судя по всему, была близка к нынешней, столь внушительный наклон не мог закончиться без серьёзных климатических последствий.

В 1990-х геологи нашли забавную аномалию в изотопном составе углерода в породах, впервые обнаруженных поблизости от Шурама в Омане. В тех скалах отношение углерода-13 к углероду-12 было самым низким изо всех когда-либо обнаруженных на планете. Позже этот резкий сбой в соотношениях так называемого органического и обычного углерода был выявлен в отложениях той поры по всему свету. Единственный логичный вывод изо всего этого напрашивается сам собой: что-то произошло с Мировым океаном. Сходные, хотя и более слабые спады в соотношениях изотопов уже случались, но все они ассоциировались с оледенением. Шурамская аномалия с оледенением напрямую не увязывалась. Следовательно, за окисление океанского углерода отвечало что-то другое, хотя попытки найти это «что-то» пока не привели к успеху. Согласно теории г-на Янга, окисление случилось само собой, когда огромные количества воды оказались в атмосфере, в контакте с кислородом.

Это событие, считает исследователь, должно было вызвать временное затопление обширных областей и образование русел огромных, хотя и короткоживущих, рек. Именно такими руслами он считает близкие по моменту формирования каньоны в Уругвае, Южной Австралии и Калифорнии — эдакие «шпигаты» для стока огромного количества воды, выпавшей в виде осадков в глубине континентов и «стремившейся» вернуться обратно в море.

Исходя из этого, дальнейший бум в развитии жизни был ожидаем. Потоки воды с континентов обогатили море огромным количеством самых разных минералов, а резко стабилизировавшийся климат вызвал к жизни тёплые водоемы по всей Земле, что подтолкнуло развитие всего живого. «Важные биологические инновации этого периода, обычно относимые к теории "Земли-снежка", могут быть связаны с большими переменами в окружающей среде, которые сопровождали предполагаемый сценарий столкновения с падением крупного небесного тела в океан, — пишет Грант Янг. — Если ударная природа аномалии Шурама верна, её всесторонние эффекты и "мгновенная" природа должны обеспечить один из самых полезных и точных маркеров в геологической летописи».

Легко догадаться, что большинство сторонников теории «Земли-снежка» в её нынешнем виде не будут в восторге от гипотезы г-на Янга. Что не менее важно, она не так проста в подтверждении, поскольку даже крупный удар, пришедшийся в воду, очень сложно отследить в силу понятных проблем с обнаружением ударного кратера.

Есть и другие «но». Удар такой силы (скорректировавший земную ось!), к тому же пришедшийся на тонкую океаническую кору, должен был пробить её. Следовательно, магма попала бы в атмосферу. И всё это хоть в какой-то степени должно было повлиять на геологию эпохи. Следы такого рода лишь предстоит обнаружить...

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Geological Society of America Today (доступен полный текст).

Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА

Исследователи из Аделаиды попробовали оценить темпы эволюции во времена “кембрийского взрыва”, во времена которого между 540 – 520 миллионов лет назад появилось большинство современных групп животных.

На рисунке показан кусок дна кембрийского периода. Гигантский Anomalocaris исследует трилобитов, справа выглядывает Opabinia, а "ходячий кактус" Diania ползет снизу. Все эти существа, связанные с членистоногими (существа с экзоскелетами и сочлененными придатками, такие как насекомые, паукообразные и ракообразные).  Свои выводы они опубликовали в эту пятницу в журнале Current Biology как “Решение проблемы Дарвина” которое до их исследования не могло объяснить внезапное появление современных групп животных в палеонтологической летописи начала кембрийского  периода.

"Резкое появление десятков групп животных в течение этого времени, возможно является самым важным эволюционным событием после возникновения жизни", говорит ведущий автор доцент Майкл Ли из Университета Школы Аделаиды Земли и Экологических Наук Музея Южной Австралии.

Современный представитель членистоногих (многоножка Cormocephalus) ползет над её 515 миллионов-летним родственником, жившем во времена Кембрийского взрыва (trilobite Estaingia).“Эти, казалось бы невероятно быстрые темпы эволюции произошедшие во времена кембрийского взрыва” давно используют противники современной теории эволюции. Даже сам Дарвин считал, что это шло вразрез с нормальным эволюционным процессом.

"Однако из-за плохого состояния древних окаменелостей, никто не был в состоянии точно измерить темпы эволюции в этот критический интервал, часто называемым Большим взрывом.

“В этом исследовании мы показали, что скорость морфологической и генетической эволюции во времена кембрийского взрыва была в пять раз быстрее, чем сегодня, что довольно быстро, но вполне согласуемо с теорией эволюции Дарвина."

Выбрав для изучения различных представителей членистоногих животных (насекомых, ракообразных, паукообразных и их родственников), изучив их анатомические и генетические различия между современными членистоногими и их предками, исследователи смогли составить математическую модель скорости их эволюции. Моделирование показало, что умеренно ускоренной эволюции было достаточно, чтобы объяснить, казалось бы, неожиданное появление многих групп развитых животных в палеонтологической летописи, во время кембрийского взрыва.

 “В этот период кембрия появились большинство из современных признаков, связанных с этой группой животных – жесткий панцирь, членистые ноги и фасеточные глаза, являющиеся общими признаками всех членистоногих. Мы даже находим среди окаменелостей первое проявление усов, которые сейчас можем наблюдать у современных представителей насекомых, многоножек и омаров, а так же самые ранние кусающие челюсти” рассказывает соавтор исследования д-р Грег Эджкум музея Естественной Истории.

Исирчник: Phys.org

Причины, по которым кембрийский период истории Земли сопровождался небывалым ростом разнообразия животных, наконец названы. По мнению американских ученых, «кембрийский взрыв» состоялся благодаря сочетанию двух ведущих факторов – появлению хищников и увеличению содержания кислорода в атмосфере.

Животный мир кембрийского периода До последнего времени у палеонтологов было две независимых гипотезы о том, что же являлось движущей силой кембрийского видообразования. По одной из них, повышение уровня кислорода в воде дало животным энергетическую возможность развивать все более сложные планы строения. По другой – движущей силой роста разнообразия стала конкуренция между живыми существами, вызвавшая к жизни в том числе и монстров Берджесской фауны.

 "Между сторонниками этих двух гипотез всегда существовало некоторое напряжение, – рассказывает ведущий автор нового исследования Эрик Сперлинг, постдок Гарвардского университета. – Каждая сторона видела только свои собственные данные, что довольно распространено в науке".

