134

Во время освоения Евразии кроманьонцы еще могли встречать гигантских носорогов эласмотериев

Во время освоения Евразии кроманьонцы еще могли встречать гигантских носорогов эласмотериев Палеонтология, Наука, Носорог, Эласмотерий, Копипаста, Elementy ru, Ледниковый период, Длиннопост

Рис. 1. Реконструкция внешнего вида Elasmotherium sibiricus, выполненная художником Виллемом ван дер Мерве (Willem van der Merwe). Изображение из обсуждаемой статьи в Nature Ecology & Evolution

Изучение костных остатков гигантских носорогов Elasmotherium sibiricum из коллекций разных музеев показало, что этот вид исчез не раньше, чем 39 000 лет назад, а возможно, и позже. Это означает, что около 50 000 лет назад, когда наши далекие предки расселялись по Восточной Европе и Западной Сибири, эласмотерии еще входили в состав мегафауны, обитающей на этих территориях. Самые молодые кости эласмотериев оказались достаточно хорошей сохранности, чтобы из них можно было извлечь фрагментарную ДНК. Это позволило внести некоторые уточнения в существующие представления о филогенезе непарнокопытных в целом.

Эласмотерии — гигантские носороги (рис. 1), достигавшие 5 метров в длину и 2,5 метров в холке. Вместе с носорогами, дожившими до современности, они входят в состав семейства Rhinoceratidae, однако образуют внутри него отдельное подсемейство Elasmotheriinae (рис. 2). Эласмотерии гораздо больше напоминали современных носорогов, чем, например, более причудливые представители древних носорогообразных индрикотерии, но и у них было несколько примечательных особенностей.

Во время освоения Евразии кроманьонцы еще могли встречать гигантских носорогов эласмотериев Палеонтология, Наука, Носорог, Эласмотерий, Копипаста, Elementy ru, Ледниковый период, Длиннопост

Рис. 2. Кладограмма, демонстрирующая филогению носорогов. Также показаны некоторые внешние по отношению к ним группы непарнокопытных: Malayan tapir (Tapirus indicus) — малайский тапир, Przewalski's horse (Equus przewalskii) — лошадь Пржевальского и вымерший представитель лошадеобразных Hippidion saldiasi — гиппидион. Вымершие рода отмечены крестами. Обратите внимание, что, согласно данным авторов, наиболее вероятное время расхождения подсемейств Rhinoceratinae и Elasmotheriinae соответствует первой половине эоцена. Cret. — меловой период, Palaeo. — палеоцен. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature Ecology & Evolution

Во-первых, их ноги были длиннее, чем у современных носорогов. Палеонтологи это обычно интерпретируют как то, что они были лучше адаптированы к быстрому бегу — галопу (носороги переходят на галоп лишь в исключительных случаях).


Во-вторых, их отличало строение зубов, главным образом моляров, которые обладали высокими постоянно растущими коронками и были лишены корней. Такого строения щечных зубов нет ни у одного из известных носорогов.


В-третьих, несмотря на то что остатков эласмотериев обнаружено не так уж мало — находили и целые черепа, и целые скелеты (один из которых, к примеру, находится в коллекции Палеонтологического музея им. Ю. А. Орлова), — находок рогов эласмотериев нет. Однако на лобных костях черепа (os frontale) у них имелось крупное куполообразное утолщение, которое, как считает большинство исследователей, служило основанием для единственного огромного рога (такие же предположения выдвигаются и для динозавров клады Pachyrostra), за что российские палеонтологи прозвали эласмотериев «суровыми сибирскими единорогами». В дальнейшем выражение „Siberian unicorn“ стало встречаться и в англоязычной литературе (в том числе — и в обсуждаемой статье). Но некоторые исследователи подвергают такую реконструкцию сомнению, указывая на то, что в гистологическом отношении кость, на которой находится это утолщение, была довольно пористой и вряд ли могла поддерживать огромный рог.


Собственно род Elasmotherium — наиболее поздний представитель подсемейства. Он включал по меньшей мере три вида: E. caucasicum, E. chaprovicum и типовой E. sibiricum, служивший предметом исследования в данной работе. Если первые два вида, как правило, изображаются голыми, то носорога E. sibiricum рисуют покрытым густой шерстью. Прямых доказательств того, что эти животные были покрыты шерстью, нет — таких прекрасных образцов шкуры, как для шерстистых носорогов или мамонтов, до сих пор не нашли. Но есть доказательства косвенные: E. sibiricum принадлежал к мамонтовой фауне, а климат на территориях Восточной Европы и Западной Сибири был тогда холодным.


Возраст наиболее древних остатков, принадлежащих E. chaprovicum, обнаруженных в составе хапровской фауны Северного Кавказа и Молдовы, оценивается более чем в 2,5 млн лет. Оценить точно минимальный возраст наиболее молодых находок не удавалось. Многие кости и зубы эласмотериев были обнаружены в речном аллювии, что свидетельствует о том, что животные после смерти были перезахоронены, возможно неоднократно. Это делало невозможным достоверное применение методов относительной датировки. Тем не менее существовало убеждение, что эласмотерии не пережили микулинского межледниковья 130–120 тыс. лет назад, и совершенно вымерли к началу валдайского оледенения 120 тыс. лет назад. Это означало, что эласмотерии должны были исчезнуть до того, как по ареалу их обитания стали расселяться древние люди (что, по современным представлениям, происходило около 50 тыс. лет назад). Единичные находки, свидетельствующие об обратном, считались малонадежными и подвергались критике.


Ситуация начала меняться, когда в 2005 году специалист по плейстоценовой мегафауне Павел Косинцев опознал зуб эласмотерия среди костей типичных представителей плейстоценовой фауны, найденных в пещере Смеловская II. Скорее всего, кости и зубы этих животных остались после того, как их тела или части тел в свое время перенесли и собрали в одном месте какие-то плотоядные животные — например, пещерные гиены. Характер отложений указывал на то, что перезахоронение остатков (например, потоками воды) было крайне маловероятно.


После этого группа ученых во главе с Павлом Косинцевым стала целенаправленно искать кости эласмотериев в коллекциях музеев и в материалах недавних экспедиций. За 10 с лишним лет удалось собрать 25 образцов (рис. 3), причем в 23 из них оказалось достаточно коллагена, чтобы можно было получить абсолютную датировку на основе радиоуглеродного анализа. В костях такого возраста обычно уже не остается никаких органических молекул — только прочный и устойчивый коллаген имеет шансы сохраниться в значимом количестве, но и его найти большая удача.


Поначалу этой работой занимались в основном российские ученые, однако к ним постепенно присоединялись коллеги из иностранных лабораторий, имеющих лучшее техническое оснащение. В частности, благодаря специалистам из Оксфорда удалось применить наиболее точный из всех доступных на данный момент методов датировки таких образцов — радиоуглеродный анализ не всего очищенного коллагена, а отдельно входящей в его состав аминокислоты гидроксипролина. Коллегам из Австралии удалось извлечь из нескольких образцов фрагментарную ДНК. Очередные результаты этой совместной работы были опубликованы недавно в журнале Nature Ecology & Evolution.

Во время освоения Евразии кроманьонцы еще могли встречать гигантских носорогов эласмотериев Палеонтология, Наука, Носорог, Эласмотерий, Копипаста, Elementy ru, Ледниковый период, Длиннопост

Рис. 3. Места обнаружения изученных останков эласмотериев на карте Евразии. Весь предполагаемый ареал обитания эласмотериев обведен черным пунктиром. Красным обведены места обнаружения тех образцов, для которых удалось установить содержание стабильных изотопов и датировать их методами радиоуглеродного анализа. Синим обведены места обнаружения тех образцов, для которых, кроме того, удалось извлечь фрагментарную ДНК. Черным обведены места обнаружения тех образцов, из которых не удалось выделить коллаген. Обратите внимание, что обведенных локаций меньше, чем проанализированных образцов, поскольку в некоторых местах образцов было найдено сразу несколько. Серым затенена область, которая в обсуждаемый промежуток времени должна была быть покрыта ледником. Указаны значения широты и долготы. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature Ecology & Evolution

Ученые объединили данные анализа возраста коллагена из 19 образцов (возраст четырех из 23 образцов не удалось определить достоверно) и гидроксипролина, который получилось выделить из 9 образцов. В результате возраст самых молодых останков варьируется в пределах 38,48–35,06 тыс. лет с вероятностью 95,4%. Скорее всего, эласмотерии вымерли перед максимумом последнего оледенения — но это лишь предположение, подтвержденное пока только отсутствием более поздних находок.


Такие результаты означают, что эласмотерии вполне могли встречаться древним людям, расселявшимся в то время по Восточной Европе и Западной Сибири. Сравнение фрагментарной ДНК эласмотериев с ДНК некоторых видов современных парнокопытных показало, что расхождение эволюционных линий подсемейств Rhinoceratinae и Elasmotheriinae должно было произойти примерно 40–50 млн лет назад, в первой половине эоцена (см. рис. 2).


Хорошая сохранность коллагена в нескольких образцах позволила сравнить содержание изотопов углерода и азота в остатках E. Sibiricum и других животных плейстоцена. Высокое содержание изотопов 13C и 15N, обнаруженное у E. Sibiricum, характерно для млекопитающих, обитающих в сухих степях или пустынях. Повышенный уровень изотопа 13С также может указывать на питание растениями подсемейства лебедовые (накапливающих изотоп 13С из-за особого типа фотосинтеза, см. С4-фотосинтез). Примерно такая же диета у современного сайгака. Это также указывает на то, что сибирский эласмотерий мог питаться корнями, так как в нефотосинтезирующих частях растений накапливается 13С. До этого на основании морфологических данных можно было лишь предполагать, что большую часть времени эласмотерии проводили, низко наклонив голову к земле: на это указывает форма затылка, строение шейных позвонков и их сочленение друг с другом. Характерные признаки их зубов свидетельствовали о питании очень грубыми, абразивными кормами — возможно, содержащими большие примеси пыли и песка.


Хотя сейчас главной причиной вымирания плейстоценовой мегафауны считается ее истребление древними людьми в ходе неумеренной охоты (см. Главной причиной позднечетвертичного вымирания все-таки были люди, а не климат, «Элементы», 09.06.2014), в случае эласмотериев авторы не находят для такой версии прямых подтверждений. Несомненных свидетельств тому, что эласмотерии служили предметом охоты, нет, поэтому авторы предполагают, что немаловажную роль в их вымирании сыграла их специализированная и необычная для носороговых диета, которую они не смогли своевременно изменить при изменениях климата, повлекших за собой преобразования в травянистых биомах. Возможно, причиной вымирания эласмотериев стали их необычные зубы: если животное с постоянно растущими коронками перевести на питание слишком мягким кормом (например, на другие виды трав), то коронки не будут успевать стачиваться, нарушится окклюзия, и оно больше не сможет эффективно жевать — и, возможно, быстро умрет от голода. Конечно, эта картина гипотетическая: надежных свидетельств о том, что какой-то вид вымер именно по этому сценарию, нет. В любом случае, узкая специализация, особенно в способе питания, всегда сопряжена с повышенным риском вымирания.


Все это означает, что экологический кризис, вылившийся в вымирание мегафауны, был сложным и, возможно, даже более продолжительным, чем принято считать, и его изучение по-прежнему оставляет простор как для новых открытий, так и для оригинальных гипотез.


Источник: Pavel Kosintsev, Kieren J. Mitchell, Thibaut Devièse, Johannes van der Plicht, Margot Kuitems, Ekaterina Petrova, Alexei Tikhonov, Thomas Higham, Daniel Comeskey, Chris Turney, Alan Cooper, Thijs van Kolfschoten, Anthony J. Stuart and Adrian M. Lister. Evolution and extinction of the giant rhinoceros Elasmotherium sibiricum sheds light on late Quaternary megafaunal extinctions // Nature Ecology & Evolution. 2018. DOI: 10.1038/s41559-018-0722-0


Денис Земледельцев http://elementy.ru/novosti_nauki/433392/Vo_vremya_osvoeniya_...

Дубликаты не найдены

+1

У нас в Азове в музее скелет эласмотерия стоит. Для завлечения публики его прозвали единорогом, который существовал в реальности

0
А разве то, что люди встречались с шерстистыми носорогами подвергалось сомнению? Возможно я ошибаюсь, но их изображения даже есть, в Каповой пещере к примеру.
раскрыть ветку 2
+6

Это не шерстистый носорог, это его родственник который как считали вымер раньше.

раскрыть ветку 1
0
Ааа. Вон оно как))) Хотя уже статью дочитал, понял что речь о разных видах.
-4
Как раз от встреч с человеком они все и вымерли.
Похожие посты
203

Евразийский Океан — от Москвы до Баку и Стамбула

Стандартным вариантом взаимодействия воды и льда является привычная нам картинка: внизу любого водоёма располагается более плотная и более тёплая вода, в то время, как сверху плавает более лёгкий и холодный лёд. Однако такая привычная нам картинка может нарушаться а то и переворачиваться с ног на голову, если и ледник, и окружающая его вода имеют громадные размеры, сравнимые с размером островов, гор, а то — и отдельных небольших континентов.

Евразийский Океан — от Москвы до Баку и Стамбула Евразия, Ледниковый период, Наука, Сейсмология, Прошлое, Земля, Длиннопост

Голубая Река, текущая в Гренландии поверх ледника Петерманн.


Тогда вода может растапливаться и течь поверх ледников, либо же копиться за ледяными стенами и дамбами, потом прорываясь разрушительными наводнениями, как это происходило на северо-западе нынешних США, гда ледниковые озёра Миссула и Колумбия с периодичностью в 40-80 лет затапливали добрую половину сегодняшнего штата Вашингтон.


Однако, даже сила тех ледниковых, но регулярных потопов меркнет перед теми событиями, которые происходили в период перехода от последнего оледенения к нынешней тёплой эпохе голоцена.


Начало голоцена воистину стало «временем катастроф», когда уже во многом исторические народы и общности внезапно попадали «под раздачу» и получали на орехи от тающего льда и внезапно освободившейся от его оков воды. Которая часто оказывалась совсем не там, где её хотели видеть древние люди конца мезолита и начала неолита, в период 10-6 тысяч лет тому назад.


В момент последнего ледникового максимума, произошедшего в период 28-20 тысяч лет тому назад, вся территория севера Евразии и Северной Америки была закрыта практически сплошным ледниковым щитом, часть которого представляла из себя континентальный, а часть — шельфовый ледник.

Евразийский Океан — от Москвы до Баку и Стамбула Евразия, Ледниковый период, Наука, Сейсмология, Прошлое, Земля, Длиннопост

Карта оледенения последнего ледового максимума приводится по книге признанного авторитета в области палеогляциологии — Михаила Григорьевича Гросвальда «Оледенение Русского Севера и Северо-Востока в эпоху последнего великого похолодания». Синим раскрашена площадь, которую занимал шельфовый, континентальный и горно-покровный ледниковый комплекс северного полушария, шриховкой (1) — свободная от льда поверхость Мирового Океана, штриховкой (2) — континентальные ледниковые озёра.


Как видите, в районе времени 28-20 тысяч лет тому назад площади евразийских ледниковых озёр, образованных за счёт запертого стока Оби, Енисея и Иртыша, были громадны, а в районе нынешней Западно-Сибирской равнины запруженный сток этих рек даже образовал громадное Западно-Сибирское ледниковое озеро.


В отличии от ледниковых озёр Северной Америки, которые за счёт прорыва непрочных ледяных стен на краю ледника и периодического сброса накопленной воды в широтном направлении, Западно-Сибирское ледниковое озеро было лишено такой возможности — никакого давление воды в основании ледяной стены вдоль южного побережья Северного Ледовитого океана не хватало, чтобы пробить несколько сот километров ледяного панциря, да ещё и поднимавшегося в районе побережья до высоты в 2000 метров.


В итоге к середине последнего ледникового максимума объём накопленного стока в Западно-Сибирском ледниковом озере стал настолько велик, что избыточная вода из него прошла через Тургайскую долину на Туранскую низменность, в центре которой сегодня располагается Аральское море.

Свободный объём Аральского моря был очень быстро исчерпан, после чего ледниковая вода через Сарыкамышскую впадину, в центре которой сегодня находится остаточное горько-солёное Сарыкамышкое озеро, заполнив её до отказа, потекло по ныне высохшему руслу Узбой, которое и вывело воду ледникового озера в Каспий:

Евразийский Океан — от Москвы до Баку и Стамбула Евразия, Ледниковый период, Наука, Сейсмология, Прошлое, Земля, Длиннопост

Сегодня бывшее русло Узбоя наполняет только дождевая вода.

Однако, к концу последнего ледникового максимума уже стало не хватать и объёма существующей впадины Каспия. Через Кумо-Манычскую впадину воды из Каспия попали в Азовское море, тогда скорее представлявшее собой болотистую местность в низовьях Дона и начали наполнять пресной водой впадину Чёрного моря:

Евразийский Океан — от Москвы до Баку и Стамбула Евразия, Ледниковый период, Наука, Сейсмология, Прошлое, Земля, Длиннопост

В нынешнем виде Кумо-Манычский проход тоже маловоден, а остатком прошлой роскоши вплоть до начала преобразования Кумо-Манычской впадины в ХХ веке, вылившейся в строительство оросительных каналов и водохранилищ, являлось горько-солёное озеро Маныч-Гудило, которое тоже оказалось немного «не в сюртуке» для своих современных, весьма скромных размеров:

Евразийский Океан — от Москвы до Баку и Стамбула Евразия, Ледниковый период, Наука, Сейсмология, Прошлое, Земля, Длиннопост

Обрывистый берег озера Маныч-Гудило и его сегодняшний уровень воды.

Дальше Чёрного моря в ледниковую эпоху водам Западно-Сибирского ледникового озера было течь некуда: в то время пролив Дарданеллы к югу от Мраморного моря ещё представлял собой единую горную систему и тогдашнее пресноводное озеро на месте нынешнего Чёрного моря не сообщалось со Средиземным морем.


Итогом такого затопления ледниковой водой стал значительный подъём уровня внутренних бессточных бассейнов: Каспийское море с его начальных -140 метров от уровня Мирового Океана поднялось за счёт ледниковой воды до уровня +50 метров (Хвалынский бассейн), а пресноводное Чёрное море (Новоэвксинский бассейн) поднялось с начальных -100 метров до -50 метров от уровня Мирового Океана.


Возможно, развивайся оледенение и дальше, Каспийское и Чёрное море поднялись бы и намного выше, но около 15 000 лет назад постепенное, но постоянное повышение температур начало-таки плавить общеевразийский ледник.


Впрочем, как я сказал в прошлой части рассказа о последнем оледенении — до сих пор единого мнения о крайней южной границе пан-евразийского ледника так и нет, что и определяет суть дискуссий палеогляциологов («Был ли МКАД большим островом?»;) о возможных границах «великого плейстоценового потопа».


Так, например, до сих пор не решён вопрос о запирании стока Лены, что определяет прошлое Берингии и примыкавшей к ней обширной территории Чукотки и Колымы.

Евразийский Океан — от Москвы до Баку и Стамбула Евразия, Ледниковый период, Наука, Сейсмология, Прошлое, Земля, Длиннопост

Данная, «классическая» вплоть до начала 1990-х годов реконструкция максимума последнего оледенения, например, ставила под вопрос даже запирание русла Енисея, которое сейчас мыслится практически 100% вероятным.


Однако, начиная с 1990-х, массив новых фактических данных, которые начали поступать в том числе и из наименее доступных регионов русского крайнего севера, начали расшатывать классическую модель оледенения и даже накапливать данные, ужесточающие модель Гросвальда, отличающуюся от классической модели в более «жёсткую» сторону.


Так, в 1994 году в результате полярных экспедиций российского учёного Томирдиаро были открыты остатки ледяной дамбы в районе полуострова Таймыр и существующего устья Лены:

Евразийский Океан — от Москвы до Баку и Стамбула Евразия, Ледниковый период, Наука, Сейсмология, Прошлое, Земля, Длиннопост

Чёрным цветом показаны остатки ледяной дамбы у устья Лены и на прилегающих территориях по состоянию на сегодняшний день.


Учитывая эти новые данные, в 2000-х годах возникли несколько реконструкций состояния времён последнего ледникового максимума, которые оказались гораздо более катастрофическими, нежели даже построения Гросвальда. Эти реконструкции рисуют для максимума последнего оледенения гораздо более апокалипсическую картину, в которой и в самом деле «Москва— это остров» (наряду с Уралом и с Великим Новгородом), а затопленными оказываются не только Астрахань и Ростов-на-Дону, но и Киев, и Воронеж — тогда якобы под водой оказалось всё на территории центральной Евразии, что лежало ниже +200 метров от современного уровня Мирового Океана. Масса пресной воды на евразийском континенте в рамках таких реконструкций оказывается просто громадной — речь может идти о объёмах пресной воды, составляющих около трети объёма нынешнего ледового панциря Антарктиды (не менее 10 000 000 км3). Однако, как я уже написал, до сих пор точный объём такого гипотетического Евразийского Океана так и не определён и вокруг этого вопроса и идёт сейчас основная научная дискуссия.


В целом точно также выглядит неопределённой и точная дата прорыва всех этих масс накопленной пресной воды в Мировой Океан.


Понятно, что за концом последнего ледникового максимума (около 20 тысяч лет тому назад) вплоть до столь же холодного позднего дриаса (12,5-11,5 тысяч лет тому назад) находится около семи с половиной тысяч лет более-менее тёплого периода, первой тёплой фазой которого стало так называемое мейендорфское потепление, начавшееся около 14 500 лет тому назад.

Судя по всему, именно во время мейендорфского потепления и произошёл первый сброс холодной пресной воды из Евразийского Океана в Северный Ледовитый.


И вот тут у нас возникает интересный вопрос: является ли сброс пресной холодной воды в океанические воды северного полушария фактором, тормозящим потепление — или же ускоряющим дальнейшие события фактором?


