Hvor mange "ben" har gamle blæksprutter? • Alexander Mironenko • Populære videnskabsopgaver på "Elements" • Paleontologi

Hvor mange “ben” har gamle blæksprutter?

Den berømte tjekkiske paleoillustrator Zdenek Burian (1905-1981), i hvis malerier mere end en generation af mennesker interesseret i paleontologi er vokset, har altid været meget forsigtige med billedet af fossile dyr. Han malede sine malerier, så udseendet af uddøde dyr på dem svarede fuldt ud til de mest moderne videnskabelige data. Dette gælder for de anatomiske detaljer af strukturen af ​​disse dyr, og endda deres farvning. Selvfølgelig, ifølge moderne begreber ser nogle af hans malerier fejl – simpelthen fordi videnskaben i de sidste årtier er gået langt fremme. Nye paleontologiske opdagelser, og endnu vigtigere, er der kommet nye teknologier til at studere både fossile og moderne dyr, og kaster lys på strukturen af ​​uddøde organismer. Zdenek Burian forsøgte sig selv at holde sig ajour med nye opdagelser, og hvis noget tid efter at have skrevet et billede fremkom nye data om dyr, der var malede på det, skabte Burian en ny version af billedet. Før du er bare sådan en sag.

opgave

Disse er fragmenter af to malerier af Zdenek Burian, der skildrer bunden af ​​det siluriske hav.Det venstre billede blev skrevet i 1942 og den rigtige – i 1951. Hovedkaraktererne i disse malerier er blæksprutte bløddyr, der tilhører den nautiloidiske underklasse. Dette valg er ikke utilsigtet – nautiloiderne var de mest almindelige, store og aktive rovdyr i søerne i de ordoviske og siluriske perioder. På forgrunden i begge billeder ser vi de samme nautiloider – dette er en stor Orthoceras med en lige håndvask og ved siden af ​​den Cyrtoceraslidt mindre, med en svagt buet vask. Zigzag mønsteret dækker deres skaller er ikke kunstnerens fantasi, det forekommer nogle gange i de fossile skaller af disse bløddyr.

Men der er forskelle i skildringen af ​​blæksprutter i disse billeder. Til venstre har nautiloid kun otte tentakel, som moderne blæksprutte eller blæksprutte, og til højre meget mere. På hvilken af malerierne svarer udseendet af nautiloid mere til de paleontologers moderne ideer?


Tip 1

I venstre billede har nautiloidet kun 8 tentakler, som i moderne blæksprutter eller blæksprutter, og til højre er der betydeligt mere end i moderne nautilus. Det er antallet af tentakler, der er nøglen til det rigtige svar.


Tip 2

Nautiloids var de første blæksprutter, der optrådte i Jordens hav, og meget lidt er kendt om deres ældste repræsentants struktur. Men heldigvis er alle moderne blæksprutter efterkommere af nogle grupper af nautiloider, og deres undersøgelser kan kaste lys på strukturen af ​​deres fjerne forfædre. Særligt vigtigt er undersøgelsen af ​​den embryonale udvikling af moderne blæksprutter.


beslutning

Zdenek Burian maler altid sine malerier, så de uddøde dyr, der er afbildet på dem, svarer fuldt ud til moderne videnskabelige data. Men i tilfælde af blæksprutte bløddyr var der altid ikke så mange beviser. Som regel forbliver kun skallerne i fossil tilstand fra de ydre crusted cephalopods (nautiloider og ammonoider): de bløde væv forsvinder uden spor. Der er fundet mange aftryk af kroppens fossile blæksprutter, blæksprutte og deres slægtninge uden at have en ydre skal, men der er stadig ingen identificerbar aftryk af nautiloid eller ammonit til rådighed for paleontologer. Tilsyneladende er sagen i opdrift og volumen af ​​skallen: Hvis kroppen af ​​en død blæksprutte meget hurtigt kunne synke ned til bunden og blive begravet under siltlag,så sankede organerne af de ydre skallens bløddyr kun efter oversvømmelsen af ​​deres kammers luftkammer (fragmocone), og på dette tidspunkt havde blødt væv tid til at falde sammen. På en eller anden måde førte fraværet af fundens afprøvninger af nautiloids organer til, at undersøgelsen af ​​deres moderne efterkommere praktisk talt var den eneste kilde til information om strukturen af ​​disse gamle blindefuglers krop.