 Новая статья Сперлинга объединяет обе существующие гипотезы. По мнению ученого, два вышеупомянутых фактора работали в кембрийском периоде одновременно, и синтез их влияния как раз и стал причиной взрывного роста разнообразия живых существ.

 "В кембрии существовали практически все важнейшие планы строения – от членистоногих до моллюсков и хордовых, к которым, кстати, принадлежит и человек, - сообщил Сперлинг. – "Кембрийский взрыв" стал самым значительным событием во всей эволюционной истории животных".

 Чтобы внести ясность в происходившее на нашей планете 540 млн лет назад, гарвардский ученый с группой соавторов занялся изучением современных областей моря, содержание кислорода в которых соответствует докембрийским показателям, составляя от 2% до 10% обычного уровня нашего времени. Хотя такие места довольно редки, они существуют и доступны для наблюдений.

 Как показала работа Сперлинга и его команды, в бескислородных зонах практически отсутствуют хищники, и их численность хорошо согласуется с содержанием кислорода в воде. "Это говорит о том, что в докембрийском океане с его малым количеством кислорода хищники встречались крайне редко", – уверен исследователь.

 Жизненные формы бескислородных зон, как правило, представляют собой микробов или очень мелких животных, дополняет его рассказ биологический океанограф Института океанографии Скриппса, профессор Лайза Левин. "Животные, которые там живут, питаются обломочным материалом, падающим сверху, или местными бактериями. Биологическое разнообразие в этих местах очень низкое", – отметила она.

 Однако по мере перемещения в области с более высоким содержанием кислорода начинает встречаться все больше разных хищников. Аналогично рост кислорода в кембрийском периоде подпитывал метаболические расходы на преследование добычи, пишут исследователи в своей статье. Напомним, что несомненные следы существования животных примерно на 200 млн лет старше кембрийского периода, но никаких молекулярных свидетельств хищничества не встречается вплоть до самого кембрия.

 Появившись на свет, хищники не ограничились одним лишь переходом на питание другими животными, например, планктоном. Они начали развивать челюсти для захвата и пережевывания добычи. Так была запущена "гонка вооружений" отношений хищник-жертва, ставшая движущей силой возникновения современного разнообразия живых существ. Защищая свои жизни, потенциальные жертвы изобрели раковины, а после оснастили их острыми шипами и длинными выростами.

 Настоящее помогает нам понять прошлое, открывая новые способы познания причин и деталей "кембрийского взрыва", пишет Live Science. А изучение роли кислорода в далеком прошлом дает также и возможность управлять изменениями океанской фауны в будущем.

 Статья "Oxygen, ecology, and the Cambrian radiation of animals" доступна на сайте PNAS.ORG

Истчонки: PaleoNews

В Марокко обнаружено сигарообразное существо, жившее около 520 млн лет назад. 

Вымерший вид Helicocystis moroccoensis обладает «характеристиками, которые делают его наиболее примитивным иглокожим с пятикратной симметрией», отмечает соавтор исследования Эндрю Смит из Музея естественной истории в Лондоне (Великобритания). Пятилучевая симметрия — обычное дело среди современных иглокожих: вспомним «пятиугольность» морских звёзд или пять «лепестков» плоского щитообразного ежа. 

Первобытное создание обладало способностью менять форму тела, превращаясь из тонкого и длинного в короткое и толстое. Исследователи полагают, что перед ними переходное животное, которое помогает понять, каким образом ранние иглокожие приобрели свою уникальную форму тела.

В 2012 году г-н Смит и его коллеги занимались раскопками осадочных отложений в горах Антиатлас. Найденные ими экземпляры жили у берегов древнего суперконтинента Гондвана в эпоху кембрийского взрыва — период, когда все создания, населявшие моря, то есть вся жизнь на планете, активно диверсифицировались. 

Одно из наиболее древних иглокожих, известных науке, — Helicoplacus, впервые обнаруженное в Белых горах Калифорнии, обладало спиральным, но асимметричным телом. А все современные иглокожие начинают развитие с личинок, у которых двусторонняя симметрия, что поднимает вопрос о том, как и когда возникла характерная пятилучевая симметрия. 

Helicocystis moroccoensis, названный в честь страны, где он был найден, отличался цилиндрическим телом длиной 4 см. Ротовое отверстие располагалось в верхней части чашечки из шероховатых пластин, которая заканчивалась небольшим стебельком. Существо обладало также решётчатым скелетом из кальцита. 

Свою форму это существо меняло благодаря спиральному расположению пяти амбулакров (канальцев), выходивших из ротового отверстия, открывавшегося и закрывавшегося для улавливания всего питательного, что плавало в воде. 

Helicocystis moroccoensis обнаружен в отложениях, содержащих несколько других странных иглокожих, форма тела которых варьируется от совершенно асимметричной до двусторонне симметричной. По-видимому, в период кембрийского взрыва иглокожие могли похвастаться огромным разнообразием — эволюция искала наиболее эффективные решения. И это всего лишь через 10 или 15 млн лет после «изобретения» кальцитового скелета! 

Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B.

Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА

Дальний предок омаров и скорпионов, живший в кембрийском периоде, получил название Kooteninchela deppi в честь голливудского актера Джонни Деппа. Увековечить свое имя в анналах истории артисту помогла одна из его ранних ролей – древний организм имел почти такие же странные руки, что и Эдвард Руки-ножницы.

Kooteninchela deppi Окаменевшие остатки Kooteninchela deppi были найдены учеными в горных породах Британской Колумбии возрастом около 505 млн лет. Длина животного составляла всего 4 см, но для кембрийского периода это не так уж мало. Правда, близкий его родственник Anomalocaris временами достигал почти метровой длины, за что считался одним из самых страшных раннепалеозойских хищников.

Тело нового членистоногого было вытянуто в длину, а расположенные по бокам конечности позволяли ему быстро бегать по морскому дну, иногда срываясь в непродолжительное плавание. Пара крупных передних лап с длинными шипами, по всей вероятности специализировалась на добывании пищи.

Окаменевшие останки Kooteninchela deppiБольшие фасетчатые глаза кутенинчелы поднимались над головой на двух стебельках и обеспечивали прекрасный обзор, помогая обнаружить добычу или угрозу со стороны хищников. Примерно такую схему в следующем геологическом периоде – ордовике – широко использовали ведущие донный образ жизни трилобиты вроде Asaphus kowalewskii.

На протяжении кембрийского периода Британская Колумбия представляла собой дно теплого и неглубокого моря. Там обильно произрастали губки, игравшие в местных экосистемах роль появившихся позже кораллов. По мнению первооткрывателя кутенинчелы Дэвида Легга из Имперского колледжа Лондона, Kooteninchela deppi вела в этих губковых рощах хищный образ жизни либо была падальщиком. Своими крупными конечностями с длинными шипами она хватала добычу. Также не исключено, что они использовались для поиска зарывшихся в донный грунт мелких животных.

