Koľko "noh" malo staré cefalopódy? • Alexander Mironenko • Populárne vedecké úlohy na "prvkoch" • Paleontológia

Koľko „noh“ malo staré cefalopódy?

Známy český paleoillustrator Zdeněk Burian (1905-1981), v ktorého obrazoch sa rozrástla viac ako jedna generácia ľudí, ktorí sa zaujímajú o paleontológiu, bol vždy veľmi opatrný na obraz fosílnych zvierat. Maloval svoje obrazy tak, aby vzhľad vyhynutých zvierat na nich úplne zodpovedal najnovším vedeckým údajom. To sa vzťahovalo na anatomické detaily štruktúry týchto zvierat a dokonca ich sfarbenie. Samozrejme, podľa moderných konceptov niektoré jeho obrazy vyzerajú nesprávne – jednoducho preto, že v posledných desaťročiach sa vedela ďaleko dopredu. Boli objavené nové paleontologické nálezy, a čo je ešte dôležitejšie, objavili sa nové technológie štúdia fosílnych i moderných zvierat, ktoré osvetľujú štruktúru dlho zaniknutých organizmov. Zdeněk Burian sám sa snažil držať krok s novými objavmi a ak sa nejaký čas po napísaní obrazu objavili nové údaje o zvieratách nakreslených na ňom, Burian vytvoril novú verziu obrazu. Predtým, ako je to taký prípad.

úloha

Jedná sa o fragmenty dvoch obrazov Zdenka Buriana zobrazujúce dno Silurského mora.Ľavý obrázok bol napísaný v roku 1942 a ten správny – v roku 1951. Hlavnými znakmi týchto obrazov sú hlavonožce patriace do podtriedy nautiloidov. Táto voľba nie je náhodná – nautiloidy boli najrozšírenejšími, najrozšírenejšími a aktívnejšími predátormi v moriach Ordovikovcov a silúriov. V popredí v oboch obrázkoch vidíme to isté nautiloides – to je dôležité Orthoceras s rovným drezom a vedľa neho Cyrtoceraso niečo menšie, s mierne zakriveným umývadlom. Cikcak vzor, ​​ktorý pokrýva ich škrupiny, nie je fantázia umelca, niekedy pretrváva v fosílnych škrupinách týchto mäkkýšov.

Existujú však rozdiely v zobrazovaní hlavonožcov na týchto obrázkoch. Na ľavej strane má nautiloid iba osem chápadiel, ako sú moderné chobotnice alebo chobotnice a na pravej strane oveľa viac. Na čo obrazov, vzhľad nautiloidu viac zodpovedá moderným myšlienkam paleontológov?


Tip 1

Na ľavej snímke má nautiloid iba 8 chápadiel, ako v moderných chobotniciach alebo chobotnice a na pravej strane je podstatne viac ako v modernom nautilus. Je to počet chápadiel, ktoré sú kľúčom k správnej odpovedi.


Tip 2

Nautiloidy boli prvé hlavonožce, ktoré sa objavili v moriach Zeme a veľmi málo je známe o štruktúre ich najstarších predstaviteľov. Ale našťastie všetci moderní cefalopódy sú potomkami niektorých skupín nautiloidov a ich štúdium môže osvetliť štruktúru ich vzdialených predkov. Zvlášť dôležité je štúdium embryonálneho vývoja moderných hlavonožcov.


rozhodnutie

Zdeněk Burian vždy maloval svoje obrazy tak, aby vyrezané zvieratá, ktoré sú na nich zobrazené, úplne zodpovedali moderným (v tej dobe) vedeckých údajoch. Ale v prípade hlavonosných mäkkýšov nebolo vždy veľa dôkazov. Spravidla len vonkajšie mušle zostávajú vo fosílnom stave z vonkajších kruhovitých hlavonožcov (nautiloidov a ammonoidov): mäkké tkanivá zmiznú bez stopy. Boli nájdené mnohé výtlačky tiel fosílií, chobotnice a ich príbuzní bez vonkajšieho plášťa, ale pre paleontológov stále nie je k dispozícii identifikovateľný odtlačok nautilógie alebo amonitu. Zdá sa, že záležitosť je vo vztlaku a objeme škrupiny: ak by telo mŕtveho kalmára mohlo veľmi rýchlo klesnúť na dno a byť pochované pod vrstvami tresky,potom sa telo mäkkýšov vonkajšieho plášťa potopila až po zaplavení vzduchovej komory (fragmokon) ich plášťa a vtedy mäkké tkanivá mali čas na zrútenie. Mimochodom, nedostatok nálezov vytlačí Nautiloidea orgány viedli k tomu, že prakticky jediným zdrojom informácií o štruktúre tela týchto starých hlavonožcov mal študovať ich modernej potomkov.

