22 февраля 2020, суббота, 04:56
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Скорпионы выходят на сушу

Parioscorpio venator
Parioscorpio venator
Andrew Wendruff

Исследуя окаменевшие останки древнего скорпиона возрастом 437 миллионов лет, палеонтологи обнаружили у него следы дыхательной системы, приспособленной к жизни на суше. Если их выводы верны, скорпион становится древнейшим животным, перешедшим от жизни в воде к жизни на поверхности земли.

Находки, ставшие предметом исследования, были сделаны еще в 1980-х годах вблизи города Ваукеша в штате Висконсин, в геологической формации Брендон-Бридж, относящейся к лландоверийскому отделу силурского периода. В течение тридцати с лишним лет два найденных экземпляра хранились в запасниках геологического музея Висконсинского университета и не были изучены. «Мы даже не знали, что у нас есть древние скорпионы», — признает один из авторов исследования Эндрю Вендраф (Andrew J. Wendruff), палеонтолог из Университета Оттербейна. Лишь в 2016 году Вендраф и его коллеги, приступив к разбору старых находок, обнаружили эти образцы.

Длина скорпиона, получившего название Parioscorpio venator, составляет 2,5 сантиметра. Описание находки опубликовано в журнале Scientific Reports. Как и у современных скорпионов, у Parioscorpio venator имеются две крупные клешни и длинный узкий задний отдел тела (так называемый «хвост»). Свидетельством его древности служат семь сегментов среднего отдела тела (месосомы): более поздние скорпионы силурского и девонского периодов сохранили лишь шесть таких сегментов, у ныне существующих скорпионов их пять.

Но наиболее интересным для исследователей оказалось его внутреннее строение. Отдельные детали пищеварительной, дыхательной и кровеносной систем Parioscorpio venator можно установить по окаменевшему образцу. Ученые смогли разглядеть черты дыхательной системы, аналогичной той, что есть у нынешних скорпионов, и, соответственно, предназначенной для дыхания воздухом.

Предки скорпионов, жившие в водной среде, дышали с помощью брюшных жаберных ножек. В ходе перехода к наземному образу жизни на месте этих ножек возникли отверстия («стигмы»), которые ведут в расположенные внутри тела «легочные мешки». Стенки мешков образуют множество складок, похожих на страницы книги и богатых кровеносными сосудами. Именно в них происходит насыщение крови кислородом. Оттуда кровь по венам направляется в сердце, которое у скорпионов имеет вид длинной трубки, разделенной на восемь камер. Сердце, сокращаясь, гонит кровь в артерии, из которых она распределяется по телу скорпиона. Отдав кислород, кровь собирается в так называемых «брюшных синусах», откуда вновь направляется в легочные мешки. Фрагменты этой системы, включая сердце и некоторые сосуды, отчетливо видны на окаменевшем отпечатке.

 

Схема строения примитивного легкого паукообразных (в том числе и скорпионов). Отверстие ведет в воздушный мешок, в «книжке» происходит газообмен

«У этого скорпиона были дыхательные структуры, которые указывают, что он мог жить на суше. Это самое раннее свидетельство способности к этому у животных», — говорит один из авторов исследования Эндрю Вендраф. Исследователи указывают, что дыхательная система Parioscorpio venator имеет общие черты с органами дыхания мечехвостов, которые живут на морских мелководьях, а для спаривания даже выходят на сушу. «Окаменелость была обнаружена на мелководье, и поэтому вполне вероятно, что это животное было способно жить в двух средах», — поясняет Вендраф. Но ученый признает, что невозможно уверенно определить, где был захоронен исследуемый образец Parioscorpio venator: на суше или в воде. Находки были сделаны вблизи древней береговой линии мелководного моря и соседствуют с окаменелостями водных животных. Косвенным признаком того, что скорпион жил на суше, исследователи называют отсутствие у него каких-либо признаков жабр.

 

Детали внутреннего строения в сравнении с современными скорпионами Centruroides exilicauda (под растровым электронным микроскопом) и Hadogenes troglodytes (фотография)

Появление наземных животных ученые и ранее относили к концу ордовикского — силурскому периоду, а в качестве первых обитателей суши рассматривали представителей членистоногих. Возникновение наземных растений происходило приблизительно в ту же эпоху, разве что с небольшим опережением. Криптоспоры потенциально наземных низших растений находят в отложениях с середины ордовика (около 470 млн лет). Растения эти были небольшими мхами, но к концу силура уже возникают и становятся распространенными более продвинутые эволюционные формы растений, например, род куксония.

Древнейшим следом существования наземных животных считались следы нор (ихнород Scoyenia) возрастом около 447 млн лет, найденные в Пенсильвании. Предположительно, в этих норах в мягком грунте обитали примитивные многоножки. Однако по поводу этих образцов до сих пор не утихли споры: были ли эти норы в морском или наземном грунте, и многоножки ли их проделали.

Имеются также следы, найденные на территории графства Камбрия в Великобритании. Судя по их виду, они оставлены ранними многоножками и сформировались на воздухе. Эти следы относятся даже не к силуру, а к позднему ордовику.

Находки непосредственно окаменевших останков животных встречаются только в силурских отложениях. Среди самых древних, например, многоножки Pneumodesmus newmani возрастом около 428 млн лет (три года назад вышла работа, в которой эти находки относят к немного более позднему времени — около 417 млн лет). Единственный экземпляр был найден в 2004 году у шотландского города Стоунхейвен в известняках геологической формации Коуи и получил название в честь обнаружившего его Майкла Ньюмана — водителя автобуса и палеонтолога-любителя. Сейчас Pneumodesmus newmani хранится в Национальном музее Шотландии в Эдинбурге. Хотя от животного уцелел лишь фрагмент длиной около сантиметра, под микроскопом палеонтологи разглядели отверстия в покрове тела многоножки — признак дыхательной системы, которая работает на воздухе.

 

Фотография песчаника с образцом Pneumodesmus newmani

 

Реконструкция Pneumodesmus newmani

В той же формации Коуи был найден и еще один экземпляр многоножек, сохранившийся признак жизни на суше. Он известен под названием Cowiedesmus eroticopodus. Палеонтологи обратили внимание на увеличенную пару ножек на одном из члеников этой многоножки и предположили, что у этого вида уже возникли «совокупительные конечности» (гоноподии), которые имеются у многих видов современных многоножек. При помощи гоноподий самцы переносят комочек с семенной жидкостью (сперматофор) к половому отверстию самки, такой способ оплодотворения свидетельствует о наземном образе жизни.

 

Отпечаток и прорисовка Cowiedesmus eroticopodus

 

Гоноподии у современной многоножки из Desmoxytes lingulata из отряда многосвязов (Polydesmida)

Некоторые находки силурского периода сделаны с помощью кислотной мацерации горных пород. Метод основан на том, что при растворении образца в соляной, уксусной или плавиковой кислоте сохраняются мелкие фосфатные окаменелости — например, детали хитинового покрова животных. При помощи мацерации в образцах возрастом 417 млн лет из Ладфорд-Лейн в Шропшире были найдены остатки как паукообразных, так и многоножек.

Найденный теперь Parioscorpio venator старше всех перечисленных выше существ, следовательно, он теперь получает титул древнейшего наземного животного. Также Parioscorpio venator становится и самым древним известным науке скорпионом. Конкурент в этой номинации — скорпион Dolichophonus loudonensis, найденный в горах Пентланд-хиллз в Шотландии и описанный палеонтологами еще 1899 году, имеет возраст от 436 до 428,2 млн лет и был водным видом.

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.