Кембрийский взрыв – одно из самых поразительных событий в истории земной биосферы: за очень короткий геологический период произошла настоящая «вспышка» жизни. Именно в это время на планете появились многочисленные предшественники практически всех современных типов животных, от моллюсков и членистоногих до хордовых. Ученые давно предполагали, что причиной такого взрыва разнообразия стало повышение уровня кислорода как в атмосфере, так и в водах Мирового океана, ведь и сегодня богатые кислородом морские акватории наиболее заселены. Однако до недавнего времени строгих доказательств этой гипотезы не существовало
Миллиарды лет после возникновения первой клетки жизнь на нашей планете была представлена исключительно одноклеточными организмами. Даже после возникновения многоклеточных в эдиакарском (вендском) времени ход эволюции новых форм был нетороплив вплоть до полумиллиарда лет назад, когда в кембрии началось активное видообразование и резкий всплеск роста численности самых разных многоклеточных созданий.
В то время земная поверхность выглядела совершенно иначе, чем сейчас. В том числе на территории современной Якутии располагалось обширное и богатое жизнью мелководное море. Именно находки многочисленных окаменелостей в карбонатных якутских отложениях позволили описать многие виды кембрийского периода. Древние образцы таких карбонатов использовали ученые из Великобритании, Китая и России, чтобы найти доказательства того, что основным фактором эволюции кембрийской фауны стало высокое содержание кислорода.
Кембрийская система впервые выделена в 1835 году английским исследователем А. Седжвиком и получила название от римского наименования Уэльса — лат. Cambria.
Появились совершенно новые типы животных, например хордовые и членистоногие. Для сравнения: чтобы простейшие клетки развились в многоклеточные организмы, понадобилось более 3 млрд лет. Частью кембрийского эволюционного взрыва считается скелетная революция (многие существа обзавелись минеральным остовом).
У животных заметно развились органы чувств и мозг. Сложилась четкая структура взаимоотношений «жертва — хищник». Первые развивались по пути совершенствования защитных механизмов, вторые учились быстрее бегать, плавать, оттачивали средства нападения.
Многие из самых первых живых существ кембрийского периода были настолько необычными, что ученые не могут отнести их ни к одной из известных групп животных.
Аномалокарис в переводе с латинского языка означает «необычная креветка». Разрозненные останки животного находили с конца XIX в., но принимали их за других существ: хватательное щупальце посчитали древним родственником креветки, а отпечаток рта — медузой. Только в 1980-х гг., когда в Канаде обнаружили целого аномалокариса, ученые поняли, что отдельные части, найденные ранее, — его останки.
Ископаемые останки аномалокариса сегодня найдены на севере США, в Канаде, Китае и Австралии. Однако ученые считают, что животное имело космополитное распространение (обитало везде, где позволяли условия, а они в это время благоприятствовали его широкому расселению).
Большую часть Земли занимали водные пространства, которые повсеместно заселили трилобиты, возможно, составлявшие основу рациона аномалокариса. Довольно однообразный климат способствовал поддержанию пригодных условий для жизни в морях и океанах в разных точках планеты.
На кончике каждой ножки располагалось по одному или два небольших когтя. На спине находилось семь пар шипов, которые могли выполнять защитную функцию. Голова удлиненной формы была снабжена парой простых глаз и ртом, который был окружен кольцом из твердых пластин. Последние выполняли роль зубов.
Галлюцигения — беспозвоночное, об отношении которого к тем или иным типам животных до сих пор ведутся научные споры. Первооткрыватель этого существа — американский палеонтолог Чарльз Дулиттл Уолкотт — отнес его к кольчатым червям. В 1977 г. английский ученый Саймон Конвей Моррис, исследовав имевшиеся на тот момент останки, во-первых, дал само название — галлюцигения, а во-вторых, описал его как самостоятельный род. Палеонтолог посчитал, что это животное было предком современных онихофор. Последние представляют собой влаголюбивых наземных беспозвоночных.
Дополнительные исследования показали, что галлюцигении могли иметь общего предка с современными членистоногими.
Внешне галлюцигения была похожа на червяка с двумя рядами ходульных ножек и спинными шипами.