 Как пишет EurekAlert!, кутенинчела принадлежала к группе ранних членистоногих, известных как "great-appendage arthropods", то есть "членистоногих с большими выростами/придатками". Их дальними потомками считаются современные скорпионы, пауки, многоножки, крабы и насекомые. "Только представьте себе – креветки из вашего сэндвича, пауки, ползающие по вашим стенам и мухи, влетающие летом в ваши окна, все они – потомки этой самой Kooteninchela deppi. Согласно современным оценкам, только насекомых на Земле существует миллион видов. У кутенинчелы было поистине огромное родословное древо", –отметил Легг.

 "Когда я впервые увидел эти парные когти, то не мог не вспомнить об Эдварде Руки-ножницы, – рассказал ученый. – Даже название рода Kootenichela включает в себя ссылку на этот фильм, потому что chela в переводе с латинского и значит когти или ножницы. По правде говоря, я поклонник актерского таланта Деппа и уверен, что лучший способ воздать ему почести – это увековечить в названии древнего существа".

 О реакции Джонни Деппа на присвоение его имени древнему животному пока ничего не известно. А вот в России недавно схожий случай привел к настоящему скандалу. После того, как палеонтологи присвоили одному из ихтиозавров имя Владимира Ленина, одна их групп коммунистов выразила свое категорическое недовольство этим событием. Чем не угодили наследникам Ленина ученые, так и осталось не объясненным, но менять имя ихтиозавра на более политкорректное ученые не собираются.

Источник: PaleoNews

Проследив древо позвоночных до самых его корней, вы найдёте немало интересных членов вроде этого кишечнодышащего (на фотографии вверху), которое роет норы в песке и грязи на дне водоёмов. Одинокое и чрезвычайно подвижное, оно, казалось бы, имеет мало общего со своими родственниками перистожаберными — более мелкими морскими червями, которые крепятся ко дну жёсткими трубками и живут стационарными колониями.

Фото C. B. Cameron.Учёные потратили десятилетия на поиск недостающего звена между этими двумя классами полухордовых и, кажется, что-то нашли. Знакомьтесь: Spartobranchus tenuis (на рисунках и фото внизу) из знаменитой канадской геологической формации Бёрджес-Шейл. Ему 505 млн лет.

Изображения Marianne Collins.С одной стороны, Spartobranchus tenuis был способен на самостоятельное передвижение по морскому дну, подобно современным кишечнодышащим, но в то же время возводил вокруг своего мягкого тельца волокнистую трубку, словно перистожаберные.

Если это и впрямь общий предок этих двух червей, то очень может быть, что он также является общим предком всех позвоночных. 

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

В 1909 г. американский палеонтолог Чарлз Дулиттл Уолкотт сделал одно из "открытий века". В Канадских Скалистых горах, на высоте около 2400 м, он обнаружил небольшую линзу глинистого сланца с невероятным количеством очень странных окаменелостей мягкотелых животных, многие из которых отлично сохранились. Они обитали в раннем кембрии на илистом мелководье по соседству с большим рифом. Очевидно, часть илистого берега обвалилась и увлекла за собой этих животных в глубокую донную впадину, прихватив по пути кое-кого из тех, кто жил в водной толще над рифом; все они оказались быстро погребены под толстым слоем ила.

Животные кембрийского периода.Ученые полагают, что бургесские сланцы сформировались на заре кембрийского периода. В них встречаются самые разнообразные виды животных, отсутствующие в более древних породах. Тут и артроподы, которые ползали в иле, поедая детрит (органические останки), и их сородичи - активные пловцы и добытчики корма фильтрованием воды. Некоторые плавающие членистоногие, например сиднейи, возможно, были хищниками. Прочие животные жили либо на иле, либо в его толще. Среди них можно выделить многочисленные разновидности губок (2); на длинных отростках некоторых из них селились брахиоподы (плеченогие), чтобы фильтровать воду.

Исследуя бургесские глинистые сланцы, Уолкотт установил в них около 70 родов и 130 видов различных животных. Многим из них он присвоил названия, взятые из местных наречий североамериканских индейцев. Так, "виваксия" (10) означает "ветреный" - очень подходящее определение для этой местности, а "одарая" происходит от слова "одарай", что значит "конусообразный". Сами животные оказались не менее странными, чем их названия. Некоторых из них еще можно отнести к какой-нибудь современной группе животных, однако большинство не имеют ничего общего ни с каким другим известным нам существом, вымершим либо ныне живущим. Скажем, у гошуцшенш, крайне необычного существа, были луковицеобразная голова и ряд шипов, проходящих вдоль спины. Опабиния (12) имела пять глаз - четыре из них на стебельках- и длинное гибкое рыльце, коим она, по всей видимости, высасывала из морского дна детрит. Кончик рыльца опабинии раздваивался и был увенчан странными отростками. Может быть, она использовала его как своего рода клешни для захватывания пищи? Или отростки просто заталкивали пищу обратно в рот, когда она оттуда вываливалась? Некоторые животные, похоже, обладали чертами, свойственными сразу нескольким современным типам. Одонтогрифус (14), к примеру, походил па плоского сегментированного червя, но вокруг его рта росли усики, как у членистоногих, и множество крохотных зубов. У нектокариса голова и верхняя часть туловища были как у ракообразных, а нижняя часть туловища и хвост - как у позвоночных животных.

Источник: Теория эволюции как она есть

2.2. Фанерозой. Животный мир кембрийского периода. Кембрийский взрыв

Кембрийский период начался примерно 570 млн лет назад, возможно, несколько ранее, и продолжался 70 млн лет. Начало этому периоду положил поразительной силы эволюционный взрыв, в ходе которого на Земле впервые появились представители большинства основных групп животных, известных современной науке (рис. 2.2.1). Этот период стал временем расцвета эволюционных чудаков. Например, в морях обитали беспозвоночные с бронированными телами, сложными глазами и множеством ног, расположенными самым удивительным образом. 

Граница между докембрием и кембрием проходит по горным породам, в которых внезапно обнаруживается удивительное разнообразие окаменелостей животных с минеральными скелетами - результат "кембрийского взрыва" жизненных форм.

Рис. 2.2.1. Животные кембрийского периодаЖивотные, пока у них не сформировались твердые скелеты, очень редко сохранялись в виде окамснелостей. Соответственно и сведений о них дошло до нас крайне мало.

