Одной из самых волнующих загадок современной палеонтологии является вопрос о том, почему некогда многочисленные и разнообразные морские беспозвоночные – брахиоподы – уступили первенство в донных экосистемах моллюскам. Как выяснили палеонтологи Стэнфордского университета, брахиоподы проиграли эволюционную гонку просто потому, что они – неудачники.

Брахиоподы Брахиоподы, или плеченогие – один из самых древних типов животных. Эти беспозвоночные организмы, живущие на дне морей и океанов в двустворчатых раковинах, появились в самом начале кембрийского периода и успешно дожили до наших дней. Расцвет брахиопод приходится на палеозойскую эру – в некоторых местах их окаменевшие раковины слагают горные породы, называемые брахиоподовыми ракушечниками или известняками. В палеозое брахиоподы достигали значительных для беспозвоночных размеров – порядка 30 см, и жили в очень разнообразных по форме раковинах. Главные конкуренты брахиопод, двустворчатые моллюски, в те времена выглядели куда скромнее. Они были мельче, малочисленнее и в экосистемах того времени явно играли подчиненное положение.

Все изменилось 250 млн лет назад, когда разразилось Великое вымирание. Брахиоподы, резко уменьшившись в количестве видов, так и не оправились от катастрофы, а моллюсков как подменили – они бросились эволюционировать, став на сегодняшний день одной из самых многочисленных и успешных групп донной фауны. Традиционно палеонтологи объясняли данную ситуацию тем, что более приспособленные моллюски попросту вытеснили архаичных и менее приспособленных брахиопод. Но, учитывая, что появились эти две группы практически одновременно, господство брахиопод на протяжении сотен миллионов лет палеозоя оставалось в рамках этой теории необъяснимым.

И вот, наконец, стэнфордский палеобиолог Джонатан Пэйн приблизился к пониманию причин и движущих сил событий, стоивших брахиоподам лидерства в донных биотах. Оказывается, секрет крылся в более эффективном управлении и использовании энергии. По данным Пэйна, брахиоподы и двустворчатые моллюски в палеозое делили пищевые ресурсы океана примерно поровну. Иными словами, редкие и малочисленные двустворчатые моллюски обладали большей долей метаболической активности в сравнении с брахиоподами и съедали столько же еды, сколько и брахиоподы. "С метаболической точки зрения, океаны всегда принадлежали моллюскам", – уверен Пэйн.

За прошедшие с тех пор 250 млн лет метаболическая активность двустворок выросла еще на два порядка, в то время как у брахиопод она упала на 50%. При этом моллюски не столько напрямую вытесняли брахиопод, сколько просто осваивали новые пищевые ресурсы.

Кроме того, отмечают исследователи, древние брахиоподы обладали сравнительно малым объемом мягких тканей по сравнению с древними моллюсками. По существу, констатирует Пэйн, внутри брахиоподы намного меньше мяса, чем внутри двустворки. "Это одна из причин того, что сегодня мы едим двустворчатых моллюсков, а не брахиопод. Вокруг нас не так уж много брахиопод, да еще некоторые из них ядовиты для человека", – добавил он.

Так что же нарушило длившееся весь палеозой равновесие между более эффективными, но менее многочисленными двустворками и архаичными, но разнообразными и повсеместно встречающимися брахиоподами? Оказывается, говорит Пэйн, брахиоподы просто оказались неудачниками, и те эволюционные стратегии, что позволяли им оставаться успешными на протяжении сотен миллионов лет, совершенно не годились в условиях Великого вымирания, едва не доведя плеченогих до полного вымирания.

"Мы считаем, что около 250 миллионов лет назад серия крупных извержений вулканов в Сибири выбросила на поверхность порядка 6 млн километров базальтовых пород. Этого объема достаточно, чтобы покрыть всю Западную Европу слоем базальта в четверть мили глубиной", – рассказал Пейн. Одним из последствий катастрофической вулканической активности стало изменение химической среды океана и увеличение его кислотности, негативно сказавшееся на брахиоподах.

