Kodėl amonitai yra išnykę, bet Nautilus nėra? • Aleksandras Мироненко • Populiariosios mokslinės užduotys "elementai" • Biologija, paleontologija

Kodėl amonitai yra išnykę, bet Nautilus nėra?

Užduotis

Šiuolaikinėse jūrose galvakojus su išorine apvalkale vaizduoja tik dvi giminės – tai Nautilus ir retesni ir todėl mažiau žinomi Allonautilus, tiek iš nautilides šeimos. Tačiau prieš 66 milijonus metų, prieš didžiulį kreidos-paleogeno išnykimą, situacija buvo gana skirtinga. Tada jūrose, be "nautiluses", klestėjo ir kiti galvosūkiai su išorine apvalkale, amonitais (žr. 1 pav.). Ammonitai buvo daug įvairiausi ir daugybe nei "nautilus", ir jie vystėsi greičiau. Ammonito kriauklės su išlenktomis pertvaromis dažniausiai buvo daug sudėtingesnės nei nautilid apvalkalai. Tą patį galima pasakyti apie šių gyvūnų kūno struktūrą: amonitų raumenų sistema buvo daug sudėtingesnė negu "nautilus".

Pav. 1. Kairėje – Jurassic ammonite Brightia, dešinėje – šiuolaikinis "nautilus" Allonautilus. Irina Smurova nuotrauka

Tačiau daugybė įvairių, sudėtingai organizuotų amonitų mirė prieš 66 milijonus metų, kai katastrofa sunaikino ne tik žinomus dinozaurai, bet ir daugumą jūrų planktono bei daugelio kitų sausumos ir jūrų faunos bei floros. Kreidinio-paleogeno išnykimo priežastys nėra visiškai aiškios.Egzistuoja įvairios hipotezės: nuo "asteroido žiemos" – temperatūros kritimas ir apšvietimas dėl dulkių debesų, kuriuos sukelia asfalto kritimas į Jukatano pusiasalį, padidėjęs vandenyje esantis vandens rūgštingumas (galbūt dėl ​​to paties asteroido).

Bet kokia tai buvo išnykimas, ammonitai tapo išnykusiais, o senovės ir primityvios "Nautilus" ne tik išgyveno, bet ir gyvena iki šios dienos. Į ką priežastis, kodėl šių galvosūkių likimas skiriasi? Žinoma, kol paleontologams nebebus prieinama mašina, mes negalime pasakyti, kad mes žinome vienintelį teisingą ir galutinį atsakymą į šį klausimą. Tačiau tarp "Nautilus" ir amonitų buvo vienas labai reikšmingas skirtumas, kuris, pasak daugelio ekspertų, galėjo sukelti mirtiną vaidmenį amonoidinio poklasio likime. Į ką ar tai buvo skirtumas?


Užuomina

Išnykimo priežastys ne visada asocijuojasi su sunkumais, suvokiančiais suaugusius gyvūnus, o kartais ankstyvieji individo vystymosi etapai yra silpni ryšiai.


Sprendimas

Esminis skirtumas tarp amonitų ir "nautiluses" yra jų embrioninio lukšto dydis (ta apvalkalo dalis, kuri buvo pastatyta prieš ją palikdama kiaušinį), taigi ir naujagimių dydis.Kadangi kriauklės konstrukcija beveik visada sustoja trumpą laiką po moliusko gimimo (gyvuliui reikia laiko prisitaikyti prie naujos buveinės), embrioninė apvalkalo dalis yra atskirta nuo pastebimo postembriono ribos – vadinama "pirminiu žiupsniu". Dėl to paleontologai gali spręsti išnykusių galvakojų moliuskų embrioninių lukštų dydį. Be to, kai kuriuose galvakojančiuose, įskaitant amonitus, embrioninės dalies apvalkalo struktūra skiriasi nuo postembryonic dalies – tai taip pat padeda paleontologams įvertinti naujagimio dydį.

Šiuolaikinis "nautilus" pasirodo iš kiaušinio, kurio kriaukle yra 2-2,5 cm skersmens. Pagal moliuskų standartus, jie yra labai didelių dydžių naujagimiams. Dėl "Nautilus" iškastinio kriauklių nipelių, mes žinome, kad "Mesozoic nautilides" embrioninių lukštų dydis buvo toks pat kaip dabar, nuo 1,5 iki 2,5 cm (2 pav.).

