Миллионы лет эволюции породили самых различных и неординарных созданий. Среди такого разнообразия жизни, не так уж и редко можно заметить 2 или более организмов, внешне, очень схожими между собой. Одним из таких примеров можно назвать белемнита - очень похожего на живущих сегодня, кальмаров. Как они жили, чем отличаются от другой братии по щупальцам, и как они "эволюционировали" в истории, сейчас мы это и узнаем.
История становления
В рамках древности изучения, с белемнитами могут посоревноваться разве что с аммонитами.
Изначально, естественно, останки окаменевших белемнитов как моллюсков, совершенно никто не воспринимал. Всё же, ростры этих организмов выглядят довольно необычно даже по современным меркам. Даже сегодня, почти каждый второй человек их скорее воспримет за чьи-то зубы, нежели чем за раковины моллюсков! И какое облегчение становится, когда их называют "чёртовыми пальцами"(это название часто выступает как "индикатор" того, что человек знает кто такие белемниты).
В самой древности, к белемнитам приписывались магические и лекарственные свойства (частично, мы это можем наблюдать и сегодня в народных медицинах разных стран), из-за чего, их переотложенные останки можно найти на местах курганов или других местах сакрального значения. Также, со временем, они попали и в ювелирное дело. Изучая историю белемнитов, можно наткнуться на гипотезу, гласящую применение их ростров в качестве наконечников копий. С какой-то стороны, это можно назвать вероятным ввиду того, что они имеют коническую форму и их полно на реках, где селились древние поселения + встречается очень много обломанных ростров.
В охоте такую "насадку" очень тяжело представить ввиду хрупкости, а как насадка на копья стражей и крайняя мера вооружения, вполне.
Ближе к античности, ростры белемнитов получают другие описания. Кто ранее уже интересовался белемнитами может вспомнить, что их принимали за следы молний, выпущенных громовержцем.
Упоминания белемнитов в таком ключе было достаточно распространённым явлением, но они не были единственными. Если вспомнить германский фольклор, который дал, по меньшей мере, 20 различных наименований этим останкам, их также именовали "каменными пальцами" и "призрачными свечами".
Оригинальностью отличилась и более северная Скандинавия. Там их воспринимали за свечи гномов.
В древнем мире, их ещё воспринимали за выпущенные каким-то божеством, стрелы, символ Шивы, пальцы водяного, зубы дракона.
В рамках врачевания, несчастные белемниты шли в расход при лечении: ревматизма, воспалённых глаз (о результате лечения лучше даже не думать), чумки у лошадей, резаных ран, нарывов, царапин, гнойничков, фурункулов, ожогов, нагноений, воспалений, отравлений ядом. И это только у народов Европы и Азии! Ещё, растёртый в порошок, белемнит используется как антисептик, а в Китае они являются едва ли не панацеей от всех болезней и средством усиления иммунитета!
Становится даже жаль любителей народной медицины, ведь почти все выше перечисленные применения ростров белемнита сохранились и по сей день! А научно, их применение не доказано.
Впервые, ростры белемнита упоминаются в работах древнегреческого естествоиспытателя Теофраста. В своём труде "De Animalibus Quæ Dicuntur Invidere", он причислил ростры белемнитов к так называемым, лингвирумам. В те времена, так обозначались камни которые воспринимались как......................................окаменевшая моча рыси!
Уже в 1 веке нашей эры белемнит получает своё имя, под которым мы знаем его сейчас. И угадайте с трёх раз, кто стоит за авторством?
Да, это наш старый знакомый философ, писатель, натуралист, командующий морским флотом, Плиний Старший. Кроме впечатляющего карьерного роста, Плиний может похвастать и тем, что он же дал ещё одним известным моллюскам, название аммонит!
Правда, тогда это название ростров почти ничего не весило. Ростры белемнитов всё ещё причислялись к кошачьим выделениям. Хотя, были моменты, когда их даже причисляли к янтарю.
Всё окончательно поменялось в 1546 году. Тогда, немецкий геолог Георг Агрикола впервые описал белемнитов как окаменелости. Правда, как моллюсков их ещё не воспринимали. Последующие авторы выдвинули несколько гипотез о происхождении этих окаменелостей, в том числе их называли иглами морских ежей, коралловыми полипами, окаменелостями морских огурцов.