"Двустворчатые имеют жабры и активную систему кровообращения, а брахиоподы – нет. Это означает, что в целом двустворчатые моллюски более эффективно регулируют свои химические взаимоотношения с окружающей средой", – цитирует палеобиолога портал Red Orbit. С трудом пережив Великое пермское вымирание, брахиоподы так и остались на подчиненных ролях, не в силах повысить метаболическую активность и эффективность управления энергетическими процессами. В середине мезозоя они начали было наращивать разнообразие и численность, но этот успех был недолгим, и сегодня большинство людей вообще ничего не знает об этих интереснейших древних животных.

Источник: PaleoNews

2.3. Животный мир ордовикского периода

    Ордовикский период (490 - 443 млн. лет назад)

Ордовикский период — ордовик, второй период палеозойской эры геологической истории Земли. Ордовикский период вытекает из кембрийского и перекрывается силурийским периодом. Начало ордовикской системы радиологическими методами определяется 490-500 млн. лет назад, а длительность составила примерно 60 млн. лет.

Рис. 2.3.1. Морское дно ордовикского периода.Морская фауна характеризовалась таким богатством форм, что ордовикский период представляется нам важнейшей эпохой всей истории Земли. Именно в ордовике сформировались основные типы морских организмов. Жизнь в ордовикских морях (рис. 2.3.1) была еще более разнообразной, чем в морях кембрия.

В ордовикском периоде появились первые рыбы, но большинство обитателей моря оставались мелкими — мало кто из них вырастал до длины больше чем в 4 —5 см. Формирование твердых покровов у многих животных означало, что они приобрели способность приподниматься над донными отложениями и кормиться в богатых пищей водах над морским дном.

В течение ордовикского периода появлялось все больше животных, извлекающих пищу из морской воды. Некоторые группы беспозвоночных в этот период достигли расцвета, другие группы только начали более пышно развиваться. В общем эволюция органического мира в это время настолько продвинулась вперед, что в более позднем ордовике появились позвоночные животные. Из иглокожих (3, 4 рис. 2.3.1) морские пузыри (MITROCYSTELLA, DENDROCYSTITES, ARISTO-CYSTITES, ЕСНINOSPHARITES и другие) достигли в это время вершины своего развития. Впервые в большом числе появились представители другого класса иглокожих — морские лилии CRINOIDEA - 2, рис. 2 .3 .1), вероятно произошедшие от более древних морских пузырей. Если в кембрии морские лилии не пользовались широким распространением и не было таких красивых форм, как в более поздних морях, в ордовикских морях они были одним из лучших украшений. Их тело, покрытое табличками, образовывавшими правильные венчики, было прикреплено к дну при помощи длинного подвижного стебля, состоявшего из большого числа кольцеобразных члеников. Вокруг ротового отверстия находился венец из подвижных, иногда ветвившихся рук - лучами. Длинными гибкими лучами, покрытыми клейким веществом, морские лилии улавливали из воды частицы пищи. У некоторых видов таких лучей было до 200. Морские лилии, как и их бесстебельчатые родичи - морские звезды,- благополучно дожили до наших дней. Морские лилии часто образовывали красивые подводные заросли. И если мы себе представим, что над чашевидными телами морских лилий, которые сильно напоминали бутоны или цветы и колыхались на длинных стеблях, проплывали стаи прозрачных колоколообразных или шляповидных медуз с лентообразными щупальцами, то мы сможем с уверенностью сказать, что в те времена появилось и начало существовать на нашей Земле то, что мы называем красотой. Плеченогие (рис. 2.3.2) в ордовике образовали ряд новых семейств, родов и видов, причем в начале этого периода уже преобладали формы с известковыми раковинами и с замком (СLITAMBONITES, PORAMBONITES, ORTHIS и другие). Самыми распространенными обладателями раковин были похожие на устриц брахиоподы, достигавшие размера 2 — 3 см.

Рис. 2.3.2. Представитель плеченогих. Брюхоногие и пластинчатожаберные моллюски были представлены значительным числом родов и видов.Рис. 2.3.3. Наутилоидеи.

