Оливия Грезова,
ученица 5 класса НОЧУ СОШ «ИНТЕЛЛЕКТ» г. Москвы, победитель X конкурса «Богатство недр моей страны»
Мой исследовательский проект родился из шутки палеонтолога, сотрудника Дарвинского музея Ярослава Попова. Он использовал ее в одной из своих лекций, посвященных кембрийскому периоду, где рассказывал о трилобитах и их удивительном строении. О том, что на их ножках находились жабры, и если они будут носить носки, то попросту задохнутся. Благодаря этой шутке мне захотелось как можно больше и подробнее узнать о трилобитах и их особенностях.
Трилобиты – это морские членистоногие, которые играли важнейшую роль в экосистеме и вымерли много миллионов лет назад.
Первые трилобиты появились в кембрийском периоде (542-485 млн лет назад). И самое большое их разнообразие было на протяжении именно этого периода и следовавшего за ним ордовика (485-444 млн лет назад). В последующие периоды трилобиты постепенно уменьшались в размерах, вымирали и окончательно исчезли в конце пермского периода (приблизительно 252 млн лет назад).
Из-за их популярности и разнообразия всю палеозойскую эру даже называют эрой трилобитов.
В интернете много информации об этих удивительных членистоногих, но больше всего знаний мне дала книга Ричарда Форти «Трилобиты. Свидетели эволюции». Именно из нее я узнала о том, что в 1830-1875-х гг. с описанием сначала десятков, а затем и сотен трилобитов стало очевидно разнообразие их форм, а вместе с этим и огромные пробелы в знаниях о самих животных. Все найденные окаменелости по сути состояли только из панцирей, которые не давали много информации. Исследователи предполагали, что у трилобитов должны быть членистые конечности, но не находили и намека на них. Некоторые из ранних исследователей попросту додумывали ноги (рис. 1).
Рис. 1. Придуманный трилобит из работы Шротера (1774) – первое изображение его ножек. У этого животного совмещены две головы – передняя развернута задом наперед, задняя (в середине вместо туловища) развернута в правильную сторону, хвост, возможно, тоже приделан задом наперед, и это животное снабжено совершенно фантастическими ножками. Из книги Р. Форти «Трилобиты. Свидетели эволюции»
В 1876 г. палеонтолог по имени Чарльз Уолкотт впервые приблизился к разгадке членистых ножек. После сложнейшей расшлифовки серии срезов трилобита Ceraurus pleurexanthemus, обнаруженного в кембрийских сланцах Бёрджесс в Британской Колумбии, он смог описать его членистые конечности. В своей статье «Предварительное сообщение об обнаружении следов плавательных и жаберных конечностей трилобитов» («Preliminary notice of the discovery of the remains of the natatory and branchial appendages of trilobites») Уолкотт отметил один важный факт, не опровергнутый и по сей день. На каждом сегменте имелась пара конечностей, более или менее одинаковых по всей длине трилобита. Они свисали под брюшком, в котором размещались внутренности. Ножки со всеми своими придатками функционировали под телом животного, защищенные сверху и прикрытые с боков покатыми плевральными частями. Ближе к середине располагались членистые ножки, типичные для всех членистоногих – от жуков до тарантулов, скорпионов или многоножек. Так определилось биологическое родство трилобитов (рис. 2).
Рис. 2. Первая, наскоро выполненная попытка Чарльза Дулитла Уолкотта изобразить конечности трилобита Ceraurus, в ее основе – серия последовательных пришлифовок образцов
Спустя почти сто лет ученый Гарри Уиттингтон предложил молодому исследователю Джону Алмонду отпрепарировать пиритизированные конечности новым на тот момент воздушно-абразивным методом, и благодаря этому им удалось рассмотреть структуру членистых придатков – они даже разглядели щетинки на кончиках «ступней» трилобитов. Гипотеза Уолкотта о дыхательных конечностях была подтверждена фактически Уиттингтоном и Алмондом.
Рис. 3. Современная реконструкция ветвистой конечности Triarthnis (по Н. B.Whittington, J. Almond)
Несмотря на все исследования и статьи, до сих пор оставались некоторые споры об интерпретации мягких тканей трилобитов, например о том, была ли верхняя ветвь самых ранних «двояковыпуклых» конечностей респираторной или нет.
31 марта 2021 г. на сайте https://www.science.org вышла статья «Ветвь верхней конечности трилобита – хорошо развитая жабра» («The trilobite upper limb branch is a welldeveloped gill»), в которой специалисты Джин-Бо Хоу, Найджел К. Хьюз и Мелани Дж. Хопкинс, проведя исследования, обработав вычисленные микротомографические данные, сделав трехмерные реконструкции, доказали, что верхняя ветвь в конечностях трилобитов в основном выполняла дыхательную функцию.
Было исследовано около 150 экземпляров трилобитов T. eatoni, а небольшие, хорошо сохранившиеся экземпляры были отобраны для сканирования с помощью сканирующего электронного микроскопа (ESEM) и микрокомпьютерной томографии (μCT). Трилобиты O. serratus (около 100 экз.) взяты из сланцевой биоты Бёрджесса среднего кембрия формации Сланцы Бёрджесс Британской Колумбии, Канада.
«Применяя различные технологии визуализации, мы можем сообщить, что структурные детали ветви верхних конечностей обоих видов трилобитов указывают на их дыхательную функцию, а также влияют на эволюцию конечностей членистоногих».
Рис. 4. Боковая часть Triarthrus eatoni, ордовикский период (445 миллионов лет), место находки Lorraine Shale Oneida Co., New York. Фотография довольно хорошо показывает двуветвистые конечности трилобитов: плавательные придатки с жабрами (называемые экзитом или экзоподом) и ходильные ноги (известные как телепод или эндопод). На эндоподиях этих двуветвистых конечностях также видны несколько маленьких «когтей» и несколько хищных шипов
Вот таким образом, прочитав невероятную книгу Форти и различные статьи о трилобитах, я нашла ответ на вопрос: «Почему трилобитам нельзя носить носки?» и узнала много нового о среде обитания и эволюции этих невероятных животных на протяжении всей палеозойской эры.
Осенью сбылась мечта – я побывала на Путиловском карьере Ленинградской области, где нам удалось найти своих трилобитов. Да, без ножек, которые здесь не сохраняются, да и не всегда это были именно окаменелости тел трилобитов. Дело в том, что, как и у всех членистоногих, у трилобитов внешний скелет хитиновый, их рост происходил во время линьки. И большая часть найденных ископаемых трилобитов на самом деле ими не являются – это лишь окаменелые оболочки их сброшенных панцирей. Как правило, у таких экземпляров отсутствуют глаза, присутствуют сломанные участки, и найденные трилобиты находятся в «развернутом» виде. В опасных ситуациях трилобиты сворачивались клубком, как это делают современные мокрицы, защищая свое брюшко. Поэтому, если обнаруживается ископаемый трилобит в свернутом виде, можно быть уверенным – это именно трилобит, а не его сброшенный при линьке панцирь. В Москву мы везли три сумки с различными окаменелостями, и это была большая удача.
Пока велась работа над проектом, нам с моим педагогом по окружающему миру Лугининой Викторией Олеговной пришла идея сделать в школе выставку окаменелостей, чтобы заинтересовать учеников нашей школы палеонтологией и рассказывать о древнейшем мире на реальных примерах. К тому времени я уже занималась в палеокружке и ездила на палеовыезды – дома собралась целая коллекция окаменелостей, в основном каменноугольного и юрского периодов (рис. 5, 6, 7).
Рис. 6. Плита с брахиоподами. Михайлов, Рязанская область
Так в витрине оказались фрагменты морского дна с мшанками и члениками морских лилий, брахиоподы, кораллы ругозы, иглы и пластинки морских ежей, губки хететес, ростры белемнитов, аммониты и двустворки юрского периода… В эту же коллекцию вошли трилобиты из нашей поездки в Путилово, а также подаренные нам впоследствии образцы трилобитов из Ленинградской области. Подготовлены фотоматериалы с выездов и информационные плакаты с геохронологическими таблицами. Куплены и размещены книги по палеонтологии для всех возрастов, чтобы ученики могли их читать на переменах около нашей витрины (рис. 8).
Рис. 8. Школьная выставка «Палеонтологическая коллекция отпечатков и окаменелостей европейской территории России» в НОЧУ СОШ «Интеллект»
Мой исследовательский проект, представленный на конкурсе «Богатство недр моей страны 2022», посвящен исследованию трилобитов начиная с момента их открытия в 1698 году и заканчивая новейшими данными об их строении, полученными в 2021 году. Рассказывала я и о нашей школьной палеонтологической выставке как о действительно важном результате моего проекта. В конкурсе «Богатство недр моей страны» я участвовала впервые. Там было много невероятных исследовательских работ, подготовленных конкурсантами, из которых я узнала много нового. Защищать свою работу, отвечать на вопросы экспертного жюри было ответственно и интересно, как и общаться с другими участниками конкурса, и даже иногда немножечко спорить (но ведь не зря говорят, что в споре рождается истина!). А какую нам провели экскурсию по экспозиции Государственного геологического музея им. В.И. Вернадского РАН! От всего сердца благодарю организаторов за этот бесценный опыт!
Защита исследовательского проекта в финале конкурса «Богатство недр моей страны 2022»
Список литературы
1. Ричард Форти. Трилобиты Свидетели эволюции. 4 издание. Изд. Альпина нон-фикшн, 2021.
2. Шмаков А.С., Кулагина Л.В., Верлатова А.А., Дадыкин И.А. Ископаемые Московского региона. Атлас-определитель. Изд. Фитон XXI, 2021 г.
3. Энциклопедия в 7 томах «Жизнь животных». Т. 3 «Членистоногие». Издание 2-е, переработанное. Изд. «Просвещение», 1984 г.
4. «The trilobite upper limb branch is a well-developed gill», 31 Mar 2021 https:// www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abe7377.
5. Лекции курса «Палеонтология» палеонтологического сообщества Paleo Hunters.
6. Трилобиты (Trilobita) https://kristallov.net/klass_trilobityi.html.
7. Как найти трилобита? https://masterok.livejournal.com/1770617.html.
8. Trilobite https://en.wikipedia.org/wiki/Trilobite#Exoskeleton.
