Окаменелость возрастом 520 миллионов лет раскрывает, как головоногие моллюски научились держаться на плаву
Окаменелость возрастом 520 миллионов лет раскрывает ранний этап эволюции механизма плавучести у головоногих моллюсков.
Крошечная трубка, проходящая сквозь раковину, помогала древним головоногим моллюскам регулировать глубину погружения в океане. Как современные, так и вымершие представители этой группы — включая осьминогов, кальмаров, аммонитов, каракатиц и наутилусов — сталкивались с одной и той же задачей: регулированием плавучести, независимо от наличия или отсутствия твердой наружной раковины.
Для управления своим положением в толще воды древние головоногие моллюски использовали такие структуры, как камеры, перегородки (септы), септальные трубки и сифон. Сифон — трубка, проходящая через камеры раковины, — позволял регулировать соотношение воды и газа внутри них. Эта система стала одной из ключевых эволюционных особенностей, отличающих головоногих от других моллюсков, однако из-за пробелов в палеонтологической летописи процесс ее возникновения оставался неясным.
Окаменелость отодвигает время появления головоногих в более раннюю эпоху
Международная группа исследователей идентифицировала древнейшего из известных головоногих моллюсков, обладавших сифоном. Эта окаменелость, найденная в отложениях раннего кембрия на юге Китая, дает представление о времени появления данной группы и о том, как начинала формироваться ее характерная анатомия.
Бин Пань из Нанкинского института геологии и палеонтологии Китайской академии наук работал совместно с исследователями из Китая, Великобритании и США под руководством Цзюньфэн Го из Университета Чанъань. Они описали ранее неизвестный вид *Eoceras shaanxiense*, обнаруженный в геологической формации Шуйцзинто (провинция Шэньси, Южный Китай), возраст которой составляет около 520 миллионов лет.
Крошечные окаменелости заполняют важный пробел
До этого открытия древнейшим общепризнанным представителем головоногих моллюсков считался *Plectronoceras cambria*, обитавший в позднем кембрии. Возраст этой окаменелости примерно на 30 миллионов лет меньше, чем предсказывают оценки, основанные на методе «молекулярных часов» и касающиеся времени обособления линии головоногих в ходе кембрийского взрыва (ранний кембрий).
В связи с этим исследователи занялись поиском более древних свидетельств, обратив особое внимание на многочисленные микрофоссилии, известные как «мелкие раковинные окаменелости» (small shelly fossils). Эти остатки, включающие разнообразных моллюсков и родственные им группы из различных типов животных, широко распространены в отложениях раннего кембрия и представляют собой ценный источник информации о первых головоногих.
Изучив мелкие раковинные окаменелости из свиты Шуйцзинто (Shuijingtuo Formation), исследователи выявили 32 экземпляра вида *E. shaanxiense*. Проведенный анализ показал, что эти окаменелости принадлежали представителю ранних головоногих моллюсков.
Образцы сохранились благодаря различным процессам фосфатизации, в ходе которых фосфатные минералы законсервировали тонкие анатомические детали. Ученые исследовали их методами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и микрокомпьютерной томографии (микро-КТ), что позволило реконструировать внешний облик и внутреннее строение этого 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.