Nu er det svært at sige, hvorfor kunstneren først skildrede nautiloider med kun otte tentakler, men det er forståeligt, hvorfor han overtegner billedet. I en senere version svarer antallet af nautiloidtentakler til antallet af tentakler af deres nærmeste nærmeste familie – nautilusen, som paleontologer længe har betragtet som "paleontologer" levende fossiler ", næsten uændret siden den tidlige paleozoic (figur 2).

Fig. 2. Så repræsenterede nautiloid i anden halvdel af det tyvende århundrede. Uanset hullets form har de alle hovedet på en moderne nautilus. Illustration fra bogen af ​​T. H. Rich et al., 1997. The Stone Book. Krønike af forhistorisk liv

Nautiluses ser virkelig meget mere primitive ud end alle de andre moderne blæksprutter. Nu er der kun to slags tilbage Nautilus og Allonautilus (Fig.3) begge tilhører ordren Nautilida af underklassen Nautiloidea. Blandt blæksprutte er de de eneste ejere af den ydre skal, som har overlevet til vores dage, mens de i den tidlige paleozoic, herunder den siluriske periode, havde alle blæksprutter en ydre skal (ingen blæksprutte eller blæksprutte med en indre eller reduceret skal, endnu ikke der).

Fig. 3. Moderne Nautilides: Nautilus (til venstre) og Allonautilus. Foto fra washington.edu

Nautilus har en meget enkel hjerne og primitiv (ved første øjekast) øjne uden linser og hornhinde, men i alle andre blæksprutter er linsen veludviklet. I modsætning til de fleste af deres fjerne slægtninge – blæksprutte og blæksprutte, som for deres intellektuelle evner kaldes "primater af havet", skelnes nautilus ikke af efterretning og intelligens. På grund af alle disse primitive, ved første øjekast, funktioner af moderne nautilus, blev de betragtet meget ligner de ældste nautiloider, og de blev igen betragtet som samme nautilus, kun med skaller af en mere forskellig form.

Samtidig er moderne nautiluser radikalt forskellige fra alle andre blæksprutter med antallet af tentakler: nautilus har omkring hundrede, og de andre blæksprutter har 10 eller 8.Og i næsten hele det tyvende århundrede troede paleontologer, at da nautilerne selv så meget primitive, er deres talrige tentakel en primitiv egenskab. Det blev antaget, at alle de ældste blæksprutter også havde omkring hundrede tentakel. Dette afspejles i det andet billede af burian.

Men for nylig er denne antagelse blevet afvist. En detaljeret undersøgelse af udviklingen af ​​nautilusembryoner af japanske biologer og deres sammenligning med embryoner af andre blæksprutte bløddyr viste, at der i starten kun blev lagt ti tentakel i nautilus som alle andre moderne blæksprutter (Sh. Shigeno et al., 2017. Evolution af blæksprutte bløddyrlige kropsdele: Bevis fra Nautilus embryonisk udvikling). Senere under embryogenese knuses disse embryonale tentacles således at den lille nautilus på tidspunktet for fremkomsten af ​​ægget har omkring hundrede tynde tentakler. Men i første omgang er de stadig ti, ligesom resten af ​​blæksprutterne (fig. 4).

Fig. 4. Skematisk repræsentation af nautilusembryoner Nautilus og blæksprutte Idiosepius. Romerske tal røntgenerne af tentakler er angivet. Figur fra artiklen Sh. Shigeno et al., 2008. Evolution af blækspruttehovedkomplekset med bløddyrlegeme: Bevis fra Nautilus embryonale udvikling

Følgelig er de talrige tentakler af nautilus slet ikke det oprindelige tegn på blæksprutte bløddyr, men en evolutionær "opfindelse" af nautilider.Deres forfædre havde engang kun 10 tentakler, ligesom alle andre blæksprutter, der har overlevet til vores dage. Så det første billede, der blev malet af Zdenek Burian i 1942, er ifølge moderne ideer tættere på sandheden end den senere version, som på det tidspunkt syntes at være mere korrekt.


efterskrift

Det er nu blevet klart, at ideer om moderne nautilus som dyr, der er forblevet uændrede siden den tidlige Paleozoic, er fejlagtige, og ikke kun i forhold til antallet af deres tentakler.