Первая картинка, приведенная в заглавии текста, показывает нам «неправильную» картинку: вода, текущая по сплошному ледовому покрову.


Столь же «неправильна» с точки зрения обыденного здравого смысла картинка ледниковой циркуляции воды в северном полушарии в момент наступления ледникового периода: холодная вода Северного Ледовитого океана течёт поверх тёплой воды из Атантики, которую приносит с собой теплое течение Гольфстрим. В общем, ситуация получается обратной ситуации с бытовым чайником, который закипает именно за счёт быстрого подъёма теплой, нагретой воды к поверхности (рекомендую как-нибудь постараться закипятить воду бытовым кипятильником, расположенным на поверхности воды в кастрюле).


С чем это связано?

Всё дело в том, что вода в Атлантическом Океане не только более тёплая, но ещё и более солёная, в силу чего даже сейчас севернее определённой точки (сегодня это пролив Фрама) атлантическая вода как бы «ныряет» под лёгкую, значительно опреснённую воду Северного Ледовитого океана:

Евразийский Океан — от Москвы до Баку и Стамбула Евразия, Ледниковый период, Наука, Сейсмология, Прошлое, Земля, Длиннопост

Текущая картинка солёностей Северного Ледовитого океана.

Солёная вода всегда более плотная, чем пресная при одинаковой температуре. Так, повышение солёности воды на один промилле (%o) вызывает повышение её плотности на 0,7 кг/м3, а повышение температуры от 0 °C до 20 °C уменьшает её плотность на 1,6 кг/м3. То есть, условно говоря, «чуть больше двух промилле» меньшей солёности воды всегда можно сменять на «двадцать градусов» подъёма её температуры.


В результате взаимодействия двух этих разнонаправленных процессов циркуляция океанических течений в северном полушарии находится в двух вариантах квази-устойчивого равновесия, характерных для ледникового и тёплого периодов:

Евразийский Океан — от Москвы до Баку и Стамбула Евразия, Ледниковый период, Наука, Сейсмология, Прошлое, Земля, Длиннопост

Ледниковая, «перевёрнутая» циркуляция. Холодная, но пресная вода Арктики отсекает Гольфстрим от Северного Ледовитого океана, заставляя его сбрасывать тепло в средних широтах.

Евразийский Океан — от Москвы до Баку и Стамбула Евразия, Ледниковый период, Наука, Сейсмология, Прошлое, Земля, Длиннопост

Современная циркуляция. Гольфстрим доходит до берегов Гренландии и Шпицбергена, передавая тепло атмосфере в этих высоких широтах.


В результате вышеизложенного становится понятен и механизм входа и выхода северного полушария в период оледенения. При начале оледенения, которое вызывается внешними климатическими факторами (например, снижением солнечной активности) происходит «запирание» Гольфстрима плавучими льдами, которые резко снижают передачу тепла атмосфере в высоких широтах. Нет тепла — нет испарения влаги и, как следствие, в Северном Ледовитом океане начинается процесс опреснения его приповерхностных слоёв, как и за счёт отсутствия испарения, так и за счёт пока ещё продолжающегося стока евразийских рек в Северный Ледовитый океан.

Тут же в процесс включается и альбедо снега и льда — солнечная энергия просто отражается от белой поверхности, улетая назад в космос и не нагревая Арктику.

По мере развития оледенения сток северных рек всё более перекрывается и, в результате медленных процессов за счёт перемешивания воды и за счёт постепенного накопления громадных количеств пресной воды на континентах — солёность Мирового Океана растёт и понемногу подтягивает к себе солёность Северного Ледовитого океана.


В конце-концов их солёности на конец ледникового периода практически выравниваются — и Гольфстрим наконец-то прорывается в высокие широты, где уже может растопить лёд и вызвать потепление в северных широтах.


А вот сброс пресной воды из Евразийского Океана должен временно останавливать этот процесс, так как снова опресняет Северный Ледовитый океан и заставляет Гольфстрим снова нырять в его глубины. Что мы и видим на протяжении периода 15 000-12 500 лет тому назад: температуру на Земле буквально «колбасит», когда каждый следующий прорыв ледниковой дамбы в Евразии вызывает очередное оледенение, но общий процесс потепления снова начинается по истечении 500-1000 лет. Ну и, конечно же, дополняет опреснение Северного Ледовитого океана и таяние самого ледника — из-за рельефа Евразии, наклонённого в сторону севера, вся растаявшая из льда вода тоже неизбежно попадает в Северный Ледовитый океан.


После мейендорфского потепления следует древнейший дриас (похолодание), который сменяется бёллингским потеплением, после чего снова следует короткое похолодание — древний дриас, сменяющееся снова аллёрдским потеплением, после чего следует последний ледовый удар позднего дриаса, после чего климат окончательно переходит в тёплый голоцен.

К концу позднего дриаса евразийский ледовый щит уже окончательно разрушен и вся пресная вода из Евразийского Океана (до 10 000 000 км3) спущена в Мировой Океан. Но ещё один удар похолодания приходит с североамериканского континента: там сложилась аналогичная ситуация, где отступающий понемногу ледник образовал громадную бессточную котловину, тоже закрытую с севера огромной ледовой стеной, расположенной на месте нынешнего Гудзонова залива и северной части Канады.


Тут, в отличии от Евразии, реки текут не с юга на север, а скорее — на восток и на запад, в силу чего ледник запирал только часть стока, который к тому же, по образу и подобию ледникового озера Миссула, часто прорывался в виде периодических катастрофических наводнений в Тихий и в Атлантический океан.


В результате этого процесса основная масса ледниковой воды скопилась в достаточно небольшом по сравнению с Евразией озере Агассис, которое отступало вместе с ледником на север и имело в себе на пике своего размера «всего лишь» около 163 000 км3, но что примерно соответствует объёму сегодняшнего, весьма немаленького Каспийского моря.

Евразийский Океан — от Москвы до Баку и Стамбула Евразия, Ледниковый период, Наука, Сейсмология, Прошлое, Земля, Длиннопост

Общая площадь, занимаемая озером Агассис в различные времена ледового периода, включала в себя территорию от Великих Озёр на юге и вплоть до Большого Медвежьего озера на севере.

Евразийский Океан — от Москвы до Баку и Стамбула Евразия, Ледниковый период, Наука, Сейсмология, Прошлое, Земля, Длиннопост

Озеро Агассис перед окончательным прорывом ледовой дамбы, ограждавшей озеро от будущего Гудзонова залива.


Последний, самый катастрофический прорыв озера Агассис в Гудзонов Залив случился около 8 500 лет тому назад. В конце-концов, на фоне продолжающегося потепления начала голоцена, ледяная дамба в Северной Америке не выдержала, как это случилось и в Евразии за семь тысяч лет до этого — и воды «последнего бронтозавра» ледникового периода, озера Агассис, рухнули в Мировой Океан.


Однако это не смогло остановить глобального потепления — прорыв Агассиса задержал голоцен всего на 200 лет, в то время, как Евразийский Океан, судя по всему, боролся с потеплением целых 5000 лет.


Так и закончилась история последнего льда на планете Земля.


Оригинал

Показать полностью 11
191

Генетический вариант, повышающий риск тяжелого протекания COVID-19, унаследован от неандертальцев

Генетический вариант, повышающий риск тяжелого протекания COVID-19, унаследован от неандертальцев Наука, Генетика, Палеогенетика, Копипаста, Elementy ru, Коронавирус, Вирус, Неандерталец, Homo sapiens, Длиннопост

Рис. 1. Частота встречаемости неандертальского генетического варианта, повышающего риск тяжелой формы COVID-19. В Африке и Восточной Азии «аллель риска» практически отсутствует, а максимальная частота наблюдается в Южной Азии, особенно в Бангладеш. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature (по данным проекта The 1000 Genomes Project)


На сегодняшний день генетикам удалось выявить только один участок человеческого генома, нуклеотидные вариации в котором значимо влияют на шансы заболеть тяжелой формой COVID-19. Этот фрагмент третьей хромосомы длиной около 50 тысяч пар оснований встречается у современных людей в нескольких вариантах, один из которых повышает шансы попасть в больницу с тяжелой формой COVID-19 примерно в 1,6 раз. Палеогенетики Сванте Пэабо и Хуго Цеберг показали, что этот «аллель риска» имеет неандертальское происхождение. Вместе с другими неандартальскими генами он попал в генофонд внеафриканских сапиенсов в результате гибридизации, которая происходила около 50 тысяч лет назад. Частота встречаемости «аллеля риска» сильно варьирует в зависимости от региона: в Африке и Восточной Азии она близка к нулю, в Европе составляет 8%, в Южной Азии — 30%. Столь большие различия говорят о том, что в не очень далеком прошлом аллель подвергался сильному отбору, иногда положительному, иногда отрицательному. Скорее всего, это связано с тем, что аллель влияет на устойчивость к каким-то другим патогенам помимо нового коронавируса.

Как известно, COVID-19 — болезнь избирательная: кто-то заболевает, кто-то нет, одни переносят легко, другие — тяжело, вплоть до летального исхода. Это зависит от множества негенетических факторов, среди которых особенно важны возраст, пол и наличие определенных заболеваний. Логично предположить, что и генетические различия между людьми тоже вносят свой вклад в наблюдаемый разброс по восприимчивости к COVID-19 и тяжести протекания болезни.

Несмотря на усердные поиски, на сегодняшний день генетикам удалось идентифицировать только один участок человеческого генома, связь которого с риском заполучить тяжелую форму COVID-19 не вызывает никаких сомнений. Этот участок расположен на третьей хромосоме и включает гены SLC6A20, LZTFL1, CCR9, FYCO1, CXCR6 и XCR1. Его влияние на устойчивость к новой инфекции сначала было обнаружено при помощи полногеномного поиска ассоциаций (GWAS) на основе данных по 835 больным и 1255 здоровым итальянцам и 775 больным и 950 здоровым испанцам. Это исследование проводилось во время весеннего пика заболеваемости в Европе (D. Ellinghaus et al., 2020. Genomewide Association Study of Severe Covid-19 with Respiratory Failure).

В дальнейшем результат успешно воспроизвелся в нескольких независимых исследованиях на других европейских и азиатских выборках. Метаанализ, проведенный в рамках проекта COVID-19 Host Genetics Initiative, окончательно подтвердил, что один из вариантов этого участка генома («аллель риска»), характеризующийся определенными нуклеотидами в 13 полиморфных позициях, повышает шансы человека оказаться в больнице с тяжелой формой COVID-19 примерно в 1,6 раз (это несколько упрощенная формулировка, речь идет об отношении шансов, см. Odds ratio, которое, по результатам метаанализа, составляет 1,6 с 95-процентным доверительным интервалом от 1,42 до 1,79). По-видимому, этот генетический вариант повышает и шансы подцепить умеренно тяжелую форму COVID-19 (частота этого варианта выше у людей, госпитализированных с COVID-19, чем в среднем по популяции), и риск очень тяжелого протекания болезни среди уже заболевших (среди госпитализированных пациентов, которым потребовалась искусственная вентиляция легких, частота этого варианта выше, чем у тех, кто обошелся только дополнительным кислородом).

Упомянутые 13 полиморфных позиций разбросаны по участку хромосомы длиной около 50 тысяч пар оснований. При этом нуклеотидные варианты, коррелирующие с повышенным риском тяжелого протекания COVID-19, во всех 13 позициях почти всегда присутствуют все вместе, дружно, образуя единый гаплотип. Иными словами, для них характерно то, что генетики называют «неравновесным сцеплением» (см. Linkage disequilibrium).

Именно такая картина — несколько прочно сцепленных полиморфизмов, расположенных по соседству, — характерна для фрагментов ДНК, полученных предками современных людей от неандертальцев и денисовцев в результате гибридизации.

Поэтому палеогенетики Сванте Пэабо и Хуго Цеберг (Hugo Zeberg) решили проверить, не совпадает ли этот гаплотип с неандертальскими или денисовскими геномными последовательностями. Для этого нужны геномы вымерших видов людей, прочтенные очень качественно, то есть с высоким покрытием. Таких геномов на сегодняшний день четыре: три неандертальских и один денисовский.

Результат получился вполне однозначный: из 13 полиморфизмов, характерных для «гаплотипа риска», 11 присутствуют в гомозиготном состоянии у неандертальца из пещеры Виндия в Хорватии (Vindija 33.19). Три полиморфизма есть у двух других неандертальцев с качественно прочтенными геномами — из Денисовой и Чагырской пещер на Алтае (Denisova 5 и Chagyrskaya 8, см.: Между сапиенсами и неандертальцами существовала частичная репродуктивная изоляция, «Элементы», 03.02.2014; F. Mafessoni et al., 2020. A high-coverage Neandertal genome from Chagyrskaya Cave). В денисовском геноме (см.: Геном денисовского человека отсеквенирован с высокой точностью, «Элементы», 06.09.2012) не оказалось ни одного из 13 полиморфизмов.

Этот результат уже сам по себе является убедительным доводом в пользу того, что «гаплотип риска» унаследован современными людьми от неандертальцев, близких к индивиду из пещеры Виндия. Остальные неандертальские примеси в современных геномах тоже ближе к геному хорватского неандертальца, чем к индивидам с Алтая. Объясняется это тем, что те неандертальцы, с которыми скрещивались вышедшие из Африки сапиенсы 60–50 тысяч лет назад, были более близкой родней хорватского неандертальца, чем алтайских.

Дополнительные тесты подтвердили вывод о неандертальском происхождении «гаплотипа риска». В частности, вероятность того, что такой длинный гаплотип мог быть унаследован хорватским неандертальцем и современными людьми от общего предка, оказалась, по расчетам авторов, пренебрежимо низкой. За более чем полмиллиона лет раздельного существования сапиенсов и неандертальцев гаплотип должен был бы покрошиться на мелкие кусочки из-за кроссинговера. Авторы также построили филогенетическое дерево для всех имеющихся у современных людей вариантов (аллелей) рассматриваемого участка генома. На этом дереве все современные аллели, связанные с повышенным риском тяжелой формы COVID-19 (они отличаются друг от друга лишь единичными нуклеотидными заменами), образовали единую компактную ветвь с хорватским неандертальцем, а сестринскими к этой ветви оказались неандертальские варианты с Алтая. Иными словами, «аллель риска» (во всех его незначительных вариациях) ближе к любому из трех неандертальских вариантов, чем к любому другому варианту этого участка генома, встречающемуся у современных людей. Таким образом, неандертальское происхождение «гаплотипа риска» доказано вполне надежно.

Частота встречаемости неандертальского «гаплотипа риска» в современных человеческих популяциях сильно варьирует в зависимости от региона (рис. 1). Его практически нет в Африке, что логично, поскольку приток неандертальских генов в генофонд современных африканцев, живущих к югу от Сахары, был незначительным (и, вероятно, непрямым). Почти нет его и у жителей Восточной Азии (китайцев, японцев). Это неожиданный результат, потому что других неандертальских генов у восточноазиатов немало — даже чуть больше, чем у европейцев. В Европе неандертальский гаплотип встречается с частотой около 8%, в Южной Азии — 30%. Наибольшая частота характерна для Бангладеш: 63% жителей этой страны несут по крайней мере одну копию неандертальского гаплотипа, а 13% — две копии (то есть являются гомозиготами), что дает общую частоту 13 + (63 − 13)/2 = 38%. Это согласуется с тем, что в Великобритании, по официальным данным, шансы умереть от COVID-19 у выходцев из Бангладеш примерно вдвое (95% доверительный интервал: 1,7–2,4) выше, чем у белых британцев. У выходцев из других стран ситуация заметно лучше, чем у бангладешцев.

Объяснить, почему в Восточной Азии частота встречаемости неандертальского гаплотипа почти нулевая, а в Южной — очень высокая, по-видимому, можно только сильным отбором, который действовал по-разному в разных регионах. Логично предположить, что главным фактором отбора были какие-то патогены. Может быть, неандертальский гаплотип, снижающий сопротивляемость новой короновирусной инфекции, подвергался отрицательному отбору в Китае во время каких-то прежних эпидемий, вызванных другими коронавирусами, а в дельте Ганга на него действовал положительный отбор, потому что он обеспечивал защиту от каких-то других патогенов. Но пока все это — только домыслы, потому что неизвестно, какие именно особенности неандертальского гаплотипа ответственны за повышенный риск тяжелого протекания COVID-19 и каков механизм их действия. Как уже говорилось, в состав гаплотипа входит шесть генов, среди которых не удается однозначно определить кандидата на роль главного фактора риска. Им может оказаться, например, ген SLC6A20, потому что белок, кодируемый этим геном, взаимодействует с белком ACE2 — «входными воротами» нового коронавируса. Не сняты подозрения и с генов CCR9 и CXCR6, потому что они кодируют рецепторы хемокинов, причем работа второго из них имеет прямое отношение к иммунным процессам в легких, например, при гриппе.

Когда-нибудь, возможно, мы узнаем, от каких патогенов защищал этот гаплотип неандертальцев (а также предков нынешнего населения Южной Азии), но пока фантазировать об этом рано. Одно можно сказать наверняка: в 2020 году с некоторыми нашими современниками неандертальское наследие сыграло злую шутку.


Источник: Hugo Zeberg & Svante Pääbo. The major genetic risk factor for severe COVID-19 is inherited from Neanderthals // Nature. 2020. DOI: 10.1038/s41586-020-2818-3.


См. также: Неандертальские гены влияют на здоровье современных людей, «Элементы», 20.02.2016.


Александр Марков


https://elementy.ru/novosti_nauki/433709/Geneticheskiy_varia...
Показать полностью
140

Антропология: Парантропы. Массивные австралопитеки. Станислав Дробышевский

Примерно 2.5-2.7 млн. лет назад произошли изменения в африканской саванне. Большая часть грацильных австралопитеков исчезла, а те которые продолжали жить и приспосабливаться, пошли двумя альтернативными эволюционными путями. Один из этих путей привел к появлению Homo, первых людей, а альтернативный путь привел к возникновению парантропов или массивных австралопитеков. В этом ролике антрополог и кандидат биологических наук Станислав Дробышевский расскажет про массивных австралопитеков.

Рассказчик: Станислав Дробышевский, антрополог, кандидат биологических наук, доцент кафедры антропологии биологического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова, научный редактор ANTROPOGENEZ.RU, автор книг "Достающее звено" и "Байки из грота. 50 историй из жизни древних людей".

Группа в ВК: https://vk.com/noosphere_studio

293

Охота адского муравья

Охота адского муравья Палеонтология, Наука, Насекомые, Муравьи, Янтарь, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Древний хищник, терзающий жертву, — это излюбленный сюжет для палеохудожников. Какую популярную книжку по палеонтологии ни открой, обязательно увидишь в ней тираннозавра, обгладывающего трицератопса, или саблезубого тигра, вонзающего клыки в холку вымершего копытного. Увы, далеко не всегда понятно, какое отношение все эти красочные картинки имеют к реальности. Однако в этом куске бирманского янтаря вы можете наблюдать сцену доисторической охоты своими глазами, не полагаясь на воображение иллюстратора. В роли хищника тут выступает адский муравей Ceratomyrmex ellenbergeri, в роли жертвы — нимфа алиеноптеры (Alienopteridae) Caputoraptor elegans. Находка позволила ученым увидеть в действии уникальный ловчий аппарат адских муравьев, состоящий из двух серповидных челюстей и длинного рога (см. картинку дня Адские муравьи).

Адские муравьи (Haidomyrmecinae) — это вымершее подсемейство муравьев, известное из верхнемеловых янтарей, таких как бирманский (99 млн лет) и канадский (78 млн лет). Свое латинское название, которое происходит от греческого слова Ἀΐδης (Аид — царство мертвых), эта группа получила неслучайно. В отличие от остальных муравьев, у которых челюсти смотрят вперед, у их адских собратьев передние концы челюстей загнуты вертикально вверх и напоминают клинок ятагана. К тому же у нескольких родов этого подсемейства вдобавок к челюстям-саблям имеется и длинный «рог» — вырост клипеуса (наличника), то есть лицевой части головной капсулы. Ученые давно предполагали, что рог и загнутые вверх челюсти работали сообща, зажимая добычу, и новая находка стала блестящим подтверждением этой гипотезы.

Охота адского муравья Палеонтология, Наука, Насекомые, Муравьи, Янтарь, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Филогенетическое древо муравьев и строение их голов и ротовых частей. 3D-реконструкции: A — Haidomyrmex, B — Protoceratomyrmex, C — Linguamyrmex, D — Ceratomyrmex, E — Dhagnathos, F — Chonidris, G — Aquilomyrmex. Фотографии в сканирующем электронном микроскопе: H — Leptanilla, I — Amblyopone; J — Anochetus, K — Aneuretus, L — Nothomyrmecia, M — Tetraponera. Оранжевым показаны челюсти, голубым — клипеус (наличник), желтым — верхняя губа и фиолетовым — лобный треугольник. Изображение из статьи P. Barden et al., 2020. Specialized predation drives aberrant morphological integration and diversity in the earliest ants

Из всех адских муравьев наиболее внушительными челюстями и рогом обладают представители рода Ceratomyrmex — именно такого муравья и посчастливилось обнаружить ученым в куске бирманского янтаря. Он вцепился в «шею», то есть суженный участок переднегруди, неполовозрелой алиеноптеры Caputoraptor elegans. Алиеноптеры — это вымерший отряд насекомых с неполным превращением, родственный тараканам и богомолам и нередко встречающийся в бирманском янтаре. У алиеноптеры Caputoraptor elegans, ставшей добычей муравья, по краям переднегруди располагались зубчики, служившие, возможно, для захвата мелких насекомых или же для удержания половых партнеров (см. картинку дня «Чужие» из янтаря). Но муравья зубчики не смутили — снизу он зажал переднегрудь алиеноптеры челюстями, а сверху — длинным рогом, исключив любую возможность сопротивления.

Охота адского муравья Палеонтология, Наука, Насекомые, Муравьи, Янтарь, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Смертельная хватка адского муравья Ceratomyrmex ellenbergeri, зажавшего алиеноптеру Caputoraptor elegans. Условные обозначения: amd — передние концы челюстей муравья, e — глаз алиеноптеры, mib — медиовентральная (срединно-брюшная) лопасть челюсти муравья, pg — заглазничная часть головной капсулы алиеноптеры (гена; см. gena). Изображение из статьи P. Barden et al., 2020. Specialized predation drives aberrant morphological integration and diversity in the earliest ants

Такой борцовский захват был возможен только при условии вертикальной подвижности челюстей. Иными словами, адские муравьи могли двигать челюстями не только влево и вправо, в горизонтальной плоскости, как все остальные муравьи, но и вверх-вниз, оттягивая их и поднимая. То есть фактически челюсти адских муравьев двигались примерно так же, как и нижняя челюсть позвоночных животных. Рог при этом выступал в качестве аналога верхней челюсти позвоночных, то есть неподвижной точки опоры, к которой прижимается пища. Челюстной «сустав» подобного строения не известен ни у одного из более чем 12 000 ныне живущих видов муравьев. Но зато похожий ловчий аппарат можно найти у водных личинок жуков-плавунцов Hyphydrus. С помощью «капкана» из загнутых верх челюстей, движущихся в вертикальной плоскости, и противолежащего рога на голове они ловят остракод — рачков с округлым панцирем.

Охота адского муравья Палеонтология, Наука, Насекомые, Муравьи, Янтарь, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Ближайшие ныне живущие аналоги адских муравьев — личинка жука-плавунца Hyphydrus japonicus (A–D) и личинки водных жуков с обычным строением челюстей: плавунец Platambus optatus (E) и водолюб Enochrus simulans (F). Фото из статьи M. Hayashi, S.-Y. Ohba, 2018. Mouth morphology of the diving beetle Hyphydrus japonicas (Dytiscidae: Hydroporinae) is specialized for predation on seed shrimps

Зачем личинки плавунцов стали экспериментировать с ротовым аппаратом, вполне понятно — остракоды, похожие на крошечные бобы, из стандартных, горизонтально ориентированных челюстей просто выскальзывают. Но зачем необычные челюсти-сабли вкупе с рогами понадобились адским муравьям? На каких таких особых жертв они охотились? Ведь во второй половине мелового периода существовали и муравьи с нормальным устройством ротового аппарата. Судя по данным филогенетического анализа, у двух групп адских муравьев длинные рога независимо возникли из разных частей головы (это видно на втором рисунке, A–D и E–G) — то есть это не была чистая случайность морфогенеза, тут был замешан какой-то мощный внешний стимул. Но затем этот стимул почему-то исчез, адские муравьи вымерли, и за последующие 70 млн лет никакая другая группа муравьев не выработала у себя похожего приспособления. Так что вопросов всё равно пока больше, чем ответов...

Изображение из статьи P. Barden et al., 2020. Specialized predation drives aberrant morphological integration and diversity in the earliest ants.


Александр Храмов
https://elementy.ru/kartinka_dnya/1204/Okhota_adskogo_muravy...

Показать полностью 3
1021

Как динозавры мир захватили

Динозавры являются самыми популярными ископаемыми животными в масскультуре. Но мало кто может сказать, как ужасные ящеры пришли к господству на всей планете и что было до них. А мог бы выйти хороший сериал.

Как динозавры мир захватили Динозавры, Животные, Наука, Природа, Палеонтология, Длиннопост, Интересное, Познавательно

Всего за 20 млн лет до первых динозавров планету населяли амфибии, звероподобные ящеры (это наши предки, если что) и небольшие рептилии. Климат был засушливым с сезонными циклами, то жарко, то холодно. Небольшие рептилии со слегка удлинёнными задними конечностями сновали там и сям. Эти крохи даже и не подозревают, что спустя пару миллионов лет вся планета загорится ярким пламенем и именно они, крошечные "ящерки" станут следующими правителями Земли.

Как динозавры мир захватили Динозавры, Животные, Наука, Природа, Палеонтология, Длиннопост, Интересное, Познавательно

Синапсиды или звероящеры

Как динозавры мир захватили Динозавры, Животные, Наука, Природа, Палеонтология, Длиннопост, Интересное, Познавательно

Prolacerta — архозавроморф из раннего триаса


252 млн лет назад началось самое масштабное глобальное вымирание в истории планеты, Великое пермское вымирание. Планета разрывалась от колоссальной вулканической активности. Лава изливалась огромными реками по территории современной Сибири. Животные не только сгорали и умирали с голоду, но попросту задыхались из-за высокой концентрации углекислого газа в атмосфере. Катастрофа не была моментальной, она длилась десятки тысяч лет. Великое вымирание уничтожило 90% всех видов животных на планете, оставив после себя выжженную пустыню.

Как динозавры мир захватили Динозавры, Животные, Наука, Природа, Палеонтология, Длиннопост, Интересное, Познавательно

Планета после Великого вымирания представляла собой гигантскую пустыню


Условия для жизни на Земле стали весьма тяжкими: реки и озёра пересохли, растительность наблюдалась лишь у редких оазисов и в полярных регионах, дышать было нечем (в триасовом периоде содержание кислорода в атмосфере было в два раза меньше, чем сейчас). В экстремальных условиях требовались новые приспособления для выживания. Например, толстый панцирь, чтобы влага не испарялась или маленькие размеры и быстрые ноги, чтобы не быть сожранным медленными толстошкурыми хищниками.

Как динозавры мир захватили Динозавры, Животные, Наука, Природа, Палеонтология, Длиннопост, Интересное, Познавательно

Триасовая фауна Марокко


Пока многометровые крокодилоподобные хищники охотились на наших неповоротливых предков-синапсидов, у них под ногами повсюду сновали небольшие рептилии. Главное отличие этих небольших проказников крылось в задних конечностях: они были достаточны мощными, чтобы животное могло опираться только на них, и они были поставлены под тело, как у нас с вами. Это делало первых динозавров очень быстрыми и юркими. Вероятно, пищеварительная система ранних динозавров тоже претерпела изменения. В засушливом и жарком климате требуется максимальная экономия влаги в организме, но динозавры не были похожи на тех, кто сутками валялся в тени. Так что, вероятно, ЖКТ динозавров высасывал всю воду из потребляемой пищи, а ели динозавры много. Например, крупные целофизисы поедали крокодилоподобных архозавров, а более мелкие динозавры потребляли насекомых. А кто-то ел и самых первых млекопитающих.

Как динозавры мир захватили Динозавры, Животные, Наука, Природа, Палеонтология, Длиннопост, Интересное, Познавательно

Целофизис


Так как динозавры из столько крошечных хищников стали повелевать всем сухопутным миром мезозойской эры? На самом деле им и делать особо ничего не пришлось, они УЖЕ стали королями мира. Толстошкурые постозухи и неповоротливые терапсиды, потомки пермских синапсид, никак не угрожали динозаврам. Первые млекопитающие жили в норах, а нос на "улицу" высовывали только ночью. Первые крокодиломорфы жили на деревьях да в немногочисленных водоёмах. Птерозавры осваивали первый в истории полёт среди позвоночных, им было не до динозавров. Остальные шли ужасным ящерам на корм. Так кто мог остановить восхождение динозавров на трон мезозоя? Да никто.

Как динозавры мир захватили Динозавры, Животные, Наука, Природа, Палеонтология, Длиннопост, Интересное, Познавательно

Litargosuchus — триасовый предок крокодилов


И, вероятно, самый важный фактор — метаболизм динозавров. В триасовом периоде, есть такое предположение, динозавры были единственным теплокровными животными. В то время, как все маялись в жару в глуби континента Пангея, динозавры спокойно могли существовать в полярных регионах среднего триаса. Когда климат стал стабильнее и равномернее, динозавры уже были готовы составить конкуренцию тогдашним крупным хищникам.

Как динозавры мир захватили Динозавры, Животные, Наука, Природа, Палеонтология, Длиннопост, Интересное, Познавательно

Пангея среднего триаса


Дело оставалось за малым — ждать. Эволюция сделает своё дело. Она и сделала. Не имея конкурентов в своей нише, но имея множество преимуществ перед другими триасовыми животными (стройное, лёгкое тело, поставленное на две ноги и прочее), динозавры стали попросту вытеснять остальных, добираясь постепенно до самых крупноразмерных классов. К концу триасового периода, около 215 млн лет назад, уже появились четырёхтонные травоядные платеозавры и пятиметровые хищные годжиразавры. Но динозавры решили сорвать джекпот.

Как динозавры мир захватили Динозавры, Животные, Наука, Природа, Палеонтология, Длиннопост, Интересное, Познавательно

Gojirasaurus — позднетриасовый хищный теропод


В конце триасового периода планету постигло новое несчастье, триасово-юрское массовое вымирание. Именно оно добило остатки конкурентов динозавров и мезозойские цари стали править сушей единолично. Лишь спустя 135 млн лет огромный астероид даст шанс млекопитающим, истребив самую успешную группу животных в истории Земли. Но динозавры не вымерли, они смотрят на нас оттуда, сверху. С высоты птичьего полёта.


Автор: Мартин Авиански

___________

В посте использовались статьи:


Великое пермское вымирание https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012821X07000842?via=ihub


О климате триаса https://www.sciencemag.org/news/2015/06/raging-fires-high-te...


Prolacerta https://en.wikipedia.org/wiki/Prolacerta


Платеозавр https://en.wikipedia.org/wiki/Plateosaurus


Триасовый крокодиломорф https://en.wikipedia.org/wiki/Litargosuchus

Показать полностью 7
247

Сколько было динозавров?

На сегодняшний день нам известно множество видов динозавров. От исполинских титанозавров весом в десятки тонн до крошечных пситтакозавров и компсогнатов. Известные нам динозавры описываются чуть ли не по новому виду в день. Но сколько их существовало всего? Это невероятно сложно посчитать. Мы всё ещё не можем раскопать Антарктиду, дно морей. Нам неизвестно, кто населял горы, а экспедиции в непроходимые джунгли обходятся слишком дорого. Сами же динозавры занимали все возможные сухопутные ниши: гигантские хищники, мелкие насекомоядные, специализированные рыболовы. Так давайте попробуем посчитать, сколько было динозавров за 160 млн лет их существования (птиц мы считать не будем).

Сколько было динозавров? Динозавры, Палеонтология, Статистика, Эволюция, Наука, Длиннопост

Со временем количество динозавров увеличивалось, что неудивительно. Мы не просто узнавали новые виды, но лучше понимали их природу и эволюцию. В истории эволюции динозавров остаются периоды и регионы, в которых оценки разнообразия чрезвычайно изменчивы: например, поздняя юра (~145 млн лет назад) Европы, средний меловой период (~100 млн лет назад) Северной Америки и поздний меловой период (~65 млн лет назад) Южной Америки.


Во второй половине XX века палеоэкология шагнула далеко вперёд и стала применять более качественный подход оценки видового разнообразия жизни на Земле. С 70-х по 90-е гг. были опубликованы важные исследования, которые помогли нам взглянуть на массовые вымирания и восстановления биосферы по-новому. Но сегодня мы наблюдаем второй ренессанс палеобиологии. Ведь с онлайн ресурсами, базами данных (например: https://www.paleobiodb.org) ископаемых животных мы можем составить по-новому качественную картину жизни и эволюции во времени.

Сколько было динозавров? Динозавры, Палеонтология, Статистика, Эволюция, Наука, Длиннопост

Надо понимать, какое множество факторов влияет на оценку видового разнообразия животных в принципе. С течением времени мы не просто открываем новые виды, мы не просто понимаем принципы эволюции лучше, а открываем всё новые и новые регионы, которые раньше были недоступны по многим причинам, в том числе и геополитическим.


В статье на NCBI авторы подготовили графики, на которых отображается количество описанных видов аж с середины XIX века.

Сколько было динозавров? Динозавры, Палеонтология, Статистика, Эволюция, Наука, Длиннопост

Частота (A) и совокупная частота (B) новых описанных таксонов динозавров

Сколько было динозавров? Динозавры, Палеонтология, Статистика, Эволюция, Наука, Длиннопост

Количество отменённых или пересмотренных таксонов



Сейчас в год описываются десятки новых видов, что позволяет нам лучше изучать экологию мезозойской эры. Но, конечно же, мы не могли не столкнуться с проблемами, когда два похожих динозавра описываются как новые виды, а оказываются представителями одного динозавра на разных этапах взросления. Я уже разбирал такие случаи в специальной статье для Paleonews.live. Если вкратце, то на сейчас открыто более тысячи видов, а до 30% (число актуально для позднемелового периода) из них может оказаться разными стадиями взросления уже известных видов, например дракорекс и стигимолох.
Сколько было динозавров? Динозавры, Палеонтология, Статистика, Эволюция, Наука, Длиннопост

Пример взросление пахицефалозавра


На сегодняшний день нам известно около 1000 видов, плюс-минус, и около 150 видов (104 вида на 2012 год) приходятся на конец мелового периода. Так сколько же всего динозавров жило? Такую оценку дать очень тяжело, но попытки посчитать были. В основном подсчёты основывались на современных животных. Например, биоразнообразие позднемеловых (65 млн лет назад) динозавров насчитывает несколько сотен видов единовременно. От 628 до 1078 видов. Правда, исследователям очень не хватало данных. Так или иначе, к концу мелового периода у динозавров не было замечено кризиса, что согласуется с импактной (падение крупного небесного тела) гипотезой вымирания динозавров. Все статьи я предоставлю в конце поста, где вы сможете самостоятельно ознакомиться с материалом.

Сколько было динозавров? Динозавры, Палеонтология, Статистика, Эволюция, Наука, Длиннопост

Позднемеловой пейзаж


Вам может показаться, что число очень маленькое, ведь сегодня мы насчитываем более 5000 видов млекопитающих. Но если мы возьмём всех млекопитающих и вычтем из них всех, кто меньше 1 кг (вес самого маленького известного динозавра), а затем добавим сюда всех

известных вымерших за последние 50 000 лет, таких как мамонты, то мы и получим схожее число. Так что оценка кажется вполне адекватной. Но это было в самом конце правления ящеров, а правили они более сотни миллионов лет. Число, которое невозможно вообразить. Сравните на таймлайне, как мало живёт человек на планете и сколько прожили нептичьи динозавры:

Сколько было динозавров? Динозавры, Палеонтология, Статистика, Эволюция, Наука, Длиннопост

Слева направо: начало эволюции динозавров и млекопитающих, начало эволюции птиц, вымирание нептичьих динозавров, начало эволюции людей.


Но сколько существовало динозавров за всю их историю? По грубым оценкам, мы получим от 40 000 до 640 000 видов. Почему такой разброс? А потому, что мы не знаем о макроэволюции динозавров практически ничего. Если мы берём 1000 видов в один момент времени и прикинем, что эволюция нового вида проходит за 1 млн лет, то мы получим 160 000 видов (динозавры существовали ~160 млн лет). Но если брать минимальные оценки: 500 видов единовременно и 2 млн лет эволюции, то мы получим 40 000 за всё время. Но вот в статье Национальной академии наук, опубликованной в 2014 году на сайте Phys.org, рассказывается об эволюции трицератопсов. Исследователи изучили 50 черепов двух видов рогатых динозавров, T.horridus и T.prorsus. Найдены черепа в формации Хелл-Крик в разных слоях. Формация откладывалась 2 млн лет, а черепа этих двух трицератопсов лежат исключительно в разных слоях: T.horridus в нижних слоях, а T.prorsus – в верхних. Это свидетельствует о весьма быстрых эволюционных процессах среди динозавров, раз десятитонные монстры смогли образовать новый вид меньше чем за 2 млн лет

Сколько было динозавров? Динозавры, Палеонтология, Статистика, Эволюция, Наука, Длиннопост

Эволюционные изменения трицератопса из формации Hell Creek Монтаны включают в себя расширение носового рога с течением времени.


Так что вполне возможно, что благоприятный и тёплый климат мог единовременно поддерживать до 2000 видов, а эволюция нового вида длилась всего 0,5 млн лет. Отсюда мы получим невообразимое число видового разнообразия динозавров в 640 000 видов, что, конечно же, маловероятно. Это всё грубые оценки без учёта сотен факторов. Здесь мы даже не учитываем, что в триасовом периоде динозавров было куда меньше, чем в позднем мелу, а динозавры с более коротким жизненным циклом могут эволюционировать быстрее тех же трицератопсов. А ведь есть ещё сотни экологических, географических и климатических факторов, которые все будут влиять на скорость появления новых видов.


Тем не менее, недавние исследования норвежцев дают оценку в 1543-2468 видов. Я не могу обойти их исследования стороной, так о них часто говорилось. Конечно же, число невероятно маленькое, но так вышло. На сегодняшний день существует 10500 видов птиц, то есть динозавров. И 2500 видов динозавров за 160 млн лет, около 1000 из которых уже открыты, выглядит совсем уж нереально. Но в этом нет вины расчётов или исследователей. Нам попросту очень мало известно о палеоэкологии и макроэволюции древних животных, а значит, всё ещё очень мало данных для расчётов, хоть палеонтология и шагнула далеко вперёд.

Сколько было динозавров? Динозавры, Палеонтология, Статистика, Эволюция, Наука, Длиннопост

___________

В посте использовались статьи:

- о дракорексе и стигомолохе https://paleonews.live/column/1436-gachin-dracorex

- об изменениях оценок с течением времени https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5822849/

- о видовом разнообразии динозавров в конце мелового периода https://pubs.geoscienceworld.org/sgf/bsgf/article-abstract/1...

- об эволюции трицератопса https://phys.org/news/2014-07-insights-evolving-triceratops-...

___________

Автор: Сергей Гачин

Редактор: Вера Круз

Показать полностью 8
120

Эти незаметные динозавры. Кого мы могли пропустить в 2019 году?

Новый вид динозавра — громкое событие в палеонтологии. Однако далеко не всегда новые динозавры поражают своими размерами, а их открытия — сенсациями. Юркие пернатые формы сновали под ногами диплодоков, оставаясь незамеченными. Некоторые формы скрывались от изучения палеонтологами, будучи принятыми за другие виды. Иногда кости динозавров ждут своего открытия десятилетиями, а порой даже находки полных скелетов остаются слабо востребованными в палеоарте. Эта подборка моих иллюстраций динозавров, получивших описание в 2019 году, напомнит о некоторых недавних исследованиях.

Эти незаметные динозавры. Кого мы могли пропустить в 2019 году? Палеонтология, Динозавры, Эволюция, Рисунок карандашом, Скетч, Наука, Длиннопост

Hesperornithoides miessleri — маленький (около 90 см) троодонтид из знаменитой позднеюрской формации Моррисон. Обнаруженный еще в 2001 году, этот современник диплодоков и аллозавров показал, что раскрыто не все разнообразие динозавров формации. Присутствие этого эволюционно продвинутого манираптора в юрских отложениях явилось сильным опровержением аргумента «временного парадокса», используемого теми, кто выступает против единодушного мнения, что птицы произошли от динозавров. Также открытие этого вида привело ученых к выводу, что все ветви паравиев, способные к полету (микрорапторины, скансориоптеригиды, авиалы) приобрели эту способность независимо, а их общий предок был нелетающим. Долгое время гесперорнитоид был известен под неофициальным именем «Лори». Родовое название динозавра составлено из греческих корней слов «запад», «птица» и «форма», видовое название дано в честь семьи Месслер, которая материально поддерживала проект. Hesperornithoides вел наземный образ жизни в открытом и сезонно заболоченном ландшафте с небольшими зарослями хвощей, саговников и папоротников. На иллюстрации рядом с гесперорнитоидом изображен череп галеамопуса — близкого родственника диплодока и современника новооткрытого троодонтида.

Эти незаметные динозавры. Кого мы могли пропустить в 2019 году? Палеонтология, Динозавры, Эволюция, Рисунок карандашом, Скетч, Наука, Длиннопост

Ngwevu intloko — завроподоморф семейства Massospondylidae из формации Эллиот, ЮАР. Необычное название ящера составлено из двух слов на языке коса: ngwevu — «серый», и intloko — «голова». Это отсылка к неофициальному прозвищу образца — «серый череп», которым его называли учёные. Образец был найден еще в 1978 году, однако был причислен к виду Massospondylus carinatus. Череп заметно отличался от других экземпляров прямоугольной формой и небольшими размерами, однако эти отличия считались искажениями в процессе фоссилизации и молодым возрастом животного. Повторный анализ останков привел экспертов к выводу, что это совершенно другой динозавр, который, как заявили авторы открытия, «прятался на виду». Единственный известный экземпляр Ngwevu достигал 4 метров в длину, возраст особи составлял 10 лет. Ближайшими родственниками нового рода были также южноамериканский Coloradisaurus и китайский Lufengosaurus. В позднетриасовый период, время существования суперконтинента Пангея, географические барьеры не мешали обширному распространению близкородственных видов.

Эти незаметные динозавры. Кого мы могли пропустить в 2019 году? Палеонтология, Динозавры, Эволюция, Рисунок карандашом, Скетч, Наука, Длиннопост

Fostoria dhimbangunmal. Этот орнитопод из группы Iguanodontia известен по набору из ста с лишним костей. Окаменелости обладают редким сине-серым оттенком с красочными проблесками: в процессе фоссилизации их органическая часть заместилась опалом. Динозавр был назван в честь Роберта Фостера, первооткрывателя окаменелостей. Фрагменты скелета были обнаружены в опаловой шахте близ городка Лайтнинг-Ридж (Австралия) в 1986 году, но оставались неизученными до 2015 года и были выставлены на всеобщее обозрение в магазине минералов. Впоследствии семья Фостера передала находку в дар местному музею, Австралийскому Центру опала, где ученые смогли изучить фоссилии. Оказалось, что набор костей принадлежит целой группе из четырех животных разного возраста, длина крупнейшей особи составляла около 5 метров. Всего было собрано около 20% костей скелета. Фостория обитала в Австралии в сеноманскую эпоху позднего мела, около 100 млн лет назад.

Эти незаметные динозавры. Кого мы могли пропустить в 2019 году? Палеонтология, Динозавры, Эволюция, Рисунок карандашом, Скетч, Наука, Длиннопост

Gobihadros mongoliensis — гадрозавроид известный по нескольким образцам, включая полный скелет. Это был ящер длиной до 7,5 метров, обитал в Монголии около 100-90 млн лет назад, в начале позднего мела. Филогенетически гобигадрос был очень близок представителям семейства Hadrosauridae. Строение зубного ряда гобигадроса аналогично более прогрессивным гадрозавридам, возможно, эти особенности были приобретены независимо в процессе параллельной эволюции. От продвинутых гадрозавров этот вид отличается развитым когтем на первом пальце передних конечностей, а от близкородственных форм (таких, как эоламбия, бактрозавр, тетисгадрос) — волнообразным верхним профилем подвздошной кости и более выступающим в сторону супраацетабулярным гребнем. Предки гобигадроса мигрировали в Азию из Северной Америки, но в самом конце мела были вытеснены новой волной миграции прогрессивных форм семейства Hadrosauridae.

Источником вдохновения для данной иллюстрации стали работы выдающегося палеохудожника Дугласа Хендерсона. На его картинах динозавры (и прочие древние существа) не часто выставляются на передний план. Они органично вписаны в окружающий их ландшафт и представлены художником как часть большого и единого мира.

Источник: Paleonews.life

Показать полностью 3
130

Дракорекс, торозавры и другие. Отдельные виды или возрастная изменчивость?

Дракорекс, торозавры и другие. Отдельные виды или возрастная изменчивость? Динозавры, Птицы, Аллигатор, Палеонтология, Исследования, Наука, Длиннопост

Палеонтолог Павел Скучас говорил в своем интервью, что «есть два вида биологов: одни любят описывать новые виды, другие их закрывать».То же самое происходит в палеонтологии — огромное множество найденных динозавров кто-то быстро описывает как новый вид и даёт ему громкое имя, например, Король-дракон Хогвартса. А спустя несколько лет палеонтологи из Калифорнийского университета говорят, что всё, что вы открыли, — один вид на разных стадиях взросления, вот исследования, ознакомьтесь, распишитесь. Рассмотрим несколько таких примеров.


Пахицефалозавриды


Поговорим о том самом дракорексе из Хогвартса. В воображении рисуется некая здоровая махина, способная перекусить целого медведя пополам, словно это зубочистка. Но нет, дракорекс — это миниатюрный пахицефалозаврид, едва достигавший двух метров в длину и метра в высоту. Череп небольшого динозавра был усеян разными костными наростами и шипами. Хоть Dracorex hogwartsia и выглядел устрашающе, на самом деле, был безобидной растительноядной милахой. Палеонтологи-любители обнаружили его остатки в знаменитой формации Хелл-Крик. В 2004 году их передали в музей Индианаполиса для исследований, а через два года дракорекса описали как отдельный вид пахицефалозаврида, наравне с чуть более крупным тупоголовым стигимолохом, который успел засветиться в «Мире юрского периода».

Дракорекс, торозавры и другие. Отдельные виды или возрастная изменчивость? Динозавры, Птицы, Аллигатор, Палеонтология, Исследования, Наука, Длиннопост

Итак, у нас есть три динозавра: двухметровый дракорекс с шипообразными наростами на голове; чуть более крупный стигимолох с плотным костяным наростом, вокруг которого торчит много шипов; и четырёхметровый пахицефалозавр с большой костяной шишкой на черепе. На картинке ниже можете рассмотреть их подробнее.

Дракорекс, торозавры и другие. Отдельные виды или возрастная изменчивость? Динозавры, Птицы, Аллигатор, Палеонтология, Исследования, Наука, Длиннопост

Дракорекс (вверху слева), стигимолох (вверху справа) и пахицефалозавр (внизу)


В 2009 году было опубликовано интересное исследование, в котором предположили, что палеонтологов запутали непохожие друг на друга украшения на голове. По мнению помощника директора Калифорнийского университета Марка Гудвина, специалисты не брали в расчёт различия в морфологии динозавров на разных стадиях взросления, из-за чего количество видов динозавров в позднем меловом периоде оказалось сильно завышенным. Палеонтологи из разных университетов занялись доскональным изучением структуры черепов трёх вышеуказанных динозавров и сравнили их. Оказалось, что это один и тот же динозавр на разных стадиях взросление: ювенил (детёныш) дракорекс, половозрелый подросток стигимолох и взрослая особь пахицефалозавр.

Дракорекс, торозавры и другие. Отдельные виды или возрастная изменчивость? Динозавры, Птицы, Аллигатор, Палеонтология, Исследования, Наука, Длиннопост

Череп Dracorex


Как же пришли к такому выводу? Всё дело в структуре черепа около наростов! Дракорекс, судя по немногочисленным остаткам, был не половозрелой особью, а детенышем какого-то другого животного. Этот динозавр во взрослом возрасте должен был иметь некий большой нарост на голове. На такую роль хорошо подошел пахицефалозавр со своим куполообразным лбом. Что же тогда со стигимолохом? У него уже имелся «купол» на голове и ярко выраженные шипы. С помощью компьютерной томографии палеонтологи досконально изучили его череп и выяснили, что кости черепа срослись у стигимолоха не окончательно, а характер тканей наростов говорил, что их рост еще не закончен. Напрашивался вывод, что это подросток, вероятно, пахицефалозавра.

Дракорекс, торозавры и другие. Отдельные виды или возрастная изменчивость? Динозавры, Птицы, Аллигатор, Палеонтология, Исследования, Наука, Длиннопост

Череп Stygimoloch


Трицератопс и торозавр


А что там у рогатых динозавров? Так ли всё однозначно? В конце мелового периода существало два вида крупных рогатых динозавров: трицератопс и торозавр. Это были огромные десятитонные монстры с длинными рогами и роскошными воротниками. Правда, как-то уж очень они были похожи между собой.

Дракорекс, торозавры и другие. Отдельные виды или возрастная изменчивость? Динозавры, Птицы, Аллигатор, Палеонтология, Исследования, Наука, Длиннопост

Черепа трицератопса (вверху) и торозавра (внизу)


В 2010 году было опубликовано исследование, в котором раскрывалась простая мысль, что торозавр — это просто старая особь трицератопса. Рога «износились», а костном воротнике появились «окна». Но исследователи из Йельского университета оказались не совсем согласны с такими выводами и в 2012 году выпустили статью на Plos One. В ней говорится, что для объединения торозавра и трицератопса в один вид, как две разных стадии взросления, должны соблюдаться три условия:


- Виды должны жить в одном месте в одно время;


- Образцы торозавра должны иметь черты более взрослой особи, чем образцы трицератопса;


- Должно быть промежуточное звено, совмещающие в себе морфологические особенности двух видов;

Дракорекс, торозавры и другие. Отдельные виды или возрастная изменчивость? Динозавры, Птицы, Аллигатор, Палеонтология, Исследования, Наука, Длиннопост

Ареал трицератопса (серый) и торозавра (чёрный)


В результате исследования учёных Йельского университета было выявлено, что остатки, и торозавров, и трицератопсов имеют разные возраста: есть как молодые торозавры, так и старые трицератопсы. А структура рогов трицератопсов вовсе не похожа на структуру рогов торозавров. В отличие от пахицефалозавров с его молодыми версиями, торозавр и трицератопс — разные виды. Джон Сканнелла, автор исследований 2010 года, где торозавра и трицератопса объединили в один вид, с результатами статьи не согласился. Он обратил внимание исследователей Йельского университета на свою статью 2011 года, как пример переходной морфологии.


Современные аллигаторы


Оказывается, что всё ещё сложнее. Пытаясь дать возрастные оценки найденным остаткам нептичьих динозавров, палеонтологи часто опираются на швы на черепах. Чем старше животное, тем уже места срастания костей черепа, вплоть до полного их стирания. Это вполне логичная и типичная картина для архозавров. Так, например, происходит у современных эму — у взрослой особи практически нет швов на черепе.

Дракорекс, торозавры и другие. Отдельные виды или возрастная изменчивость? Динозавры, Птицы, Аллигатор, Палеонтология, Исследования, Наука, Длиннопост

Череп эму


Но в 2016 году на Plos One появилась статья, предостерегающая учёных от поспешных выводов. Оказывается, не все архозавры имеют «гладкий» череп к старости. Примером выступили миссисипские аллигаторы. Картина у этой крупной рептилии ровно противоположна эму — чем взрослее особь, тем шире некоторые швы у неё на черепе. А два шва срастаются ещё на эмбриональной стадии. Современные архозавры поставили под вопрос палеонтологические методы оценки возрастов.

Дракорекс, торозавры и другие. Отдельные виды или возрастная изменчивость? Динозавры, Птицы, Аллигатор, Палеонтология, Исследования, Наука, Длиннопост

Линейная зависимость между взрослением аллигатора и шовным закрытием


Споры о возрасте динозавров, один ли это вид разного возраста или несколько видов, вряд ли когда-нибудь угаснут. Без генетического материала нам очень сложно судить о родстве разных динозавров, которые похожи друг на друга. Однако наука не стоит на месте и мы всё больше и больше находим остатков этих прекрасных созданий. Возможно, когда-нибудь мы «откопаем» все истины.


Источник: Paleonews.live


Автор: MartinDont

Показать полностью 8
73

У анкилозавров биссектипельт была холодная голова и острый нюх

У анкилозавров биссектипельт была холодная голова и острый нюх Палеонтология, Наука, Динозавры, Копипаста, Elementy ru, Гифка, Длиннопост
Рис. 1. Реконструкция головы анкилозавра биссектипельты (Bissektipelta archibaldi), выполненная по аналогии с другими анкилозаврами. Эта группа динозавров была очень консервативной и не отличалась разнообразием форм на протяжении своей истории, которая началась в юрском периоде и длилась до конца мелового периода. В такой консервативности они похожи на черепах, чьим экологическим аналогом анкилозавры, вероятно, являлись. Рисунок Андрея Атучина

Тщательное исследование небольших фрагментов черепов трех особей панцирного динозавра биссектипельты позволило в буквальном смысле заглянуть в мозг этого представителя анкилозавров и увидеть его картину мира. Мозг биссектипельты одновременно изучали две группы палеонтологов: первая — по старинке, с помощью силиконовых слепков, вторая — новаторским методом компьютерного томографирования. Удалось выяснить, что биссектипельты хорошо слышали низкие частоты, обладали отличным обонянием и очень эффективной системой кровообращения в голове, которая помогала бороться с перегревом мозга.

В двадцатых годах XX века в Средней Азии геологи открыли несколько крупных захоронений с остатками динозавров. Все кости были разрозненными и разбитыми, словно скелеты пропустили через мясорубку и разбросали на огромной площади в сотни квадратных километров. Из-за выветривания и эрозии они часто попросту валялись на поверхности, покрываясь пустынным загаром.

Молодой палеонтолог, будущий профессор и писатель И. А. Ефремов писал, что лошадь может целыми днями идти в предгорьях Тянь-Шаня по костям динозавров, среди которых нет ни одной целой: только куски и осколки. Собирать и изучать их в те годы казалось бессмысленной тратой времени. Но постепенно появлялись новые палеонтологические методы и технологии, благодаря которым стало возможно извлекать ценную информацию даже из небольших обломков костей, совершенно затрапезных на вид.

Множество таких обломков собрали в пустыне Кызылкум в Узбекистане, в местонахождении Джаракудук. В восьмидесятых годах там много работал ленинградский палеонтолог Л. А. Несов. Затем началась большая многолетняя экспедиция, в которой участвовали ученые из России, США, Канады, Великобритании и Узбекистана. За десять лет (экспедиция работала с 1997 по 2006 год) в Джаракудуке были добыты десятки тысяч отдельных костей и зубов динозавров и сопутствующей фауны: акул, крокодилов, птиц, птерозавров, млекопитающих. В общей сложности были найдены остатки более ста видов древних позвоночных, которые населяли эти места в последней трети мелового периода, около 90 миллионов лет назад, когда в районе местонахождения проходила береговая линия древнего моря. Богатейшая коллекция напоминала салат: в ней было множество ингредиентов и все представлены крохотными обломками — такими же, по которым за век до этого бродила лошадь Ивана Ефремова.

Один из обломков принадлежал панцирному динозавру (анкилозавру), который после ряда уточнений обособили в новый род и вид, назвав его биссектипельта Арчибальда (Bissektipelta archibaldi) в честь колодца Биссекты и участвовавшего в экспедиции американского палеонтолога Дэвида Арчибальда (James David Archibald). Обломок представлял собой фрагмент черепа из области затылка, размером с большой смартфон. В нем полностью сохранилась мозговая полость (к счастью для ученых, мозг анкилозавров отличался крохотными размерами). Также были найдены еще несколько обломков черепов других особей биссектипельт.

Недавно изучением мозга этого животного занялись сразу две группы ученых. Московский палеонтолог В. Р. Алифанов и нейробиолог С. В. Савельев работали с силиконовым слепком полости одного из образцов и опубликовали свои выводы в 2019 году. Петербургские палеонтологи И. Т. Кузьмин, А. О. Аверьянов, П. П. Скучас, Е. А. Бойцова вместе с американским палеонтологом Х.-Д. Зуэсом (Hans-Dieter Sues) и петербургским школьником И. Петровым построили и изучили компьютерную томографию фрагментов двух черепов. Результаты их исследований увидели свет в июне 2020 года.

У анкилозавров биссектипельт была холодная голова и острый нюх Палеонтология, Наука, Динозавры, Копипаста, Elementy ru, Гифка, Длиннопост
Рис. 2. Биссектипельта принадлежала к группе панцирных динозавров анкилозавров, расцвет которых пришелся на меловой период. Анкилозавры были весьма консервативной группой и внешне мало менялись в течение всей эволюционной истории группы. Их внешние покровы окостеневали, зачастую превращаясь в эффектные шипы и колючки. У некоторых анкилозавров хвост заканчивался своеобразной костяной булавой. Крупнейшие особи вырастали до восьми метров в длину, из которых половина приходилась на хвост. Биссектипельта была средних размеров, около трех метров (размер вычислен по аналогии с остатками других анкилозавров). На рисунке для сравнения рядом с биссектипельтой изображен палеонтолог И. А. Ефремов, который отличался почти двухметровым ростом. Рисунок Андрея Атучина

Для изготовления слепка московские исследователи залили полиуретановую резину в мозговые полости биссектипельты через обонятельные и так называемое окципитальное отверстия и сделали тринадцать фрагментарных слепков, которые соединили воедино. «Резиновый» мозг получился размером с указательный палец — 8,5 сантиметров в длину. То есть был крошечным даже по меркам динозавров. Впрочем, об этом было известно и ранее: анкилозавры по соотношению размеров головного мозга и тела занимают среди динозавров второе место с конца после длинношеих завропод — только у этих гигантов мозг в пропорции к телу был еще меньше. Если бы у человека было такое же соотношение размеров мозга и тела, то наш мозг объемом около 1300–1600 см3 располагался бы в теле размером с железнодорожный состав из четырех-пяти вагонов.

Главным органом чувств биссектипельты было обоняние. Доли мозга, отвечающие за обоняние, у нее самые крупные. Неплохо обстояло дело и с анализом вкуса. Вероятно, животное хорошо различало вкус, состав и твердость пищи. Размер полости от соответствующего нерва указывает, что язык был крупным и подвижным. А вот слух биссектипельты оказался, по мнению московских ученых, плохим, равно как и вестибулярный аппарат, что в целом подтвердило взгляд на анкилозавров как на животных с пассивным образом жизни.


Через полгода после публикации московских ученых в свет вышла статья с результатами трехлетней работы петербургских специалистов. Они изучили не только образец, с которым работали московские коллеги, но и еще один фрагмент черепа с мозговой полостью, а также третий обломок черепа, на котором сохранились отпечатки кровеносных сосудов. Исследователи создали виртуальные модели двух мозгов биссектипельты (одну модель сделал школьник Петров, ставший соавтором статьи).


Петербургские специалисты также сделали вывод, что у животного был отличный нюх. По их подсчетам, обонятельные луковицы занимали около 60% размера больших полушарий. А вот слух, по их данным, нельзя было назвать плохим. Короткая и толстая базилярная мембрана на обеих виртуальных моделях указывала, что для одной особи оптимальная частота слуха составляла 682–1002 Гц, для второй — 576 Гц. Верхняя граница слышимости достигала 2889 и 2105 герц соответственно. То есть обе биссектипельты хорошо слышали в нижнем диапазоне частот (100–3000 герц) — как и современные крокодилы.


Это известное правило: чем крупнее животное, тем более низкочастотные звуки оно издает и слышит. Возможно, самые ранние, базальные, анкилозавры слышали высокие звуки, но в ходе эволюции, становясь все крупнее и больше, им пришлось переориентировать слух на низкие частоты. Человеческую речь биссектипельта бы услышала, а писк комара или свист зарянки — нет.

У анкилозавров биссектипельт была холодная голова и острый нюх Палеонтология, Наука, Динозавры, Копипаста, Elementy ru, Гифка, Длиннопост
Рис. 3. Трехмерная компьютерная реконструкция эндокаста мозговой полости и сосудов головы анкилозавра Bissektipelta archibaldi. Розовый цвет —внутреннее ухо, желтый — нервы, красный — крупные артерии, синий — вены и мелкие артерии, голубой — эндокаст мозговой полости. Анимация с сайта spbu.ru
Крайне любопытные подробности принесло изучение отпечатков и полостей вен и артерий, которые окружали мозг. Кровеносная сеть в голове биссектипельты оказалась крайне сложной и напоминала кровеносную систему ящериц, а не более близких к динозаврам крокодилов и птиц. Один из авторов исследования, аспирант СПбГУ Иван Кузьмин, сравнил систему этих отпечатков с запутанными железнодорожными путями. При жизни биссектипельты сосуды опутывали мозг сложной сетью, а кровь текла по ним в разных направлениях, эффективно охлаждая мозг. Кузьмин сравнил систему с панамкой. Возможно, более удачным было бы сравнение с постоянным прохладным душем, который охлаждал мозг животного. По словам палеонтолога Александра Аверьянова, охлаждение мозга здесь работало по такому же принципу, как и охлаждение атомного реактора проточной водой. С той разницей, что реактор нагревается изнутри, а температура мозга увеличивалась от внешнего нагрева — от солнечных лучей, которые падали на голову биссектипельты.

Для анкилозавров проблема перегревания мозгов стояла особенно остро, поскольку их череп и костяные выросты-остеодермы были очень толстой и теплоемкой конструкцией.

Подобные охладительные системы в лобно-теменной области ранее реконструировались и для других древних животных, в том числе пермских терапсид (M. F. Ivakhnenko, 2008. Cranial Morphology and Evolution of Permian Dinomorpha (Eotherapsida) of Eastern Europe), но у анкилозавров обнаружены впервые.

Сейчас петербургские специалисты продолжают начатую работу. Намечены еще два больших исследования. Во-первых, они собираются изучить мозговые полости других анкилозавров. Это поможет ответить на вопрос, была ли система охлаждения мозга и чрезвычайно острое обоняние признаком всей группы или отличительной чертой биссектипельты. Во-вторых, продолжается работа с «виртуальными» мозгами других динозавров из Джаракудука — утконосых гадрозавров.

По итогам обоих исследований можно нарисовать следующий портрет биссектипельты. Это был неповоротливый и малоактивный динозавр. Его картина мира состояла в первую очередь из запахов. С помощью тонкого обоняния биссектипельты искали пищу, отслеживали врагов, искали партнеров. Их слух, как и у других крупных животных, был заточен на низкий диапазон, но звуки, возможно, не играли большой роли в жизни животного. Совсем неразвитым оказалось зрение. Можно сказать, биссектипельты были полуслепыми. Специальные системы охлаждения мозга с большой вероятностью указывают на сухопутный образ жизни: для водных животных проблема перегрева не стоит сколько-нибудь остро. Ближайшим экологическим аналогом животного можно назвать крупную наземную черепаху, например, галапагосскую.

Источники:

1) В. Р. Алифанов, С. В. Савельев. Строение мозга и нейробиология панцирного динозавра Bissektipelta archibaldi (Ankylosauridae) из позднего мела Узбекистана // Палеонтологический журнал. 2019. № 3. С. 315–321.

2) I. Kuzmin, I. Petrov, A. Averianov, E. Boitsova, P. Skutschas, H.-D. Sues. The braincase of Bissektipelta archibaldi — new insights into endocranial osteology, vasculature, and paleoneurobiology of ankylosaurian dinosaurs // Biological Communications. 2020. DOI: 10.21638/spbu03.2020.201.

Антон Нелихов
https://elementy.ru/novosti_nauki/433667/U_ankilozavrov_biss...

Показать полностью 2
72

Извилины рыбака. Палеонтологи исследовали слепок мозга ирритатора

Нейроанатомия ирритатора указывает на потенциальную адаптацию к рыболовству.

Извилины рыбака. Палеонтологи исследовали слепок мозга ирритатора Динозавры, Наука, Нейробиология, Палеонтология, Длиннопост

Spinosauridae — группа теропод, характеризующаяся удлиненными мордами, коническими зубами, увеличенными передними конечностями и часто вытянутыми позвоночными шипами. Их морфология свидетельствует о полуводном образе жизни (о чем можно подробно почитать здесь и здесь).

Судя по окаменелому содержимому желудков, объектами охоты спинозаврид могла быть рыба, мелкие наземные животные и даже птерозавры. Являлись ли эти животные наземными хищниками-оппортунистами, или они в основном жили и добывали пищу в водной среде?

Извилины рыбака. Палеонтологи исследовали слепок мозга ирритатора Динозавры, Наука, Нейробиология, Палеонтология, Длиннопост

Разобраться с биомеханикой охоты хищников помогла их нейроанатомия. Экземпляр Irritator challengeri, найденный в раннемеловой формации Сантана на северо-востоке Бразилии, включает в себя одну из немногих сохранившихся черепных коробок спинозавров. Используя данные компьютерной томографии, ученые смогли реконструировать эндокаст (виртуальный слепок черепной коробки) и создать цифровые модели нейроанатомических структур мозга. Выяснилось, что ирритатор по форме полости черепа схож с другими базальными тетанурами: различия между задним и средним отделами мозга были слабо развиты, мозг имел выраженные изгибы и длинные обонятельные луковицы. Строение затылочного мыщелка и положение полукружных каналов указывают на наклон головы хищника под углом в 45 градусов, что обеспечивало бинокулярное зрение. Также особенности строения внутреннего уха, ответственного за равновесие, свидетельствуют, что ирритатор был способен к быстрым и хорошо контролируемым движениям головы вниз. Научная работа была опубликована в Nature.

Извилины рыбака. Палеонтологи исследовали слепок мозга ирритатора Динозавры, Наука, Нейробиология, Палеонтология, Длиннопост

Эта функциональная гипотеза предполагает способность к быстрым движениям шеи. Хотя эта часть скелета не сохранилась у I.challengeri , некоторые особенности морфологии шеи спинозаврид известны у других членов группы. Так, выраженная морщинистость на телах шейных позвонков спинозаврида Sigilmassasaurus brevicollis была интерпретирована как точки крепления для сильной сгибательной мускулатуры. Совокупность уникальной морфологии и нейроанатомии, которая значительно отличается от других крупных тероподов, свидетельствует о специализации этих гигантских хищников на значительно меньшей и трудноуловимой добыче и подтверждает гипотезу о (хотя бы частично) рыбоядном рационе спинозавров.

Источник: Paleonews.live

Показать полностью 1
147

На два недостающих звена меньше. Палеонтологи открыли переходные формы цератопсов

Знаменитые «переходные формы» являются ожидаемым продуктом эволюции и привлекают особенное внимание, когда они происходят в рамках основных эволюционных преобразований.

На два недостающих звена меньше. Палеонтологи открыли переходные формы цератопсов Палеонтология, Динозавры, Эволюция, Наука, Длиннопост

Сразу два новых вида рогатых динозавров, Navajoceratops sullivani и Terminocavus sealeyi, по своей морфологии и времени существования являются классическими «промежуточными звеньями». Они заполняют временной пробел между ранее известными Pentaceratops и Anchiceratops и обладают признаками последовательных изменений морфологии.

Несмотря на свою фрагментарность, образцы новых таксонов из формации Киртланд в Нью-Мексико включают важную для диагностики заднюю границу теменной области — верхнюю кромку «воротника» цератопсов. У более ранних цератопсов, таких как Utahceratops и Pentaceratops, в оборке гребня присутствовала глубокая U-образная выемка. Морфометрический анализ новых видов показал, как в течение двух миллионов лет эта выемка последовательно углублялась, становилась более узкой и, в конце концов, замкнулась у рода Anchiceratops.

На два недостающих звена меньше. Палеонтологи открыли переходные формы цератопсов Палеонтология, Динозавры, Эволюция, Наука, Длиннопост

Такое ступенчатое изменение морфологических признаков, наблюдаемое у видов, которые стратиграфически не перекрываются, способствует эволюции путем анагенеза — усложнения и совершенствования анатомических структур. Помимо навахоцератопса и терминокавуса, авторы публикации описывают еще один образец. Третий, неназванный таксон представлен только неполным центральным стержнем воротника.

Несмотря на крайнюю фрагментарность, окаменелость демонстрирует расширение этого участка гребня, которое в процессе эволюции приведет к практически полному зарастанию фенестр в воротнике таких поздних форм, как трицератопс. Описание нового материала ставит хасмозаврин бассейна Сан-Хуан в число наиболее полно документированных представителей клады, уступая только трицератопсу по количеству образцов и информативности материала.

Источник: Paleonews.live

Показать полностью 1
161

Первый водный динозавр. История спинозавра от открытия до наших дней. Часть 2

Ссылка на первую часть

Первые окаменелые останки спинозавра были найдены в песчаниках Сахары более ста лет назад, но этот необыкновенный ящер не торопился раскрывать все свои загадки. Новое сенсационное открытие в очередной раз переписало наше представление о гиганте и сделало его еще более интересным.

Первый водный динозавр. История спинозавра от открытия до наших дней. Часть 2 Палеонтология, Динозавры, Наука, Палеоарт, Открытие, Экология, Длиннопост

29 апреля 2020 года палеонтолог Томас Хольтц разместил запись в своем твиттере: «Эй, палеохудожники! Положите ваши ручки и перестаньте рисовать спинозавра на (смотрит на [несуществующие] часы) пару часов. Доверьтесь мне». И новость о еще одной находке не заставила себя ждать. Команда Низара Ибрагима продолжила раскопки того самого скелета неотипа и извлекла из марокканских песков практически целый хвост спинозавра. Открытие в считанные часы облетело весь мир, затмив все остальные исследования в палеонтологии. Спинозавр снова смог удивить: его хвост оказался совсем не таким, как у всех других тероподов. По всей его длине вздымался ряд высоких остистых отростков, которые придавали ему вид весла. Спинозавра тут же окрестили «динозавром-тритоном».

Первый водный динозавр. История спинозавра от открытия до наших дней. Часть 2 Палеонтология, Динозавры, Наука, Палеоарт, Открытие, Экология, Длиннопост

Суставные отростки (зигапофизы) хвостовых позвонков были уменьшены, что указывает на большую свободу хвоста в боковом движении. Одновременно подвижность была ограничена в вертикальном направлении из-за перекрытия невероятно длинных и наклоненных назад остистых отростков. Эти длинные отростки имеют особую геометрию: плоские в передне-заднем направлении и трубчатые по направлению к вершине. В результате у спинозавра получается высокий, но плоский хвост равномерной ширины на протяжении большей части его длины. У большинства других хищных динозавров подвижность задней части хвоста в той или иной мере ограничивалась, и хвост служил жестким балансиром. Хвост спинозавра оказался устроен инече: у основания он более жесткий и мускулистый, обеспечивающий движение, ближе к концу хвост становится более тонким и гибким и мог выступать в качестве руля. Палеонтолог Марк Уиттон обратил внимание, что удлиненные отростки позвонков простираются не только вверх, но и назад через несколько других позвонков, а это означает, что любое движение между позвонками потребует сгибания шипов в нескольких местах. Впрочем, кости живых животных несколько пластичны и в сочетании с работой мышц и сухожилий способны сгибаться. Мог ли спинозавр сгибать хвост дугой, подобно крокодилу? В отличие от крокодилов, мощные мышцы ограничивались только основанием хвоста. Или же отростки позвонков запасали энергию взмахов, словно пружины? В биомеханике мезозойских ящеров еще есть место для дискуссий.

Первый водный динозавр. История спинозавра от открытия до наших дней. Часть 2 Палеонтология, Динозавры, Наука, Палеоарт, Открытие, Экология, Длиннопост

Ни у одного из известных динозавров нет хвоста такого типа. Единственное правдоподобное адаптивное объяснение (и совместимое с остальной анатомией этого животного) необычной морфологии состоит в том, что спинозавр использовал хвост в качестве органа для движения в воде. Авторы проверили эту гипотезу, показав на масштабной модели, что параметры гидродинамики хвоста спинозавра в 8 раз эффективнее, чем у других, «классических» теропод.

Находка еще раз подтвердила, что все найденные окаменелости принадлежат одному экземпляру: сочлененные при жизни элементы идеально подходят друг другу, а между найденными сейчас и до 2014 года костями нет повторяющихся элементов: нет доказательств того, что в раскопе содержится более одного животного. Перерасчет центра массы тела с учетом нового открытия показал, что четвероногая походка для спинозавра вовсе не обязательна, тяжелый хвост сделал тело пропорциональнее.

Первый водный динозавр. История спинозавра от открытия до наших дней. Часть 2 Палеонтология, Динозавры, Наука, Палеоарт, Открытие, Экология, Длиннопост

Каким же на сегодняшний день представляется спинозавр? Подведем промежуточный итог многолетних исследований.

Спинозавры – самые прогрессивные и поздние представители своего семейства. Они существовали в период с альба по сеноман, 110-98 млн лет назад. Ареал обитания ящеров простирался по всему северу Африки – от Марокко и Египта до Нигера. Эти животные жили вдоль многочисленных лагун и речных дельт, окруженных пышной растительностью. Экосистемы Северной Африки того времени обладали чрезвычайно разнообразной фауной. Воды кишели множеством рыб: здесь встречались гибодонты, восьмиметровые «рыбы-пилы» онхопристисы, четырехметровые целакантообразные. Также здесь обитали пресноводные черепахи, крокодиломорфы всех форм и размеров, плезиозавры. Берега населяли хищные динозавры – кархародонтозавры, абелизавры, ноазавры (Deltadromeus agilis). Растительноядные динозавры, что любопытно, не были слишком разнообразными. Типичной фауной здесь были завроподы (реббахизавриды, дикреозавриды, титанозавры), изредка встречались орнитишии.

Первый водный динозавр. История спинозавра от открытия до наших дней. Часть 2 Палеонтология, Динозавры, Наука, Палеоарт, Открытие, Экология, Длиннопост

Основную часть рациона гигантского ящера составляла рыба. Об этом можно судить по соотношению стабильных изотопов кислорода в его костях – оно характерно для животных, питающихся пресноводной рыбой. Зубы спинозавра были прекрасно приспособлены для удержания скользкой добычи: в отличие от большинства тероподов, его зубы были конической, а не уплощенной формы, зазубренность отсутствовала, а эмаль образовывала продольные ребристые складки. На концах челюстей зубы были собраны в розетки, выгнуты слегка наружу, а форма самой пасти была очень своеобразной – с выемкой-диастемой на верхней челюсти, куда погружалась нижняя. Морда спинозавра была очень вытянутой, а ноздри – задвинуты далеко назад, чтобы свободно дышать, опустив нос в воду. Также наверху черепа – а значит, выше уровня воды - расположены и глаза ящера, подобно современным водным животным. Как и у крокодилов, у ящера присутствовали чувствительные ямки на конце рыла и костное небо, позволявшее ловить добычу в толще воды. Длинная шея сочетала в себе и как силу, так и повышенную гибкость. Ребра у спинозавра были плотные и сильно изогнутые: они придавали туловищу необычную для хищных динозавров бочкообразную форму. Знаменитый «парус» на спине ящера очень похож по форме на спинной плавник марлина (Istiophorus platypterus), самой бвстроплавающей рыбы в мире. Использовался гребень, видимо, с той же целью – для резких маневров на высокой скорости. Разумеется, он мог играть и другие роли: служить точкой крепления мощных связок для поддержки шеи и хвоста, демонстративную функцию. Ширина формировавших его спинных отростков у разных экземпляров отличается. Возможно, это свидетельство социальной роли гребня, но у этой гипотезы еще нет уверенных доказательств. Задние лапы, пропорции которых кажутся столь странными для ходьбы, отлично подходили для гребли, а плоские когти, расположенные на широких ступнях, скорее всего, были соединены перепонками. Отпечатки четырехпалых следов, найденные в 1993 году в Испании и отнесенные к ихнотаксону Theroplantigrada encisensis, похоже, несут следы таких перепонок и могут принадлежать спинозавринам. Чтобы задние лапы выдерживали вес тела на суше, спинозавру приходилось выпрямлять их сильнее, чем другим хищным динозаврам. Передние же конечности, как и у других представителей семейства, были вооружены мощными когтями-крючьями на первых пальцах для ловли рыбы. Ранее представлялось, что ящер охотился, стоя в прибрежных водах, подобно гигантской цапле. Но теперь мы знаем, что спинозавр был прекрасным пловцом, готовым к погоне за глубоководной добычей. Плавно загребая хвостом-веслом, он бороздил могучие реки Сахары.

Первый водный динозавр. История спинозавра от открытия до наших дней. Часть 2 Палеонтология, Динозавры, Наука, Палеоарт, Открытие, Экология, Длиннопост

Спинозавр – единственный из известных динозавров, кто смог по-настоящему глубоко приспособиться к водному образу жизни. Эти адаптации прослеживаются не только в анатомии ящера, но и в его гистологии и биохимии. Общий план строения тела тероподов был довольно консервативным, что ограничивало число их местообитаний, но морфология спинозавра на фоне традиционной морфологии выглядит особенно ярко. Факт его удивительной специализации расширяет наши знания о том, как сильно тероподы могли отклоняться от собственных анатомических стандартов. Эта гибкость позволяла разнообразным хищникам Гондваны занимать разные экологические ниши и не конкурировать друг с другом за пищу и территорию. Спинозавр не был монструозным суперхищником, но являлся мастером адаптации. Благодаря таким открытиям мы знаем, что динозавры населяли не только сугубо наземные ландшафты: им покорились все стихии - и воздушная, и водная. Возможно, экстраординарная биология спинозавра еще не раскрыла нам всех своих жемчужин. Раскопки в Кем Кем продолжаются, и этот доисторический ящер еще сможет нас удивить.

Источник: Paleonews.live

Показать полностью 4
254

Цианобактерии Chroococcidiopsis могут извлекать воду прямо из минералов

Считается, что жизнь невозможна без воды. Поэтому оценка потенциально обитаемых миров во Вселенной обычно начинается с поиска ответа на вопрос, возможно ли существование на других планетах воды в жидком виде. Но недавно выяснилось, что цианобактерии Chroococcidiopsis, живущие внутри гипсовой породы в пустыне Атакама, могут существовать и без жидкой воды. Американские ученые разобрались в том, как им это удается. Оказалось, что цианобактерии добывают воду прямо из кристаллов гипса, превращая его в ангидрид.

Цианобактерии Chroococcidiopsis могут извлекать воду прямо из минералов Наука, Цианобактерии, Микробы, Копипаста, Elementy ru, Минералы, Длиннопост

Рис. 1. Образец гипса из пустыни Атакама. Микроорганизмы (светло-зеленые пятна) живут под тонким слоем породы, который защищает их от солнечной радиации. Для своих нужд они используют воду, входящую в структуру минералов. Изображение из обсуждаемой статьи в PNAS

Биологи и раньше находили в пустынных безводных районах микроорганизмы — цианобактерии, актинобактерии, протеобактерии и нитчатые бактерии класса Chloroflexia, но считалось, что все эти экстремофилы просто могут очень долго обходиться без воды или используют для роста водный конденсат, образующийся по утрам на холодных камнях. Также было замечено, что фотосинтетические бактерии, которым нужен солнечный свет, обычно селятся внутри полупрозрачных пород, таких как гипс. Верхний слой пород защищает их от неблагоприятных условий внешней среды, пропуская при этом свет. Но оказалось, что бактерии выбирают гипсовую породу для жизни не только поэтому.

Американские ученые под руководством Дэвида Кисайлуса (David Kisailus), профессора материаловедения и инженерии Калифорнийского университета в Риверсайде опытным путем доказали, что цианобактерии Chroococcidiopsis, живущие в чилийской пустыне Атакама, способны извлекать из твердой гипсовой породы воду. Сам гипс CaSO4·2H2O при этом переходит в безводный аналог — ангидрит CaSO4.

Цианобактерии Chroococcidiopsis давно привлекали внимание ученых, поскольку долгое время было непонятно, за счет чего они выживают в пустыне. Дело в том, что в течение довольно длительного периода в году относительная влажность в Атакаме находится на уровне ниже 60%, а значение 58,5% считается нижней границей метаболической активности живых существ (A. Stevenson et al., 2016. Aspergillus penicillioides differentiation and cell division at 0.585 water activity).

Эти цианобактерии даже отправляли в космос. Вместе с другими наземными микроорганизмами-экстремофилами в рамках эксперимента EXPOSE-R2 их выставляли за пределы МКС в специальном модуле, в котором имитировались условия на поверхности Марса. Chroococcidiopsis прожили в космосе 533 дня в условиях вакуума, интенсивного ультрафиолетового излучения и экстремальных колебаний температуры (J.-P. de Vera et al., 2019. Limits of Life and the Habitability of Mars: The ESA Space Experiment BIOMEX on the ISS), что говорит о том, что они в принципе могли бы жить на Марсе, продуцируя кислород и создавая первичный почвенный слой. Открытым оставался только вопрос, откуда микроорганизмы будут брать воду.

Изучая образцы гипсовой породы из пустыни Атакама, ученые заметили, что количество ангидрита (обезвоженной формы гипса) в ней коррелирует с концентрацией цианобактерий. Тогда у них и родилась гипотеза о том, что микроорганизмы могут извлекать кристаллическую воду из гипса, вызывая фазовое превращение сульфата кальция.

Вода составляет до 20,8% массы гипса. Молекулы H2О в его кристаллической структуре располагаются между двойными слоями анионов [SO4]2− и катионов Ca2+, легко высвобождаясь при нагревании. Поэтому логично было предположить, что Chroococcidiopsis каким-то образом могут ее использовать. К тому же ранее уже был зафиксирован факт использования кристаллической воды пустынным растением Helianthemum squamatum, произрастающим на гипсовой породе на северо-востоке Испании (A. Escudero et al., 2014. Plant life on gypsum: a review of its multiple facets).

На первом этапе исследования авторы с помощью метода микрокомпьютерной томографии получили подтверждение того, что колонии цианобактерий локализуются в порах приповерхностной зоны гипсовой породы (рис. 1). Более детальные наблюдения на сканирующем электронном микроскопе позволили выявить детали распределения микроорганизмов. Оказалось, что бактерии внутри гипсовой породы распространяются вдоль определенных плоскостей кристаллической решетки (рис. 2).

Цианобактерии Chroococcidiopsis могут извлекать воду прямо из минералов Наука, Цианобактерии, Микробы, Копипаста, Elementy ru, Минералы, Длиннопост

Рис. 2. Бактерии (зеленые) проникают в гипсовую породу (фиолетовая) вдоль плоскостей кристаллической решетки. Фото сделано с помощью сканирующего электронного микроскопа. Размер по длинной стороне — около 30 мкм. Изображение из обсуждаемой статьи в PNAS
Результаты рентгеноструктурного анализа и инфракрасной спектроскопии показали, что области, колонизированные цианобактериями, сложены ангидритом, а вся остальная порода — гипсом. Чтобы убедиться, что Chroococcidiopsis могут извлекать кристаллическую воду из гипса, переводя его в безводный ангидрит, авторы провели лабораторный эксперимент.

Вырезанные из гипсовой породы образцы размером 0,5×0,8×0,5 мм (купоны) с посевом бактериальной культуры были помещены в условия с разной влажностью. В качестве контрольных образцов выступали купоны гипсовой породы без микроорганизмов. Через 30 дней места развития цианобактерий проявились в виде зеленого фотосинтетического пигмента (рис. 3, слева) и были подтверждены по одновременному присутствию азота и углерода, выявленному по результатам рентгеноспектрального микрокартирования и наблюдениям на сканирующем электронном микроскопе.

Цианобактерии Chroococcidiopsis могут извлекать воду прямо из минералов Наука, Цианобактерии, Микробы, Копипаста, Elementy ru, Минералы, Длиннопост

Рис. 3. Слева: общий вид колоний цианобактерий, выращенных в гипсовой породе в ходе эксперимента. Справа: колонии цианобактерий (голубые) и биопленки (зеленые) в пористой гипсовой породе (серая). Изображения из обсуждаемой статьи в PNAS
Несмотря на то, что микроорганизмы развились и в сухих и во влажных условиях, ангидрит был зафиксирован только вокруг колоний цианобактерий в «сухих» купонах. «Влажные» купоны и образцы без микроорганизмов были целиком сложены гипсом.

Отсюда ученые сделали вывод о том, что во влажных условиях микроорганизмы используют жидкую воду из своего окружения, а оказываясь в стрессовых условиях, переключаются на другой режим и начинают извлекать кристаллическую воду из твердой породы.

Используя модифицированный электронный микроскоп, оборудованный спектрометром комбинационного рассеяния, авторы изучили взаимодействия между организмами и твердой породой и обнаружили, что для проникновения вглубь минералов цианобактерии выделяют вокруг себя биопленку, содержащую органические кислоты, которые разъедают породу (рис. 3, справа), а распространяются микроорганизмы вдоль плоскостей кристаллической структуры, чтобы легче получить доступ к воде, находящейся между слоями ионов кальция и анионов сульфата.

Ученые наблюдали, как по мере разрастания колонии Chroococcidiopsis выделяют вокруг себя все больше кислотных биопленок, разъедающих породу, что позволяет микроорганизмам проникать дальше между слоями гипса и получать больше воды. Это заставило их предположить, что процесс перехода гипса в ангидрит происходит в два этапа. На первом этапе гипс растворяется органическими кислотами, выделяемыми цианобактериями, распадаясь на кальций, сульфат-ион и воду, а на втором этапе, уже потеряв воду, отлагается в виде ангидрита (рис. 4).

Цианобактерии Chroococcidiopsis могут извлекать воду прямо из минералов Наука, Цианобактерии, Микробы, Копипаста, Elementy ru, Минералы, Длиннопост

Рис. 4. Стадии преобразования гипса в ангидрит с участием цианобактерий: а — микроорганизмы образуют биопленки на поверхностях кристаллов гипса; b — растворение гипса и высвобождение кристаллической воды; с — на поверхностях кристаллов гипса появляются центры кристаллизации ангидрита; d — разрастающиеся пластинчатые кристаллы ангидрита полностью замещают гипс. Символами (011) и (010) обозначены разные грани кристаллической решетки гипса, между которыми располагается вода. Изображение из обсуждаемой статьи в PNAS
Проверка при помощи сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии показала, что так и есть.

В химическом выражении реакция растворения гипса выглядит следующим образом:

Цианобактерии Chroococcidiopsis могут извлекать воду прямо из минералов Наука, Цианобактерии, Микробы, Копипаста, Elementy ru, Минералы, Длиннопост

Ученые считают, что результаты их исследования не только позволяют снять существенное ограничение в виде наличия жидкой воды для поиска внеземной жизни, но и могут быть использованы для создания новых способов сохранения воды в экстремальных условиях, например, при колонизации человеком других планет.

Источник: Wei Huang, Emine Ertekin, Taifeng Wang, Luz Cruz, Micah Dailey, Jocelyne Di Ruggiero, David Kisailus. Mechanism of water extraction from gypsum rock by desert colonizing microorganisms // PNAS. 2020. DOI: 10.1073/pnas.2001613117.

Владислав Стрекопытов

https://elementy.ru/novosti_nauki/433659/Tsianobakterii_Chro...
Показать полностью 4
82

Агрессивный сосед

Агрессивный сосед Наука, Орнитология, Птицы, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

На фото сокол сапсан атакует американского бурого пеликана, имевшего неосторожность пролетать над его гнездом. В заповеднике Торри Пайнс (Torrey Pines State Natural Reserve) в Калифорнии сапсаны ежегодно гнездятся на скалах у побережья Тихого океана. И активно защищают свою территорию от гораздо более крупных птиц — пеликанов и скоп.

Агрессивный сосед Наука, Орнитология, Птицы, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Cапсан атакует американского бурого пеликана. Тот настолько не ожидал нападения, что перевернулся в воздухе, и тут же был схвачен за ногу. Фото © Judy Champ с сайта birdwatchingdaily.com, заповедник Торри Пайнс, Калифорния, 28 апреля 2019 года
Пеликаны и скопы преимущественно рыбоядны и не замечены за разорением гнезд сапсанов. Однако известны случаи, когда бурые пеликаны поедали яйца и птенцов тонкоклювой кайры, египетской и большой белой цапли, а розовые пеликаны — птенцов капской олуши (см. видео). Так что недовольство сапсанов присутствием пеликанов неподалеку от гнезда вполне оправданно.

Агрессивный сосед Наука, Орнитология, Птицы, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Сапсан атакует бурого пеликана. Фото © DeeDee Gollwitzer с сайта flickr.com, Калифорния, 4 мая 2017 года
Агрессивным территориальным поведением сапсанов в период размножения пользуются другие, более беззащитные, птицы. Особенно это характерно для тундры, где гнезда птиц располагаются открыто и доступны разорителям — песцам, чайкам и поморникам. Гнезда на территории сапсана устраивают гуси, утки, кулики. Сапсан — орнитофаг, то есть питается пернатыми, но хищные птицы, как правило, не охотятся около собственного гнезда, поэтому подобное соседство очень выгодно.

Агрессивный сосед Наука, Орнитология, Птицы, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Сапсан атакует скопу. Фото © Insu Nuzzi с сайта flickr.com, заповедник Торри Пайнс, Калифорния, 6 июня 2015 года
Например, краснозобые казарки почти всегда гнездятся по соседству с сапсаном. Его покровительство обеспечивает им защиту от песцов, которые в годы низкой численности леммингов (своей основной добычи) особо активно разоряют гнезда птиц (и охотятся на наседок). По соседству с гнездом сапсана могут располагаться как одиночные пары, так и небольшие колонии до нескольких десятков пар казарок. Иногда в качестве покровителя казарка выбирает мохноногого канюка (зимняка) или белую сову, гнездится в колониях чаек или небольшими моновидовыми колониями, куда реже устраивает свои гнезда отдельно в тундре, без всякой защиты.

Агрессивный сосед Наука, Орнитология, Птицы, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Краснозобая казарка среди более крупных белолобых гусей. Фото © John Tymon с сайта flickr.com
Рядом с белой совой гнездятся и другие виды гусеобразных. В период размножения пара сов отгоняет песцов со своей территории, делая безопасным несколько десятков метров вокруг своего гнезда. На гнездящихся неподалеку птиц и их птенцов совы обычно не охотятся, предпочитая грызунов. Нередко вокруг совы образуется целая колония из казарок, гусей и гаг.

Белые и белолобые гуси (см. картинку дня Чета белолобых гусей) способны дать отпор разорителям и самостоятельно, особенно если гнездятся крупными колониями. Однако и их гнезда часто разоряют.

Агрессивный сосед Наука, Орнитология, Птицы, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Белые гуси защищают свое гнездо от песца. Фото © Сергей Горшков с сайта gorshkov-sergey.livejournal.com, остров Врангеля, 2015 год
Однако не только безобидные птицы ищут соседства с агрессивным видом. В Арктике наблюдается агрегация гнезд хищных птиц. Мохноногий канюк часто выбирает территорию недалеко от гнезд сапсана или кречета. Не пуская песцов и других хищников на свою территорию, сокола создают благоприятные условия для грызунов, которыми питается мохноногий канюк. Их численность становится выше, и канюк может охотиться прямо на своей гнездовой территории. Конечно, сапсан может напасть на его птенцов, но обилие корма заставляет зимняка идти на риск.

Фото © Alex Phan с личной страницы фотографа в Фейсбуке, Калифорния, 2019 год. Посмотрите также интересные фото сапсанов, атакующих пеликанов, здесь.


Анна Евсеева

https://elementy.ru/kartinka_dnya/1153/Agressivnyy_sosed
Показать полностью 5 1
141

Панцирь диатомей

Панцирь диатомей Наука, Одноклеточные, Диатомовые водоросли, Копипаста, Elementy ru, Биология, Видео, Длиннопост

На этой микрофотографии — диатомовая водоросль Lyrella hennedyi. Видим мы только ее панцирь, пронизанный большим количеством пор для связи с внешней средой. Посередине проходит шов (центральная щель), в центре — утолщение панциря (центральный узелок).

Диатомовые водоросли, или диатомеи (класс Diatomophyceae), — это одноклеточные одиночные или колониальные микроскопические организмы. Их размер обычно варьирует от 2 до 200 мкм (иногда более). Обитают они преимущественно в водной среде — в океанах, морях и реках, где представляют планктон и бентос. Кроме того, они могут жить в верхних слоях почвы, на снегу и во льдах, в горячих источниках, а также на других животных, от ракообразных до китов (то есть быть эпизоонтами), или внутри других организмов (быть эндобионтами) — например, как фотосимбионты фораминифер.

Главная особенность диатомей — наличие панциря поверх плазматической мембраны клетки. Панцирь состоит преимущественно из аморфного кремнезема, сходного по составу с опалом, а также включает примесь органических веществ и некоторых металлов (железа, алюминия, магния). У панциря две половинки, которые надеваются одна на другую. Большая (верхняя) половинка — это эпитека, меньшая — гипотека. Каждая половинка состоит из створки и пояскового ободка. В месте, где ободки накладываются друг на друга, образуется поясок. В зависимости от ракурса расположения клетки под микроскопом и на микрофотографии выделяют вид со створки и вид с пояска. На главном фото представлен вид со створки.

Панцирь диатомей Наука, Одноклеточные, Диатомовые водоросли, Копипаста, Elementy ru, Биология, Видео, Длиннопост

Объемная схема строения панциря диатомовой водоросли. Cn — центральный узелок (утолщение панциря), Ec — поясковый ободок эпитеки, Hc — поясковый ободок гипотеки, Ev — эпивальва (поверхность сворки эпитеки), Hv — гиповальва (поверхность створки гипотеки), Ra — центральный шов, Pn — терминальный узелок. Рисунок из статьи G. Kratošová et al., 2014. Synthesis of metallic nanoparticles by silica based algae — outline, prospect and applications из книги Green biosynthesis of nanoparticles: mechanisms and applications
У некоторых диатомей неполные перегородки панциря могут разделять клетку на несколько сообщающихся камер. Панцири бывают разной формы, с разным количеством пор (поры могут занимать до 75% площади панциря), с выростами или без.

Панцирь диатомей Наука, Одноклеточные, Диатомовые водоросли, Копипаста, Elementy ru, Биология, Видео, Длиннопост

Разнообразие форм и структур панцирей морских диатомей (a-d, f–i) в сканирующем электронном микроскопе. e — диатомит из Австралии. Длина масштабного отрезка — 10 мкм. Фото из статьи D. Losic et. al., 2009. Diatomaceous Lessons in Nanotechnology and Advanced Materials
У пеннатных диатомей (к ним относится и Lyrella hennedyi с главного фото) панцири обладают билатеральной симметрией, у центрических — радиальной.

Панцирь диатомей Наука, Одноклеточные, Диатомовые водоросли, Копипаста, Elementy ru, Биология, Видео, Длиннопост

Центрическая диатомовая водоросль Coscinodiscus wailesii. Вид со створки (круглые клетки) и с пояска. Средний диаметр клеток — 230 мкм. Темнопольная микроскопия. Фото с сайта diatomloir.eu
Кремнезем для строительства панциря диатомовые водоросли получают из внешней среды, где он представлен в виде метакремниевой или ортокремниевой кислот (см. Кремниевые кислоты). Как эти кислоты транспортируются в клетку, неизвестно; возможно, посредниками служат специальные транспортные белки (см. статью Белки-транспортеры кремния: долгий путь к открытию).

Панцирь диатомей Наука, Одноклеточные, Диатомовые водоросли, Копипаста, Elementy ru, Биология, Видео, Длиннопост

Морская планктонная колониальная диатомея Chaetoceros debilis. Для клеток типичны длинные полые прямые или изогнутые шипы, которыми они соединяются в колонии, при этом шипы могут перекрещиваться или срастаться в основании. Фазово-контрастная микроскопия, увеличение 250×. Фото © Dr. Wim van Egmond с сайта nikonsmallworld.com
Большинство диатомовых водорослей довольно медлительны, но некоторые донные и почвенные диатомеи способны передвигаться достаточно быстро (со скоростью 0,2–25 мкм/с), сообщаясь с окружающей средой швом, который проходит по самой створке или по особым выростам панциря — килям. Шов может быть щелевидным (в виде узкой длинной щели на створке) или каналовидным (в киле). Движение этих водорослей — процесс сложный и не до конца изученный, но принцип понятен: водоросли выделяют слизь и скользят по ней. Если поместить диатомовую водоросль на предметное стекло под микроскоп, можно наблюдать следы слизи, которые она оставляет.

Размножаются диатомовые водоросли в благоприятных условиях (весной и в начале лета) в основном вегетативно: клетка делится пополам с расхождением половинок панциря. Полученная от материнской клетки половинка станет эпитекой, а гипотека достроится, поэтому клетка, получившая эпитеку, будет иметь размер материнской, а получившая гипотеку будет меньше. Таким образом, со временем в популяции, размножающейся вегетативно, размеры клеток будут уменьшаться. Этот процесс тормозится разными путями у разных видов. Например, у видов рода Melosira меньшие клетки со временем просто перестают делиться, а рост популяции обеспечивают только более крупные потомки. А некоторые диатомеи имеют более эластичные пояски клеток, что позволяет им немного растягиваться.

Панцирь диатомей Наука, Одноклеточные, Диатомовые водоросли, Копипаста, Elementy ru, Биология, Видео, Длиннопост

Строение панциря диатомовой водоросли пиннулярии (Pinnularia). А — вид со стороны пояска; Б — вид со стороны створки; В — продольный разрез; Г — поперечный разрез; Д — вегетативное размножение. 1 — эпитека, 2 — гипотека, 3 — шов, 4 — узелок, 5 — хроматофор, 6 — пиреноиды, 7 — цитоплазма, 8 — ядро, 9 — вакуоль, 10 — створка, 11 — поясок. Рисунок с сайта studopedia.org
Измельчание клеток компенсируется во время полового размножения, однако нет доказательств прямой связи начала полового процесса со стабилизацией размеров клеток в популяции, так как более крупные клетки тоже размножаются этим путем. Половой процесс различается у пеннатных и центрических диатомей: у первых он преимущественно происходит с безжгутиковыми гаметами, а у вторых — со жгутиковыми сперматозоидами. У пеннатных диатомей в результате мейоза формируется 1–2 гаметы в клетке, створки раздвигаются, и гамета может выйти, чтобы перейти в другую клетку для слияния. В случае, если гамет образовалось две, выходит только одна, а вторая остается в клетке и ждет подвижную гамету для слияния. Передвигаются гаметы амебообразно, с помощью псевдоподий; некоторые диатомеи образуют специальный слизистый канал для перехода гамет. У центрических диатомей в результате мейоза и следующих за ним митозов (иногда многочисленных) образуется от 4 до 128 сперматозоидов, а также одна или две яйцеклетки.

Панцирь диатомей Наука, Одноклеточные, Диатомовые водоросли, Копипаста, Elementy ru, Биология, Видео, Длиннопост

Схемы жизненных циклов у пеннатных (слева) и центрических (справа) диатомовых водорослей. 2n и n — это диплоидная и гаплоидная стадии соответственно. Рисунок с сайта ru.wikipedia.org
После полового процесса, который занимает всего несколько минут как у пеннатных, так и у центрических диатомей, образуется зигота (внутри клетки, несущей неподвижную гамету или яйцеклетку), которую называют ауксоспора. Она покрывается более плотной оболочкой и со временем превращается в обычную вегетативную клетку.

Панцирь диатомей Наука, Одноклеточные, Диатомовые водоросли, Копипаста, Elementy ru, Биология, Видео, Длиннопост

Центрическая диатомовая водоросль Melosira sp., образующая нитчатые колонии. Фокус на клетке, ставшей ауксоспорой. Вид с пояска. Фото через световой микроскоп с сайта forum.mikroscopia.com
Разнообразие диатомовых водорослей колоссально: по оценкам ученых, количество видов составляет около 10–12 тысяч, но некоторые считают, что их на порядок больше. Они относятся к отделу охрофитовые водоросли и способны к фотосинтезу. Их панцирь прозрачный и совершенно не мешает свету проникать в клетку. Водоросли в виде фитопланктона выделяют более 60% кислорода, производимого на планете в результате фотосинтеза, и диатомеи продуцируют до 20% от этого количества благодаря высоким темпам размножения. При этом водоросли тратят на собственное дыхание намного меньше кислорода, чем растения.

Панцирь диатомей Наука, Одноклеточные, Диатомовые водоросли, Копипаста, Elementy ru, Биология, Видео, Длиннопост

Колониальная диатомея Licmophora phlabellata. У колониальных диатомовых водорослей дочерние клетки после вегетативного деления не расходятся, а остаются соединенными. Здесь отдельная клетка — это участок «веера», у этой водоросли также присутствуют слизистые ножки, которыми она крепится к субстрату. Темнопольная микроскопия, увеличение 10×. Фото © Dr. Wim van Egmond с сайта nikonsmallworld.com
Панцирь диатомей не разлагается, что позволяет очень детально изучать палеонтологию этих водорослей. Самые древние найденные ископаемые относятся к меловому периоду, так что возраст класса составляет не менее 150 млн лет. Диатомовые водоросли формируют мощные отложения, получившие название диатомит.

Панцирь диатомей Наука, Одноклеточные, Диатомовые водоросли, Копипаста, Elementy ru, Биология, Видео, Длиннопост

Ископаемая центрическая диатомовая водоросль Triceratium morlandii из диатомита Новой Зеландии, возраст 32–40 млн лет. Фазово-контрастная микроскопия. Фото с сайта commons.wikimedia.org
Диатомит используют как сырье для производства жидкого стекла, теплоизоляционного кирпича, инсектицидов и удобрений, как полировальный материал (в том числе его можно найти в составе зубных паст). Он также входит в состав некоторых типов цемента, используется в производстве бетона, фильтрации воды и т.д. Но особенно перспективным направлением исследования диатомовых водорослей стали нанотехнологии: ученые надеются научиться влиять на механизмы образования микроструктуры створок этих водорослей, например для использования их в медицине (см. статью Кремниевые нанотехнологии в пробирке).

Панцирь диатомей Наука, Одноклеточные, Диатомовые водоросли, Копипаста, Elementy ru, Биология, Видео, Длиннопост

Разнообразие диатомовых водорослей в виде калейдоскопа. Темнопольная микроскопия. Фото с сайта thisiscolossal.com (обязательно сходите по ссылке, там много красивых фото)
Известный специалист по диатомовым водорослям Клаус Кемп (Klaus Kemp) даже создал настоящие произведения искусства, раскладывая различных диатомей на покровных стеклах как в калейдоскопе.

Видео о создании калейдоскопа из разных видов диатомей

Фото © Massimo Brizzi с сайта nikonsmallworld.com, увеличение 1600×.

Вероника Хитяева

https://elementy.ru/kartinka_dnya/1142/Pantsir_diatomey

Показать полностью 10 1
304

В Германии найдена охотничья метательная палка возрастом 300 000 лет

В Германии найдена охотничья метательная палка возрастом 300 000 лет Наука, Археология, Палеолит, Антропология, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 1. Метательная охотничья палка из Шёнингена. Длина орудия 64,5 см. Отдельно показаны отметины от ударов (i, ii), следы удаления сучка и заглаживания поверхности (iii), превосходная сохранность клеточной структуры древесины (iv). Изображение из обсуждаемой статьи в Nature Ecology & Evolution и дополнительных материалов к ней
В знаменитом нижнепалеолитическом местонахождении в Шёнингене (Германия), где ранее были найдены деревянные копья возрастом 300 000 лет, обнаружен еще один тип охотничьего оружия того же возраста: заостренная с двух концов, отшлифованная, слегка изогнутая метательная палка длиной около 65 см. Похожими орудиями пользовались аборигены Австралии и Тасмании для охоты на птиц и мелких млекопитающих. Открытие показало, что уже в конце раннего палеолита, то есть еще до появления среднепалеолитической мустьерской культуры неандертальцев, обитатели северной Европы были искусными охотниками с богатым арсеналом охотничьего оружия.

Нижнепалеолитическое местонахождение в Шёнингене известно в первую очередь найденными здесь метательными копьями из стволов молодых елей (см.: Schöningen spears). Уникальная сохранность деревянных изделий в Шёнингене объясняется условиями захоронения. 300 000 лет назад, во времена очередного (пред-предпоследнего) межледниковья, здесь было озеро, образовавшееся в процессе отступания ледника. На его берегах жили люди. Их кости не найдены, но логично предположить, что это были «гейдельбергские люди» в широком смысле, предшественники (а возможно и прямые предки) неандертальцев. Жили они активной раннепалеолитической жизнью: изготавливали каменные орудия (некоторые из которых предположительно крепились к деревянным или костяным рукояткам), разделывали ими добычу (в частности, найдены кости десятков лошадей с отметинами от орудий), скоблили шкуры и обрабатывали деревянные изделия (V. Rots et al., 2015. Residue and microwear analyses of the stone artifacts from Schöningen).

Однажды участок прибрежной низменности подвергся внезапному затоплению. Многочисленные артефакты оказались захороненными под слоем ила. С тех пор они оставались в бескислородных условиях в толще пропитанного водой осадка, что обеспечило уникальную сохранность деревянных изделий (J. Serangeli et al., 2015. Overview and new results from large-scale excavations in Schöningen).

Каменные и деревянные орудия и кости крупных животных с царапинами от каменных ножей сохранились между слоем прибрежного грунта, богатого растительными остатками и похожего на торф, и вышележащим слоем ила, образовавшегося уже в водной среде после затопления. Изначально возраст находок оценивался в 400 000 лет, но затем датировки были уточнены, и сегодня принята оценка 300 000 лет. По возрасту и уровню развития материальной культуры шёнингенский комплекс соответствует позднему этапу раннего палеолита, который предшествовал формированию среднепалеолитической мустьерской культуры европейских неандертальцев.

В статье, опубликованной 20 апреля в журнале Nature Ecology & Evolution, палеоантропологи из Тюбингенского университета, проводящие раскопки в Шёнингене, сообщили о новой важной находке. В ходе работ на новом участке неподалеку от места обнаружения знаменитых копий ученые нашли еловую метательную палку (рис. 1). Изделие длиной 64,5 см и максимальным диаметром 2,9 см слегка изогнуто, заужено с обоих концов (причем сами кончики аккуратно обрублены), его поверхность несет следы выравнивания и заглаживания неровностей (рис. 1, iii). Прекрасная сохранность артефакта позволяет утверждать, что он не использовался ни для рытья (как палка-копалка), ни для обдирания коры с древесных стволов, ни как копье или дротик. По мнению авторов, это бесспорная охотничья метательная палка, подобная тем, которыми еще недавно пользовались австралийские и тасманийские аборигены для охоты на птиц и мелких млекопитающих (рис. 2). Шёнингенская находка действительно очень похожа на метательные палки коренных тасманийцев, хранящиеся в музее Хобарта.

На шёнингенской палке есть следы сильных ударов о твердые предметы (рис. 1, i, ii), что, наряду с другими мелкими деталями поверхности, хорошо согласуется с такой интерпретацией находки. Ранее в Шёнингене была найдена другая обоюдоострая палка, похожая на новую находку, но хуже сохранившаяся, что не позволило ученым исключить альтернативные интерпретации (палка-копалка, обдиралка коры, детское копье). Новая находка свидетельствует в пользу того, что и первая палка, скорее всего, представляет собой метательное охотничье оружие.

В Германии найдена охотничья метательная палка возрастом 300 000 лет Наука, Археология, Палеолит, Антропология, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 2. Старые изображения коренных тасманийцев с деревянными копьями и метательными охотничьими палками. Рисунки датированы 1835 годом, то есть сделаны уже после массового истребления аборигенов колонистами (см.: Black War). По-видимому, изображены представители небольшой группы уцелевших аборигенов (их окончательное вымирание произошло немного позже). На рисунках есть странности: например, на верхнем рисунке показана похожая на колли охотничья собака, поймавшая кенгуру, хотя точно известно, что у коренных тасманийцев не было собак. Возможно, собака досталась охотнику от европейцев. Подпись к рисунку гласит, что охотник собирается убить кенгуру своей «waddy», то есть метательной палкой. Тасманиец действительно держит в руке типичную охотничью метательную палку (ранние европейские поселенцы называли эти орудия waddies или lughrana, видимо, копируя слова местных жителей). Значит ли это, что охотничьи палки действительно использовались не только для метания, но и как оружие для ближнего боя? Или это фантазия художника? Изображение из статьи F. Noetling, 1911. Notes on the hunting sticks (lughrana), spears (perenna), and baskets (tughbrana) of the Tasmanian aborigines

Метательные охотничьи палки в древности были довольно широко распространены. Ими пользовались не только австралийцы, но и многие другие народы от коренных американцев до древних кельтов (см.: L. Bordes et al., 2015. Study and throwing experimentations around a Gaulish throwing stick discovery in Normandy). Специализированной разновидностью таких палок являются бумеранги, способные лететь по дуге и возвращаться к охотнику. Однако большинство моделей (включая и шёнингенскую) летает по прямой, быстро вращаясь. Умелый охотник может с расстояния в несколько десятков метров убить или сильно поранить таким оружием дичь размером с утку или кролика (а если повезет, то и небольшую антилопу или олененка). Крупного зверя метательными палками, конечно, не убьешь, но их можно использовать в загонной охоте, чтобы гнать добычу на поджидающих в засаде охотников с копьями.

Находка показала, что репертуар охотничьих приемов, которыми владели европейцы 300 000 лет назад, был шире, чем считалось до сих пор. Помимо легких метательных копий из стволов молодых елей и более массивных копий для ближнего боя обитатели шёнингенской стоянки владели еще и метательными палками. Не исключено и наличие у них составных орудий с каменными наконечниками. Получается, что в конце раннего палеолита предшественники неандертальцев уже обладали довольно сложным поведением и развитой культурой. Аналогичная картина для этой эпохи вырисовывается и в Африке, где жили предшественники сапиенсов (см.: 300 000 лет назад люди уже пользовались красками и переносили предметы на большие расстояния, «Элементы», 09.04.2018).


Источник: Nicholas J. Conard, Jordi Serangeli, Gerlinde Bigga and Veerle Rots. A 300,000-year-old throwing stick from Schöningen, northern Germany, documents the evolution of human hunting // Nature Ecology & Evolution. 2020. DOI: 10.1038/s41559-020-1139-0.


См. также:

Южная Африка, что ты делаешь?.. Наконечники копий 500 тысяч лет назад, «Антропогенез.ру», 17.11.2012.


Александр Марков

Показать полностью 1
291

Любое ли гуано усилит электрокаталитические свойства графена?

Любое ли гуано усилит электрокаталитические свойства графена? Наука, Химия, Графен, Гуано, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Pис. 1. Заголовок обсуждаемой статьи в журнале ACS Nano


Вопрос в заголовке — не шутка. Так (почти буквально) озаглавлена недавняя статья в одном из ведущих научных журналов в области нанотехнологии, ACS Nano. Таким провокативным названием и не менее провокативной работой ученые из Чехии и Канады попытались обратить внимание научного сообщества на обилие публикаций, посвященны модификации графена дорогостоящими и токсичными реагентами. Такие работы обычно не имеют под собой серьезной теоретической базы. Чтобы подчеркнуть эту мысль, исследователи провели серию опытов с графеном, который они химически модифицировали с помощью птичьего помета (гуано), и продемонстрировали значительное усиление его электрокаталитических свойств в стандартных модельных реакциях восстановления кислорода и расщепления воды.


Графен — это двумерное вещество, представляющее собой слой атомов углерода, расположенных в узлах гексагональной решетки (каждая ячейка решетки — правильный шестиугольник, см. pис. 2). За открытие и исследование свойств графена Андрею Гейму и Константину Новоселову в 2010 году была вручена Нобелевская премия по физике (см. Нобелевская премия по физике — 2010, «Элементы», 11.10.2010).

Любое ли гуано усилит электрокаталитические свойства графена? Наука, Химия, Графен, Гуано, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Рис. 2. Структура графена. Шарики — атомы углерода, палочки — химические связи между ними. Рисунок с сайта en.wikipedia.org


Сразу после открытия графена ему пророчили множество практических применений, в частности в электрокатализе — ускорении реакций с помощью эффективной передачи электронов. Довольно быстро стало ясно, что для эффективного электрокатализа чистый графен не подходит, но если его модифицировать (легировать) с помощью других элементов или молекул, то электрокаталитическая активность сильно возрастает. Это происходит из-за того, что при замене некоторых атомов углерода на другие атомы в таком модифицированном графене появляются не участвующие в химических связях электроны, способные свободно двигаться по нему.


Но оставался нерешенным вопрос: какими именно элементами или молекулами и с какой плотностью можно модифицировать графен для наибольшего усиления эффекта? Теории, способной однозначно ответить на эти вопросы, пока нет. Поэтому химики и материаловеды по всему миру легировали графен множеством разных элементов и соединений при различных условиях и проверяли результат на множестве реакций. Вероятно, они надеются, что накопление экспериментальных данных рано или поздно приведет к появлению теоретической базы. По этой теме выходили и продолжают выходить сотни статей.


Ученые из Чехии и Канады, чья статья была опубликована в середине января в одном из ведущих химических журналов ACS Nano, иронизируют над этой деятельностью. В периодической таблице Менделеева 84 стабильных элемента, которыми можно модифицировать графен, — пишут они, — это уже дает нам 84 статьи. Если модифицировать графен двумя различными элементами одновременно, то это даст еще 84·83/2 = 3486 комбинаций с соответствующим количеством статей. Если легировать тремя элементами, то получится еще 95284 статьи, а если использовать четыре различных элемента, то можно опубликовать около 2 миллионов статей! Причем всё это — без учета различных условий модификации.


Авторы решили подойти к пародии на публикации о легировании графена со всей серьезностью: они легировали графен птичьим пометом (гуано). И у этого выбора, по их словам, есть вполне практический смысл, ведь гуано, в отличие от большинства используемых в аналогичных исследованиях реагентов, очень дешево и доступно, оно не токсично и при этом включает в себя множество химических элементов, пригодных для легирования: азот, серу, фосфор, хлор и т. д.


Ученые произвели термическое отслаивание (thermal exfoliation) оксида графена (фактически, легированного кислородом графена) от графита двумя разными известными методами в присутствии гуано (экспериментальные образцы) и сравнили его с оксидом графена, отслоенным теми же методами без гуано (контрольные образцы).


Полученные образцы были проанализированы разными методами.


При помощи растрового электронного микроскопа было получено изображение поверхности легированного графена (pис. 3). Значительных отличий между экспериментальными и контрольными образцами, а также тем, что было опубликовано ранее во множестве других статей (которые до некоторой степени пародируются в обсуждаемой статье), найдено не было. Авторы отмечают, что тот факт, что графен, легированный в присутствии гуано, имеет такую же поверхность, как обычный оксид графена, yказывает на эффективное включение атомов или фрaгментов молекул из гуано в структуру графена.

Любое ли гуано усилит электрокаталитические свойства графена? Наука, Химия, Графен, Гуано, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Рис. 3. Изображения исследуемых образцов, полученные сканирующим электронным микроскопом. А2 и В2 — гуано-модифицированный графен, С2 и D2 — контрольные образцы. Увеличение в 40 000 раз. Белые штрихи под изображениями соответствуют 100 нанометрам. Почти так же выглядит обычный графен в таком увеличении. Изображение из обсуждаемой статьи в ACS Nano


Для обнаружения дефектов использовалась рамановская спектроскопия. В гуано-модифицированном графене было обнаружено меньше дефектов, чем в контрольных образцах. При помощи рентгенoвcкой фотоэлектронной спектроскопии определялись типы химических связей в веществе и его элементный состав. Было зафиксировано заметное количество атомов азота, фосфора и серы в структуре гуано-модифицированного графенa и исследованы типы их связывания. Элементный анализ, позволяющий определять количественное содержание отдельных элементов в веществе, показал, что в двух образцах гуано-модифицированного графена в среднем находится 0,91% атомов азота, 1,92% атомов серы и 2,08% атомов фосфора. Наконец, масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой помогла обнаружить в образцах гуано-модифицированного графена металлы: в небольших количествах были зафиксированы железо, кобальт, марганец и никель, также, вероятно, взявшиеся из птичьего помета.


Затем была исследована электрокаталитическая активность образцов в двух реакциях: восстановление кислорода (молекулярный кислород при наличии источника водорода, с получением воды) и расщепление воды (рис. 4). Эти реакции очень часто используются в качестве моделей для подобных исследований. Восстановление кислорода — реакция, аналогичная дыханию, а расщепление воды важно, поскольку водород сейчас все активнее используется как альтернатива углеводородному топливу и для других нужд. Для проведения и исследования реакций использовался метод полярографии — в электрохимической ячейке на один из электродов наносится образец и меряется его электрический потенциал. Во всех случаях гуано-модифицированные образцы продемонстрировали лучшие результаты, чем контрольные.

Любое ли гуано усилит электрокаталитические свойства графена? Наука, Химия, Графен, Гуано, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Рис. 4. Реакции, использованные авторами обсуждаемой статьи для демонстрации электрокаталитического катализа с помощью полученных образцов гуано-модифицированного графена. [4Н] — общее обозначение источника водорода


С изрядной долей сарказма в обсуждаемой статье сформулированы следующие выводы «гуановых» изысканий авторов (перевод почти дословный):

1) Судя по полученным результатам, любое добавленное в графен гуано (во всех смыслах) приведет к усилению его электрокаталитических свойств. Даже если на графен плюнуть, эти свойства улучшатся.

2) Так как легирование графена дешевым птичьим пометом производит больше соответствующего электрокатализатора, чем многие сложные и дорогие процедуры легирования, нет оправданий для продолжения подобных исследований, а исследователям следует направить свои усилия в более продуктивное русло.

3) Химический состав птичьего помета можно менять, подмешивая нужные вещества в птичий корм, и, таким образом, катализатор может быть в дальнейшем заметно улучшен.


Авторы верят, что птичий помет может стать таким же ценным продуктом, каким он был до появления химически производимых удобрений, но надеются, что при этом удастся избежать войн за гуано (как горячих, так и торговых), подобных тем, которые бушевали в Тихом океане во второй половине XIX века (см. Первая тихоокеанская война).


Источник: Lu Wang, Zdenek Sofer, Martin Pumera. Will Any Crap We Put into Graphene Increase Its Electrocatalytic Effect? // ACS Nano. 2020. DOI: 10.1021/acsnano.9b00184.

Григорий Молев
https://elementy.ru/novosti_nauki/433605/Lyuboe_li_guano_usi...

https://www.youtube.com/watch?v=sjChCyTBVpE

Показать полностью 3 1
131

Обнаруженный в США древнейший скорпион, по-видимому, дышал воздухом

Обнаруженный в США древнейший скорпион, по-видимому, дышал воздухом Палеонтология, Наука, Членистоногие, Скорпион, Паукообразные, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 1. Реконструкция скорпиона Parioscorpio venator. Жирными линиями выделены сохранившиеся участки тела. Изображение из обсуждаемой статьи


Палеонтологи обнаружили в отложениях раннего силура США отпечатки двух скорпионов. Возраст отложений составляет около 437–436 млн лет, что делает найденных скорпионов древнейшими известными представителями данной группы. На одном из отпечатков ученым удалось разглядеть детали строения кровеносной системы, которые свидетельствуют, что силурийские скорпионы могли обладать легочными мешками. Если это так, то находка является также древнейшим свидетельством адаптации животных к дыханию атмосферным воздухом. Кроме того, открытие ставит под сомнение гипотезу о морском происхождении скорпионов, свидетельствуя, напротив, об однократной колонизации суши предками паукообразных.


Силурийский период был тем временем, когда сушу освоили первые членистоногие животные и сосудистые растения. До этого континенты оставались прибежищем грибов, бактерий и водорослей. Первые свидетельства существования наземных растений — микроскопические криптоспоры — появляются в породах среднего ордовика возрастом около 460 млн лет. Считается, что некоторые из этих криптоспор, сгруппированные по четыре (так называемые тетрады), служили для размножения каких-то печеночных мхов. В отложениях следующего, силурийского, периода в большом количестве начинают попадаться споры с трехлучевой щелью — это говорит о появлении первых сосудистых растений. Древнейшие макроостатки таких растений относятся к роду Cooksonia и датируются верхним силуром. Они были найдены недалеко от английского города Ладлоу. На побегах куксоний из Ладлоу сохранились древнейшие устьица — приспособления наземных растений для газообмена и испарения влаги.


Наземные растения, точнее их споры и гниющие остатки, и стали тем магнитом, который притягивал к себе первых наземных членистоногих. Вслед за ними шли хищники. Примечательно, что до недавнего времени древнейшими сухопутными животными считались панцирные пауки (тригонотарбы) и губоногие многоножки, найденные в тех же слоях близ Ладлоу, что и древнейшие куксонии. Возраст этих слоев, по последним данным, составляет около 425 млн лет. Однако от членистоногих из Ладлоу сохранились только разрозненные фрагменты, и вывод об их сухопутном образе жизни был сделан по аналогии с находками более позднего возраста. Поэтому вполне понятно желание палеонтологов обнаружить прямые доказательства жизни на суше, коими являются, прежде всего, адаптации к дыханию атмосферным воздухом.


Некоторое время титул древнейшего наземного организма с сохранившимися дыхательными органами удерживала двупарноногая многоножка Pneumodesmus newmani, найденная в январе 2003 года на морском берегу недалеко от шотландского городка Стоунхейвен (рис. 2). Хотя от нее сохранилось всего шесть сегментов тела, на них различимы дыхальца — отверстия для вентиляции трахей. Многоножку подобрал местный палеонтолог-любитель, который во время отлива охотился за отпечатками рыб. На берегу рядом с этим местом даже был установлен информационный щит, который до сих пор оповещает туристов, что многоножка P. newmani является древнейшим животным, дышавшим атмосферным воздухом, а ее возраст составляет 428 млн лет. Увы, с тех пор оценки возраста слоев, где была сделана находка, поменялись, и сейчас слои относят не к среднему силуру, а к раннему девону (около 414 млн лет).

Обнаруженный в США древнейший скорпион, по-видимому, дышал воздухом Палеонтология, Наука, Членистоногие, Скорпион, Паукообразные, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 2. Слева — двупарноногая многоножка Pneumodesmus newmani из раннего девона Шотландии, древнейшее животное с сохранившимися органами для дыхания атмосферным воздухом, Sp — дыхальце, St — стернит. Изображения из статьи H. M. Wilson, L. I. Anderson, 2004. Morphology and taxonomy of Paleozoic millipedes (Diplopoda: Chilognatha: Archipolypoda) from Scotland. Справа — участок побережья, где была сделана эта находка (ее место отмечено белой стрелкой. Фото © Александр Храмов


Почти такой же возраст (около 410 млн лет) имеют и панцирные пауки, обнаруженные в шотландском местечке Райни (Rhynie), вместе с множеством других раннедевонских членистоногих и наземных растений. Ископаемые, найденные в тамошних кремнистых породах, изучаются на тонких шлифах (срезах) под микроскопом. Используя подобную методику, ученые смогли разглядеть у панцирных пауков из Райни внутреннее строение легочных мешков (рис. 3). Так называются органы дыхания паукообразных, расположенные на брюшной стороне тела. По мнению специалистов, легочные мешки являются видоизмененными жаберными ножками. Когда предки паукообразных вышли на сушу, эти ножки, экипированные жаберными лепестками, погрузились вглубь тела, чтобы избежать высыхания. В результате основу легочных мешков современных паукообразных составляют многочисленные пластинки, гомологи жаберных лепестков, напоминающие страницы книги, так что по-английски этот орган называют book lungs — «книжные легкие».

Обнаруженный в США древнейший скорпион, по-видимому, дышал воздухом Палеонтология, Наука, Членистоногие, Скорпион, Паукообразные, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 3. Слева вверху — поперечный срез легочного мешка раннедевонского паука из Райни, слева внизу — его трехмерная реконструкция, справа сверху — поперечный срез легочного мешка современного фрина рода Damon, справа внизу — поперечный срез легочного мешка современного скорпиона Heterometrus. A — воздушные мешки, L — пластинки легочного мешка, Bt — соединительные трабекулы, S — шипики, T — трабекула, F — зона слияния пластинок, Pc — столбчатые клетки, At — атриум (пространство легочного мешка), H — клетки гемолимфы. Изображение из статьи C. Kamenz et al., 2008. Microanatomy of Early Devonian book lungs


В отличие от панцирных пауков, которые вымерли к концу палеозоя, скорпионам удалось благополучно дожить до наших дней. Это особенно удивительно, учитывая, что они относятся к числу самых древних паукообразных. До сих пор древнейшим скорпионом считался Dolichophonus loudonensis, найденный в отложениях среднего силура Шотландии еще в 1899 году. Минимальный возраст этой находки составляет 433 млн лет. Кроме того, известен еще целый ряд силурийских и девонских скорпионов. Тем не менее скорпионов, в отличие от многоножек и панцирных пауков, не спешат пока причислять к древнейшим сухопутным животным. Дело в том, что многие ранние скорпионы попадаются в мелководных морских отложениях, поэтому некоторые ученые полагают, что, в отличие от своих потомков, они продолжали жить в воде. Самым видным сторонником этой точки зрения был американский палеонтолог Эрик Кьелсвиг-Веринг (Erik Kjellesvig-Waering), большой специалист по ископаемым хелицеровым. Именно Кьелсвиг-Веринг по пальцу клешни описал знаменитого скорпиона-гиганта Brontoscorpio из верхнего силура Англии, достигавшего в длину 90 см. Ученый был убежден, что скорпион такого размера мог жить только в воде.


Тем не менее даже если остатки какого-либо организма находят в морских отложениях, то это не значит, что он там жил — может быть, его туда снесло посмертно. В конце концов, находят же в морских слоях немало стрекоз и других крылатых насекомых. Конечно, у скорпиона, который не умеет летать, шансы упасть в воду гораздо ниже, но всё же они отнюдь не нулевые. Кроме того, у древнейших скорпионов, считающихся морскими, не было найдено ни одной ярко выраженной адаптации к водному образу жизни, например плавательных ног или жабр. Единственным исключением служит раннедевонский скорпион Waeringoscorpio westerwaldensis из Германии, у которого по бокам тела свешивается бахрома, напоминающая трахейные жабры водных личинок насекомых. Тем не менее не исключено, что этот признак возник вторично, когда сухопутные скорпионы предприняли попытку освоить воду.


Наконец, еще одним аргументом против «морской гипотезы» служат находки скорпионов, сделанные в морских отложениях и, несмотря на это, демонстрирующие признаки, характерные скорее для сухопутных животных. Например, в 2015 году в отложениях среднего силура Канады (возраст — около 430 млн лет) был найден скорпион Eramoscorpius brucensis, у которого тарзус, последний сегмент конечностей, немного короче базитарзуса, предпоследнего сегмента. Такая особенность характерна для современных сухопутных скорпионов, тогда как у мечехвостов, крабов и других морских членистоногих, разгуливающих по дну «на цыпочках», тарзус, наоборот, длиннее базитарзуса.


К этому же ряду находок относятся два небольших (менее 3 см в длину) раннесилурийских скорпиона, описание которых в прошлом месяце было опубликовано в журнале Scientific Reports (рис. 4). Оба экземпляра относятся к одному и тому же новому виду, получившему название Parioscorpio venator. Вместе с отпечатками червей, ракообразных и других беспозвоночных они были найдены на территории американского штата Висконсин еще в 1980-х годах и все эти годы пролежали в полной безвестности, пока их вновь не открыли при разборе коллекций.

Обнаруженный в США древнейший скорпион, по-видимому, дышал воздухом Палеонтология, Наука, Членистоногие, Скорпион, Паукообразные, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 4. Два отпечатка скорпионов Parioscorpio venator, найденных в раннем силуре США. Cx — тазик; fe — бедро; fr — подвижный палец клешни; fx — неподвижный палец клешни; gt — кишечник; le — боковой глаз; mt — сегмент метасомы; pc — перикард; pfm — бедро педипальпы; pm — клешня педипальпы; pa — пателла (колено), ppt — колено педипальпы; ps — пульмо-перикардиальный синус; ptr — вертлуг педипальпы; pv — ядовитая железа; stn — стернит; tr — вертлуг; wl — ходильная нога. Длина масштабного отрезка — 5 мм. Изображение из обсуждаемой статьи


Скорпионы происходят из мелководных морских отложений, однако у ученых нет уверенности, что море было их прижизненной средой обитания. Дело в том, что на одном из отпечатков в районе мезосомы (средний отдел тела) ясно виден перикард — соединительнотканная сумка, в которой находилось сердце (рис. 5). От этого перикарда в стороны у P. venator отходят по меньшей мере три пары хорошо сохранившихся пульмо-перикардиальных синусов (пазух). У современных скорпионов такие синусы, по форме напоминающие сосуды, служат для кровоснабжения четырех пар легочных мешков (в отличие от настоящих сосудов, которые впадают непосредственно в сердце или в аорту, синусы соединены только с перикардом). Гемолимфа по синусам поступает в пластинки легочных мешков, где обогащается кислородом.

Обнаруженный в США древнейший скорпион, по-видимому, дышал воздухом Палеонтология, Наука, Членистоногие, Скорпион, Паукообразные, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 5. Перикард и пульмо-перикардиальные синусы у раннесилурского и современных скорпионов. a — Parioscorpio venator; b — слепок перикарда скорпиона Centruroides exilicauda; c — самец скорпиона Hadogenes troglodytes. bl — легочные мешки; pc — перикард; ps — пульмо-перикардиальный синус. Длина масштабного отрезка — 1 мм (a, b); 1 см (c). Изображение из обсуждаемой статьи


Хотя сами легочные мешки у P. venator не сохранились, их наличие представляется довольно вероятным. До сих пор древнейший скорпион с сохранившимися легочными мешками был известен из нижнекаменноугольных отложений Шотландии. Именно шотландская находка рассматривалась как самое раннее бесспорное свидетельство перехода скорпионов к сухопутному образу жизни. Однако открытие P. venator говорит о том, что скорпионы стали жить на суше или как минимум начали совершать длительные прогулки за пределами водоемов почти на 100 млн лет раньше, уже в начале силурийского периода. Поскольку скорпионы из Висконсина на несколько миллионов лет старше других известных силурийских скорпионов, именно к ним теперь перешло звание древнейших представителей данного отряда. Получается, древнейшие скорпионы с большой вероятностью дышали атмосферным воздухом. Это еще один довод против «морской гипотезы» в пользу изначальной сухопутности скорпионов.


Стоит добавить, что если скорпионы произошли от общего предка паукообразных, который перешел к жизни на суше, то легочные мешки в ходе эволюции были изобретены всего один раз. Если же скорпионы возникли в море (например, от того же предка, что и морские ракоскорпионы), то придется допустить, что легочные мешки у хелицеровых независимо появились дважды (рис. 6).

Обнаруженный в США древнейший скорпион, по-видимому, дышал воздухом Палеонтология, Наука, Членистоногие, Скорпион, Паукообразные, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 6. Различные варианты филогении хелицеровых. Варианты a–с предполагают, что скорпионы и остальные паукообразные приобрели легочные мешки независимо друг от друга, вариант d предполагает, что легочные мешки были унаследованы от общего предка. R. J. Howard et al., 2019. Exploring the evolution and terrestrialization of scorpions (Arachnida: Scorpiones) with rocks and clocks

Между тем, по своей микроструктуре легочные мешки скорпионов очень похожи на аналогичные органы у фринов, пауков и телифонов, что свидетельствует в пользу однократной колонизации суши. Впрочем, точку в этой дискуссии ставить пока еще рано — остается уповать на новые палеонтологические находки.


Источник: Andrew J. Wendruff, Loren E. Babcock, Christian S. Wirkner, Joanne Kluessendorf, Donald G. Mikulic. A Silurian ancestral scorpion with fossilised internal anatomy illustrating a pathway to arachnid terrestrialisation // Scientific Reports. 2020. 10, 14. DOI: 10.1038/s41598-019-56010-z.


Александр Храмов

https://elementy.ru/novosti_nauki/433606/Obnaruzhennyy_v_SSh...

Показать полностью 5
424

Жертвы миоценового супервулкана

Жертвы миоценового супервулкана Палеонтология, Супервулканы, Йеллоустоун, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

На фото — скелеты взрослого носорога телеоцераса (Teleoceras) и его детеныша в местонахождении Ашфолл (Ashfall Fossil Beds), которое сформировалось в середине миоцена, около 12 млн лет назад, после извержения Йеллоустонского супервулкана. Катастрофическое событие стало причиной гибели целого стада древних животных, на радость палеонтологам, нашедшим сотни скелетов жертв супервулкана.


Местонахождение Ашфолл расположено на северо-востоке штата Небраска (США) в долине реки Вердигри (Verdigre Creek) на площади 1,5 квадратных километра. Его открыл в 1971 году палеонтолог Майкл Ворхис (Michael Voorhies). После сильных весенних дождей были размыты овраги на краю кукурузного поля, и в одном из них Ворхису попался прекрасно сохранившийся череп молодого носорога, оказавшийся впоследствии частью целого скелета.


За годы раскопок, которые продолжаются и сегодня, был обнаружен уникальный и разнообразный комплекс флоры и фауны, насчитывающий не менее 80 родов, видов и форм, определенных только до семейства, большая часть из них — млекопитающие (57%), также найдены рептилии (18%), птицы (6%), амфибии (5%), рыбы (1%) и растения (13%). Остатки млекопитающих наиболее разнообразны: найдены кости мышей, хомяков, гоферов, сусликов, бобров и других грызунов, зайцев, различных псовых, медведесобак, куньих, ежей, кротов, землероек, летучих мышей, пекари, верблюдов, кабарги, вилорога, лошадей, носорогов телеоцерасов и афелопсов, а также гомфотериевых слонов.


Двенадцать миллионов лет назад все эти разнообразные животные и растения жили в степи, напоминавшей современную африканскую саванну, в приятных условиях субтропического климата. На месте Ашфолла был небольшой периодически пересыхающий водоем, где постоянно жили и куда приходили на водопой животные и охотники. Однажды эта идиллия была уничтожена извержением вулкана.


Йеллоустон — наверно, самый известный вулкан, относящийся к типу так называемых супервулканов. За всю историю своего существования, около 16 млн лет, он извергался семь раз и, очевидно, будет извергаться в будущем. Мощнейшее извержение в середине миоцена, погубившее фауну Ашфолла, произошло с выбросом колоссального объема пеплового материала. Ветер растянул пепловое (эруптивное) облако на гигантской площади поперек всего североамериканского континента вплоть до берегов Атлантики, а это не меньше 3500 км. След от извержения остался в виде гигантской кальдеры Бруно-Джарбидж (Bruneau-Jarbidge caldera) на юге штата Айдахо, достигающей в диаметре 10 км.

Жертвы миоценового супервулкана Палеонтология, Супервулканы, Йеллоустоун, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

А — вулканическое плато Снейк-Ривер и составляющие его вулканические поля с возрастным диапазоном магматической активности. Красным цветом отмечена кальдера Бруно-Джарбидж. В — скорость накопления пеплов (см/млн лет) при извержении вулкана Бруно-Джарбидж. Треугольник показывает эпицентр выброса пепла; звездочкой отмечено местонахождение Ашфолл. Рисунки из статьи J. J. Smith et al., 2018. First U-Pb Zircon Ages for Late Miocene Ashfall Konservat-Lagerstätte and Grove Lake Ashes from Eastern Great Plains, USA

Преодолев 1460 км от эпицентра взрыва до Ашфолла, пеплопад сформировал слой мощностью 2,5 м. Остатки животных были найдены в нижней, так называемой «скелетной зоне» мощностью 25 см, выше которой располагается двухметровая «мертвая зона» без каких-либо ископаемых. Причина гибели животных кроется в размере и строении мельчайших, видимых только вооруженным глазом, пепловых частиц. Если посмотреть на эти частицы при сильном увеличении, они будут напоминать осколки стекла, но только размером до десятых долей миллиметра. По сути, это самая настоящая пыль, которая способна легко проникать в легкие во время вдоха. После взрыва супервулкана концентрация пепла в воздухе была высока, и животные надышались этой пылью настолько, что мелкие частицы закупорили их дыхательные пути. Пепел во влажной среде способен хорошо спрессовываться, образуя плотную пробку, через которую вдыхаемый кислород пройти уже не может.


Таким образом, животные Ашфолла погибли от удушья. Об этом говорят не столько посмертные позы, сколько белые костные разрастания на длинных костях конечностей, на челюстях и костях таза, которые формируются при длительном нарушении работы легких, например из-за вдыхаемого пепла. Недостаток кислорода приводит к застою в соединительной ткани и формированию новой костной ткани — гипертрофической остеопатии. Животные умирали последовательно в зависимости от своего размера: практически сразу погибли представители мелкой фауны (амфибии, рептилии, грызуны и птицы), лошади и верблюды прожили еще несколько недель или даже месяцев, а уже последними погибли носороги, у которых объем легких был самым большим. Скелеты этих трех групп животных разделяют слои пепла в несколько сантиметров.

Жертвы миоценового супервулкана Палеонтология, Супервулканы, Йеллоустоун, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Реконструкция скопления (танатоценоз) погибших в Ашфолле среднеразмерных животных при еще живых крупноразмерных. Рисунок с сайта earthmagazine.org


Самые многочисленные телеоцерасы (найдены остатки более 100 особей) погибли целым стадом; в нём преобладали самки (32 взрослых особи) и было только 5 взрослых самцов. Маленькие носороги не отходили от матерей до последнего — их скелеты нашли в позе сосания молока. Мертвые тела были достаточно быстро погребены под слоем пепла, что затруднило доступ к ним хищников-падалеедов. Однако последние всё же пытались выкапывать туши, отчего в местонахождении присутствуют неполные скелеты и их отдельные части.

Жертвы миоценового супервулкана Палеонтология, Супервулканы, Йеллоустоун, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Схема расположения скелетов телеоцерасов, раскопанных в 1977–79 гг. Звездочками отмечены скелеты телят в положении сосания грудного молока. Рисунок из статьи S. T. Tucker et al., 2014. The geology and paleontology of Ashfall Fossil Beds, a late Miocene (Clarendonian) mass-death assemblage, Antelope County and adjacent Knox County, Nebraska, USA


Пепел оказался прекрасным консервантом: сохранились не только кости, но и шкура в виде отпечатков, остатки непереваренной растительной пищи и даже последние следы, оставленные животными перед смертью (ихнофоссилии), которые очень редко находят рядом с телом погибшего животного. Помимо следов передвижения крупных млекопитающих находили также целые сети нор мелких зверьков, и ихнофоссилии, связанные с деятельностью беспозвоночных: гнезда муравьев и норы жуков.


Созданный при уникальном местонахождении государственный исторический парк (Ashfall Fossil Beds State Historical Park) — настоящая «капсула времени», в которой застыли на миллионы лет в вулканических пеплах обитавшие на территории Великих равнин животные.

Жертвы миоценового супервулкана Палеонтология, Супервулканы, Йеллоустоун, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Раскопки в крытом павильоне на территории парка Ashfall Fossil Beds State Historical Park. Фото с сайта onlyinyourstate.com


Фото с сайта journalstar.com.


Антон Ульяхин

https://elementy.ru/kartinka_dnya/970/Zhertvy_miotsenovogo_s...
Показать полностью 4
200

В позднеэдиакарских отложениях Китая найдены отпечатки сегментированных ползающих билатерий

В позднеэдиакарских отложениях Китая найдены отпечатки сегментированных ползающих билатерий Палеонтология, Наука, Докембрий, Окаменелости, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 1. Yilingia spiciformis, древнейшее сегментированное ползающее животное. a — почти полный отпечаток дорзальной (спинной) поверхности животного, передний конец — справа; b — вентральная (брюшная) сторона заднего конца тела; c — фрагмент спинной стороны с хорошо сохранившимися деталями строения; d — экземпляр, на котором видно постепенное сужение тела к переднему концу (он находится справа); e, f — реконструкция дорзальной стороны тела; g — вентральной (боковые лопасти сегментов с вентральной стороны утолщены и частично закрывают центральные доли сегментов, отчего те кажутся уже, чем при взгляде с дорзальной стороны); h — гипотетическая реконструкция поперечного сечения животного. Длина масштабных отрезков — 2 см. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature


Появление активно передвигающихся двусторонне-симметричных животных было одним из переломных моментов в эволюции жизни на Земле, однако палеонтологических данных об этом событии до сих пор очень мало. Китайские палеонтологи сообщили о находке хорошо сохранившихся окаменелостей сегментированного билатерально-симметричного мягкотелого животного, ползавшего по морскому дну в конце эдиакарского периода (551–539 млн лет назад). Животное, получившее название Yilingia spiciformis, стало вторым известным науке эдиакарским представителем билатерий, способным к активному ползанию (первым была отдаленно напоминающая слизня несегментированная кимберелла). Таким образом, находка подтвердила, что диверсификация активно передвигающихся билатерий началась задолго до начала кембрийского периода.


Появление билатерий, способных к активному ползанию, предположительно сыграло важную роль в глобальной перестройке биоты на рубеже эдиакарского и кембрийского периодов (см.: Кембрийский взрыв и подборку наших материалов по этой теме). Предполагается, что появление подвижных билатерий создало предпосылки для развития хищничества, которое, в свою очередь, запустило эволюционную гонку вооружений между хищниками и жертвами, что стало одним из стимулов для массового приобретения различными животными минеральных скелетов. Кроме того, ползающие и роющиеся в грунте детритофаги обогащали верхние слои осадка кислородом, тем самым открывая новые эволюционные возможности для других донных животных (см.: Диверсификация животных началась задолго до кембрийского взрыва, «Элементы», 13.12.2011).

Палеонтологическая летопись свидетельствует о бурной экспансии ползающих и роющих билатерий в конце эдиакарского периода. На это указывают многочисленные ихнофоссилии (trace fossils) — ископаемые следы ползания и рытья (см.: Двусторонне-симметричные животные рылись в донных осадках более 585 миллионов лет назад, «Элементы», 02.07.2012). Проблема в том, что по этим древним следам, как правило, мало что можно сказать о животных, их оставивших, помимо того, что они, скорее всего, были билатериями и умели ползать или рыться в грунте.

Лучшим «подарком» для палеонтолога, изучающего эдиакарскую фауну, является след ползания, в конце которого сохранилось в окаменелом виде само животное, оставившее след. Для таких находок даже придумано специальное название — mortichnia, что можно приблизительно перевести как «след, закончившийся смертью». Но подобные находки, как нетрудно догадаться, очень редки. К тому же большинство известных эдиакарских mortichnia принадлежит проартикулятам (см.: Подтверждена принадлежность дикинсонии к животному царству, «Элементы», 24.09.2018). Эти странные создания, скорее всего, не умели ползать по-настоящему, да и принадлежность их к билатериям вовсе не очевидна. Проартикуляты лежали на песчаном дне, потихоньку переваривая покрывавшую дно водорослево-бактериальную пленку, а затем каким-то непонятным образом переплывали, не меняя очертаний тела, на соседний участок дна. В итоге получалась серия одинаковых следов лежания, изредка завершающаяся отпечатком самого животного, погибшего в конце маршрута.

Что касается настоящих билатерий, ползающих при помощи мышц, то до сих пор был известен лишь один их более или менее бесспорный эдиакарский представитель — кимберелла. Она имела несегментированное тело без парных придатков и весьма своеобразную морфологию (рис. 2; A. Yu. Ivantsov, 2009. A New Reconstruction of Kimberella, a Problematic Vendian Metazoan). Обычно кимбереллу трактуют как примитивного моллюска либо как базального представителя клады Lophotrochozoa (эта клада включает моллюсков, кольчатых червей, брахиопод и ряд других групп).

В позднеэдиакарских отложениях Китая найдены отпечатки сегментированных ползающих билатерий Палеонтология, Наука, Докембрий, Окаменелости, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 2. Кимберелла (Kimberella quadrata) — ползающее моллюскоподобное существо, жившее в конце эдиакарского периода (примерно 558–555 млн лет назад). Фотографии и реконструкция А. Ю. Иванцова из статей P. Parkhaev, 2008. The Early Cambrian Radiation of Mollusca и A. Ivantsov, 2010. Paleontological Evidence for the Supposed Precambrian Occurrence of Mollusks


В статье китайских палеонтологов, опубликованной 4 сентября в журнале Nature, описано еще одно (второе) ползающее эдиакарское билатерально-симметричное животное, причем совершенно не похожее на кимбереллу. Открытие, таким образом, радикально расширяет наши представления о разнообразии эдиакарских билатерий.


Новооткрытое существо получило название Yilingia spiciformis. Родовое название указывает на район, где была сделана находка: Yiling, по-русски «Илин», так что произносить его, наверное, следует как «илиния» (хотя приживется, скорее всего, какая-нибудь «илингия» или даже «йилингия»). Видовое название происходит от слова spiciform — «колосовидный» и отражает некоторое сходство животного с пшеничным колосом (рис. 1).


Всего в коллекции, хранящейся в Нанкинском институте геологии и палеонтологии, насчитывается 35 экземпляров, в основном фрагментарных, самого окаменелого животного и 13 следов его ползания — ихнофоссилий. Один из следов непосредственно заканчивается окаменевшим животным, то есть представляет собой mortichnium (рис. 3, f). Именно эта последняя находка позволила однозначно соотнести следы ползания с существом, которое их оставило.

В позднеэдиакарских отложениях Китая найдены отпечатки сегментированных ползающих билатерий Палеонтология, Наука, Докембрий, Окаменелости, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 3. Ископаемые экземпляры (body fossils) и следы ползания Y. spiciformis. a–c — голотип: a — выпуклая поверхность спинной стороны, b — вдавленный противоотпечаток того же экземпляра (по желтым скобкам можно проследить соответствие между a и b), c — увеличенный участок, обведенный белой рамкой на изображении a, стрелками отмечены едва заметные складочки, которые, возможно, говорят о том, что боковые лопасти сегментов были членистыми, подобно конечностям артропод (но авторы в этом не уверены); d — задний конец тела; e — поперечный срез того же образца по линии, показанной пунктиром на рисунке d (на рисунке e обведено распиленное поперек пухленькое тело ископаемого животного); f — «след смерти» (mortichnium), то есть след ползания (белая скобка), в конце которого сохранилось само ископаемое животное (синяя скобка), большими белыми стрелками показаны бороздки по краям следа илинии, маленькая стрелка отмечает след ползания какого-то мелкого существа, пересеченный илинией перед смертью; g — поперечный срез того же образца. Длины масштабных отрезков: 2 см (a, b, d), 1 см (c, e), 5 см (f), 0,5 см (g). Изображение из обсуждаемой статьи в Nature

Тело у илинии лентовидное, сегментированное, шириной 0,5–2,6 см и длиной до 27 см, постепенно сужающееся к переднему концу. Каждый сегмент состоит из трех частей: ромбовидного центрального отсека и двух утолщенных боковых лопастей. Лопасти ориентированы не перпендикулярно оси тела, а отклоняются на 30–60° назад (по направлению к хвосту). Брюшная сторона морфологически отличается от спинной (рис. 1, f, g): снизу лопасти сильнее налегают на центральный отсек сегмента. Таким образом, у каждого сегмента, как и у животного в целом, есть четко выраженная передне-задняя и спинно-брюшная полярность — как и положено билатериям. Сегменты по всей длине тела устроены одинаково и различаются только по размеру: ни головы, ни каких-то иных отделов тела (тагм) у илинии обнаружить не удалось. Это называют «гомономной сегментацией» и обычно считают примитивным признаком.


Следы ползания илинии представляют собой неглубокие, слегка извивающиеся борозды шириной от 7 до 25 мм и длиной до 60 см, ограниченные по краям двумя приподнятыми валиками (на противоотпечатках валики выглядят, наоборот, как бороздки, см. рис. 3, f). Валики доказывают, что илиния смещала и раздвигала поверхностные слои грунта, когда ползла. Иногда следы илинии пролегают поверх следов каких-то более мелких животных. Как правило, следы илинии не содержат отпечатков отдельных сегментов или лопастей, хотя иногда их все-таки удается разглядеть (как в левой части следа, показанного на рис. 4). Может быть, в этих местах илиния долго лежала неподвижно и потому хорошо «впечаталась» в осадок. Следы илинии отличаются от упомянутых выше следов билатерий с отпечатками парных ножек, которые в прошлом году были описаны авторами из чуть более молодых слоев того же района (Z. Chen et al., 2018. Late Ediacaran trackways produced by bilaterian animals with paired appendages).

В позднеэдиакарских отложениях Китая найдены отпечатки сегментированных ползающих билатерий Палеонтология, Наука, Докембрий, Окаменелости, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 4. След ползания илинии, в левой части которого можно разглядеть отпечатки сегментов. Образец представляет собой противоотпечаток, поэтому валики выглядят как бороздки. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature


В целом имеющийся материал позволяет утверждать, что илиния — настоящее билатерально-симметричное животное с развитой сегментацией, которое энергично ползало по поверхности морского дна.


Недостаток морфологической информации (в частности, отсутствие уверенности в том, были ли боковые лопасти сегментов у илинии членистыми, как конечности артропод) не позволяет точно определить место илинии на эволюционном дереве билатерий. Возможно, илиния родственна аннелидам (особенно если боковые лопасти у нее не членистые) или базальным членистоногим. Чтобы претендовать на статус настоящего или «кронового» (crown group) членистоногого, илинии следовало бы иметь глаза и дифференцированные отделы тела (хотя бы голову для начала), но «базальным» (stem group) членистоногим (формой, более родственной последнему общему предку современных членистоногих, чем предкам других современных типов) она в принципе может оказаться.


Можно предположить также и близость илинии к общему предку всех билатерий. Ведь этот предок, по современным представлениям, мог быть сегментированным животным с парными придатками на сегментах (см.: Развитие «сегментов» у книдарий контролируется Hox-генами, как у билатерий, «Элементы», 01.10.2018). Сам этот предок жил намного раньше, скорее всего, в криогеновом периоде, но илиния могла бы оказаться одним из его мало изменившихся потомков. Чтобы прояснить этот вопрос, нужны новые находки хорошей сохранности, которые позволят разобраться в неясных пока анатомических деталях.


Так или иначе, открытие китайских палеонтологов показало, что в конце эдиакария в морях уже обитали разнообразные билатерии, способные к активному ползанию. Хотя таксономическое положение как кимбереллы, так и илинии остается спорным, едва ли можно сомневаться в том, что между этими двумя организмами пролегает немалая эволюционная дистанция. Иными словами, их последний общий предок должен был жить достаточно давно, чтобы его потомки успели так сильно дивергировать. Причем у этого предка наверняка были и другие потомки. Если к тому же учесть упоминавшееся выше обилие разнообразных неопознанных следов ползания и рытья в отложениях позднего эдиакария, то идея о том, что к концу эдиакарского периода моря могли уже кишеть всевозможными мягкотелыми билатериями, начинает казаться вполне правдоподобной.


Источник: Zhe Chen, Chuanming Zhou, Xunlai Yuan, Shuhai Xiao. Death march of a segmented and trilobate bilaterian elucidates early animal evolution // Nature. Published: 04 September 2019. DOI: 10.1038/s41586-019-1522-7.

АЛЕКСАНДР МАРКОВ

https://elementy.ru/novosti_nauki/433534/V_pozdneediakarskik...
Показать полностью 3
Похожие посты закончились. Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: