Геликоприон: древняя рыба со спиралью зубов

Геликоприон (Helicoprion) – пермская хрящевая рыба с уникальным рядом зубов, свёрнутым в спираль. Более века эту структуру помещали на нос, хвост и спинной плавник. Компьютерная томография экземпляра с сохранившимися челюстными хрящами показала другое устройство: спираль находилась в средней части нижней челюсти и работала внутри рта.

Краткий профиль

Загадка, начавшаяся со спирали

Александр Карпинский описал Helicoprion bessonowi в 1899 году по закрученной последовательности зубных коронок с Урала. Название означает «спиральная пила». У каждой новой коронки был больший размер, а старые не выпадали и постепенно смещались внутрь витка. Окружающий хрящ обычно разрушался после смерти, поэтому форма зубного ряда сохранялась без объясняющего её скелета.

Палеонтологи предлагали десятки положений. Спираль считали оборонительным шипом на хвосте, украшением плавника, выступом нижней челюсти и завитком у самого кончика морды. В ранних реконструкциях она выглядела как открытая циркулярная пила. Большинство версий не объясняло износ зубов и то, как животное закрывало рот.

Томография челюсти

Ключевой экземпляр IMNH 37899 из штата Айдахо сохранил не только спираль, но и минерализованные части челюстного аппарата. Его томографическое исследование в 2013 году позволило увидеть взаимное положение деталей без разрушения породы. Спираль занимала среднюю линию нижней челюсти и была окружена парными меккелевыми хрящами. Сверху к ней подходила верхняя челюсть без сопоставимого ряда зубов.

Зубы не торчали наружу под подбородком. При закрывании рта нижняя челюсть поворачивалась, а активная часть спирали двигалась назад и вверх. Коронки захватывали пищу, проталкивали её глубже и могли разрезать на части. Самые старые зубы уходили в центр завитка и сохранялись там.

Эта модель основана на реальных хрящах одного экземпляра, но мышцы и мягкие ткани не окаменели. Угол движения и сила укуса рассчитываются по суставам и рычагам. Детали работы челюсти остаются биомеханической реконструкцией, а не наблюдением живого животного.

Как рос зубной ряд

Новые коронки формировались у заднего края активного ряда. По мере увеличения они сдвигали прежние зубы вперёд и внутрь спирали. Исследование геометрии нескольких витков показывает непрерывный рост в течение жизни. По размеру и форме спирали можно сравнивать возрастные стадии, хотя один только диаметр не даёт точной длины тела.

Коронки имели высокую среднюю вершину и более мелкие боковые зубчики. На них заметны участки износа, подтверждающие контакт с пищей и противоположной частью челюсти. Различия между некоторыми названными видами могут отражать рост или индивидуальную изменчивость, поэтому систематика рода продолжает пересматриваться.

Не акула в современном смысле

Геликоприона обычно называют спиралезубой акулой, но он не входил в линию современных акул и не был прямым предком нынешних акул. Евгенеодонты были особой палеозойской ветвью хрящевых рыб. Строение челюстного аппарата сближает их с цельноголовыми, к которым относятся современные химеры.

Родственный гибод также был хрящевой рыбой, однако принадлежал к другой линии и имел обычные сменяемые зубные ряды. У барбклаборнии, другого евгенеодонта, известен вытянутый зубной аппарат, но не такая компактная спираль. Панцирная рыба дунклеостей жила раньше и вообще не имела настоящих зубов.

Размер тела и рацион

Полного скелета геликоприона нет. Хрящи туловища почти не сохранялись, поэтому форму хвоста, плавников и максимальную длину дополняют по более полным родственникам. Оценки в несколько метров правдоподобны для крупных спиралей, но точная пропорция между диаметром завитка и длиной тела неизвестна. Особенно крупные популярные цифры нельзя считать прямым измерением.

Тонкие высокие зубы и режущее движение могли быть удобны для мягкотелых головоногих, включая кальмароподобных животных, и рыбы без тяжёлой брони. Модель предполагает, что твёрдая раковина могла мешать закрыванию челюстей, поэтому защищённые аммониты не обязательно были основной добычей. Содержимое желудка, уверенно связанное с геликоприоном, не найдено. Рацион остаётся функциональным выводом.

Пермские моря и исчезновение

Остатки рода встречаются в морских отложениях разных частей Пангеи. Такая география говорит о широком распространении в ранней перми. Геликоприон сосуществовал с костными рыбами, другими хрящевыми, аммонитами и многочисленными беспозвоночными.

Сам род исчез до конца пермского периода, а другие евгенеодонты не пережили крупнейший кризис на границе перми и триаса. По редким зубным находкам нельзя установить одну причину исчезновения геликоприона. Изменения морских экосистем происходили задолго до финального массового вымирания.