Обнаружение в окаменелостях конечностей с класперами позволяет предположить, что некоторые виды древних членистоногих размножались подобно современным крабам-подковам.
Прочные, пропитанные кальцитом экзоскелеты трилобитов и их сегментированные раковины почти повсеместно встречаются в ископаемых отложениях от кембрийского до пермского периодов. Но эта кладовая окаменелостей трилобитов обнаружила досадно мало, когда речь зашла о том, как эти палеозойские животные размножались на протяжении 250 миллионов лет жизни на древней Земле.
Недавно изученные окаменелости из сланца Берджесс вновь окутали тайной сексуальную жизнь древних членистоногих и показали, что некоторые трилобиты, скорее всего, имели любовную связь. В исследовании, опубликованном в пятницу в журнале Geology, палеонтологи из Гарвардского университета обнаружили пару модифицированных придатков, которые, вероятно, помогали самцам одного из видов трилобитов захватывать самок во время копуляции подобно тому, как это делают современные крабы-подковы.
Команда исследовала несколько колючих трилобитов Olenoides serratus, собранных в кембрии. Большинство из них были чуть меньше четырех дюймов в длину. Хотя сланцы Берджесса известны своей детальной сохранностью даже тонких тканей, один из образцов Olenoides, который группа исследовала в Королевском музее Онтарио в Торонто, больше походил на сильно сломанный хвост омара, чем на неповрежденного трилобита.
"Этот образец выглядит печально - у него отсутствует большая часть головы и половина тела", - сказала Сара Лоссо, кандидат наук в Гарварде и один из авторов исследования.
Фрагментарность образца стала удачей, поскольку позволила увидеть анатомию, часто скрытую под панцирем трилобита. Важно отметить, что девять из редко встречающихся ископаемых придатков этого членистоногого сохранились в деталях. "Существуют миллионы разбитых трилобитов, и во многих из них не видно конечностей", - сказал Хавьер Ортега-Эрнандес, соавтор нового исследования и консультант г-жи Лоссо по докторской диссертации. "Наличие этого образца, сломанного именно таким образом, чтобы можно было увидеть эти конечности, - это один случай из миллиона".
Выделяются два набора конечностей. Стандартная конечность трилобита состоит из трех отдельных частей - ходильной ноги, или эндоподита, и жаберной структуры, экзоподита, соединенных с телом колючей частью, служащей для переработки пищи, протоподитом. Однако два придатка в средней части тела трилобита имели заметно искаженную анатомию. Вместо колючего треугольного протоподита для переработки пищи они имели гладкую округлую структуру, прикрепленную к короткому гибкому пальцеподобному эндоподиту, длина которого составляла лишь половину длины других ходильных ног существа. Когда трилобит стоял на других ногах, эти модифицированные придатки не доставали до морского дна.
Исследователи смогли сделать вывод, что, судя по характеру их роста, странная морфология этих сморщенных конечностей, вероятно, не была вызвана травмой или регенерацией.
Вместо этого г-жа Лоссо и доктор Ортега-Эрнандес пришли к выводу, что эти измененные ноги служили для сексуальных целей. В основу своей гипотезы они положили крабов-подковоносов, дальних родственников трилобитов, которые сегодня плавают по современным пляжам. Крабы часто используются в качестве аналога трилобитов из-за сходства форм тела. Они используют захватывающие придатки, называемые застежками, чтобы зацепиться за шипы самки, что дает самцам возможность оплодотворить яйца самки, как только она выпустит их из отсека в голове. Поскольку самки трилобитов, вероятно, также практиковали внешнее оплодотворение, выбрасывая свои яйца в бурлящий прилив, чтобы их оплодотворили самцы, трилобиты Olenoides могли использовать застегивающиеся придатки таким же образом.
Строение и расположение этих клешневидных придатков у трилобита несколько отличается от таковых у живых крабов-подковоносов. Вместо того чтобы располагаться рядом с головой у современных видов, модифицированные ноги находятся вдоль средней части тела трилобита, что позволяет им идеально зацепиться за колючую спину самки.
Но маловероятно, что все трилобиты спаривались таким образом. "Я думаю, что, вероятно, существуют настоящие различия в способах спаривания трилобитов", - сказал Томас Хегна, палеонтолог из Университета штата Нью-Йорк во Фредонии, который был членом команды, описавшей первое скопление яиц трилобитов, когда-либо найденных. "Я не думаю, что все были зажаты".
Г-жа Лоссо согласна с тем, что различные виды трилобитов, вероятно, использовали различные репродуктивные подходы, помимо застегивания. Многие трилобиты не имеют шипов Olenoides, что затрудняет их захват.
Но она считает, что идентификация одного из этих сексуальных методов подчеркивает, что сложные репродуктивные стратегии развивались рано.
"Такое поведение - держаться за самку, чтобы быть на месте для оплодотворения - развилось к середине кембрия", - сказала г-жа Лоссо. "Всего через несколько миллионов лет после появления первых трилобитов у них уже развилось это неожиданно сложное поведение".