Учёные выяснили, как трилобиты переживали изменения среды
Исследователи определили, как необычный вид трилобитов — древних морских родственников пауков и омаров — защищался от хищников и выживал в условиях колебаний уровня кислорода на Земле.
Трилобиты доминировали в морях почти 300 миллионов лет, начиная с кембрийского периода около 520 миллионов лет назад. Они пережили два крупных эпизода массового вымирания и дольше, чем динозавры, господствовали в экосистемах океанского дна.
Их бронированное тело делится на три отдела: голову, торакс (среднюю часть) и жёсткий хвост. Известно более 20 000 видов трилобитов, и у большинства взрослых особей было строго определённое число сегментов в средней части. Однако у Aulacopleura koninckii учёные обнаружили аномалию.
Хотя ранние стадии роста показывали мало вариаций в размере и форме, у взрослых особей Aulacopleura развивалось от 18 до 22 сегментов в средней части.
"Мы с коллегами считали этот вид странным. Мы не могли понять, почему тела Aulacopleura варьировались, а у других видов, живших в то же время, их число было постоянным", — сказал палеобиолог Найджел Хьюз, ведущий автор нового исследования.
Исследователей интересовала причина этой аномалии, её влияние на защитные способности животных и то, почему она могла развиться. Ответы представлены в исследовании, опубликованном в Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.
Подобно современным мокрицам, трилобиты сворачивались в шар для защиты от крупных хищников. В свёрнутом состоянии они могли аккуратно подгибать хвост под голову, защищая мягкие ткани твёрдым экзоскелетом. 3D-моделирование показало, что для Aulacopleura такая защита была возможна только для мелких незрелых форм с менее 18 сегментами в середине.
"С увеличением числа сегментов пропорции тела не позволяли им так же аккуратно подгибать заднюю часть под голову и оставаться полностью защищёнными", — пояснил Хьюз.
На основе виртуальных реконструкций учёные пришли к выводу, что Aulacopleura с большим числом сегментов, чувствуя угрозу, всё равно сворачивались, но позволяли хвосту выступать за голову, минимизируя незащищённый зазор.
Что касается причины вариаций, исследователи обратились к своей более ранней работе. Под каждым сегментом находились ноги, служившие жабрами.
"Чем больше сегментов, тем больше площадь поверхности для дыхания", — отметил Хьюз.
Дополнительные органы дыхания, вероятно, давали этим животным возможность переносить падение уровня кислорода на морском дне, которое было губительно для других видов, включая хищников Aulacopleura. Обеднённые кислородом участки морского дна вынуждали хищников отступать, в то время как более крупные Aulacopleura с дополнительными жабрами могли оставаться на месте, избегая угрозы.
Изучение адаптации этого вида к биологическому и физическому давлению помогает понять эволюцию стратегий выживания. Развитие трилобитов содержит ключи к пониманию того, как эволюционировал общий предок основных групп современных членистоногих, включая насекомых и паукообразных.
"Одна из причин изучать этих животных — понять, как эволюционировало само развитие. Дело не столько в том, что кроткие унаследуют Землю, сколько в том, что её унаследуют гибкие", — заключил Хьюз.