Животное население Земли в знакомом нам виде начало складываться в кембрийский период. Именно тогда появились основные группы организмов, в том числе первые хищники. Новая статья посвящена Timorebestia koprii — только что описанному виду хищного животного, которое обнаружили в Гренландии. В отличие от других плотоядных кембрийского периода, тиморебестиа не относится к членистоногим, это крупный и один из самых ранних представителей типа щетинкочелюстные.
Реконструкция хищного щетинкочелюстного Timorebestia koprii в кембрийской экосистеме / © Robert Nicholls
Жизнь существует на Земле почти столько же, сколько сама наша планета: немногим меньше четырех миллиардов лет. Однако не все эры и периоды истории биосферы удалось описать одинаково подробно. Ранние ее этапы — так называемый докембрий, когда Земля оставалась «планетой микробов» с отдельными многоклеточными жителями, — соответствует лишь немногочисленным и плохо сохранившимся окаменелостям.
Все изменилось с наступлением палеозойской эры и ее первого периода — кембрийского — 539 миллионов лет назад. Тогда биоразнообразие океанов резко возросло, многие животные обзавелись скелетами (которые хорошо сохраняются в окаменевшем виде) и возникли первые хищники. До того поедать других животных почти никому не приходило в голову. Самих голов, впрочем, тоже толком не было.
Кембрийские хищники имели очень своеобразный облик — как, скажем аномалокарис (буквально «ненормальная креветка») с двумя загнутыми щупальцами у большого круглого рта. Или опабиния, которая имела пять глаз и длинный хватательный хобот. Палеонтологи относят их к ранним своеобразным членистоногим и отмечают, что размеры некоторых приближались к метру.
Однако первые членистоногие возникли 529-521 миллион лет назад, то есть спустя 10-20 миллионов лет после начала кембрия. Новая статья для Science Advances посвящена еще более древней группе животных — типу щетинкочелюстные, или морские стрелки (Chaetognatha), который появился как минимум 538 миллионов лет назад, на самой заре кембрия. Авторы описали новый вид и род щетинкочелюстных — Timorebestia koprii, остатки которого обнаружили на севере Гренландии, в лагерштетте месторождения Сириус-Пассет.
Огромный остров в те далекие времена был совсем другим: свободным ото льда и намного более теплым. К тому же он располагался в Южном полушарии.
Тиморебестиа напомнил ученым Amiskwia sagittiformis — другой кембрийский организм, который близок по строению, а скорее всего также родственен современным щетинкочелюстным вроде саггиты. Эти морские стрелки представляют собой небольших планктонных беспозвоночных размером от нескольких миллиметров до 12 сантиметров. Щетинкочелюстные плавают, изгибая тело вверх и вниз, и поедают планктонные организмы поменьше: инфузорий, микроскопических рачков и так далее. Для этого щетинкочелюстные используют особые щетинки у рта — отсюда их название.
Двух далеких родственников этих существ из кембрия — Timorebestia и Amiskwia — объединяют общий план строения тела и нектонный образ жизни, то есть активное плавание в толще воды. Среди других сходств — наличие боковых и хвостового плавников, хорошо развитый головной отдел с длинными антеннами («усиками») и строение ротового аппарата.
Для кембрийского животного T. koprii имел внушительные размеры — отдельные экземпляры достигали в длину почти 30 сантиметров. В окаменелостях также разглядели расположенный на брюшной стороне ганглий, или нервный узел. Ганглий хорошо сохранился благодаря уникальному механизму вторичной фосфатной минерализации (фосфатизация). Такой орган характерен для щетинкочелюстных, что позволяет уверенно отнести тиморебестиа именно к этому типу животных. В то же время нельзя сказать, что он был предком ныне живущих морских стрелок. Ученые отнесли T. koprii к тупиковой, так называемой стволовой группе типа (stem group).
Авторы исследования считают, что описанное ими животное вело хищный образ жизни, это объясняет крупные антенны и сложное устройство плавников. Более того, в пищеварительном тракте одного из окаменевших образцов T. koprii оказалось несколько членистоногих с раковиной вида Isoxys volucris.
Выходит, тиморебестиа был одним из самых крупных хищников кембрийского периода и «забрался» на вершину пищевой цепочки раньше, чем членистоногие вроде аномалокариса. Это отличает Timorebestia koprii от современных родственников — морских стрелок, которые вынуждены довольствоваться скромной добычей и сами часто оказываются съеденными, например рыбами.
Комментарии
Михаил, спасибо за новость, очень интересно! Только фраза "длительная протерозойская эра, когда Земля оставалась «планетой микробов» с отдельными многоклеточными жителями" просит сделать пару поправок.
Протерозой - не эра, а эон. Вот его верхняя треть (структурно), неопротерозой, действительно эра. Наряду с мезопротерозойской и палеопротерозойской эрами она и образует сам протерозойский эон, попросту протерозой.
И "отдельные многоклеточные жители" вызывают неприятие. Неспроста эдиакарская биота названа биотой, а не просто отдельными находками, и прослеживается по всему земному шару кучей разных известных формаций. А её биооразнообразие было вряд ли меньше, чем после кембрийского взрыва. И авалонский взрыв, сформировавший докембрийское разнообразие за 33 млн лет до кембрия, неспроста так назван. Даже у меня, скромного читателя, среди верхнепротерозойских пород лежит на полке вполне многоклеточная докембрийская жизнь размером со среднюю креветку. В общем, формулировка "отдельные многоклеточные жители" вызывает неприятие - они вовсе не были отдельными, а образовывали большую по разнообразию и всепланетному охвату биоту, существовавшую десятки миллионов лет. И породившую кембрийскую радиацию, возникшую отнюдь не на пустом месте.
Николай Цыгикало, спасибо за замечания и хороший предмет для дискуссии!
1) в русском "протерозойский эон" не особо прижился. в гугл сколар этого эона столько же, сколько эр. технически Вы правы, и Короновский пишет эон, хотя я не понимаю что там дробить с точки зрения эволюции жизни и зачем делить на части даже пресловутый "скучный миллиард". а ведь хочется текст не усложнять
видимо у геологов на этот счет какие-то свои соображения. мне это напоминает дробление видов зоологами ради новой статьи
2) к эдиакарской биоте (которую я лично очень люблю) очень много вопросов. она недаром не фауна, а биота -- не факт, что это были животные. не факт, что они были даже многоклеточными (см. Зейлахера). ну и их родство с кембрийскими животными и всеми последующими под большим вопросом -- скорее всего связи нет. едва ли рангеоморфы, трилобоморфы и т.д. оставили потомков. может быть, уже были моллюски и что-то типа лофофорат. губки, кстати, многоклеточными не являются
"отдельные" наверное правда не лучшее слово, но суть такая что все это "черновики господа", которые он отправил в топку
как и франсвильская, хайнаньская биота и т.д.
Михаил Орлов, мои скромные замечания в поддержку диалога по вашей новости; почему бы джентльменам не обменяться мнениями? С протерозоем да, можно и отступить от международной классификации; но как тогда назвать его подразделы, например средний протерозой — это что тогда? эти части реально различались, потому и введено это деление. Придётся придумывать для них что-либо ещё, второе, чего нет в общепринятой шкале. А смысл изобретать свои названия, отличающиеся от официальных и потому непонятные? Ведь понятнее от этих собственных наименований не станет. И это наоборот будет усложнением, как введение параллельных и недетерминированных названий. Ну, это я так смотрю на вопрос, моё частное мнение. А усложнять не хочется, тут полностью с вами согласен.Хотел показать мои образцы верхнего протерозоя эпохи многоклеточной жизни, но сходу только два: береговые волноприбойные знаки в верхнепротерозойском железистом песчанике, и один обитатель, но на троечку, так, чисто обозначение, в песчано-мергелистых сланцах.
Что касается второго вопроса - следы дискинсоний, классических представителей, говорят о их скорее животной сути (понятно, что и плазмодии движутся в лесу, тем не менее большая часть мнений выбирает животную природу дискинсоний). А так вопросов много, да; и я не занимаю крайне однозначной строгой позиции, понимая, что через 10 лет новые находки могут сильно скорректировать сегодняшние представления, это живой процесс. Но всё же эдиакарские сообщества достаточно насыщены, чтобы говорить об отдельных многоклеточных жителях. Да и многоклеточные растения или грибы, или другие царства - это тоже многоклеточные жители, в противоположность "микробам", о которых речь. Поэтому тут даже неважно, на мой взгляд, на что подразделять многоклеточную жизнь эдиакария - я лишь хотел уточнить, что это не отдельные многоклеточные жители, даже если это заросли водорослей. А тем более вмещавшие любые иные многоклеточные формы, достаточно многочисленные, чтобы быть повсеместными по планете, и образующие характерную (то есть с устойчивыми наборами форм) многоклеточную биоту. Потому что в этом случае это не отдельные жители, а напротив, типовые многочисленные жители и их сообщества.
Поэтому фраза "Все изменилось с наступлением палеозойской эры и ее первого периода" мне видится неверной - надо скорректировать на один период в прошлое. Всё изменилось в конце неопротерозоя с наступлением эдиакарского периода. Именно в нём многоклеточные жители стали массовыми, заселили всю планету (оставив кучу местонахождений в разных частях Земли) и образовали характерные сообщества, или эдиакарскую биоту. Вот это в тексте было бы верным, на мой взгляд. )
Николай Цыгикало, тут стоит уточнить, что "многоклеточные животные" -- это все же не "животных из многих клеток", а вполне конкретная систематическая группа -- метазои, Metazoa. у них был один вполне конкретный предок, который их всех породил -- что-то типа колониального хоанозоя (протист). и в этом отношении кто там был в докембрии (вот этот термин видимо предпочтительнее) метазоем -- большой вопрос.
я лично думают, что почти никто. не все так радикально настроены, конечно. в случае дикинсонии способ передвижения -- не очень хороший аргумент, потому как двигалась она очень странно. видимо, скользя по слизи собственного изготовления и периодического залипая на месте. а уж способ питания у нее совсем неживотный
хороший аргумент в пользу животности (метазойности) дикинсонии -- работы Бобровского, который нашел в ней остатки холестерина в 2018. но мне это тоже кажется слишком косвенным.
Михаил Орлов, да, но вы написали о многоклеточных жителях, а не о многоклеточных животных: "докембрий, когда Земля оставалась «планетой микробов» с отдельными многоклеточными жителями". Поэтому "жители" я естественным образом понял как "организмы" - и грибы, и растения, и водоросли, и любые иные: жители - то есть живущие. Многоклеточная жизнь в широком смысле. Если живой организм - то он и есть житель.
Николай Цыгикало, а вот что было в протерозое (и было ли) с макроскопическими водорослями и грибами -- это совсем мутная история. про животных известно и понятно намного больше. довольно неожиданно, что казалось бы "примитивные" бурые и красные и т.д. водоросли возникли довольно поздно
аналог Metazoa, настоящие многоклеточные растения с тканями и органами Metaphytha (Embryophyta) -- это уже жители суши
Вот так вот, сидишь, попиваешь чай и тут внезапно узнаёшь про эволюционную радиацию. Чаепитие оказалось плодотворнее, чем ожидалось. :-)))
Билатеральные хищники на роль "самых древних" или даже "самых древних крупных" как-то не тянут. Лучистые книдарии могли достигать гораздо бОльших размеров, возникли гораздо раньше (вики пишет 580 млн лет назад) и были несомненно хищниками. Хотя может и не такими подвижными как хищные билатерии.
Sam Dowson, да, действительно, появление книдарий позиционируют 580 млн лет. Можно и дополнить оттуда же: "Анализ молекулярных часов генов митохондрий предполагает еще более древний возраст коронной группы книдариев, оцениваемый примерно в 741 миллион лет назад, почти за 200 миллионов лет до кембрийского периода, а также до появления каких-либо окаменелостей". Ну, предполагает это предполагает, а вот найденные остатки и датировка этих пластов дело уже не столь предположительное, хотя, конечно, все оценки имеют погрешность. Но не на 50 млн лет, чтобы кембрийский организм отнести минимум на 50 млн лет ранее.
Sam Dowson, не только вики, я тоже пишу про ауророламину
"Обнаружен докембрийский предок современных медуз и кораллов" https://naked-science.ru/article/paleontology/auroralamina?amp
Только она поменьше будет, и есть планктон -- это все же не совсем хищность. А подвижность у полипа отсутствует по определению
Однако в эдиакарии могли быть и какие-то более серьёзные хищники -- например те, что делали дырки в скелетах Cloudina sp. Потому здесь речь об "одном из" в заголовке