Pav. 2 Šiuolaikinio "Nautilus" vaisiaus apvalkalai. KairėjeAllonautilus scrobiculatus, viršuje dešinėje jo embrioninis apvalkalas parodytas arti (jo briauna pažymėta rodyklė). Apatinis dešinysis – naujagimio "nautilus", išpjaustyto iš kiaušinio Japonijos akvariume Toboje. Visas jo apvalkalas yra suformuotas kiaušine. Už masto yra žmogaus rankos, dešinėje yra kiaušinių lukšto likučiai

Bet mezozojinis nepilnamečių Amonit apvalkalas gimė su 10-15 kartų mažesnis – diametras vieną arba ne daugiau dviejų milimetrų (3 pav, 4).

Pav. 3 Jurassic Ammonite Shell Brightia sp. amžius apie 165 milijonus metų. Dešinėje embrioninis apvalkalas parodytas arti (jo riba pažymėta rodyklė), embrioninio apvalkalo skersmuo yra apie 1 mm. Irina Smurova nuotrauka

Dėl savo didelio dydžio naujagimiai nautiluses gali gyventi tokiomis pat sąlygomis ir šeriami tą patį maistą kaip ir suaugusieji (žuvų, vėžiagyvių ir daugiausia CARRION). Naujagimis amonitai su jų mažų kriauklių, nepriklausomai nuo gyvenimo tėvais būdu, gyveno paviršinių sluoksnių vandenį, ir buvo, iš tiesų, planktono, ir maisto, jie tarnavo mažytes Planktoninė organizmus.

Pav. 4 Jurassic Ammonite Shell Binatisphinctes sp. amžius apie 165 milijonus metų. Dešinėje embrioninis apvalkalas parodytas arti (jo riba pažymėta rodyklė), embrioninio apvalkalo skersmuo yra apie 1 mm. Irina Smurova nuotrauka

Krizės ir Cretaceous ir paleogeno ruožas, dėl kurio išnyko dinozaurai ir amonitai, pateko į beveik išnykusį kalkakmenio planktoną (žr. "Kas nutiko ammonitams", "Science and Life", 1985, Nr. 6). To priežastis, kaip jau buvo nurodyta problemos pranešime, nėra visiškai aiškios. Yra keletas hipotezių, pradedant nuo "asteroido žiemos" (žr. Kreidos-paleogeno išnykimą); – temperatūros ir apšvietimo sumažėjimas dėl asteroidų kritimo sukeltų dulkių debesų; – vandenyno vandens rūgštingumo padidėjimas (rūgštinimas) (galbūt dėl ​​to paties asteroido )

Vandens rūgštingumo padidėjimas turėjo turėti žalingą poveikį gyvulių auginimui kalcio karbonato lukštais, įskaitant galvakojus. O jei mažiems gyvūnams su santykinai storais lukštais, nedidelis vandens parūgštinimas nebūtų pernelyg pavojingas, tada planktonui ir mažiems naujagimių amoniakams su labai plonomis sienelėmis gali būti mirtinas. Iš tiesų, amonitui jo apvalkalas buvo plūduriuojantis, kuris leido jam likti vandens stulpelyje ir išoriniame skelete, prie kurio pritvirtinti raumenys.Tokios apvalkalo pernelyg plonos ar nepakankamai stiprios sienelės neleistų gyvūnui plaukti ar net kvėpuoti, nes raumenys nebūtų normalus palaikymas.

Žinoma, jūros vandens parūgštinimas prie kreidos ir paleogeno ribos yra tik hipotezė, tačiau šiuo metu planktono išnykimas yra faktas. Bet kokiu atveju, naujagimio amonitai iš tikrųjų buvo susiję su planktonu ir mirė, jei ne iš rūgštėjimo vandens, tada dėl to, kad jų maistas išnyko – tas pats planktonas. Newborn nautiluses yra 10-20 kartų didesnis, jie buvo visiškai nepriklausomi nuo planktono: jie galėtų valgyti tą patį maistą kaip ir jų tėvai. Jų apvalkalai turėjo žymiai storesnes sienas, o vandens parūgštinimas, jei jis įvyko, jiems nebuvo toks pavojingas.