Но почему же у такого количества животных скелеты развились именно теперь, а не прежде, в докембрии? Создается впечатление, что для того, чтобы в организме животного откладывались минералы, необходимые для формирования скелета, требуется определенное количество кислорода. Возможно, концентрация кислорода в атмосфере стала достаточной для этого только в раннем кембрии.

Первые скелеты состояли в основном из карбоната кальция. Новые хищники поедали древние строматолитовые рифы, и те, разрушаясь, выбрасывали в воду океанов все больше и больше кальция, пригодного для формирования скелетов и раковин. Раковины и панцири не только служили надежной опорой организму животных, но и защищали их от появившихся вокруг в изобилии хищников.

Более жесткие скелеты позволяли животным перейти к новому образу жизни: они смогли приподниматься над донным илом, а стало быть, и быстрее передвигаться по морскому дну. Как только у животных развились членистые конечности, им стали доступны самые разнообразные способы передвижения, в том числе ходьба и плавание. Щетинистые конечности годились также для фильтрования пищи из морской воды, а членистые ротовые органы открывали новые возможности для захватывания добычи.

Кембрийский эволюционный взрыв - одна из величайших загадок в истории развития жизни на Земле. Понадобилось 2,5 млрд лет, чтобы простейшие клетки развились в более сложные эукариотные клетки, и еще 700 млн лет для возникновения первых многоклеточных организмов. А затем, всего за какие-то 100 млн лет, мир оказался заселен невероятным разноооразием многоклеточных животных. С тех пор за более чем 500 млн лет на Земле не появилось ни одного нового типа (принципиально иного строения тела) животных.

В кембрийский период на Земле существовали громадные области, занятые континентальным шельфом, или материковыми отмелями. Здесь создались идеальные условия для жизни: дно, покрытое слоем мягкого ила, и теплая вода. К этому времени в атмосфере образовалось много кислорода, хотя его и боыло меньше, чем сегодня. Развитие твердых покровов привело к появлению новых жизненных форм, таких, как членистоногие, артроподы. Животным понадобились новые способы защиты от новых высокоорганизованных хищников. Улучшились средства их защиты - и уже хищникам пришлось вырабатывать новые методы охоты, чтобы преодолеть сопротивление жертвы.[1]

Рис. 2.2.2. Реконструкция морского дна на мелководье позднего кембрия.На протяжении кембрийского периода уровень моря неоднократно повышался и понижался. При этом некоторые популяции вымирали, а места их обитания занимали другие животные, которым, в свою очередь, приходилось приспосабливаться к новым условиям жизни. Со временем животные кембрия (рис. 2.2.2) осваивали все новые, более и более специализированные способы питания. Животный мир становился разнообразнее, и все больше видов животных могло существовать бок о бок, не претендуя на пищевые ресурсы соседей. Никогда больше на нашей планете не будет такого количества незанятых экологических ниш и столь слабой конкуренции между видами - иными словами, столь неограниченных возможностей для экспериментирования со стороны природы.

Создается такое впечатление, что в ходе "эволюционного взрыва" кембрийского периода природа чуть ли не намеренно экспериментировала с огромным количеством самых разных жизненных форм. Правда, в итоге лишь очень немногие из них дожили до наших дней. В течение кембрия возникло множество странных типов и "проектов" строения животных, которые давно исчезли с лица нашей планеты. Были в то время и многие хорошо знакомые нам группы животных. В сущности, к концу кембрийского периода появились практически все нынешние типы твердотелых животных. Некоторые животные жившие в это время уже обладали довольно сложным мозгом, сравнимым с мозгом современных насекомых и некоторых ракообразных.

Так почему же с тех пор эволюция не породила новые типы животных? Может, в их генетической структуре произошли какие-то изменения и они утратили способность к столь быстрой трансформации? Или же великое разнообразие видов создало сильнейшую межвидовую конкуренцию, оставляющую слишком мало возможностей для экспериментаторства? Несомненно одно: в наши дни любую освободившуюся экологическую нишу моментально заполняют уже существующие животные, отлично приспособленные к данной среде обитания.

 Рис. 2.2.3. Трилобиты.Эволюционный взрыв раннего кембрия произвел на свет множество разнообразных существ. Важнейшие из них - трилобиты (рис. 2.2.3), членистоногие животные, во многом похожие на современных мечехвостов. Их тела были покрыты щитообразными панцирями. Большинство ранних трилобитов обитало на морском дне, однако некоторые плавали в воде над поверхностью дна и, вполне возможно, охотились на своих сородичей, живших в иле. Трилобиты были также первыми из известных нам животных с высокоразвитым зрением. Подобно глазам современных насекомых и ракообразных, глаза трилобитов были сложными и состояли из скоплений крохотных линз. Линзы эти оказались достаточно прочными, чтобы сохраниться в ископаемом виде.

Вместе с трилобитами в кембрийском периоде, лопастеногие - предки членистоногих к которым относятся современные насекомые, ракообразные и паукообразные обзаводятся твердым скелетом. Процесс появления экзоскелета насекомых начался с конечностей проживавших тогда их предков, таких, как "ходящий кактус" (Diania cactiformis) [2], а для добычи пищи многие из них использовали особые ножки.

 Рис. 2.2.4 Морская фауна кембрийского периода.В морской воде обитало и множество других организмов (рис. 2.2.4). Они образовывали пищевую цепь (последовательность живых существ, служащих пищей друг другу), в основе которой находились миллионы плавающих водорослей и микроскопических животных. Некоторые из них, например фораминиферы и примитивные креветки, появившиеся еще в докембрии, постепенно выработали твердые покровы. Морские волны переносили с места на место медуз и родственных им животных, а к концу кембрийского периода в морях появились и весьма высокоорганизованные хищники - такие, как головоногие моллюски являвшиеся предками современных осьминогов и кальмаров или примитивные панцирные рыбы. Предки современных осьминогов были небольшого размера -2-5 см как например нектокарис (Nectocaris pteryx) [3].

В донном иле копошились многочисленные черви, питавшиеся падалью, примитивные моллюски, похожие на современных блюдечек и морских улиток, а также брахиоподы - животные с двустворчатыми раковинами, что-то вроде двустворчатых моллюсков на стебельке, которые извлекают пищу из окружающей их воды. Над морским дном колыхались целые леса морских перьев, тщательно фильтрующих воду, тюльпанообразных Cotyledion tylodes и Siphusauctum gregarium, различные виды перистожаберных, а в тихих водах обитали хрупкие стекловидные губки. К концу периода появилось множество различных иглокожих, в том числе морские звезды и морские ежи. С этого же периода известны и первые норы прорытые животными и использовавшиеся для кладки икы [4].

