Ученые из Университета Западного Иллинойса описали окаменевших трилобитов, на теле которых имелись яйца. Хотя это не первый случай обнаружения яиц трилобитов, впервые удалось установить связь яиц с конкретным видом этих животных и найти яйца там, где они располагались при жизни животного. Находка позволила выдвинуть новые предположения о том, как размножались трилобиты.
Окаменевший трилобит и его яйца.
Справа внизу – изображение яиц под растровым электронным микроскопом
© Thomas A. Hegna et al., doi: 10.1130/G38773.1
Трилобиты жили в океанах Земли в эпоху палеозоя. Долгое время они встречались в поражающем изобилии, но к концу палеозойской эры исчезли. Относятся трилобиты к типу членистоногих, составляя в нем особый класс. Сейчас палеонтологи выделяют более десяти тысяч видов трилобитов. Размер взрослых трилобитов обычно от двух до десяти сантиметров, но среди них были виды длиной и более семидесяти сантиметров.
Их название можно перевести с греческого как «трехдольные». Тело трилобитов было разделено на три части даже дважды: в продольном и поперечном направление. Поперечное деление членило трилобита на голову, туловище (торакс) и хвост (если он представлял собой одиночную лопасть, его называют тельсон, если сливается с несколькими задними сегментами туловища – то пигидий). В продольном направлении туловище трилобита делилось на срединную долю (рахис) и две боковые (плевры). Сверху трилобит был покрыт очень прочными щитками экзоскелета, на брюшной стороне туловища находились щупальца и ножки. Находки показывают, что многие трилобиты были способны сворачиваться в шар, скрывая от врага более уязвимую брюшную сторону. Среди них были плавающие виды, были ползающие по дну, а некоторые были способны зарываться в грунт, используя для этого ноги и острый край головного щита.
Строение трилобита, спинная и брюшная сторона: 1 – голова, 2 – торакс, 3 – пигидий, 4 – левая боковая доля, 5 – центральная доля (рахис), 6 – правая боковая доля. Центральная часть головы, выделенная цветом на рисунке брюшной стороны, носит название глабелла.
О размножении трилобитов известно немного. Выделить в окаменевших останках половые органы палеонтологам пока не удалось. Неоднократно вместе с трилобитами находили округлые окаменелости размером от 0,5 до 4 миллиметров, которые с высокой вероятностью были их яйцами, но строгого доказательства этому до последнего момента не было. Лучше изучено развитие трилобитов на личиночных стадиях. Трилобит проходил через множество линек, начиная от крошечной личинки ранней стадии (протасписа), и постепенно увеличивал число сегментов тела. На первых стадиях личинки плавали среди планктона, а потом у ползающих видов переходили к донному образу жизни.
Окаменевший трилобит Asaphus expansus с брюшной стороны
Судить о способах размножения трилобитов можно было, лишь сопоставляя их с родственниками – другими группами морских членистоногих. Но у них наблюдается большое разнообразие способов размножения. Самый простой случай – размножение с наружным оплодотворением. Самка откладывает яйца, самец выпускает сперматозоиды, которые, двигаясь в течении воды, оплодотворяют кладку. В других случаях сперматозоиды самца упакованы в «пакеты» (сперматофоры), и самец прикрепляет их возле половых отверстий самки. Оплодотворение опять-таки происходит в воде, но его вероятность становится выше. При наружно-внутреннем оплодотворении сперматофор откладывается самцом во внешнюю среду, а затем самка подбирает его своим половым отверстием, так что оплодотворение происходит внутри ее организма. Наконец, у некоторых ракообразных есть и истинное внутреннее оплодотворение. К этим способам нужно прибавить гермафродитизм, партеногенетическое размножение и вариант, при котором крошечные паразитические самцы постоянно живут в организме самки.
В 1998 году палеонтологи Ричард Форти и Найджел Хьюз заметили, что у некоторых экземпляров трилобитов на внутренней поверхности головы имеются утолщения. Обычно полукруглый головной щит трилобитов имеет поднятие в средней части (глабель), окруженное по бокам так называемыми щеками, или либригенами. Вздутия, которые привлекли внимание Форти и Хьюза, находились перед глабелью. По предположению ученых, трилобиты, у которых обнаружились такие вздутия, были самками, а сами вздутия скрывают часть репродуктивной системы. Это могли быть выводковые сумки, где у некоторых членистоногих происходит развитие оплодотворенных яиц и первых стадий личинок. Или же это могли быть органы, в которых находились неоплодотворенные яйца и откуда они потом выбрасывались в воду.
Ричард Форти предположил, что способ размножения трилобитов мог быть схожим с размножением их самых близких сохранившихся до наших дней родственников – мечехвостов (Xiphosura), живущих в морях Юго-Восточной Азии и у атлантического побережья Северной Америки.
Мечехвост Limulus polyphemus
У самок мечехвоста яйца находятся в головном отделе, как раз там, где у трилобитов, исследованных Форти и Хьюзом, оказались загадочные вздутия. Когда наступает пора продолжать род, мечехвосты выползают на берег в полосу прилива, причем самцы едут верхом на самках, уцепившись клешнями за их головной панцирь. Самка вырывает в песке ямку, глубиной до 15 сантиметров. Туда он откладывает хранившиеся в ее голове яйца, а самец выделяет сперматозоиды.
Теперь обнаружено новое подтверждение того, что яйца трилобитов, как и мечехвостов, развивались в головной части тела. Находка была сделана в литостратиграфической формации Лорен (Lorraine Group) ордовикского периода в штате Нью-Йорк, уже давно известной своими трилобитами. Окаменевшие останки, заинтересовавшие ученых, принадлежат виду Triarthrus eatoni, который был описан еще в 1838 году выдающимся американским палеонтологом Джеймсом Холлом, директором Нью-Йоркского музея естественной истории и автором 13-томного труда «Палеонтология штата Нью-Йорк».
Реконструкция трилобита Triarthrus eatoni
Палеонтологи Томас Хегна (Thomas A. Hegna), Маркус Мартин (Markus J. Martin) и Саймон Даррок (Simon A.F. Darroch) обследовали образцы Triarthrus eatoni возрастом около 445 миллионов лет. У двух трилобитов они увидели на нижней поверхности головного щита округлые или эллиптические образования диаметром около 200 микрометров (0,2 мм). Они сохранились благодаря тому, что в процессе окаменения были замещены кристаллами пирита. В одном случае их было три штуки, в другом – девять.
Исследователи рассмотрели различные версии, объясняющие эти мелкие шарики. Это могли быть поселившиеся на теле трилобита другие животные, фекалии самого трилобита, наконец, просто зерна пирита, возникшие не в связи с органами животного. Но ученые полагают наиболее вероятным, что это именно яйца трилобита в том месте, где они располагались при его жизни. Скорее всего, яиц у одной особи было больше, чем обнаружилось на окаменевших останках, но они были утрачены после смерти, в ходе окаменения или позднее под действие геологических процессов. По мнению ученых, для размножения трилобиты выделяли в воду яйца и сперматозоиды через пока еще не обнаруженные отверстия, вероятно, находившиеся в задней части головы.
Томас Хегна и его коллеги исследовали обнаруженные ими яйца при помощи электронного микроскопа и компьютерного томографа. Они отмечают, что размер яиц несколько меньше, чем известные нам самые молодые протасписы этих трилобитов. Поэтому ученые предполагают, что в развитии трилобитов имелись более ранние личиночные стадии, когда у животного еще не было твердого наружного щита. Такие личинки могли просто не сохраниться в палеонтологической летописи.
Работа ученых опубликована журналом Geology
Источник: Максим Руссо polit.ru