Рис. 2.3.4. Строение аммонита.В морях ордовика произошло первое значительное развитие четырехжаберных головоногих моллюсков, характерной особенностью которых является наличие многокамерной раковины; все это примитивные представители наутилоидей рис. 2.3.3 (NAUTILOIDEA), древнейшие формы которых мы уже видим в кембрийских морях (VOLBORTHELLA) и последний вымирающий род которых, кораблик (NAUTILUS), живет еще сейчас в количестве четырех видов на значительных глубинах в Индийском океане. Раковины ордовикских наутилоидей, в отличие от роговидно изогнутых раковин современных видов наутилуса, были прямыми или коническими; в последней, жилой, камере помещалось само животное, остальные камеры, отделенные друг от друга перегородками, были наполнены воздухом или газом, благодаря чему вся раковина представляла гидростатический аппарат. В каждой перегородке было отверстие с трубковидно оттянутым краем. Через эти отверстия проходил, начинаясь в начальной камере раковины, особый тяжевидный отросток тела животного, так называемый сифон. Назначение сифона пока точно не установлено; видимо, он служил для прочного соединения животного с раковиной и позволял управлять ею. Эти головоногие моллюски (ENDOCERAS, ORTHOCERAS и др.) были хищниками, разбойничавшими в ордовикских морях. Наибольшей высоты развития достигли в ордовикских морях и трилобиты, обладавшие очень различной величиной и формой тела (ASAPHUS, ILLENUS, CYCLOPYGE с гипертрофированными глазами, CRYPTOLITHUS, с широкой подковообразной каймой по краю головного щита, DALMANITINA, SELENOPELTIS, с крупными шипами на головном щите и туловищных сегментах).

Рис. 2.3.5. Граптолиты. Совершенно новой группой животных были появившиеся в ордовикских морях граптолиты (рис. 2.3.5). Они эволюционировали очень быстро и, ведя в основном планктонный образ жизни, были распространены очень широко. Граптолиты образовывали кустообразные или лентовидные колонии, которые у одной группы (DENDROIDEA) широко прикреплялись к плавающим водорослям (реже они прикреплялись к морскому дну), а у второй группы (GRAPTOLOIDEA) плавали непосредственно у поверхности моря при помощи особых плавательных пузырей, или же длинной нитью прикреплялись к водорослям. Каждая особь этих мелких животных помещалась в трубчатой ячейке из гибкого хитина.

Граптолиты размножались почкованием и таким образом создавали колонии. Прежде граптолиты относились к кишечнополостным, в настоящее же время, на основании исследований польского палеонтолога Р. Козловского, их относят к крыложаберным (PTEROBRANCHIA), которые вместе с кишечнодышащими (ENTEROPNEUSTA) образуют во многих отношениях высоко организованную группу беспозвоночных, так называемых гемихордовых. Граптолиты полностью вымерли к концу палеозоя, но в современной фауне имеются животные, являющиеся их отдаленными родственниками. К ним принадлежит, например, RHABDOPLEURA NORMANNI, живущая в Северном море.

Колонии более древних граптолитов были кустовидными. В процессе их эволюции количество ветвей постепенно сократилось до двух. Эти ветви отходили в сторону или образовывали вилку; в более позднее время они стали загибаться кверху в направлении нити до тех пор, пока последняя не оказалась включенной между ними. Таким образом возникли так называемые двурядные типы граптолитов. В дальнейшем (в силуре) исчез один ряд ячеек и возникли однорядные граптолиты. На этой стадии развития граптолоидные граптолиты вымерли. Лишь кустовидные и фунтикообразные формы дендроидных граптолитов просуществовали до карбона. Из ордовикских граптолитов важны: DICHOGRAPTUS — с восемью ветвями, TETRAGRAPTUS — с четырьмя ветвями, DIDYMORGRAPTUS — с двумя ветвями в виде вилки, DICELLOGRAPTUS — с двумя загнутыми вверх ветвями, PHYLLOGRAPTUS — с четырьмя взаимно прорастающими ветвями, двурядный DIPLOGRAPTUS и другие.

Рис. 2.3.6. Мшанки.В те времена появилась и еще одна странная группа колониальных животных, помогавшая строматопороидеям и кораллам возводить рифы. Это были мшанки (BRYOSO.E), в удивительном многообразии населяющие моря до настоящего времени (рис. 2.3.6). Некоторые мшанки образовывали тонкосетчатые прекрасные кусты с правильными ячеями, которые старые чешские плитоломы метко называли «кружевами».