Ближе к концу кембрийского периода появляются первые ядовитые животные - конодонты (conodonts) у которых имелись ядовитые зубы с продольными канавками [5].

Рис. 2.2.5. Кембрийский период. Архиоциаты, Микродиктион и Томмотия.Хищники усердно разрушали древние докембрийские строматолитные рифы, однако за работу уже взялись новые неутомимые производители известняка. Это были археоциаты (рис. 2.2.5), примитивные губкообразные организмы, которые, однако, быстро распространились по всему миру и эволюционировали во множество различных видов. Археоциаты, в свою очередь, внезапно пришли в упадок и полностью вымерли в середине кембрия, но к тому времени в морях появились первые кораллы - правда, они еще не начали строить рифы.

Рис. 2.2.6. Реконструкция кембрийского хищника Peytoia (Laggania)Самыми крупным хищником обитавшем в морях кембрийского периода являлись аномалокариды. Размеры некоторых из них, как например Peytoia в конце кембрия достигали одного метра (рис. 2.2.6) [6], а размеры похожего на гусеницу с 33 ногами и имевшего мягкую раковину на спине Tegopelte gigas - 30 см.[7]

Конец кембрия ознаменовался новой ледниковой эпохой. Уровень моря резко понизился. Это привело к уничтожению многих природных зон и, соответственно, вымиранию многих видов животных.

Первое хордовое животное рыба была с хвостовым плавником, V-образными группами мышц и некой структурой, напоминающающую ротовую часть бесчелюстной рыбы, с зубами из дентина и эмали, как у позвоночных. К концу периода возникли и первые позвоночные, так называемые птераспидные рыбы.

Помимо всего прочего, в кембрии появились первые хордовые животные, представители той самой группы, эволюция которой в конечном итоге привела к возникновению на Земле человека. Все хордовые на каком-то этапе своего развития имеют жаберные щели и четко выделенную нервную трубку, идущую вдоль спины, по обе стороны которой располагаются парные группы мышц. В дальнейшем вокруг нервной трубки образуется костный позвоночник или хребет, отчего высшие хордовые получили название позвоночных животных. Часть такого хребта, тянущаяся за анальным отверстием животного, называется хвостом. Хордовые также имеют жесткую хрящевую струну (хорду), проходящую вдоль спины животного на определенном этапе его жизненного цикла. Хорда и по сей день присутствует у зародышей позвоночных, включая человека.

Рис. 2.2.7. Первое хордовое животное - Пикайю.В кембрии предположительно существовали три группы ранних хордовых. У всех них была рыбообразная форма, а спинная нервная трубка переходила в длинный хвост, приводимый в движение V-образными группами мышц. Прямо за головой располагались жаберные щели. Похожие животные обитают на Земле и в наши дни - это напоминающие головастиков личинки асцидий и взрослые ланцетники.

Первым кандидатом в предки всех хордовых можно считать маленькое рыбообразное животное пикайю из бургесских глинистых сланцев (рис. 2.2.7). Внешне оно походило на ланцетника, с длинной твердой полосой вдоль всего тела и отдельными сегментами, похожими на группы мышц. [8]

Фанерозой. Животный мир кембрийского периода. Кембрийский взрыв

<< Протерозой. Довендская биота. Животный мир вендского периода (эдикария)  <<

 |>> Животный мир ордовика >>

 А.С.Антоненко

Ученые обнаружили окаменелости самого древнего из известных предков современных осьминогов, кальмаров и других головоногих моллюсков, жившего более 500 миллионов лет назад, что позволяет судить о скорости эволюции и появлении новых видов на Земле, сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале Nature в четверг.

Ученые обнаружили самого древнего предка осьминогов и кальмаров Вновь описанный вид доисторических животных получил свое название — Nectocaris pteryx — еще 1976 году, когда были обнаружены первые фрагменты его окаменелых останков. Тем не менее, положение этого вида на эволюционном древе до последнего времени оставалось неопределенным, так как строение организма этого животного не позволяло его однозначно отнести к какому-либо типу современных или вымерших видов животных.

Новые данные, позволившие установить родство нектокариса с другими видами моллюсков, были получены Мартином Смитом (Martin Smith) и его наставником профессором Жаном-Бернаром Кароном (Jean-Bernard Caron) из Университета в Торонто в Канаде. Ученые сумели найти более 90 новых окаменелостей этого вида животных в осадочных породах всемирно известных Сланцев Берджес в Британской Колумбии, Канада, уже ставших источниками ископаемых окаменелостей огромного количества доисторических водных обитателей.

«Мы полагаем, что это чрезвычайно редкое создание является ранним предком современных кальмаров, осьминогов и других головоногих. Это очень важное открытие, так как оно показывает, что примитивные головоногие появились гораздо раньше, чем мы до сих пор могли предполагать, и заставляет заново осмыслить происхождение этой важной группы морских обитателей», — сказал Смит, слова которого приводит пресс-служба университета.

«Нам известно очень мало об эволюционной связи современных типов моллюсков и их ранней истории эволюции. Данные окаменелости показывают, как это разнообразие могло возникнуть в прошлом», — добавил ученый.

Нектокарис представлял собой маленького моллюска длиной всего 2-5 сантиметров, по форме напоминающего воздушного змея и имеющего плоскую форму тела. Хищник обладал большими выпученными глазами и парой длинных щупалец, помогавших ему ловить и поглощать добычу. Для передвижения в воде животное использовало боковые плавники, а также соплоподобное носовое отверстие, помогавшее нектокарису перемещаться с помощью реактивного движения, подобно современным кальмарам.

К своему удивлению ученые не обнаружили у этого животного минеральной оболочки, заполняемой воздухом, которая активно использовалась для плавания многими моллюсками. До последнего времени ученые полагали, что именно появление такой оболочки у улиткообразных сугубо ползающих животных позволило им первоначально освоить плавание в воде и привело к появлению головоногих моллюсков. Строение тела нектокариса показало, что ситуация была противоположной.

«Я уверен, что новые находки позволят нам снова и снова находить и устранять ошибки в современных теориях эволюции такого разнообразного типа животных как моллюски», — подытожил ученый.

Источник: MAIL.RU

О том, что конодонты (conodonts), миниатюрные морские существа, появившиеся на Земле около 500 миллионов лет назад, могут быть первыми ядовитыми животными планеты, впервые задумался профессор Хуберт Шанявский (Hubert Szaniawski) из института палеобиологии Польской академии наук (Instytut Paleobiologii PAN).