Teraz je ťažké povedať, prečo umelec prvý maľoval Nautiloidea iba osem chápadiel, ale je jasné, prečo sa překleslil obrázok: o vyššom počte chápadiel Nautiloidea zodpovedá počtu chápadlá v ich životných najbližší príbuzný – Nautilus, ktorý paleontológovia boli dlho považované za " žijúce fosílie ", prakticky nezmenené od raného paleozoika (obrázok 2).

Obr. 2. Tak reprezentovaný nautiloid v druhej polovici dvadsiateho storočia. Bez ohľadu na tvar škrupiny majú všetci hlavu moderného nautilusu. Ilustrácia z knihy T. H. Rich a kol., 1997. The Stone Book. Kronika prehistorického života

Nautilusy naozaj vyzerajú oveľa primitívnejšie ako všetky ostatné moderné hlavonožce. Teraz zostali iba dva druhy Nautilus a Allonautilus (Obr.3) obe patria k radu Nautilida podtriedy Nautiloidea. Medzi hlavonožcami sú jediní majitelia vonkajšieho plášťa, ktorí prežili až do dnešných dní, zatiaľ čo v raných paleozoických obdobiach, vrátane Silurského obdobia, všetky hlavonožce mali vonkajšiu škrupinu (bez chobotnice alebo chobotnice s vnútornou alebo zníženou škrupinou, ktorá ešte nebola tu).

Obr. 3. Moderné Nautilidy: Nautilus (vľavo) a Allonautilus, Fotografie z washington.edu

Nautilus má veľmi jednoduchý mozog a primitívne (na prvý pohľad) oči bez šošovky a rohovky, aj keď vo všetkých ostatných hlavonožcoch je šošovka dobre vyvinutá. Na rozdiel od väčšiny svojich vzdialených príbuzných – chobotnice a sépie, ktoré sa pre svoje intelektuálne schopnosti nazývajú "primáty mora", sa nautilus nerozlišuje inteligenciou a inteligenciou. Kvôli všetkým týmto primitívnym, na prvý pohľad rysom moderného nautilusu, boli považované za veľmi podobné starým nautilógom a tie boli zase považované za rovnaké nautilus, iba s mušlemi rôznejšej formy.

Súčasne sa moderné nautilusy radikálne líšia od všetkých ostatných hlavonožcov počtom chápadiel: nautilus má asi sto a ostatné hlavonožce majú 10 alebo 8.A takmer celé dvadsiate storočie paleontológovia verili, že vzhľadom na to, že samotné nautilusy vyzerali veľmi primitívne, ich početné chápadlá sú primitívnym atribútom. To znamená, že sa predpokladalo, že všetky najstaršie cefalopody mali asi sto chápadiel. To sa odráža v druhom obrázku Buriana.

Ale tento predpoklad bol nedávno vyvrátený. Podrobné štúdie vývoja embryí nautilus zo strany japonských biológov a ich porovnanie s embryami iných mäkkýšov hlavonožcov ukázali, že na začiatku bolo nautilus uložených iba desať chápadiel, rovnako ako všetky ostatné moderné hlavonožce (Shigeno a kol., 2017. Vývoj hlavonožcov časti častí mäkkýšov: dôkazy z Nautilus embryonálny vývoj). Neskôr, počas embryogenézy, sú tieto embryonálne chápadlá rozdrvené tak, že v čase objavenia sa z vajíčka má malý nautilus asi sto tenkých chápadiel. Ale na začiatku je ich desať, rovnako ako zvyšok hlavonožcov (obrázok 4).

Obr. 4. Schematické znázornenie embryí nautilus Nautilus a sépie Idiosepius. Rímske číslice sú znázornené základy chápadiel. Obrázok z článku Sh. Shigeno a kol., 2008. Evolúcia komplexu hlavonožcov hlavou častí mäkkýšov: Nautilus embryonálny vývoj

V dôsledku toho početné chápadlá nautilusu nie sú vôbec pôvodným znakom hlavonožcov, ale evolučný "vynález" nautilidov.Ich predkovia mali kedysi len 10 chápadiel, rovnako ako všetky ostatné hlavonožce, ktoré prežili až do našich dní. Takže prvý obraz, ktorý podľa moderných myšlienok namaloval Zdeněk Burian v roku 1942, je bližšie k pravde, než jeho neskoršia verzia, ktorá sa vtedy javila ako pravdivšia.


Doslov

Teraz sa ukázalo, že predstavy o modernom nautilus ako zvieratách, ktoré zostali nezmenené od raného paleozoika, sú chybné a nielen vo vzťahu k počtu ich chápadiel.

