Ученые, работавшие на юго-востоке Марокко, обнаружили редчайшую находку — ископаемого экземпляра палеозойского животного, хорошо сохранившего фрагменты своих мягких тканей. Это позволило разрешить полуторавековую палеонтологическую загадку. Речь идет о происхождении вымершей группы беспозвоночных организмов, известных под именем Machaeridian, представители которой жили 485–305 миллионов лет назад.
По словам исследователей, представляющих Йельский университет (организация признана нежелательной в России ), им удалось провести анализ найденного экземпляра и выяснить, к какой же разновидности беспозвоночных относятся эти существа, напоминающие слизней, покрытых минерализованными броневыми пластинами.
Как заявляют учёные, находка, определенная ими как ископаемый бронированный червь Machaeridian, была сделана в регионе, известном источнике окаменелостей. Недалеко от района, где йельские учёные обнаружили 2,5-сантиметровый экземпляр, палеонтологи и ранее находили останки губок, трилобитов, иглокожих и других, не столь известных, беспозвоночных, причем все находки отличались исключительной сохранностью. Именно качество сохранности останков позволило учёным повести тщательный анализ находки.
кольчецы, аннелиды (Annelida, от латинского annelus — колечко), тип наиболее высокоорганизованных червей. Целом у них поделен перегородками на сегменты, которым соответствует наружная кольчатость; отсюда название типа — «кольчатые черви». С сегментацией тела связана метамерия (сегментация) внутренних органов — нервной, выделительной и кровеносной систем. Благодаря перегородкам, аннелида при повреждении теряет содержимое только нескольких сегментов тела. Целом отсутствует или упрощён у некоторых пиявок и архианнелид. Существует свыше 12 тысяч видов.
Размеры от 1 мм (Neotenotrocha) до 2-3 м (Eunice). Тело кольчатое, с числом сегментов от нескольких до нескольких сотен. Кожно-мускульный мешок состоит из несбрасываемой кутикулы, кожного эпителия, продольных и кольцевых мышц. Вторым, после сегментации, характерным признаком кольчатых червей является наличие на их теле хитиновых щетинок, вырастающих из кутикулы. На каждом сегменте могут быть примитивные конечности (параподии) — боковые выросты, снабжённые щетинками и иногда жабрами. Передвижение осуществляется за счет сокращения мускулатуры у одних видов и движений параподий у других.
Вторичная полость тела (целом) заполнена целомической жидкостью, которая выполняет роль внутренней среды организма. В целоме поддерживается относительно постоянный биохимический режим и осуществляются многие функции организма (транспортная, выделительная, половая, опорно-двигательная).
Пищеварительный тракт сквозной. Кишечник состоит из трёх функционально различных отделов: передней, средней и задней кишки. У некоторых видов имеются слюнные железы. Передний и задний отделы - эктодермальные, а средний отдел пищеварительной системы - энтодермального происхождения.
У большинства видов кровеносная система замкнутая, основу ее составляют спинной и брюшной сосуды, соединённые кольцевыми сосудами, которые напоминают артерии и вены. В зависимости от типа дыхательных пигментов кровь у одних аннелид красная, а у других — бесцветная или зеленая. Дыхание кожное, у морских видов — с помощью жабр на параподиях. Органы выделения — парные метанефридии в каждом сегменте. Нервная система слагается из крупного ганглия — головного мозга, от которого отходит брюшная нервная цепочка. В каждом сегменте имеется свой нервный узел. Органы чувств наиболее развиты у многощетинковых червей и представлены: на голове — глазами, органами осязания и химического чувства; на теле — чувствительными клетками.
Кольчатые черви раздельнополы, у некоторых (дождевых червей, пиявок) вторично развился гермафродитизм. Оплодотворение может происходить как во внешней среде, так и в организме. Развитие у многощетинковых червей происходит с личинкой — трохофорой, у остальных — прямое. Некоторые аннелиды, кроме того, размножаются делением и почкованием. Развита способность к регенерации — от отращивания отрезанных задних сегментов вплоть до того, что из червя, разрезанного пополам, вырастают два новых червя.
Живут по всему миру, в море, в пресной воде и на суше. Встречаются виды — эктопаразиты и мутуалисты. Некоторые аннелиды — кровососущие, есть активные и пассивные хищники, падальщики и фильтраторы. Однако наибольшее экологическое значение имеют аннелиды, перерабатывающие почву; к ним относятся многие малощетинковые черви и даже пиявки. В почве может обитать от 50 до 500 червей на м², которые рыхлят и аэрируют почву.
Особенно многообразны морские формы, которые встречаются на разных глубинах вплоть до предельных (до 10—11 км) и во всех широтах Мирового океана. Они играют существенную роль в морских биоценозах и обладают высокой плотностью поселений: до 100 тысяч на 1 квадратный метр поверхности дна. Занимают важное положение в трофических цепях морских экосистем.
Традиционно кольчатых червей сближают с членистоногими. Общими для них особенностями можно считать наличие постларвальной сегментации тела, связанное с этим особенное строение нервной системы (брюшная нервная цепочка). Из всех кольчатых червей ближе всего к членистоногим многощетинковые, что, возможно, свидетельствует о том, что кольчатые черви — парафилетическая группа. Как и у членистоногих, у них развиты боковые придатки тела, параподии, которые считаются предшественниками ног членистоногих, а в циркуляции крови главную роль играет мускульная обкладка спинного сосуда. Наличие кутикулы нельзя считать чертой, уникально присущей кольчатым червям и членистоногим, поскольку кутикулярные эпителии довольно широко распространены в разных группах беспозвоночных. Более того, кутикула аннелид по большей части не содержит хитина, характерного для членистоногих. У аннелид, как и у некоторых других групп червей, хитинсодержащая кутикула имеется только на небольших участках тела: на «челюстях» в глотке и на щетинках.
Вместе с тем, по ряду особенностей эмбрионального развития кольчатые черви близки к прочим трохофорным животным, например, моллюскам и сипункулидам.
Вместе с тем, ряд исследователей полагает, что сходство с членистоногими по таким признакам, как сегментация, строение нервной системы, кутикула, есть результат конвергентной (параллельной) эволюции.
К аннелидам причисляют от 7000 до 15 000 видов, разделяемых в разных классификациях на разное число классов. Традиционная классификация предполагает деление на 4 класса: многощетинковые черви (Polychaeta), малощетинковые черви, пиявки и эхиуриды. Более современная - на классы архианнелиды (Archiannelida), мизостомиды (Myzostomida), многощетинковые черви (Polychaeta) – наиболее многочисленный класс, преимущественно морские формы, поясковые черви (Clitellata), у которых на теле имеется характерный поясок; последние делятся на подклассы: малощетинковые черви (Oligochaeta), к которым относятся дождевые черви, пиявки (Hirudinea), Acanthobdellida и Branchiobdellida. Помимо этих классов к аннелидам иногда относят представителей типов погонофор (Pogonophora) и эхиур (Echiura).
Анализ окаменелости позволил учёным предположить, что закрытый бронёй участок в целом (вторичная полость тела) червя был сегментирован, при этом на каждом сегменте учёным удалось обнаружить примитивные конечности (параподии) – боковые выросты, снабженные хитиновыми щетинками, которые вырастают из кутикулы. Наличие сегментации, а также параподий, оснащенными щетинками, позволило отнести Machaeridian к типу кольчатых червей, поскольку для представителей первичноротых эти признаки являются характерными и определяющими.
Пока учёные не могут точно сказать, какое место в типе аннелид занимали бронированные черви, однако наличие щетинок позволяет предположить, что древние черви могут принадлежать классу многощетинковых, преимущественно морских, червей (Polychaeta), представители которого до сих пор обитают на Земле.
Впервые броневые пластинки этих существ были найдены еще 150 лет назад, и с тех пор исследователи регулярно обнаруживали эти фрагменты останков в морских окаменелых отложениях. До сих пор учёные не могли предположить, как именно выглядели эти бронированные животные, однако частота подобных находок говорила о том, что эти существа являлись важнейшими обитателями древнейших экосистем океанического дна.
По словам Винтера, нехватка материала для исследований, а соответственно, отсутствие у учёных представления о владельцах брони, легко объяснимы. Дело в том, что останки этих организмов вскоре после смерти распадаются на части и разлагаются. Таким образом, обнаружение полных окаменелостей с собранной броней на спине – большая удача. До сих пор палеонтологам попадались лишь изолированные броневые пластинки, рассеянные по отложениям, которые не давали возможности корректно реконструировать внешний вид животного.
выполнение пор и замещение минералов, горных пород и древесины минералами кремнезёма (кварц, халцедон, опал). Процессы окремнения происходят в недрах Земли под действием насыщенных кремнезёмом гидротермальных (горячих) и холодных вод. В процессе выветривания алюмосиликатных пород освобождается много кремнезёма, который переходит в раствор. Большая часть его уносится водой в моря, а местами перемещается вниз и замещает различные породы.
Гидротермально окремнённые (окварцованные) карбонатные породы нередко сопровождаются рудами ртути, сурьмы и др. цветных металлов. При обыкновенной температуре окремнению подвергаются рыхлые (на дне озёр и морей) или твёрдые горные породы - чаще известняки и доломиты, реже глины и фосфориты. При замещении карбонатных пород образуются скопления порошковатого кварца - маршаллита, при замещении глинистых - агрегаты кварца и халцедона, присутствие которых на массивах ультраосновных пород указывает на возможность нахождения месторождений силикатных руд никеля и кобальта.
Стоит отметить, что за полтора века, прошедшего со времени обнаружения первых пластинок, палеонтологам удалось накопить разрозненный, но весьма обширный материал, характеризовавший бронированных существ как часть морской экосистемы. Разные авторы составляли собственные систематизации, в каждой из которых эти загадочные организмы представлялись принадлежащими разным типам живых существ.
Так, Machaeridian относили к типу моллюсков (например, подклассу брюхоногих Gastropoda), подтипу членистоногих – ракообразным (класс высшие раки Malacostraca), к иглокожим (класс морские звезды Asteroidea или морские ежи Echinoidea), а также к кольчатым червям (многощетинковые черви Polychaeta, малощетинковые черви Oligochaeta).
палеозой - одна из групп (эратем) стратиграфической шкалы слоев земной коры и соответствующая ей эра геологической истории Земли. Общая длительность палеозоя на основании радиологических методов оценивается в 340-350 миллионов лет; начался он, по современным данным, около 542 миллионов лет и закончился 230-220 миллионов лет назад.
Палеозойская группа была выделена в 1837 году английским геологом Седжвиком, включившим в неё две системы - силурийскую и девонскую. В дальнейшем объём её был значительно расширен, а расчленение детализировано. Ныне в палеозойской группе выделяют 6 геологических систем: кембрийскую, ордовикскую, силурийскую, девонскую, каменноугольную и пермскую.
Органический мир. В самом начале палеозоя произошло внезапное появление и быстрое расселение форм с твёрдым скелетом, ранее не встречавшихся («кембрийский взрыв»). К ним относятся хиолиты, хиолительминты, гастроподы, брахиоподы и археоциаты - древнейшие рифостроящие организмы, вымершие к концу раннего кембрия. В нижнем палеозое широко распространены древнейшие членистоногие - трилобиты. Они составляли значительную часть органического мира кембрийских и ордовикских морей, менее многочисленны они были в ордовике и силуре и вымерли в конце палеозойской эры. С самого начала кембрийского периода в значительном количестве появились хиолиты и настоящие моллюски. Большого разнообразия достигали плеченогие (брахиоподы), имевшие важное значение для расчленения пластов среднего и верхнего палеозоя. Вместе с брюхоногими (гастроподами) и двустворками (пелециподами) они жили на различных глубинах моря. В ордовике появились многочисленные одиночные и колониальные кораллы, мшанки, а также строматопороидеи.
К беспозвоночным палеозойской эры, свободно плававшим на поверхности моря, относятся граптолиты, время существования которых в основном ограничено ордовиком и силуром, и головоногие моллюски из группы наутилоидов, особенно богато представленные в ордовике. В девонском периоде они отходят на второй план, но быстро развиваются гониатиты с более сложно построенной раковиной; наконец, в верхнем палеозое широко распространились одноклеточные животные - фораминиферы, среди которых особенно важны фузулиниды, имевшие раковины необычайно сложного строения. Изменения раковин фузулинид в сравнительно короткие отрезки времени позволяют с большей детальностью сопоставлять одновозрастные отложения, заключающие их остатки в разных районах.
«Теперь нам стало ясно, что некоторые представители аннелид, которые появились в ходе Кембрийского эволюционного взрыва, уже на ранних стадиях своего развития создали специфическую, отличающую их от других классов, минерализованную броню», — отметил автор исследования профессор геологии и геофизики Йельского Университета Дерек Бриггс.
Кроме того, по словам профессора, результаты данного исследования демонстрируют всю важность изучения таких особенных палеонтологических участков, как тот, на территории которого был обнаружен экземпляр Machaeridian, а также доказывают важность палеонтологии как науки, объясняющей механизмы развития биосферы.
Результаты исследования представлены в журнале Nature.