У галлюцигении были глоточные зубы. Мелкие, но острые, они находились в верхней части пищеварительного тракта у входа в кишечник. По всей видимости, с их помощью животное могло всасывать корм. Ученые предположили, что зубы в горле не позволяли пище вываливаться изо рта, когда галлюцигения набирала новую порцию. Такие зубы есть у многих видов современных рыб.
В 1991 г. в Китае были найдены окаменелые останки животного, напоминавшего внешним видом галлюцигению. Тело ископаемого было покрыто твердыми пластинками, благодаря чему оно и получило свое название — бронированный червь. Вероятно, существо имело несколько пар глаз, располагавшихся вдоль тела. Как и галлюцигения, червь передвигался с помощью нескольких пар гибких конечностей.
В то время земная поверхность выглядела совершенно иначе, чем сейчас. В том числе на территории современной Якутии располагалось обширное и богатое жизнью мелководное море. Именно находки многочисленных окаменелостей в карбонатных якутских отложениях позволили описать многие виды кембрийского периода. Древние образцы таких карбонатов использовали ученые из Великобритании, Китая и России, чтобы найти доказательства того, что основным фактором эволюции кембрийской фауны стало высокое содержание кислорода.
Кембрийская система впервые выделена в 1835 году английским исследователем А. Седжвиком и получила название от римского наименования Уэльса — лат. Cambria.
 |
Органический мир кембрийской системы
|
Появились совершенно новые типы животных, например хордовые и членистоногие. Для сравнения: чтобы простейшие клетки развились в многоклеточные организмы, понадобилось более 3 млрд лет. Частью кембрийского эволюционного взрыва считается скелетная революция (многие существа обзавелись минеральным остовом).
У животных заметно развились органы чувств и мозг. Сложилась четкая структура взаимоотношений «жертва — хищник». Первые развивались по пути совершенствования защитных механизмов, вторые учились быстрее бегать, плавать, оттачивали средства нападения.
Многие из самых первых живых существ кембрийского периода были настолько необычными, что ученые не могут отнести их ни к одной из известных групп животных.
Аномалокарис
- крупный хищник, похожий на креветку
Это необычное морское создание, возможно, является предком всех современных членистоногих либо находится с ними в близком родстве. Аномалокарис имел удлиненное тело, состоявшее не менее чем из 11 сегментов, боковые плавательные лепестки и веероподобный хвост — с их помощью животное могло быстро плавать. Предполагается, что существо вело дневной образ жизни.
Это были одни из самых крупных организмов, известных из кембрийских отложений: длина их тела могла достигать 60 см (есть сведения, что рост некоторых мог доходить до 1,8 м в длину). Внешне этот хищник напоминал креветку.
Это были одни из самых крупных организмов, известных из кембрийских отложений: длина их тела могла достигать 60 см (есть сведения, что рост некоторых мог доходить до 1,8 м в длину). Внешне этот хищник напоминал креветку.
 |
Аномалокарис
|
Аномалокарис имел отличное зрение. Глаза были фасеточными, в каждом насчитывалось по меньшей мере 16 тыс. шестигранных линз (у большинства современных членистоногих их гораздо меньше: у мухи на глаз приходится около 4 тыс. линз, а у муравья - 100.).
Самая необычная часть аномалокариса — рот в виде диска. Он состоял из 28 маленьких и 4 больших сегментов, напоминая внешне кружок ананаса. В центральном отверстии находились острые твердые зубы. Такое строение ротового аппарата нехарактерно для членистоногих.
В передней части рта располагались два хватательных щупальца, которыми животное ловило жертву. Жевал аномалокарис, сжимая и разжимая рот, но никогда не закрывая его до конца. Голову, челюсти и хватательные щупальца покрывал хитиновый панцирь.
Самая необычная часть аномалокариса — рот в виде диска. Он состоял из 28 маленьких и 4 больших сегментов, напоминая внешне кружок ананаса. В центральном отверстии находились острые твердые зубы. Такое строение ротового аппарата нехарактерно для членистоногих.
