Окаменелость возрастом 520 миллионов лет раскрывает тайну того, как головоногие моллюски научились плавать
Окаменелость возрастом 520 миллионов лет раскрывает ранний этап эволюции плавучести головоногих моллюсков.
Крошечная трубка, проходящая через раковину, помогала ранним головоногим контролировать, поднимаются они или опускаются в океане. Живые и вымершие представители этой группы, включая осьминогов, кальмаров, аммонитов, каракатиц и наутилусов, сталкивались с одной и той же проблемой регулирования плавучести, независимо от наличия или отсутствия твердой внешней раковины.
Древние раковинные головоногие моллюски полагались на структуры, включающие камеры, перегородки, перегородочные шейки и сифон, для управления своим положением в воде. Сифон, трубка, проходящая через камеры раковины, мог регулировать баланс воды и газа внутри них. Эта система стала одной из определяющих эволюционных особенностей, отличающих головоногих моллюсков от других моллюсков, но пробелы в палеонтологической летописи скрывают, как она впервые развилась.
Ископаемое указывает на более раннее происхождение головоногих моллюсков
Международная группа исследователей идентифицировала древнейшего из известных головоногих моллюсков, снабженных сифоном. Ископаемое было найдено в раннекембрийских породах Южного Китая и предоставляет доказательства того, когда эта группа возникла и как начала развиваться ее характерная анатомия.
Бин Пан из Нанкинского института геологии и палеонтологии Китайской академии наук работал с исследователями из Китая, Великобритании и США под руководством Цзюньфэна Го из Чанъаньского университета. Они описали ранее неизвестный вид, названный Eoceras shaanxiense, обнаруженный в формации Шуйцзинтуо возрастом около 520 миллионов лет в Южном Китае.
Крошечные окаменелости заполняют важный пробел.
До этого открытия самым ранним широко признанным головоногим моллюском был Plectronoceras cambria, живший в конце кембрия. Эта окаменелость примерно на 30 миллионов лет моложе оценок молекулярных часов, относящихся к дивергенции линии головоногих моллюсков во время кембрийского взрыва (ранний кембрий).
Поэтому исследователи искали более древние свидетельства, особенно среди многочисленных микроокаменелостей, называемых «мелкими раковинными окаменелостями». Эти окаменелости, включающие разнообразных моллюсков и родственные группы из нескольких типов, широко распространены в раннекембрийских породах и представляют собой многообещающую летопись первых головоногих моллюсков.
Сосредоточившись на мелких раковинных окаменелостях из формации Шуйцзинтуо, исследователи идентифицировали 32 экземпляра E. shaanxiense. Их анализ показал, что окаменелости принадлежали раннему головоногому моллюску.
Образцы были сохранены благодаря нескольким формам фосфатизации, при которых фосфатные минералы сохранили тонкие анатомические детали. Исследователи изучили их с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и микрокомпьютерной томографии (микро-КТ), что позволило им реконструировать внешнюю форму и внутренние структуры вида.
Эоцерас имел размеры всего в несколько миллиметров и ортокоронную, или прямую конусообразную, раковину. У него также было наклонное отверстие, несколько внутренних перегородок и сегментированная трубка, расположенная вдоль нижней стороны раковины. По-видимому, эта трубка соединялась через перегородки мелкими каналами.
Сравнение с типичными головоногими моллюсками, обладающими сифонами, показало, что сегментированная трубка у эоцераса сама по себе являлась сифоном. Это делает ископаемые находки самыми ранними известными головоногими моллюсками с такой плавучей структурой. Исследователи интерпретируют эоцераса как промежуточную форму между более древними животными с камерными раковинами и более поздними головоногими моллюсками с более сложными системами плавучести.
Плавучесть развивалась поэтапно.
Анатомия позволила исследователям предложить общую последовательность ранней эволюции головоногих моллюсков. Линия, возможно, началась с животных, обладавших прямыми раковинами, разделенными множеством перегородок. Затем внутри раковины развился герметичный сегментированный сифон. Позднее у головоногих моллюсков развился более полный сифон, содержащий перегородки и соединительные кольца.
Поскольку его система плавучести была ещё простой и примитивной, Эоцерас, вероятно, большую часть своей жизни проводил у морского дна. Однако окаменелость не сохранила некоторых особенностей, характерных для более поздних головоногих, и анатомия его мягкого тела остаётся неизвестной. Для уточнения самых ранних этапов эволюции головоногих и объяснения того, как возникли их характерные структуры раковин, потребуется больше кембрийских окаменелостей.
