Неожиданное открытие, произошедшее 500 миллионов лет назад, заставляет ученых переосмыслить эволюцию пауков
Крошечный коготь в окаменелости возрастом 500 миллионов лет переписал историю происхождения пауков.
После целого дня преподавания Руди Лерози-Обрил приступил к задаче, которая оказалась для него особенно приятной: подготовке окаменелости кембрийского членистоногого к изучению. Тщательно очищая образец, он сначала выглядел типичным для своего возраста. Но одна деталь быстро бросилась в глаза. Там, где должна была быть антенна, он увидел нечто неожиданное. Это выглядело как коготь.
«Когти никогда не располагаются в этом месте у кембрийских членистоногих, — сказал Лерози-Обрил, — мне потребовалось несколько минут, чтобы понять очевидное: я только что обнаружил самую древнюю из когда-либо найденных хелицер».
Обнаружен самый древний из известных хелицерат
В исследовании, опубликованном сегодня (1 апреля) в журнале Nature, Лерози-Обрил и доцент Хавьер Ортега-Эрнандес, куратор палеонтологии беспозвоночных в Музее сравнительной зоологии — оба из Департамента организменной и эволюционной биологии Гарвардского университета — описывают Megachelicerax cousteaui, морского хищника, жившего около 500 миллионов лет назад на территории современной Западной пустыни штата Юта. Эта окаменелость представляет собой самого раннего из известных представителей хелицерат, крупной группы членистоногих, в которую входят пауки, скорпионы, мечехвосты и морские пауки. Находка отодвигает происхождение этой группы примерно на 20 миллионов лет назад.
«Эта окаменелость документирует кембрийское происхождение хелицерат, — отметила Лерози-Обрил, — и показывает, что анатомический план пауков и мечехвостов начал формироваться уже 500 миллионов лет назад».
Детальный анализ анатомии
Для раскрытия структуры окаменелости потребовалось терпение. Лерози-Обрил потратила более 50 часов, работая под микроскопом, используя тонкую иглу для изучения её особенностей. Длина животного составляла чуть более 8 сантиметров, и у него сохранился дорсальный экзоскелет с головным щитом и девятью сегментами тела. Эти области имели разные типы конечностей. Головной щит нес шесть пар конечностей, приспособленных для питания и восприятия, в то время как нижняя сторона тела имела пластинчатые дыхательные структуры, похожие на книжные жабры, наблюдаемые у современных мечехвостов.
Наиболее поразительной особенностью являются его четко выраженные хелицеры. Эти клещевидные конечности определяют хелицеровых и отличают их от насекомых. У насекомых усики расположены на передней части тела, в то время как хелицеровые используют хватательные инструменты, которые часто ядовиты. Несмотря на обилие кембрийских окаменелостей, ученые до сих пор не находили четкого примера хелицеры того времени.
Заполнение важного пробела в эволюции
До этого открытия самые древние известные хелицераты были обнаружены в раннеордовикской биоте Фезуата в Марокко, датируемой примерно 480 миллионами лет назад. Находка M. cousteaui, датируемой на 20 миллионов лет раньше, помещает его в основание древа семейства хелицерат. Он служит переходной формой, связывающей более ранних кембрийских членистоногих, у которых, по-видимому, отсутствуют хелицеры, с более поздними видами, похожими на мечехвостов, известными как синзифосурины.
«Megachelicerax показывает, что хелицеры и разделение тела на две функционально специализированные области развились до того, как головные конечности утратили свои внешние ветви и стали похожи на ноги современных пауков, — объяснил Ортега-Эрнандес, — это примиряет несколько конкурирующих гипотез; в некотором смысле, все были частично правы».
Окаменелость отражает важный этап в развитии плана строения тела хелицерат. Это указывает на то, что ключевые особенности уже сформировались вскоре после кембрийского взрыва, периода быстрых эволюционных изменений.
«Это говорит нам о том, что к середине кембрия, когда темпы эволюции были невероятно высокими, океаны уже были населены членистоногими с анатомической сложностью, сопоставимой с современными формами», — добавил Ортега-Эрнандес.