В передней части рта располагались два хватательных щупальца, которыми животное ловило жертву. Жевал аномалокарис, сжимая и разжимая рот, но никогда не закрывая его до конца. Голову, челюсти и хватательные щупальца покрывал хитиновый панцирь.
 |
Ископаемые останки аномалокариса
|
Австралийские исследователи проанализировали зубы аномалокариса и заключили: их состав аналогичен хитиновому панцирю животного — оно не смогло бы прокусить даже самую мягкую оболочку трилобита. Кроме того, ученые не обнаружили повреждений на зубах этой необычной креветки, которые должны оставаться от взаимодействия с панцирями жертв.
Ученые решили, что животное либо охотилось на мягкотелых обитателей древних водоемов, либо употребляло в пищу растения.
Оппоненты такой точки зрения считают: накопленных ископаемых аномалокариса пока мало, чтобы делать однозначные выводы. Кроме того, были найдены останки трилобитов со следами укусов на панцирях, которые могли быть оставлены аномалокарисом.
Ученые решили, что животное либо охотилось на мягкотелых обитателей древних водоемов, либо употребляло в пищу растения.
Оппоненты такой точки зрения считают: накопленных ископаемых аномалокариса пока мало, чтобы делать однозначные выводы. Кроме того, были найдены останки трилобитов со следами укусов на панцирях, которые могли быть оставлены аномалокарисом.
 |
Аномалокарис
|
Аномалокарис в переводе с латинского языка означает «необычная креветка». Разрозненные останки животного находили с конца XIX в., но принимали их за других существ: хватательное щупальце посчитали древним родственником креветки, а отпечаток рта — медузой. Только в 1980-х гг., когда в Канаде обнаружили целого аномалокариса, ученые поняли, что отдельные части, найденные ранее, — его останки.
Ископаемые останки аномалокариса сегодня найдены на севере США, в Канаде, Китае и Австралии. Однако ученые считают, что животное имело космополитное распространение (обитало везде, где позволяли условия, а они в это время благоприятствовали его широкому расселению).
Большую часть Земли занимали водные пространства, которые повсеместно заселили трилобиты, возможно, составлявшие основу рациона аномалокариса. Довольно однообразный климат способствовал поддержанию пригодных условий для жизни в морях и океанах в разных точках планеты.
Трилобиты
Трилобитами называются морские членистоногие, полностью вымершие к концу палеозоя. В наши дни этих существ можно встретить только в виде окаменелостей. Возраст самой старой из них — 530 млн лет, но не исключено, что трилобиты появились еще раньше. Современные насекомые, многоножки, пауко- и ракообразные также относятся к членистоногим. Сегодня они составляют до двух третей всех видов живых организмов на нашей планете.
Размер трилобитов сильно варьировался от нескольких миллиметров до 70-90 см.
Размер трилобитов сильно варьировался от нескольких миллиметров до 70-90 см.
 |
Трилобиты
|
Трилобиты организовывали свой быт по-разному. Большая часть существ жила на дне водоемов, поедая водоросли, мелкие организмы и органические остатки. Некоторые виды были свободноплавающими (питались планктоном), другие — роющими (поедали ил). Находились среди трилобитов и хищники. Челюсти у этих членистоногих отсутствовали — существа захватывали и перетирали пищу видоизмененными передними конечностями.
Сами трилобиты также служили кормом морским обитателям, например головоногим моллюскам и первым рыбам.
Сами трилобиты также служили кормом морским обитателям, например головоногим моллюскам и первым рыбам.
 |
Трилобиты
|
Известно свыше 10 тыс. ископаемых видов трилобитов и 5 тыс. родов, объединяемых в 150 семейств и 9 отрядов. Из-за этого трилобиты сильно отличались по размерам и внешнему виду. У одних панцири были широкие и плоские, у других — узкие и выпуклые, украшенные бороздками.
Некоторые виды трилобитов имели глаза, которые располагались на отростках, иные были слепыми.
Предполагают, что эти существа были двуполыми и размножались, откладывая яйца, из которых появлялись маленькие личинки. Какое-то время , новорожденные пассивно плавали, благодаря чему быстро разносились течениями на большие расстояния.
Тело состояло из защищённой панцирем головы с двумя глазами, сегментированного туловища (торакс) и хвоста (пигидий). Глаза трилобитов, как у многих современных насекомых, были фасеточными и состояли из массы линз. Глаза были посажены на стебельки у тех животных, которые зарывались в ил. Многие виды древних членистоногих могли видеть на 360°. Цвет глаз был разным.