Be to, skirtumų, susijusių su natlulio ir amonitų embrioninių lukštais, dydis labai skiriasi jų populiacijų struktūra. Mažasis embrioninio apvalkalo dydis ir dėl to mažas kiaušinių dydis gali žymiai padidinti vaisingumą. Padidėjęs vaisingumas laikui bėgant "stumia" gyvūnus "viską išmesdamas", kad kuo daugiau palikuonių, net ir jų kūno išeikvojimo išlaidoms.Tai matome šiuolaikinių kalmarų, sepijos ir aštuonkojų pavyzdžiu, kurie taip pat turi miniatiūrinius kiaušinius – paprastai jie kartojasi savo gyvenime, o tada miršta nuo visiško išsekimo. Akivaizdu, kad daugelis (jei ne visi) amonitai taip pat atgaminti taip pat: vyrai mirė iškart po neršto, o moterys nešėjo palikuonių (amonitai greičiausiai turėjo kiaušinių veisimą, žr .: A. Mironenko, M. Rogov, 2015 m.). Pirmasis tiesioginis amonoidinio ovoviviparumo įrodymas), tačiau kiekviena pora paliko šimtus ir tūkstančius palikuonių.

Taigi, amonituose, kaip ir šiuolaikiniuose skruzdžių ar aštuonkojai, gyventojų skaičius labai greitai (per kelerius metus) visiškai atnaujinamas. Tai turėjo savo privalumų: greitas kartų pasikeitimas leidžia jums greitai prisitaikyti prie besikeičiančių sąlygų. Tačiau ilgai trunkančios krizės atveju šis greitas kartų pasikeitimas gali pasirodyti amonitų "Achilso kulnais". Galų gale, jei, pavyzdžiui, per vienus krizinius metus subrandintų amonitų daugėjo, tačiau jų naujagimiai palikdavo mirus, kitais metais naujoji karta subrendo ir daugėjo, tačiau jų palikuonys taip pat mirė, o po metų ar dviejų niekas tęsia lenktynes.

Tačiau "nautiluses" moterys per metus suleidžia tik keletą didelių kiaušinių, o "nautiluses" gyvenimo trukmė yra daugiau nei 20 metų.Taigi, "Nautilus" populiacijoje visada yra jauni žmonės, yra paaugliai, yra ir brandžių žmonių. Ir visada yra tam tikras kiaušinių skaičius (inkubacijos laikas beveik metai). Netgi masinė pasaulinė visų jauniklių mirtis negali pakenkti tokiai gyventojų grupei – bus suaugusieji, kurie galės įdėti naujus kiaušinius, o iš anksčiau nuleistų kiaušinių išaugs nauji nepilnamečiai. Net jei visi naujagimio "nautilus" apklausos praėjo dešimt metų, suaugusieji vis tiek sugebėtų atgaminti, kuris būtų tęsiamas iki krizės pabaigos.

Taigi būtent embrioninių lukštų dydžių skirtumų ir amonitų ir nautilus populiacijų struktūros skirtumų, kurie, atrodo, yra šių galvos moliūgų likimas.


Po žodžio

Ilgos atostogos atsirado dvi skirtingos veisimo strategijos ir reikšmingas embrioninių lukštų dydžio skirtumas galvakojų moliuskuose – dar prieš pasirodžius Nautilida ir poklasio "Ammonoidea" poklasiui. Ankstyvieji galvosūkiai buvo žinomi nuo kambero pabaigos (apie 495 milijonus metų), tačiau mes vis dar nežinome, kokie buvo jų pirmųjų atstovų embrioniniai gaubteliai.Yra žinoma, kad iki kito laikotarpio pradžios ordovicianiai daugumoje galvos moliūgų turėjo didelius embrioninius lukštus, tokius kaip šiuolaikinis natūliulis, todėl manoma, kad ši parinktis buvo visų galvos moliūgų pradžia (5 pav.).

Pav. 5 Pradinė "nautiloido" korpuso dalis "Cameroceras" sp. iš užsakymo Endocerida. Jų embrioninių lukštų ilgis (kurio riba pažymėta rodyklės) viršija 5 cm. Nuotraukos iš straipsnio: Björn Kröger. Žemaitijos Ordoviciano, Dalarnos, Švedijos, moliūgai // European Journal of Taxonomy. 2013. V. 41. P. 1-110

Tačiau, atsižvelgiant į ankstyvojo ordoviko viduryje (maždaug prieš 475 milijonų metų) buvo būrys Orthocerida, kurių atstovai embrioninės lukštai tapo gerokai mažiau ir, svarbiausia, ten buvo protoconch – pradinis pusrutulio kamera, kuri tarnavo kaip naujagimio vėžiagyvių plūdės. Manoma, kad tai leido ortokeridams greitai įsisavinti vandens koloną, o mažas kiaušinių dydis leido padidinti vaisingumą. Iš ortoceridų, atsiradusių laikui bėgant, atsirado ir amonoidai, ir coyoid (dvivverniai), paveldėję mažų savo protėvių embrioninių lukštų dydį (6 pav.).