Forfatterne af en undersøgelse af nautilus embryoner, hvorunder deres tentakler blev indledt (Sh. Shigeno et al., 2008), stillede spørgsmålstegn ved antikken af ​​de bløddyrlige kropsdele: Bevis fra Nautilus embryonale udvikling af de mest synlige dele af kroppen er nautiliderne – emhætten. Denne kraftige læderagtige dannelse ligger på nudelens hoved, over deres tentakler og øjne, og tjener til at beskytte: I øjeblikket af fare trækker dyret sig i vasken og lukkes med en hætte (figur 5). Overfladen på emhætten er dækket af et kåt lag med mange uregelmæssigheder og stød og beskytter nautilusens bløde væv fra små rovdyr. Hætten, som de talrige tentakler, blev meget ofte afbildet på rekonstruktioner af de gamle nautiloider.Men embryologiske studier har vist, at emhætten er et meget komplekst organ, der dannes af hovedets væv, halsen folder og vigtigst af de to første par af tentakler. Det er faktisk, at hundreder af Nautilus-tentakler dannes ikke fra ti, men fra de seks første rudimenter af tentakler, og fire går til emhætten. Og da resten af ​​moderne blæksprutter har alle ti originale tentakler på plads, har deres forfædre ikke "ofre" en del af tentaklerne til emhætten, og derfor havde de ikke en sådan struktur.

Fig. 5. Biologdiver med to nautiluser: Allonautilus scrobiculatus (til venstre) og Nautilus pompilius. Nautilus, skræmt af en dykker, trak sig ind i skallerne og lukkede deres hætter. Foto © Richard Hamilton fra blog.nature.org/science

En anden slående forskel mellem moderne nautilus er deres meget enkle øjne, som er et åbent kamera uden en linse (figur 6). Sådanne øjne er i stand til at skelne genstande og lys, kan fange bevægelse, men det er ikke muligt at fokusere her. I lang tid blev det antaget, at dette er et eksempel på udviklingen af ​​en "frosset på halvvejs" til dannelsen af ​​fuldvundne øjne. Men nyere genetiske undersøgelser har vist, at deres forfædre skulle have en manglende linse i øjnene af moderne nautilus (seFundet den genetiske årsag til fraværet af linsen i nautilus, "Elements", 06/10/2013). Det vil sige, at nautilusens øjne ikke var oprindelige, som tidligere antaget, og deres struktur blev forenklet under udviklingen af ​​nautiliderne (Nautilida er en løsnelse af nautiloider, som moderne nautiluser tilhører).

Fig. 6. Det moderne Nautilus pompilius. Foto © Ajnj Hans Hillewaert fra species.wikimedia.org

Paleontologer har også tilføjet noget til biologisk forskning. Undersøgelsen af ​​fossilnutiloidets skaller viste, at muskelsystemet af repræsentanter for ordren Nautilida er fundamentalt forskellig fra muskelsystemet af anden nautiloidi. Nautiloid musklerne selv i fossil tilstand er normalt ikke bevaret, men i deres skaller er det muligt at finde områderne vedhæftning af disse muskler og at genoprette fra dem, i det mindste generelt, strukturen af ​​muskelsystemet hos ejerne af disse skaller. Alle medlemmer af Nautilida-detachementet, moderne og uddødte, har to meget store muskelhæmmende områder placeret i stuenes sidedele. Men i intet andet udløb af nautiloider (der er omkring et dusin af dem) findes der ikke sådanne steder til muskelfastgørelse (figur 7). Nogle nautiloider har et helt bælte,der består af flere dusin steder ved fastgørelse af musklerne, andre har to par fastgørelsesområder placeret i stuenes nedre del, men ingen andre har flere sidegrupper.

Fig. 7. Skematisk repræsentation af placeringen af ​​områderne ved fastgørelse af muskler i tværsnittet af nautiloidskallen: q – moderne nautilus Figur fra artikel J. Dzik, 1981. Oprindelse af Cephalopoda

Således er nautiluserne slet ikke et mirakel "frosset i tid" udlændinge fra den fjerne fortid, men dyr, der har gennemgået mange ændringer for at leve til denne dag. Sandsynligvis er de fleste af disse innovationer relateret til tilpasning til nærbundet livsstil på relativt store dybder (nautiluserne foretrækker at leve i en dybde på 150-350 meter, men de kan også gå ned 600 meter). På en sådan dybde er ikke meget lys, og mange tentakler til at blande bunden er mere nyttigt end godt syn.


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

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