Некоторые виды трилобитов имели глаза, которые располагались на отростках, иные были слепыми.
Предполагают, что эти существа были двуполыми и размножались, откладывая яйца, из которых появлялись маленькие личинки. Какое-то время , новорожденные пассивно плавали, благодаря чему быстро разносились течениями на большие расстояния.
Тело состояло из защищённой панцирем головы с двумя глазами, сегментированного туловища (торакс) и хвоста (пигидий). Глаза трилобитов, как у многих современных насекомых, были фасеточными и состояли из массы линз. Глаза были посажены на стебельки у тех животных, которые зарывались в ил. Многие виды древних членистоногих могли видеть на 360°. Цвет глаз был разным.
 |
Трилобиты
|
Прочный хитиновый панцирь не позволял трилобитам расти. Взрослея, эти членистоногие несколько раз линяли, сбрасывая старую оболочку и обрастая новой. Пока формировался другой панцирь, тело активно развивалось. Во время линьки трилобиты были весьма уязвимы, поэтому старались держаться группами.
Официальной датой открытия трилобитов считается 1771 г., когда немецкий ученый Иоганн Вальх выделил одноименный класс животных. Впервые о трилобитах, но под другим названием заявил британский археолог и музеевед Эдвард Ллуайд в 1698 г.
Слово «трилобит» переводится с латинского языка как «трехдольный». Название отражает особенности строения существа. Панцирь членистоногого вдоль и поперек условно делился на три сегмента: вдоль — головной (щит), туловищный (торакс) и хвостовой (пигидий) отделы; поперек — осевая (рахис), левая и правая боковые части (плевры). Предполагается, что в щите, помимо мозга, находились сердце и желудок. На щите и тораксе располагались ножки, которые выполняли функции дыхания, жевания и движения.
Официальной датой открытия трилобитов считается 1771 г., когда немецкий ученый Иоганн Вальх выделил одноименный класс животных. Впервые о трилобитах, но под другим названием заявил британский археолог и музеевед Эдвард Ллуайд в 1698 г.
Слово «трилобит» переводится с латинского языка как «трехдольный». Название отражает особенности строения существа. Панцирь членистоногого вдоль и поперек условно делился на три сегмента: вдоль — головной (щит), туловищный (торакс) и хвостовой (пигидий) отделы; поперек — осевая (рахис), левая и правая боковые части (плевры). Предполагается, что в щите, помимо мозга, находились сердце и желудок. На щите и тораксе располагались ножки, которые выполняли функции дыхания, жевания и движения.
 |
Трилобиты
|
Трилобиты массово обитали по всей планете, их окаменелые останки можно найти практически где угодно. Особенно хорошо сохранившиеся остатки трилобитов находят в провинции Юньнань в Китае (маотяньшаньские сланцы), в провинции Альберта в Канаде (сланцы Бёрджес), в штате Нью-Йорк в США, и в земле Рейнланд-Пфальц в ФРГ (хунсрюкские сланцы). Также статки трилобитов часто находят в районе Ленских столбов на территории Якутии.
Опабиния
Опабиния — очень необычное морское существо, имевшее оригинальный внешний вид. Ее тело было удлиненным и делилось на 15 сегментов. По бокам каждого из них располагалась пара лепестков-лопастей, направленных немного вниз. Тело заканчивалось V-образным хвостом, который был образован тремя парами длинных отростков, направленных вверх. Животное вело спокойный образ жизни большую часть времени передвигаясь по дну в поисках пищи — мягких беспозвоночных донных обитателей.
Опабиния была крошечным созданием, не превышающим в длину 7 см.
Опабиния была крошечным созданием, не превышающим в длину 7 см.
 |
Опабиния
|
Открытие опабинии поставило ученых в тупик. Они не могли определить, предком какого современного вида животных могло быть данное существо. Проведенные исследования, а также открытие аномалокариса (см. выше) позволили внести некоторую ясность в этот вопрос. В настоящее время существует научное мнение, что опабиния имела родство с общим предком всех современных членистоногих и червей.