Четыре типа "зубов" конодонтов различных видов, сфотографированные на головке булавки (фото University of Leicester) Конодонты вымерли около 200 миллионов лет назад. Учёные полагают, что они были бесчелюстными позвоночными. При этом среди окаменелых останков древних существ присутствуют в основном зубы, точнее, зубовидные структуры.

Большинство зубообразных элементов конодонтов меньше миллиметра в длину. Обычно их находят сразу в большом количестве внутри какой-нибудь морской породы. И поди разберись, какая "косточка" к какому существу относится. Внизу: несколько реконструкций облика конодонтов, тела которых достигали в длину примерно 4 сантиметров (фото University of Leicester, иллюстрация Mark A. Purnell)Их изучением и занялся палеобиолог Шанявский. Он сравнил найденные экземпляры с зубами и прочими составляющими организмов других вымерших и ныне существующих ядовитых животных.

У большинства ранних конодонтов были конусообразные и сильно вытянутые "зубы", отмечает автор работы в своей статье в журнале Acta Palaeontologica Polonica. Внутри многих таких элементов присутствовали глубокие продольные канавки с острыми краями на концах. Сравнение натолкнуло учёного на мысль, что именно по ним поступал яд.

Профессор также заметил, что "зубы" конодонтов по строению похожи на хватательные щетинки морских стрелок (Chaetognatha), которых Шанявский изучает уже много лет. А некоторые из этих беспозвоночных используют тетродотоксин (tetrodotoxin), один из самых сильных нейротоксинов, к которому до сих пор не изобретено антидота. Сейчас его впрыскивают в тело жертвы иглобрюх, луна-рыба, рыба-ёж, спинорог, синекольчатый осьминог и жёлтобрюхий тритон. Возможно, конодонты были первыми его носителями, заключает учёный.

Источник: MEMBRANA

Примерно 542 млн лет назад в геологической летописи появляется огромное количество животных с панцирем и скелетом. Они настолько разнообразны, что в специализированной литературе даже возникло такое понятие, как кембрийский взрыв.

Панцирь меллопегмы — моллюска, жившего в раннем кембрии (здесь и ниже фото авторов работы) Американские геологи предложили новый взгляд на временную шкалу этого феномена.

Ещё Чарльз Дарвин в книге «О происхождении видов» выражал обеспокоенность тем, что столь внезапное возникновение новых форм жизни не согласовывается с его теорией эволюции, и предполагал, что данные геологической летописи просто неполны. «Новая попытка датировки и установления взаимосвязей между отложениями устраняет проблему короткого взрыва, — говорит соавтор исследования Сюзанна Портер из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. — Появление самых ранних животных с формирующимся скелетом оказывается растянутым более чем на 20 млн лет».

Один из защитных шипов загадочного животного из семейства Chancelloriidae. Тоже ранний кембрий «Считалось, что кембрийская диверсификация животного мира началась со взрывной фазы в начале томмотского яруса, который находится на 17 млн лет выше основы кембрия, — поясняет ведущий автор исследования Адам Малуф из Принстонского университета. — Для проверки этой идеи мы сопоставили самые ранние кембрийские данные о разнообразии изотопов углерода в Сибири, Монголии и Китае с данными пяти радиометрических эпох Марокко, перемежаемых пластами вулканического пепла». Этот временной интервал охватывает 542–520 млн лет назад.

Такой подход позволяет обойти порочный круг, связанный с использованием окаменелостей для корреляции пород и последующим применением полученной корреляции для выводов о биологической истории. 

По словам г-жи Портер, учёным удалось не только уточнить временную шкалу ранней стадии эволюции животного мира, но и получить заслуживающие большего доверия данные об уровне моря, углеродном цикле и химии окислительно-восстановительной реакции Мирового океана — всё это благодаря тем же отложениям, содержащим ранние животные окаменелости. Результаты свидетельствуют о том, что ранние скелетные животные возникли в течение продолжавшегося 20 млн лет периода повышения уровня моря и более активного процесса окисления на стыке воды и отложений на мелководье.

Результаты исследования опубликованы в журнале Geological Society of America Bulletin. 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

    Рекордные споры обнаружены в горах Sierras Subandinas на северо-западе Аргентины. Датировка сокровища заставила специалистов заговорить о переносе на 8-12 миллионов лет в прошлое даты одного из самых грандиозных событий в эволюции — колонизации растениями земной суши.

Ещё несколько экземпляров древнейших в мире спор наземных растений. Именно эти печёночники -первооткрыватели повлияли на климат Земли, её биогеохимию, подготовили почву для завоевания эукариотами всех континентов (фото Rubinstein et al./New Phytologist) Все находки относятся к печёночникам, простым мохообразным растениям без корней и со слаборазвитыми стебельками и листьями (или практически без таковых). Данное открытие — весомое свидетельство в пользу предположения, что именно представители отдела Marchantiophyta являются предками всех сухопутных растений планеты. Печёночники произошли, вероятно, от пресноводных многоклеточных зелёных водорослей и первыми выбрались на берег.

Современные печёночники насчитывают шесть-восемь тысяч видов и распространены по всей Земле (фотографии с сайта wikipedia.org) Окаменелые споры данных растений открыты группой биологов под руководством Клаудии Рубинштейн (Claudia Rubinstein) из Аргентинского института снега, гляциологии и наук об окружающей среде (IANIGLA). Датируются останки между 473 и 471 миллионами лет назад, а жили эти растения на востоке древнего материка Гондвана.

До нынешней работы самые ранние однозначные следы наземных растений датировались 463-461 млн лет. Находки были сделаны в Саудовской Аравии и Чехии, в рассматриваемый период являвшихся западной частью Гондваны.

Учёные особо отмечают, что открытые споры представляют пять родов. Это значит, в ту пору наземные растения уже приступили к диверсификации. Получается, сам выход растений на сушу состоялся ещё раньше. Исследователи считают, что это событие произошло в раннем ордовике, то есть от 488 до 472 миллиона лет назад, или даже в конце кембрия — от 499 до 488 млн.

Детали открытия можно найти в статье в New Phytologist. (Читайте о гигантском грибе девона, древнейшем дождевом лесе, окаменелостях ранних деревьев, а так же о происхождении и эволюции растений).

Источник: MEMBRANA

Новые ископаемые находки говорят о том, что загадочный обитатель морского дна, впервые описанный более десяти лет назад, имел броню и был гораздо больше своего современного родственника.

Cotyledion tylodes. Здесь и ниже изображения Zhifei Zhang et alФорма тела Cotyledion tylodes напоминала кубок, что обусловливалось его U-образным кишечником. Животное проводило свои дни прикреплённым к морскому дну или твёрдым предметам — например, сброшенному экзоскелету трилобита (см. рисунок ниже).

Колония Cotyledion tylodes Cotyledion tylodes впервые описан в 1999 году на основании пары фрагментарных окаменелостей, найденных в породе возрастом 520 млн лет на юге Китая. Ранее некоторые учёные предположили, что подобные существа связаны с современными стрекающими, то есть коралловыми полипами, кубомедузами и др. Но анализ новых окаменелостей — сотен хорошо сохранившихся образцов, извлечённых из тех же древних пород, — показал, что животные относятся к внутрипорошицевым (камптозоям) — водным существам, которые прикрепляются к какой-нибудь поверхности и фильтруют пищу из течения.

Старейшие бесспорные окаменелости внутрипорошицевых более чем в три раза моложе, поэтому новые образцы отодвигают происхождение этой группы весьма существенно дальше во времени — к эпохе так называемого кембрийского взрыва, когда жизнь в сравнительно короткие сроки приобрела чрезвычайно большое разнообразие и когда возникло большинство групп современных животных или их предков.

Высота Cotyledion tylodes составляла от 8 до 56 мм. Его нынешние родственники по сравнению с ним карлики — всего 0,1–7 мм. Кроме того, в отличие от современных внутрипорошицевых, Cotyledion tylodes был покрыт хорошо различимыми чешуевидными образованиями — склеритами. Возможно, такие «доспехи» были распространены среди предков внутрипорошицевых шире, чем считалось.

Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Мэтью Зальцман из Университета штата Огайо (США) и его коллеги предоставили новые данные, свидетельствующие о том, что планктон сыграл важнейшую роль в образовании кислородной атмосферы Земли.

Разнообразие планктона (иллюстрация Yannemann) Работа основана на предыдущем открытии этой научной группы, показавшей, что 500 млн лет назад потрясения в земной коре стали причиной обратного парникового эффекта, охладившего океаны и способствовавшего расцвету планктона, который в свою очередь и накачал атмосферу кислородом.

Новое исследование посвящено подробному рассказу о том, как кислород практически исчез из атмосферы во время кембрийского периода, чтобы затем вернуться с новой силой.

Около 500 млн лет назад произошло событие, которое учёные называют кембрийским положительным сдвигом углеродного изотопа (Steptoean Positive Carbon Isotope Excursion, SPICE). Именно г-н Зальцман и его коллеги показали, что этот феномен был вызван захоронением огромного количества органического материала в морских отложениях, в результате чего значительная часть углекислого газа ушла из атмосферы, а кислород, напротив, её наполнил. Чем больше кислорода находится к клетке планктона, тем с большей охотой он поглощает лёгкий изотоп углерода (C¹²) в углекислом газе.

Изучив изотопы в ископаемом планктоне, который сохранился в породах центральных Соединённых Штатов, австралийского буша и Китая, исследователи пришли к выводу, что SPICE произошёл почти одновременно со взрывом разнообразия планктона («планктоновая революция»).

Предыдущие исследования по-разному оценивали уровень кислорода в атмосфере в кембрийском периоде — от 1 до 20%. Если верно максимальное значение, то SPICE вызвал увеличение концентрации до 30% (нынешний показатель — 21%). Новое исследование предлагает иной взгляд на проблему: 5–10%. Другими словами, только после SPICE — впервые в истории планеты — концентрация кислорода достигла современного уровня.

Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences,

Источник: Infox.ru

«Ходячий кактус» продемонстрировал биологам, что предки насекомых сначала отрастили себе сегментированные ноги и покрыли их броней, а уж затем оделись в нее полностью.

Реконструкция предка членистоногихЖивотное, найденное и описанное китайскими и немецкими зоологами по окаменевшим отпечаткам в отложениях кембрийского периода на юго-западе Китая, окрестили «ходячим кактусом». Сходство с ветвящимися кактусами ему придают длинные колючие придатки. Diania cactiformis относится к лопастеногим (Lobopodia) – это не слишком изученная группа существ, живших в раннем кембрии. Длина Diania – около 6 см, на голове имеется хоботок. У него длинное и мягкое червеобразное тело, поделенное на сегменты и снабженное десятью парами конечностей. В отличие от незащищенного тела, они покрыты броней с шипами и бугорками.

Передние и задние конечности отходят от тела под разными углами, поэтому Лю Цзянни (Jianni Liu) и его коллеги из Северо-западного университета (Northwest University, Сиань) в КНР и Свободного университета Берлина (Free University of Berlin) считают, что ноги животного выполняли разные функции. Четыре передних ориентированы вдоль тела и больше подходят для подгребания частиц пищи, а задние растопырены в стороны и, скорее всего, служили для движения.

Эволюция «вперед ногами»

Лопастеногих считают предками членистоногих (к которым относятся насекомые, ракообразные и паукообразные). Но из всех до сих пор найденных представителей этого типа именно Diania больше всего похож на членистоногих. Похож своими ногами, которые разделены на сегменты и покрыты внешним скелетом. Биологи не рассматривают его как общего предка всех членистоногих. Скорее, как сестринскую группу, имеющую с насекомыми и ракообразными общего прародителя. Но именно у Diania они впервые отметили подобное преобразование ног.

Это позволяет понять эволюцию членистоногих. Биологам до сих пор было неясно, с чего она началась: то ли сначала мягкое тело оделось в твердый панцирь, то ли ноги обрели броню и членистое строение. Признаки Diania указывают на то, что первыми изменились именно ноги. Эти изменения, как и многие другие, произошли во время кембрийского взрыва — периода быстрой эволюции 500 миллионов лет назад.

Описание «ходячего кактуса» ученые приводят в последнем выпуске Nature.

Источник: Infox.ru

Около 500 лет назад Леонардо да Винчи сделал несколько эскизов морских окаменелостей, в том числе шестиугольников, напоминающих соты. Этот феномен хорошо известен и по современным находкам: он называется палеодиктионом и большинством голосов считается отпечатком древних нор в рыхлых отложениях морского дна. Подобные образования восходят к кембрийскому периоду (542–488 млн лет назад). Но о создавшем их животном ничего не известно. 

Палеодиктион: рисунок Леонардо да Винчи и один из отпечатков, обнаруженных современными учёными Марк Макменамин из Маунт-Холиок-колледжа (США) нашёл такие окаменелости в Неваде и Мексике в известняке, которому 540 млн лет. То есть он относится ко времени первого появления и диверсификации сложных организмов в палеонтологической летописи. Некие существа рыли норы по несколько десятков микрометров в диаметре, образуя своего рода скопления около 2 см в поперечнике. Присмотревшись, г-н Макменамин заметил, что некоторые ходы проделаны в шариках из органического материала диаметром 250–500 мкм.

Учёный полагает, что неизвестное животное построило своего рода гнездо вокруг кладки яиц, которым не удалось фоссилизироваться. «Проклюнувшиеся детёныши питались органическим материалом шариков, разлагаемых бактериями», — говорит специалист. Проедая себе путь через гнездо, они покидали норы.

«Я обратил внимание на то, что микронорки имеют тенденцию собираться в центре скоплений», — подчёркивает г-н Макменамин. По направлению к краю гнезда норы становятся крупнее, что, по его мнению, свидетельствует о росте молодняка.

Если эти выводы верны, то забота о потомстве возникла на 200 млн лет раньше, чем принято считать. И это весьма сложное поведение для начала кембрия.

Гипотеза могла бы объяснить также, почему ни Леонардо, ни современные исследователи так и не нашли животных, ответственных за эти сложные многоугольные норы. По-видимому, это были временные обиталища новорождённых существ, которые быстро пустели, снижая вероятность того, что в них кто-то мог скончаться и окаменеть.

Но стоит отметить, что г-н Макменамин славится экстравагантными гипотезами. В прошлом году он предположил, что странным образом выровненные позвонки гигантской морской рептилии триасового периода в действительности представляют собою нечто вроде мусорной кучи, оставленной 30-метровым головоногим, хотя в палеонтологической летописи пока ещё не найдено прямых свидетельств существования подобного «кракена». А два года назад палеонтолог объявил трилобитов каннибалами. Вот почему и сейчас его выводы приняты коллегами со здоровой долей скепсиса. Требуется очень тщательный анализ «гнёзд» с построением 3D-моделей.

Результаты исследования были представлены на конференции Геологического общества Америки.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Группа палеонтологов из Китая и Великобритании обнаружила останки морского обитателя возрастом 525 миллионов лет из кембрийского периода. Самое примечательное в находке – отчётливые окаменелости мягких частей тела.

Окаменелость насчитывает в длину менее 4 сантиметров и может похвастать 36 мелкими щупальцами (фото Derek Siveter, Oxford University) По морфологическим признакам специалисты отнесли новичка к классу перистожаберных. Полмиллиарда лет назад эти существа были очень широко представлены в земных океанах. Ныне их потомки могут похвастать примерно 30 видами.

Перистожаберные – сидячие животные, развивающиеся внутри полых жёстких трубочек, выстраиваемых самими жильцами. В охоте эти создания полагаются на щупальца с ресничками.

До сих пор палеонтологам почти не попадались окаменелости мягких тканей древних полухордовых, а если встречались, то без тонких анатомических деталей. Именно поэтому нынешнее открытие обрадовало учёных. Они говорят, что окаменелость предоставляет уникальную возможность проследить детали развития перистожаберных.

Последние, с одной стороны, являются родственниками сравнительно простых морских звёзд и морских ежей, а с другой, демонстрируют черты, являющиеся ключом к эволюции ранних позвоночных.

Новое существо получило имя Galeaplumosus abilus, что значит «пернатый шлем из-за облака». Первая часть названия намекает на внешний облик создания, а вторая указывает на место находки – провинцию Юньнань (буквально «к югу от облаков»).

(Детали открытия можно найти в пресс-релизе университета и статье в Current Biology.)

Источник: MEMBRANA

Кембрийский период, стартовавший около 540 млн лет назад, стал временем расцвета эволюционных чудаков. Например, в морях обитали беспозвоночные с бронированными телами, сложными глазами и мноногами, расположенными самым удивительным образом. Но были и проблески, от которых протянулась ниточка к современным животным.

Fuxianhuia protensa (здесь и ниже фото авторов работы)В числе последних — небольшое беспозвоночное Fuxianhuia, часть прекрасно сохранившейся в Китае Чэнцзянской фауны, которой 520 млн лет. Это 11-сантиметровое существо — одно из первых членистоногих в истории. И Грегори Эджкомб из лондонского Музея естественной истории (Великобритания) и его коллеги пришли к выводу, что один из экземпляров может содержать следы ранней нейронной анатомии.

Подобно другим окаменелостям из Чэнцзяна (провинция Юньнань) образцы Fuxianhuia оказались быстро погребены в среде с низким содержанием кислорода, что спасло их от бактериального разложения. У некоторых особей сохранились даже детали внутренних органов. Нервная анатомия выглядит как концентрация коричневого, богатого железом пигмента. Учёные распознали в этом мозг благодаря тому, что своими размерами, очертаниями и положением он напоминал мозг креветок из рода Palaemonetes.Исследователи интерпретируют эти тёмные пятна как мозг и зрительные доли

Мозг членистоногого состоял из трёх сегментов, которые сливались у рта, имеются также следы нервной ткани в глазных стебельках. Г-н Эджкомб полагает, что поразительное сходство нейронной анатомии образца и современных насекомых и некоторых ракообразных указывает на «довольно сложный мозг». Возможно, он развился с тем, чтобы обрабатывать зрительную информацию, получаемую в сравнительно высоком разрешении. Это утверждение соответствует гипотезе о том, что эволюция в кембрии протекала в виде гонки вооружений между хищником и жертвой. Судя по предполагаемым визуальным способностям Fuxianhuia и останкам трилобитов, обнаруженным в кишечнике родственных видов, кембрийское членистоногое было хищником, полагавшимся на острое зрение.

Появление сложного мозга в такой древности не может не удивлять (эксперты сравнивают это с появлением кошки среди голубей) и поднимает новые вопросы. Можно ли говорить о том, что такая нейронная анатомия была одной из ранних черт членистоногих? Или же она развилась ещё раз позднее?

И не все комментаторы не готовы принять предложенную интерпретацию.

Палеобиолог Грэм Бадд из Университета Уппсалы (Швеция) хотел бы сравнения с другими окаменелостями, но признаётся, что его не удивила бы правота коллег: «Каждый раз при развитии сложных зрительных систем в дело вступает жёсткий естественный отбор, необходимый для оптимизации нейронных систем, способных поддерживать их».

Исследователи интерпретируют эти тёмные пятна как мозг и зрительные доли Георг Майер из Лейпцигского университета (ФРГ), специалист по нейроанатомии членистоногих, и вовсе считает тёмные пятна смесью остатков нервной, мышечной и пищеварительной систем. В то же время г-н Майер далёк от желания отказать кембрийскому существу в сложном мозге: во-первых, тело животного имеет сложное строение; во-вторых, Fuxianhuia обитал в сложной и опасной среде.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.гочисленными

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА