Опабиния и аномалокарис: различия животных кембрия

Опабиния и аномалокарис жили в кембрийских морях и относились к ранним родственникам современных членистоногих, но выглядели и питались по-разному. Опабиния была небольшим животным длиной примерно 4–7 сантиметров. Она имела пять глаз и длинный гибкий хоботок, которым, вероятно, подбирала мелкую мягкую пищу со дна. Аномалокарис достигал нескольких десятков сантиметров, обладал крупными сложными глазами и ловил добычу парой членистых передних придатков.

Оба животных плавали с помощью боковых лопастей и имели веерообразный хвост. Однако опабинию нельзя изображать крупным опасным хищником, сравнимым с аномалокарисом. Разница в размерах и устройстве передней части тела была существенной.

Главное сравнение

Жили ли они одновременно

Да. Опабиния и аномалокарис известны из сланцев Бёрджесс в Канаде и могли входить в одну морскую экосистему среднего кембрия.

Сланцы Бёрджесс сформировались примерно 508 миллионов лет назад. Особые условия захоронения сохранили не только твёрдые части, но и отпечатки мягких тел, глаз, жабр, кишечника и плавательных лопастей.

Это позволяет сравнивать животных намного точнее, чем по отдельным панцирям или зубам. При этом одна геологическая формация охватывает множество эпизодов захоронения. Нельзя утверждать, что конкретные найденные особи действительно плавали рядом в один момент.

Подробнее о местонахождении рассказывает статья «Сланцы Бёрджесс».

Насколько большой была опабиния

Опабиния была маленькой. Длина её тела без хоботка составляла примерно 4,3–7 сантиметров.

На иллюстрациях животное часто показывают крупным планом, поэтому зрителю может казаться, что оно было сопоставимо с аномалокарисом. В действительности крупный аномалокарис был во много раз длиннее.

Тело опабинии включало:

• небольшую голову;
• вытянутый сегментированный туловищный отдел;
• парные боковые лопасти;
• жаберные пластинки;
• веерообразный хвост;
• длинный гибкий хоботок.

Хоботок составлял заметную долю общей длины. Но даже с ним опабиния оставалась небольшим обитателем кембрийского моря.

Насколько большим был аномалокарис

Аномалокарис был одним из крупнейших животных сообщества сланцев Бёрджесс.

Наиболее полный экземпляр Anomalocaris canadensis имеет длину тела около 25 сантиметров. Более крупные изолированные части показывают, что отдельные особи достигали нескольких десятков сантиметров. Старые оценки длиной около метра встречаются в книгах и музейных реконструкциях, но современные расчёты обычно осторожнее.

Точное максимальное значение зависит от того:

• какому виду принадлежала отдельная часть;
• сохранился ли полный передний придаток;
• включают ли в длину хвостовой веер;
• насколько правильно восстановлены пропорции;
• принадлежали ли самые крупные фрагменты именно Anomalocaris canadensis.

Для сравнения с опабинией достаточно уверенного вывода: аномалокарис был значительно крупнее и мог превышать её по длине в несколько раз.

Почему у опабинии было пять глаз

На голове опабинии располагались пять глаз.

Четыре находились на коротких стебельках и образовывали две пары. Пятый глаз располагался между ними на верхней стороне головы.

Такое расположение могло обеспечивать широкий обзор вверх, вперёд и по сторонам. Это было полезно небольшому животному, которое искало пищу у дна и одновременно должно было замечать более крупных пловцов.

Точное качество зрения неизвестно. Мягкие светочувствительные структуры сохраняются плохо, а внешняя форма глаза не даёт полной информации о разрешении изображения.

Пять глаз являются одной из самых надёжных и узнаваемых особенностей опабинии, но не доказательством необычного интеллекта.

Какими были глаза аномалокариса

У аномалокариса имелись два крупных сложных глаза на стебельках.

Находки близких радиодонтов показывают множество фасеток. Такое строение обеспечивало хорошее распознавание движения и подходило активному пловцу, который выслеживал добычу в толще воды.

Крупные глаза отличали аномалокариса от опабинии не только количеством. Они были сложными, как у членистоногих, хотя точное устройство и число фасеток у разных радиодонтов различались.

Острое зрение помогало:

• обнаруживать небольшую добычу;
• оценивать направление её движения;
• ориентироваться в воде;
• замечать крупных животных;
• управлять быстрым плаванием.

Нельзя по глазам установить точную скорость атаки или цветовое зрение.

Хоботок опабинии

Самая необычная часть опабинии – длинный гибкий передний хоботок.

Он был кольчатым и мог изгибаться. На конце располагалась небольшая захватывающая структура с направленными внутрь шипами.

Современные исследования трактуют хоботок как пару передних придатков, сросшихся по средней линии. Он не был носом, челюстью или настоящим хоботом млекопитающего.

Вероятные функции:

• исследование поверхности дна;
• захват небольших мягких организмов;
• сбор органических частиц;
• перенос пищи к расположенному под головой рту;
• извлечение небольших объектов из мягкого осадка.

Хоботок выглядел эффектно, но не был мощной конечностью для нападения на крупную добычу.

Передние придатки аномалокариса

Перед головой аномалокариса располагалась пара длинных членистых придатков.

Каждый придаток состоял из последовательности сегментов. С нижней стороны находились шипы, которые помогали удерживать добычу.

Придатки могли сгибаться и сводиться перед ртом. Они выполняли функцию, отчасти напоминающую хватательные конечности, но не являлись усами креветки или челюстями позвоночного.

Трёхмерное моделирование показывает, что придатки Anomalocaris canadensis были приспособлены к быстрому захвату относительно небольшой и мягкой добычи. Попытка удерживать ими крупного животного с жёстким панцирем могла создавать слишком высокую нагрузку.

Это изменило старый образ аномалокариса как универсального дробителя трилобитов.

Чем различались рты

Рот опабинии

Рот находился на нижней стороне головы и был направлен назад. Хоботок мог передавать пищу к этому отверстию.

Сам рот был небольшим. У опабинии не было крупного ротового конуса или мощных челюстей для дробления панцирей.

Рот аномалокариса

Под головой располагался округлый ротовой конус, состоявший из твёрдых пластинок.

На старых реконструкциях его сравнивали с камерным затвором или кольцом острых зубов. Но пластинки не являлись зубами позвоночного и не смыкались как обычные челюсти.

Исследования показывают, что ротовой аппарат аномалокариса, вероятно, плохо подходил для раскалывания толстых минерализованных панцирей. Он мог помогать удерживать и втягивать мягкую добычу после захвата передними придатками.

Как они плавали

Опабиния и аномалокарис имели боковые плавательные лопасти.

Лопасти располагались рядами вдоль тела. Последовательные волнообразные движения создавали тягу, подобно работе гибкого непрерывного плавника.

Движение опабинии

Опабиния, вероятно, плавала медленно или умеренно быстро возле дна. Небольшой размер, гибкое тело и веерообразный хвост помогали маневрировать над мягким осадком.

Она могла сочетать плавание с поиском пищи хоботком.

Движение аномалокариса

Аномалокарис был более крупным активным пловцом. Его широкие лопасти и обтекаемое тело подходили для движения в толще воды.

Передние лопасти могли участвовать в управлении, а хвостовой веер – в стабилизации и поворотах.

Скорость нельзя определить точно. Компьютерные модели показывают физически возможные варианты, но зависят от массы тела, подвижности лопастей и свойств воды.

Были ли у них ноги

На нижней стороне опабинии могли существовать небольшие мягкие лобоподоподобные конечности, но их наличие и строение интерпретируются осторожно. Они не были членистыми ходильными ногами современного рака или насекомого.

У аномалокариса ходильных ног также не было. Его основными органами движения служили боковые плавательные лопасти.

Поэтому обоих животных нельзя изображать идущими по дну на многочисленных жёстких ногах.

Они находились на стволовой части эволюционного дерева членистоногих и демонстрировали сочетание признаков, предшествовавших типичному строению современных групп.

Чем питалась опабиния

Прямое содержимое желудка, позволяющее перечислить добычу опабинии, неизвестно.

Строение хоботка и небольшого рта указывает на питание мелкими мягкими объектами. Возможная пища:

• небольшие червеобразные животные;
• мягкотелые организмы;
• мелкие членистоногие без прочного панциря;
• органические остатки;
• частицы пищи на поверхности осадка.

Опабинию иногда называют хищником, потому что она могла хватать живую добычу. Но это не был крупный активный охотник, нападавший на больших трилобитов или аномалокарисов.

Точнее описывать её как небольшого собирателя или хищника на мелкую мягкую добычу у морского дна.

Чем питался аномалокарис

Аномалокарис был активным хищником, однако характер его добычи пересматривается.

Раньше считалось, что он хватал трилобитов, сворачивал или ломал их панцири и дробил ротовым конусом. Круглые повреждения на некоторых ископаемых связывали с его укусами.

Современные модели показывают ограничения:

• передние придатки могли повреждаться при захвате крупной жёсткой добычи;
• ротовой конус плохо приспособлен к сильному дроблению;
• пластинки не смыкались как мощные челюсти;
• на придатках редко видны повреждения от постоянного контакта с панцирями.

Вероятнее всего, Anomalocaris canadensis охотился на небольших активно плавающих мягкотелых животных. Он мог хватать их придатками и передавать ко рту.

Это не делает его мирным фильтратором. Радиодонты были экологически разнообразны, а аномалокарис сохранял признаки активного хищника.

Охотился ли аномалокарис на трилобитов

Уверенного ответа нет.

Некоторые повреждения панцирей и крупные копролиты с обломками трилобитов связывали с радиодонтами. Но определить конкретного производителя копролита трудно, а след на панцире не всегда показывает, кто его оставил.

Биомеханика Anomalocaris canadensis указывает, что постоянное дробление взрослых твёрдых трилобитов было маловероятно.

Возможные варианты:

• охота в основном на мягкотелых животных;
• захват молодых или недавно перелинявших трилобитов;
• питание повреждённой добычей;
• редкие попытки атаковать небольшие панцирные формы;
• ошибочная связь части следов с аномалокарисом.

Изображать его разламывающим любой панцирь как орех научно неточно.

Мог ли аномалокарис съесть опабинию

Физически крупный аномалокарис мог захватить животное размером с опабинию. Они жили в одном регионе и подходили друг другу по предполагаемому соотношению хищника и добычи.

Но прямых доказательств такого эпизода нет:

• опабиния не найдена в содержимом кишечника аномалокариса;
• нет однозначных следов нападения;
• конкретные экземпляры могли жить в разные моменты;
• рацион аномалокариса известен только в общих чертах.

Поэтому сцена охоты на опабинию является допустимой художественной гипотезой, но не установленным фактом. Для нейтральной сравнительной обложки лучше показывать животных без прямого нападения.

К каким группам они относились

Опабиния и аномалокарис не были динозаврами, рыбами, моллюсками или креветками.

Они относились к Panarthropoda – большой эволюционной группе, в которую входят членистоногие, тихоходки, онихофоры и их вымершие родственники.

Опабиния

Опабиния относится к Opabiniidae. Это небольшая ветвь стволовых родственников настоящих членистоногих.

Её строение помогает исследовать происхождение:

• передних придатков;
• сегментации тела;
• боковых плавательных лопастей;
• жаберных структур;
• головного отдела членистоногих.

Аномалокарис

Аномалокарис относится к Radiodonta. Радиодонты представляли другую ветвь стволовых членистоногих.

Для них характерны:

• пара членистых передних придатков;
• ротовой конус;
• крупные глаза;
• боковые плавательные лопасти;
• отсутствие обычных ходильных ног;
• разнообразные способы питания.

Опабиния и аномалокарис были родственниками в широком смысле, но не относились к одному семейству или роду.

Что у них было общего

Несмотря на различия, у двух животных имелись общие черты:

• сегментированное тело;
• боковые плавательные лопасти;
• жаберные структуры над лопастями;
• веерообразный хвост;
• передние придатки особого строения;
• положение возле основания эволюционного дерева членистоногих;
• жизнь в кембрийском море;
• отсутствие минерализованного наружного панциря;
• сохранение в сланцах Бёрджесс.

Эти признаки помогают понять, почему опабиниидов и радиодонтов сравнивают при изучении происхождения членистоногих.

Но общий план тела не превращает опабинию в уменьшенного аномалокариса. У неё отличались глаза, передний орган, рот, размер и экологическая роль.

Как открывали аномалокариса

История аномалокариса показывает, насколько трудно собирать мягкотелое животное по сплющенным отпечаткам.

Разные части первоначально описали как самостоятельные организмы:

• передний придаток приняли за тело необычной креветки;
• ротовой конус считали медузой;
• туловище относили к другому животному;
• отдельные лопасти интерпретировали независимо.

Название Anomalocaris означает «необычная креветка» и отражает первое ошибочное определение переднего придатка.

Только после изучения более полных экземпляров палеонтологи поняли, что разрозненные окаменелости составляли одно крупное животное.

Отдельная страница сайта: «Аномалокарис».

Почему опабиния удивила учёных

Опабинию описал Чарльз Дулитл Уолкотт в 1912 году, но её необычное строение долго оставалось непонятным.

В 1970-х годах Гарри Уиттингтон подробно пересмотрел окаменелости. Реконструкция с пятью глазами и гибким хоботком выглядела настолько непривычно, что стала символом странности кембрийской фауны.

Позднее значение опабинии изменилось. Её перестали рассматривать просто как причудливый эволюционный эксперимент. Животное заняло важное место на стволе членистоногих и помогло объяснить последовательность появления их признаков.

Новые находки близких форм показывают, что опабиния не была единственным представителем полностью изолированного плана тела.

Подробнее: «Опабиния».

Почему мягкие ткани сохранились

Обычно мягкое тело быстро разлагается, а падальщики и микроорганизмы уничтожают детали.

В местонахождениях типа сланцев Бёрджесс действовало редкое сочетание условий:

• быстрое захоронение тонким осадком;
• низкое содержание кислорода у дна;
• ограниченный доступ падальщиков;
• химические процессы, сохранявшие углеродистые плёнки;
• слабое разрушение тела до окончательного погребения.

Благодаря этому видны:

• контуры тела;
• кишечник;
• глаза;
• жабры;
• лопасти;
• передние придатки;
• отдельные внутренние структуры.

Однако окаменелость сплющена почти в плоскость. Палеонтологам приходится восстанавливать трёхмерное строение по наложенным теням и нескольким экземплярам.

Как выглядело кембрийское море

Кембрийское море не было пустым пространством с двумя странными животными.

В сообществе сланцев Бёрджесс жили:

• трилобиты;
• губки;
• червеобразные организмы;
• ранние членистоногие;
• лобоподии;
• хордовые;
• иглокожие;
• моллюски и их родственники;
• радиодонты;
• прикреплённые фильтраторы.

Одни животные ползали по дну, другие зарывались, третьи плавали над осадком или фильтровали воду.

Аномалокарис занимал роль крупного зрячего пловца и хищника. Опабиния была небольшим участником донного или придонного сообщества.

Подробнее об эпохе: «Кембрийский период» и «Животные кембрийского периода».

Что известно достаточно уверенно

• Опабиния и аномалокарис жили в среднем кембрии.
• Оба известны из сланцев Бёрджесс.
• Опабиния была длиной примерно 4–7 сантиметров без хоботка.
• Аномалокарис был значительно крупнее и достигал нескольких десятков сантиметров.
• У опабинии было пять глаз.
• У аномалокариса было два крупных сложных глаза.
• Опабиния имела один гибкий хоботок с захватом на конце.
• Аномалокарис имел пару членистых передних придатков.
• Оба плавали с помощью боковых лопастей.
• Опабиния не была крупным хищником.
• Аномалокарис был активным хищником.
• Передние придатки аномалокариса лучше подходили для мягкой и сравнительно небольшой добычи, чем для дробления крупных твёрдых панцирей.
• Оба находились возле основания эволюционного дерева членистоногих.
• Они относились к разным ветвям.

Что остаётся спорным

Палеонтологи продолжают обсуждать:

• наличие и строение нижних конечностей опабинии;
• точную подвижность хоботка;
• полный рацион опабинии;
• максимальный размер аномалокариса;
• скорость его плавания;
• конкретный набор добычи;
• возможность питания недавно перелинявшими трилобитами;
• работу ротового конуса;
• точное положение отдельных опабиниидов и радиодонтов;
• число эволюционных преобразований, связывающих их с настоящими членистоногими.

Распространённые ошибки

«Опабиния была огромным кембрийским хищником»

Нет. Её тело имело длину всего несколько сантиметров.

«Аномалокарис достигал нескольких метров»

Подтверждённых экземпляров такого размера нет. Даже старые оценки около метра сегодня рассматриваются осторожно.

«Хоботок опабинии был носом»

Нет. Это гибкий передний пищевой придаток, вероятно образованный сросшейся парой структур.

«Передние придатки аномалокариса были челюстями»

Нет. Они захватывали добычу и передавали её к ротовому конусу.

«Аномалокарис легко раскусывал любого трилобита»

Современные биомеханические модели не поддерживают постоянное дробление крупной твёрдой добычи.

«Они были креветками»

Нет. Аномалокариса первоначально ошибочно приняли за необычную креветку, но радиодонты находились на стволовой ветви членистоногих.

«Опабиния была предком аномалокариса»

Прямое отношение предок – потомок не доказано. Они представляли разные родственные ветви.

«Странный внешний вид означает неудачную эволюцию»

Нет. Оба животных были приспособлены к своим экологическим ролям и входят в важную раннюю историю членистоногих.

Опабиния и аномалокарис были родственными в широком смысле кембрийскими животными, но занимали разные экологические роли. Маленькая опабиния использовала пять глаз и гибкий хоботок для поиска мелкой пищи у дна. Значительно более крупный аномалокарис активно плавал, выслеживал добычу сложными глазами и захватывал её парой членистых придатков. Их сходные боковые лопасти отражают общее раннее наследие стволовых членистоногих, а различия в размере, глазах, передних органах и питании показывают разнообразие кембрийских морей.