Изучение животного имело еще одно важное научное значение. Ранее считалось, что появление около 540 млн лет назад большого разнообразия многоклеточных организмов произошло скачкообразно. Само явление получило название «кембрийский взрыв». Но наличие в начале кембрия таких существ, как опабиния, опровергает эту теорию. Сегодня с учетом новых данных считается, что первые сложные животные могли появиться на 25-40 млн лет раньше, чем предполагалось, то есть еще в докембрийский период.
Существует точка зрения, что опабиния могла быть предком современных тихоходок. Последние представляют собой невидимых человеческому глазу беспозвоночных. Длина их тела составляет всего 0,1-1,5 мм. За минуту они могут преодолеть расстояние не более 3 мм! Тихоходки имеют повсеместное распространение, питаются клеточными оболочками водорослей и мхов.
Странный и удивительный вид опабинии придавали хоботок со своеобразной клешней на конце и большое количество глаз. Хоботок был полым, его длина составляла около одной трети тела, у самых крупных особей — приблизительно 2 см.
С помощью клешни опабиния захватывала пищу и отправляла в ротовое отверстие, расположенное у основания хоботка. Пять глаз животного размещались в две линии. Они крепились к голове с помощью небольших отростков. Возможно, имели фасеточную структуру как у современных насекомых.
Изучение животного имело еще одно важное научное значение. Ранее считалось, что появление около 540 млн лет назад большого разнообразия многоклеточных организмов произошло скачкообразно. Само явление получило название «кембрийский взрыв». Но наличие в начале кембрия таких существ, как опабиния, опровергает эту теорию. Сегодня с учетом новых данных считается, что первые сложные животные могли появиться на 25-40 млн лет раньше, чем предполагалось, то есть еще в докембрийский период.
Существует точка зрения, что опабиния могла быть предком современных тихоходок. Последние представляют собой невидимых человеческому глазу беспозвоночных. Длина их тела составляет всего 0,1-1,5 мм. За минуту они могут преодолеть расстояние не более 3 мм! Тихоходки имеют повсеместное распространение, питаются клеточными оболочками водорослей и мхов.
Странный и удивительный вид опабинии придавали хоботок со своеобразной клешней на конце и большое количество глаз. Хоботок был полым, его длина составляла около одной трети тела, у самых крупных особей — приблизительно 2 см.
С помощью клешни опабиния захватывала пищу и отправляла в ротовое отверстие, расположенное у основания хоботка. Пять глаз животного размещались в две линии. Они крепились к голове с помощью небольших отростков. Возможно, имели фасеточную структуру как у современных насекомых.
 |
Опабиния
|
Наиболее примечательной особенностью опабинии являются её пять глаз, находящиеся на задней поверхности головы. Эти глаза, вероятно, использовались животным для поиска пищи. Из-за её гибкого тела неизвестно, вела ли опабиния пелагический (в толще воды) или бентический (придонный) образ жизни.
Ученые даже спорят о том, могла ли опабиния вообще плавать. Возможно, в минуты опасности она, изгибаясь всем телом и помогая себе лопастями, была способна преодолеть некоторое расстояние в толще воды.
В отличии от трилобитов, у опабинии пока известен всего один-единственный вид Opabinia regalis. Его представитель был обнаружен в отложениях сланцев Бёрджес в Британской Колумбии, Канада.
В 1960 г. в России под Норильском нашли окаменелости существ, которых исследователи описали как вид опабинии. Однако некоторые ученые ставят под сомнение правильность идентификации, тем более что останки сохранились очень плохо.
В 1997 г. из Австралии пришли новости о том, что там также найден вид, родственный опабинии. Но и эта версия является предметом научных споров.
Со временем заявления российских и австралийских ученых могут получить дополнительное подтверждение. Это будет означать, что опабинии были распространены по морям всего мира.
Ученые даже спорят о том, могла ли опабиния вообще плавать. Возможно, в минуты опасности она, изгибаясь всем телом и помогая себе лопастями, была способна преодолеть некоторое расстояние в толще воды.
В отличии от трилобитов, у опабинии пока известен всего один-единственный вид Opabinia regalis. Его представитель был обнаружен в отложениях сланцев Бёрджес в Британской Колумбии, Канада.
В 1960 г. в России под Норильском нашли окаменелости существ, которых исследователи описали как вид опабинии. Однако некоторые ученые ставят под сомнение правильность идентификации, тем более что останки сохранились очень плохо.