Важным событием в ордовикских морях было также появление кораллов (ANTHOZOA), относящихся к трем различным группам. Первою из них составляли четырехлучевые кораллы (TETRACORALLA), характерные также и для всех последующих морей палеозоя, в которых они играли одинаковую роль с более поздними, шестилучевыми кораллами (HEXACORALLA), которые произошли от них, заместили их в морях, начиная с начала мезозоя и живут до настоящего времени. Эти кораллы отличаются друг от друга главным образом тем, что у четырехлучевых кораллов число перегородок и щупалец кратно четырем, а у шестилучевых — кратно шести. Кораллы были одиночными или образовывали колонии. Вторая группа кораллов, так называемые табуляты (TABULATA), всегда создавала колонии самой разнообразной формы, в которых каждый полип строил твердый известковый скелет, разделенный многочисленными поперечными перегородками — днищами (TABULA). Последнюю группу кораллов ордовикских морей составляли так называемые гелиолитиды, которые также образовывали колонии разнообразной формы, достигавшие иногда величины в несколько метров.[1]

Рис. 2.3.7. Arandaspis prionotolepis (из группы арандаспид) рис. википедияВ песчаниках возле Хардинга, штат Колорадо, были обнаружены фрагментарные остатки бесчелюстной рыбы. Возраст этих пластов составлял около 450 млн. лет. Из тех же пород были извлечены другие интересные остатки позвоночных существ, в том числе чешуя гнатостомы — похожего на акулу хищника, снабженного челюстями. Самыми древними ископаемыми, чьи остатки хорошо сохранились, были сакабамбаспида, найденная в Боливии, и арандаспида из Австралии (рис. 2.3.7).

Ископаемые остатки показывают, что бесчелюстные ордовикского периода сильно отличаются от немногих существующих сегодня бесчелюстных видов - миног и миксин. Их тела и головы были покрыты жесткими кожистыми пластинами, состоявшими из вещества, похожего на кость. Только чешуйчатые хвосты обладали гибкостью, необходимой для плавания. Не имея ни челюстей, ни зубов, они были вынуждены питаться мелкой пищей, встречавшейся в больших количествах, — например, планктонными микроорганизмами. [2]

Рис. 2.3.8. Конодонты    Одними из самых первых животных у которых появились зубы были конодонты (рис.2.3.8) появившиеся в конце Кембрия. Группа конодонтов объединяет ископаемые скелетные элементы, принадлежавшие различным типам животных, — протоконодонты, параконодонты и эуконодонты. Самих животных теперь также называют конодонтоносителями (Conodontophora). Они представляли собой угреподобные создания, ротовой аппарат которых состоял из 15 или, реже, 19 элементов и радикально отличался от челюстей современных животных. Форма элементов — зубовидная, гребенчатая, листообразная; состав — фосфат кальция. Среди конодонтоносителей были как совсем крошечные (длиной около 1 см), так и гигантские (напр., Promissum, длина которого достигала 40 см). В настоящее время палеонтологи сходятся во мнении, что для конодонтоносителей характерно наличие больших глаз, плавников с плавниковыми лучами, хорды и мощной поперечно расположенной мускулатуры.

Рис. 2.3.9. Морской мир ордовика.По мнению исследователей, «зубы» некоторых конодонтов представляли собой подобие фильтровальных аппаратов, при помощи которых планктон отфильтровывался из воды и отправлялся в глотку. Другие зубы, исходя из их строения, по их мнению, предназначались для того, чтобы «хватать и разрывать плоть». Боковое расположение глаз конодонтов, однако, заставляет считать маловероятным их хищный образ жизни. Сохранившиеся отпечатки мускулатуры позволяют предположить, что некоторые конодонты (Промисумы, во всяком случае) были умелыми пловцами, неспособными, однако, к стремительным броскам. [3]

Удивительно разнообразная морская жизнь ордовика (рис. 2.3.9) - ученые насчитывают 600 различных семейств обитателей моря — просуществовала недолго. Климат на планете становился все холоднее и суше, а в конце периода перешел в глобальное оледенение, ставшее причиной вымирания множества видов. Полярные ледовые шапки поглощали в себя все больше океанской воды, уровень моря понизился на 330 м. Мелкие моря континентального шельфа превратились в засушливые равнины, и существа, обитавшие в этих морях, погибли, особенно те, кто не мог никуда мигрировать с морского дна. [4]

Животный мир ордовикского периода 

<< Фанерозой. Животный мир кембрийского периода. Кембрийский взрыв  <<

|>> Животный мир силура>>

А.С.Антоненко