Сотни миллионов лет назад Землю населяли совсем другие животные — даже жители воды с «рыбьим» образом жизни были устроены совсем иначе. Таковы остракодермы, включая группу более примитивных гетеростраков (разнощитковых). Авторы нового исследования в Paleontology разобрались с механическими свойствами их ротового аппарата. Оказалось, что несмотря на отсутствие челюстей они активно перерабатывали свою пищу, не довольствуясь фильтрацией мелочи из воды.
Sacabambaspis — представитель гетеростраков / © x.com, MateuszH14
Прежде чем создать знакомых нам представителей животного царства, эволюция перепробовала ряд совсем других конструкций. Многие из них затем полностью вымерли и не имеют современных аналогов. Это затрудняет поиск их родственных связей и интерпретацию физиологии, а также образа жизни.
Например, остракодермы — сборная группа своеобразных рыбообразных существ, населявших палеозойские моря и пресные воды. Спереди они имели массивную «броню», которая защищала большую часть тела. Ее форма «крыла» позволяла животному плавать за счет подъемной силы и движений хвоста даже несмотря на отсутствие парных плавников.
Остракодерм относят к бесчелюстным позвоночным. В отличие от бесчерепных вроде ланцетника они уже имели череп, но еще не приобрели челюстей как у большинства современных позвоночных. Исключение составляют ныне живущие круглоротые (миноги и миксины) — жалкие остатки былого разнообразия бесчелюстных.
Считается, что древние «бронированные прото-рыбы» как раз-таки и дали начало челюстноротым. При этом родство остеодерм с круглоротыми сейчас вызывает сомнения. Не менее загадочны их пищевые привычки — предполагают, что они могли питаться как фильтраторы или поедать детрит (отмершую органику на дне).
Авторы новой статьи в журнале Paleontology решили разобраться с тем, как использовали свой замысловатый ротовой аппарат остракодермы из группы птераспид. Они изучили остатки двух видов — Loricopteraspis dairydinglensis и какого-то из птерасписов (Pteraspis sp.). Оба найдены в породах нижнего девона Великобритании. Выбор животных связан с тем, что их ротовые пластинки находили чаще и достаточно подробно исследовали.
Ученые оценили механические свойства ротового аппарата птераспид, описав их микроструктуру на основе доли костной ткани, а также с помощью метода конечных элементов. Этот вычислительный способ характеризует деформацию тела.
Удалось показать корреляцию между уровнем механического стресса (прежде всего сдавливания) и долей костной ткани. Чем большей нагрузке подвергалась та или иная часть ротового аппарата при жизни гетерострака, тем больше в ней окостеневшего. Четче всего взаимосвязь прослежена в области характерного крюка ротовой пластинки. Сильнее всего амортизировались его обращенная назад поверхность и самый передний конец. Выходит, именно они активнее всего стирались о другие части рта и пищу.
Характерная картина изнашивания костей указывает, что древнее животное активно использовало жесткие придатки своего рта. Таким образом, палеонтологи отвергли распространенные взгляды на гетеростраков как фильтраторов. Их ротовой аппарат гораздо лучше подходил для питания падалью или по крайней мере органическими остатками на дне.