В 1997 г. из Австралии пришли новости о том, что там также найден вид, родственный опабинии. Но и эта версия является предметом научных споров.
Со временем заявления российских и австралийских ученых могут получить дополнительное подтверждение. Это будет означать, что опабинии были распространены по морям всего мира.
Галлюцигения
Кажущаяся порождением галлюцинаций (оттуда и название) Галлюцигения обитала в морских глубинах и вела придонный образ жизни. Зрение у нее было развито плохо. Скорее всего, животное различало только свет и тьму. Галлюцигения имела 10 пар конечностей. Первые три выполняли роль приротовых щупалец, остальные семь служили для ходьбы. По размерам галлюцигения была еще более мелкой, чем опабиния, ее размеры не превышали 3,5 см. Выглядела как маленький червячок с ножками и длинными шипами.
 |
Галлюцигения
|
На кончике каждой ножки располагалось по одному или два небольших когтя. На спине находилось семь пар шипов, которые могли выполнять защитную функцию. Голова удлиненной формы была снабжена парой простых глаз и ртом, который был окружен кольцом из твердых пластин. Последние выполняли роль зубов.
Галлюцигения — беспозвоночное, об отношении которого к тем или иным типам животных до сих пор ведутся научные споры. Первооткрыватель этого существа — американский палеонтолог Чарльз Дулиттл Уолкотт — отнес его к кольчатым червям. В 1977 г. английский ученый Саймон Конвей Моррис, исследовав имевшиеся на тот момент останки, во-первых, дал само название — галлюцигения, а во-вторых, описал его как самостоятельный род. Палеонтолог посчитал, что это животное было предком современных онихофор. Последние представляют собой влаголюбивых наземных беспозвоночных.
Дополнительные исследования показали, что галлюцигении могли иметь общего предка с современными членистоногими.
 |
Галлюцигения
|
Есть еще одна интересная точка зрения. Согласно ей, окаменелые останки, которые сегодня принимают за галлюцигению, могли быть частью более крупного и пока неизвестного науке существа. Так было с аномалокарисом. Некоторое время отдельные его части приписывались трем разным животным.
История изучения галлюцигении так же необычна, как ее внешний вид. Саймон Конвей Моррис, восстанавливая облик животного, поначалу принял конечности за спинные шипы, и наоборот. Поэтому в его реконструкции галлюцигения оказалась перевернута вверх ногами. Только в 1991 г. после обнаружения родственного китайского вида ученый понял свою ошибку. До 2015 г. оставался нерешенным вопрос о том, как выглядела голова животного.
Последняя находка — отпечаток древнего существа в хорошо сохранившемся виде -позволила полностью воссоздать внешний облик животного.
История изучения галлюцигении так же необычна, как ее внешний вид. Саймон Конвей Моррис, восстанавливая облик животного, поначалу принял конечности за спинные шипы, и наоборот. Поэтому в его реконструкции галлюцигения оказалась перевернута вверх ногами. Только в 1991 г. после обнаружения родственного китайского вида ученый понял свою ошибку. До 2015 г. оставался нерешенным вопрос о том, как выглядела голова животного.
Последняя находка — отпечаток древнего существа в хорошо сохранившемся виде -позволила полностью воссоздать внешний облик животного.
 |
| Галлюцигения |
Внешне галлюцигения была похожа на червяка с двумя рядами ходульных ножек и спинными шипами.
У галлюцигении были глоточные зубы. Мелкие, но острые, они находились в верхней части пищеварительного тракта у входа в кишечник. По всей видимости, с их помощью животное могло всасывать корм. Ученые предположили, что зубы в горле не позволяли пище вываливаться изо рта, когда галлюцигения набирала новую порцию. Такие зубы есть у многих видов современных рыб.
В 1991 г. в Китае были найдены окаменелые останки животного, напоминавшего внешним видом галлюцигению. Тело ископаемого было покрыто твердыми пластинками, благодаря чему оно и получило свое название — бронированный червь. Вероятно, существо имело несколько пар глаз, располагавшихся вдоль тела. Как и галлюцигения, червь передвигался с помощью нескольких пар гибких конечностей.
Галлюцигения