Autori štúdie o embryách nautilusu, počas ktorých vznikol počiatočný počet ich chápadiel (Shigeno et al., 2008), spochybnili antickú časť častíc mäkkýšov: Dôkazy z embryonálneho vývoja Nautilus z najviditeľnejších častí tela sú nautilidy – kapucňa. Táto silná kožovitá formácia je na hlave nautilusu, nad chápadlami a očami a slúži na ochranu: v okamihu nebezpečenstva sa zviera zasunie do umývadla a zavrie sa kapotou (obrázok 5). Povrch krytu je pokrytý hornou vrstvou s mnohými nepravidelnosťami a hrboľami a chráni mäkké tkanivá nautilus pred malými predátormi. Kapota, podobne ako početné chápadlá, bola veľmi často znázornená na rekonštrukciách starých námorníkov.Ale embryologické štúdie ukázali, že kapuca je veľmi zložitý orgán, ktorý sa tvorí z tkanív hlavy, záhybov krku a hlavne z dvoch počiatočných párov chápadiel. To znamená, že stovky náprstníkov Nautilus sa tvoria nie z desiatich, ale zo šiestich pôvodných základov chápadiel a štyri sa dostanú do kapucne. A keďže zvyšok moderných hlavonožcov má všetkých desať originálnych chápadiel na svojom mieste, potom ich predkovia "nepustili" časť chápadiel do kapucne a v dôsledku toho nemali takú štruktúru.

Obr. 5. Biológ – potápač s dvomi výletmi: Allonautilus scrobiculatus (vľavo) a Nautilus pompilius, Nautilus, vystrašený potápačom, sa sťahoval do škrupín a zavrel svoje kapucne. Foto © Richard Hamilton z blog.nature.org/science

Ďalším pozoruhodným rozdielom medzi moderným nautilusom sú ich veľmi jednoduché oči, ktoré sú otvorenou kamerou bez objektívu (obrázok 6). Takéto oči sú schopné rozlíšiť predmety a svetlo, môžu zachytiť pohyb, ale tu nie je možné zamerať sa. Dlho sa predpokladalo, že ide o príklad vývoja "zmrazeného na polceste" až po vytvorenie plnohodnotných očí. Ale nedávne genetické štúdie ukázali, že ich predkovia by mali chýbať šošovky v očiach moderného nautilusu (viďZistila genetickú príčinu absencie šošovky v nautilus, "Elements", 06/10/2013). To znamená, že oči nautilusu neboli pôvodne pôvodne, ako sa predtým domnievalo a ich štruktúra bola zjednodušená počas vývoja nautilidov (Nautilida je oddelením nautiloidov, ku ktorým patria moderné náuily).

Obr. 6. Oko moderného Nautilus pompilius, Foto © Ajnj Hans Hillewaert z species.wikimedia.org

Paleontológovia tiež pridali niečo k biologickému výskumu. Štúdium mušlí z fosílnych nautilógií ukázalo, že svalový systém zástupcov Nautilidy je zásadne odlišný od svalového systému iných nautilógií. Nautiloidné svaly vo fosílnom stave sa zvyčajne nedržia, ale v ich škrupinách je možné nájsť oblasti pripevnenia týchto svalov a obnoviť z nich, aspoň všeobecne, štruktúru svalového systému majiteľov týchto škrupín. Všetci členovia oddelenia Nautilida, moderný a vyhynutý, majú dve veľmi veľké miesta na pripevnenie svalov umiestnené v bočných častiach žijúcej komory. Ale v žiadnom ďalšom oddelení nautiloidov (existuje asi tucet) nie sú také miesta na pripevnenie svalov (obrázok 7). Niektoré nautiloidy majú celý pás,pozostáva z niekoľkých desiatok miest pripojenia svalov, iní majú dva páry pripevňovacích oblastí umiestnených v spodnej časti žijúcej komory, ale nikto iný nemá viac bočných oblastí.

Obr. 7. Schematické znázornenie polohy oblastí pripevnenia svalov v priereze nautilloidnej škrupiny: q – moderný nautilus. Obrázok z článku J. Dzik, 1981. Pôvod Cephalopoda

Takže nautiluses nie sú vôbec zázrak "zmrazené v čase" cudzincov zo vzdialenej minulosti, ale zvieratá, ktoré prešli mnohými zmenami, aby mohli žiť až dodnes. Pravdepodobne väčšina týchto inovácií súvisí s prispôsobením sa životnému štýlu v relatívne veľkej hĺbke (nautilusi preferujú žiť v hĺbke 150-350 metrov, ale môžu tiež klesnúť o 600 metrov). V takej hĺbke nie je príliš ľahké a veľa chápadiel na prehnutie dna je užitočnejšie ako dobré videnie.


Like this post? Please share to your friends:
Pridaj komentár

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: