Руди Лерози-Обрил, занимаясь рутинной подготовкой окаменелостей кембрийских членистоногих, столкнулся с неожиданной находкой. Вместо ожидаемой антенны под слоем породы проступила клешня, расположение которой не соответствовало известным анатомическим моделям того периода. Осознав значение открытия, исследователь идентифицировал структуру как древнейшую из когда-либо обнаруженных хелицер.
Реконструкция древнейшего хелицерата
В результате кропотливой работы, занявшей свыше 50 часов под микроскопом, был детально изучен ископаемый организм. Животное, достигавшее чуть более 8 миллиметров в длину, обладало спинным экзоскелетом, разделённым на головной щит и девять сегментов тела. Головной щит нёс шесть пар придатков, выполнявших пищевые и сенсорные функции, в то время как под телом располагались пластинчатые структуры, аналогичные книжным жабрам современных мечехвостов.
Исследование, опубликованное в журнале Nature, представило научному сообществу Megachelicerax cousteaui — морского хищника, чей возраст оценивается в 500 миллионов лет. Окаменелость была обнаружена в формации Вихрь в штате Юта. Данная находка, как сообщает новостной сайт, официально признана самым ранним известным представителем хелицерат — группы, объединяющей пауков, скорпионов, мечехвостов и морских пауков, и отодвигает известную историю этого подтипа примерно на 20 миллионов лет вглубь веков.
Ключевая особенность, изменившая представления
Наиболее примечательной чертой ископаемого стали хелицеры — клешнеобразные придатки, определяющие принадлежность к хелицератам. Именно эти структуры, часто используемые для захвата добычи и введения яда, принципиально отличают пауков и их родственников от насекомых, имеющих в передней части тела усики.
Как подчеркнул Лерози-Обрил, данная окаменелость не только документирует существование хелицерат в кембрийский период, но и наглядно демонстрирует, что анатомический план, характерный для пауков и мечехвостов, уже был сформирован полмиллиарда лет назад. Примечательно, что несмотря на обилие кембрийских окаменелостей, до этой находки не было обнаружено ни одного однозначного свидетельства хелицер столь древнего происхождения.
Работа была проведена научным сотрудником Руди Лерози-Обрилом и доцентом Хавьером Ортега-Эрнандесом, куратором палеонтологии беспозвоночных в Музее Сравнительной Зоологии при Гарвардском университете. Художественную реконструкцию удивительно сложной анатомии древнего существа выполнил Масато Хаттори.
церия в этот период ранее не было обнаружено. Это открытие заполняет этот пробел и дает прямое свидетельство того, что впервые появились эти определяющие особенности.
Преодоление серьезного эволюционного разрыва
До того, как эта окаменелость была изучена, самые старые образцы хелицератов были из раннеордовикской биоты Фезуата в Марокко и существовали примерно 480 миллионов лет назад. Новый экземпляр старше их на 20 миллионов лет, поэтому М. Кустоуи находится в основании линии хелицератов.
Он представляет собой переходную форму, связывающую ранее кембрийских членистоногих, у которых, по-видимому, отсутствуют хелицеры, с более поздними числами мечехвостов, известных как синзифозурины.
"Мегахелицеракс показывает, что хелицеры и разделение тела на две функционально специализированные области развились до того, как придатки головы утратили свои внешние ветви и стали похожими на ноги современных пауков," объяснила Ортега-Эрнандес: «Это примиряет несколько конкурирующих гипотез; в каком-то смысле все были отчасти правы».
Ранняя класс кембрийского взрыва
Эта окаменелость отражает ключевой момент в эволюции хелицератов. Это показывает, что важные компоненты их тела уже сформировались вскоре после Кембрийского взрыва, во время, когда жизнь быстро диверсифицировалась.
"Это говорит нам о том, что к середине Кембрии, когда темпы эволюции были чрезвычайно устойчивы, океаны уже были населены членистоногими, анатомическая структура, которая могла соперничать с современными формами," Ортега-Эрнандес добавила.
Почему ранний успех был отложен
Даже несмотря на эти расширенные функции, хелицераты не сразу стали доминировать в морских экосистемах. В течение миллионов лет они были относительно редкими и были в тени таких групп, как трилобиты. Лишь позже они расширились и в конечном итоге переселились на суши.
«Похожая модель эволюции была зарегистрирована и в других группах животных», — сказал он. — сказал Лерози-Обрил. «Это показывает, что эволюционный успех зависит не только от биологических инноваций: время и окружающая среда имеют значение».
От забытого ископаемого до крупного открытия
Окаменелость была найдена в формациях Уилер средней кембрии в районе Хаус-Рейндж в штате Юта. Он был обнаружен любителем коллекционеров окаменелостей Ллойдом Гюнтером и передан в дар Институту биоразнообразия Канзасского университета и Музею естественной истории в 1981 году. На протяжении веков эта часть коллекции казалась обычными экземплярами, пока Лерози-Обрил не изучил ее в рамках своего исследования вначале членистоногих.
Назван в честь Жака Кусто
Название вида Megachelicerax cousteui в честь французского исследователя Жака-Ивы Кусто. Лерози-Обрил, который также является французом, и Ортега-Эрнандес сменили это имя в знак признания революции Кусто красоты красоты и уязвимости морской жизни.
«Кусто и его команда вдохновили поколение заглянуть под поверхность», — сказал он. — сказал Лерози-Обрил, — «казалось уместным назвать это древнее морское животное в честь человека, который изменил наш взгляд на жизнь в океане». Точно так же, как Megachelicerax cousteui изменил наше представление о хцериатах.
Группа, которая до сих пор формирует современный мир
Сегодня хелицераты насчитывают более 120 000 видов: от пауков и скорпионов до клещей, мечехвостов и морских пауков. Они обитают в самых разных средах, на суше и в воде.
«На протяжении тысячелетий эти животные продолжали существовать среди нас, оказывая глубокое влияние на нашу жизнь — от поп-культуры до медицины и сельского хозяйства», — сказал он. Ортега-Эрнандес завершила свою речь. «Это открытие окаменелостей проливает новый свет на их положение».
Непреходящая ценность музейных коллекций
Исследователи также привлекли внимание научных коллекций. Такие учреждения, как Институт биоразнообразия Университета Канзаса и Музей естественной истории, сохраняющие биологические процессы на протяжении веков, приводят к появлению новых открытий по мере развития научных знаний. Авторы особо отметили работу кураторов, в том числе Б. Либермана и Дж. Киммига, ваши усилия обеспечивают доступность этих коллекций для будущих открытий.