Pav. 6 Embrioniniai natiloidiniai lukštai Baktritai sp. iš Bactritida įsakymo (jie yra ortokerido palikuonys ir amonioidų tiesioginiai protėviai).Nuotrauka iš straipsnio: Royal Mapes & Alexander Nützel. Vėlyvosios palaeozoikos moliuskų reprodukcija: galvakojų moliuskų elgesys ir gastropodų lervų palaeobiologija // Lethaja. 2009. V. 42. P. 341-356

Iš iškastinių galvakojų moliuskų embrioninės lukštai pritraukia paleontologų dėmesį, nes jie geriau supranta išnykusių galvakojų gyvenimo būdą, jų reprodukcines strategijas ir populiacijų struktūrą. Amonitai, nautilides ir daugelis kitų senovinių galvakojų pasisekė – jų embrioninės dalies apvalkalas yra atskirtas nuo postembryonic, pastebimas žiupsnelis. Bet ne visi galvosūkiai lengvai atskleidžia savo paslaptis. Taigi daugelis Tarocerida palaeozoikos padalinio atstovų neturi matomos ribos tarp embrioninių ir postembrininių apvalkalo dalių. Kodėl tai nėra aišku, bet pasirodo, kad mes negalime išmatuoti šių moliuskų embrioninių lukštų (ir todėl kiaušinių) dydžio.

Kai kurie tyrėjai pasiūlė, kad ši problema būtų išspręsta naudojant plėšrūnų įkandimo ženklus, kurie paprastai yra gerai matomi ant kriauklių. Galų gale, jei moliuskas buvo įkandęs, tai reiškia, kad jis nebepriklauso kiaušiniui, bet aktyviai plaukdavo vandens stulpelyje. Ar tai logiška Taip, bet viskas pasirodė ne taip paprasta. Šiuolaikinės ir mezozojaus Nautiluso (turinčios pirminę apkabą) tyrimas parodė, kad sužeistaVisiškai nesiskiria nuo žaislų, kuriuos sukėlė plėšrūnai, taip pat galima rasti embrioniniame lukštelyje (A. Mironenko, 2016 m., subletiniai sužalojimai ir anomalijos)! Jie atrodo esąs dėl to, kad "Nautilus" kiaušinių apvalkalas yra minkštas, oda, o kai kurie plėšrūnai nusprendžia jį išbandyti ant danties arba didelė žuvis tiesiog paliečia kiaušinį, kai ji praeina, gali pažeisti apvalkalas, kuris susidaro viduje, nors korpusas nebus pertraukta ir jaunasis "nautilus" išliks gyvas. Pasirodo, kad šių nuostolių negalima naudoti kaip potembrinio etapo rodiklį.

Iki šiol mokslininkai neišsprendė ne visus klausimus, susijusius su embrioninių iškastinių galvakojų tyrinėjimu.

Šaltiniai:
1) paleontologijos pagrindai (informacinė knyga TSRS paleontologams ir geologams). Moliuskai – galvakieji moliuskai. I. Nautiloidija, endokeratoidea, aktinoceratoidey, baktritoidey, amonoidai. Ed. ed. Tomai V.E.Ruzhentsev // TSRS mokslų akademijos leidykla. Maskva, 1962.
2) K. N. Nesis. Galvosūkiai: protingas ir greitas // leidinys "Oktopus". Maskva, 2005.
3) Neilas H. Landmanas. Išskirtinai gerai konservuoti amonitai, skirti amonito ankstyvojoje ontogenezėje. Amerikos gamtos istorijos muziejus. 1994. Nr. 3086. 1994 m. Vasario 16 d.
4) Vladimiras Lapikhovskis, Aleksandras I. Arkhipkin. Okeano rūgštingumo įtaka amonitų ir beleminitų planktonui Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie – Abhandlungen. Spalio mėn. V. 266 (1). P. 39-50. DOI: 10.1127 / 0077-7749 / 2012/0268.


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

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