Ещё одно знаменательное событие произошло в 1823 году. В этот год, английский естествоиспытатель Джон Сэмюэл Миллер классифицировал белемнитов как головоногих моллюсков, сравнив недавно обнаруженные остатки фрагмокона с останками наутилуса и сделав вывод о сходстве белемнитов с каракатицами. Он также установил род Belemnites с одиннадцатью видами. Выводы Миллера подтвердились в 1844 году, когда английский палеонтолог Ричард Оуэн описал первые отпечатки мягкого тела белемнита.
В начале XIX века было описано строение мягкого тела белемнитов по отпечаткам, обнаруженным в нижнеюрских битуминозных сланцах в карьере около немецкого города Хольцмадена и в нижнеюрских отложениях юга Англии. Это позволило исследователям сравнить белемнитов с современными кальмарами. С 1840-ых по 1922 год было предложено более пятнадцати вариантов реконструкций внешнего облика белемнитов. Позднее новые реконструкции давались различными авторами в научной, популярной и учебной литературе.
В то же время, была замечена приуроченность различных белемнитов к разным геологическим образованиям, тем самым проявляя своё высокое стратиграфическое значение, что привело к стремительному продвижению вперёд процесса изучения представителей этой группы моллюсков. Накопление материала привело к необходимости его систематизации, выделялись роды и более крупные систематические единицы. Создание клады для белемнитов произошло на 11 лет позднее выделения клады аммоноидей. Только в 1895 году немецкий палеонтолог Карл Альфред Риттер фон Циттель объединяет Belemnitidae, Asteroconites и Xiphoteuthis в кладу Belemnoidea.
Строение
Белемниты имели внутреннюю раковину, состоявшую из трёх частей: ростра, фрагмокона и проостракума.
Ростр – наиболее часто встречающаяся в ископаемом состоянии часть тела белемнитов, именно на основе ростров построена систематика этого отряда. Ростры белемнитов имеют коническую цилиндрическую, субцилиндрическую или веретеновидную форму и сужаются к заднему концу.
В поперечном сечении также видна характерная для представителей данного отряда структура ростра из радиальных кристаллов кальцита и концентрическая микроструктура. Для изучения данной структуры иногда изготавливаются прозрачные шлифы. Также шлифы изготавливаются для изучения линий нарастания ростров. В данном случае необходимо следить, чтобы шлиф совпадал с центральной продольной плоскостью тела и проходил через начало альвеолы. Толщина шлифа регулируется таким образом, чтобы слои были видны максимально чётко.
На ростре белемнитов могут встречаться борозды и бороздки, длина, расположение, количество и глубина которых могут служить систематическим признаком. Также на поверхности ростра могут наблюдаться отпечатки кровеносных сосудов.
Ростр и фрагмокон белемнитов были окружены хрящевым чехлом. Весь белемнит был буквально нашпигован этими образованиями, которые осуществляют соединение мягкого тела со скелетными образованиями и не только это. Как и аммонит, белемнит использует для движения реактивную силу струи воды, выбрасываемую через воронку. Струя вылетает из воронки за счет сокращения мантии и это сокращение мантии требует прочного крепления системы воронки внутри животного. Белемниту крепить эту систему приходиться за счет сложной конструкции хрящей к самой мантии. Затылочная часть тоже крепилась с помощью хрящевых образований. Плавники через хрящевое основание крепились к боковым поверхностям ростра, вентральная щель в альвеолярной части ростра белемнителлид, вероятно, служила для прикрепления мантийного хряща. Скорее всего эти шершавые полоски вдоль брюшной борозды и есть места крепления хрящевой ткани (мантийного хряща), которая в свою очередь уже соединялась с мантией. Защита с помощью этой с соединительной ткани необходима и острию ростра. Выступая между плавниками по ходу движения белемнита, ростр служит рассекателем водной среды, и без этой хрящевой прослойки острие просто прорвало бы кожу при работе плавников и вылезло бы наружу. Именно у острия почти у всех ростров находятся мелкие частые бороздки. а именно бороздки и есть место крепления соединительной ткани .
При увеличении среза этой внутренней раковины более чем в 1000 раз, становится заметным, что первичное строение ростра не имеет той массивной и сплошной структуры, а состоит из отдельных слоев, разделенных полыми интерламеллярными промежутками. Через все эти зоны, слои, и промежутки проходят тонкие трубки, назначение которых неясно. По мнению некоторых ученых- эта не сплошная сложная структура позволяла ростру быть похожим на гидростатический аппарат и эти полые промежутки между слоями с самими трубками могли заполнятся газом или жидкостью. Т.е. эта часть внутренней раковины могла быть как губка - или легкой и «сухой» или «пропитанной» и тяжелой. Получается, что ростр, кроме всего прочего играл роль не только статичного тяжелого противовеса в теле моллюска, а мог быть регулируемым балансиром, в зависимости от степени «пропитывания» своей структуры газом или жидкостью.
Внутри альвеолы располагался фрагмокон, камерная часть скелета белемнитов. Фрагмокон имеет коническую форму и состоит из камер, разделённых перегородками и пронизанных сифоном, прилежащим к брюшной стороне. Апикальный угол у разных белемнитов составляет 22 — 35°. Первая камера фрагмокона называется протоконх и имеет шаровидную форму. Поперечное сечение обыкновенно округлое. Фрагмокон белемнитов, в отличие от их ростров, являлся консервативной, медленно эволюционирующей частью скелета.
Стенка фрагмокона, находящаяся между камерами и альвеолярной полостью ростра, называется конотекой. Принято считать, что конотека переходит в проостракум, так как в спинной части конотека и проостракум составляют единое целое.
Проостракум представлял собой тонкую, частично декальцинированную, арагонитовую пластинку, дорсальную стенку редуцированной жилой камеры раковины. Хрупкий проостракум – наиболее редко сохраняющаяся часть скелета белемнитов.
Известны отпечатки мягкого тела белемнитов. У них было десять щупалец, кальмароподобное строение тела, плавники на остром конце туловища. На щупальцах были расположены крючки.
Глаза белемнитов не известны в ископаемом состоянии. Исходя из общего плана строения колеоидей, можно предполагать наличие у них глаз с открытой глазной камерой, без глазного синуса. Между формой и размерами ростра и мягкого тела при отсутствии специальных органов или тканей для уменьшения удельного веса тела, существовала прямая зависимость: белемниты с коротким притупленным ростром имели укороченное тело, а с длинным ростром – удлиненное тело.
Как и все моллюски, белемниты имели мускулистую мантию, Задний край мускулистой мантии у белемнитов на вентральной стороне ("живот") проходил вдоль переднего края фрагмокона. Мантия не шла по всёму телу, её распространение на фрагмокон и ростр функционально не имело смысла, поскольку там она, облегая жесткий скелет, не могла бы работать на сокращение. Края мантии прикреплялись вдоль боков проостракума (по крайней мере, у форм с широким проостракумом), не обрастая его сверху.
Прикрепление мантии и плавников к раковине осуществлялось с участием хряща.
Известны два отпечатка белемнитов рода Acanthoteuthis с сохранившейся парой ромбовидных плавников в задней части мантии. У образцов были плавники разного размера, возможно, из-за полового диморфизма, различного возраста или искажения во время окаменения. Вероятно, белемниты благодаря строению плавников, схожему с таковым у кальмаров рода Todarodes, могли достигать аналогичных скоростей от 1,1 до 1,8 км/ч.
Судя по отпечаткам, белемниты имели чернильный мешок, аналогичный таковым у современных двужаберных головоногих моллюсков (колеоидей). Как и у современных колеоидей, чернильный мешок белемнитов представлял собой вырост кишечника, заполненный растворенным в воде или в слизи меланином. Чернильный мешок является важным средством защиты для большинства головоногих. Также некоторые кальмары используют его для охоты, подкрадываясь под прикрытием чернильной завесы к добыче. Неизвестно, могли ли белемниты использовать подобные методы охоты.
Ротовой аппарат белемнитов представлен клювом, как и у других головоногих моллюсков. Также известна радула, в ряду которой присутствовали 9 элементов – 7 зубчиков и два боковых элемента.
Руки белемнитов несли конхиолиновые крючки, состоявшие из хитина. Крючки редко достигали больше 5 мм в длину и увеличивались в размере к средней части руки. Эти крючки, встречающиеся отдельно от других остатков, которые позволили бы установить их точное систематическое положение внутри отряда, искусственно объединяются под названием онихитес.
У белемнитов помимо небольших крючьев (микроонихитов) имелись крупные, длиной от 3 до 8 см крючья серповидной формы, называемые мегаонихитами. Изучение хорошо сохранившихся находок белемнитов, таких как Passaloteuthis laevigata, показало, что мегаонихиты имеются не у всех особей, относящихся к одному виду. Палеонтологи предполагают, что наличие мегаонихтов — признак взрослых самцов. Предполагается, что самцы могли использовать их, во-первых, для демонстрации своей мужественности, а во-вторых, для удержания самок во время спаривания (современные кальмары часто используют крючья при спаривании). Это предположение подтверждается отсутствием находок маленьких мегаонихитов (которые можно было бы опознать по характерной форме): получается, что мегаонихиты не росли постепенно вместе с животным, как обычные крючья, а довольно быстро формировались уже у крупных особей — вероятно, после полового созревания.
Важно отметить, что крючья белемнитов имеют принципиально другое строение и происхождение, чем аналогичные внешне крючья современных кальмаров. Предполагается, что онихиты возникли не из присосок (как у кальмаров), а из цирр — тонких чувствительных отростков-усиков, расположенных по бокам от присосок. Именно поэтому крючья белемнитов имеют значительно более однообразную форму, чем крючья кальмаров, и не имеют кольцевого основания.
Кожа белемнитов, вероятно, была тонкой и скользкой, как и у других головоногих моллюсков. Окраска белемнитов в ископаемом состоянии не сохраняется. Исключением является описание прижизненной окраски ростров Megateuthis в виде неправильных поперечных полос на спинной стороне и точек – на брюшной. Похожий рисунок был обнаружен нами у представителей семейства Cylindroteuthidae из келловейских отложений Центральной России. Присутствие прижизненной окраски ростра белемнитин указывает на то, что при жизни он был покрыт лишь полупрозрачным кожным интегументом. Для всех других групп белемнитов подобных рисунков не известно. Более того, наличие на рострах Belemnitellidae разветвленной сети сосудов указывает на то, что ростр был окружен толстым чехлом мягких тканей, и присутствие окраски ростров у этой группы исключено.
Совсем недавно выяснилось, что белемниты, как ни странно, являются жемчугоносными моллюсками! У белемнита из рода дювалия (Duvalia emerici) была обнаружена жемчужина в 2020 году. Это, конечно, была далеко не первая находка, в наше время известно около 100 жемчужин. Дювалия оказалась интересна тем, что её жемчужина находилась в ростре, тем самым, позволяя изучить процесс её образования у белемнита.
Иногда свободно растущая жемчужина смещается в тканях моллюска и оказывается прижата к стенке раковины, где она и обрастает новыми слоями перламутра. Эти жемчужины называют пузырьковыми или блистерными.
Собственно, именно такую жемчужину и нашли у белемнита дювалии. Некоторое время она росла свободно, а потом прикрепилась к ростру. Причём состав этой жемчужины отличается от обычного: она состоит из кальцита, как и ростр, а не из арагонита. На полученных с помощью томографа изображениях видно, что первоначально жемчужина имела практически идеальную сферическую форму, а по достижении диаметра 5,6 мм она стала покрываться слоями кальцита уже как часть ростра.
Как отмечают исследователи, у белемнитов за создание новых слоёв ростра отвечала внутренняя часть мантии, а не внешняя, как у двустворок. Поэтому её повреждение, вызванное попаданием какого-то инородного тела, может даже паразита, привело к образованию жемчужины. А так как у дювалии предполагается достаточно толстая (около 5 мм) мантия, то и жемчужина росла достаточно долго, не контактируя с ростром в течение большого отрезка времени. Кстати, на месте контакта ростра и жемчужины мы видим небольшую вмятину. Авторы исследования считают, что виной всему резорбация (рассасывание) раковины в этом месте. Хотя никаких доказательств своей версии они не предоставили, она имеет право на жизнь. Возможно, что за образование вмятины несёт ответственность неправильная работа мантии: зажатая между жемчужиной и ростром мантия не могла нормально работать, в то время как в месте соприкосновения этих двух образований секреция кальцита продолжалась в естественном порядке.
На данный момент это - первая обнаруженная блистерная жемчужина. Бугорки и вздутия (блистеры) находили на рострах и ранее, однако свободных жемчужин, расположенных в толще мантии, пока не нашли. Вероятнее всего, после смерти и разложения тела моллюска они просто куда-то укатывались, из-за чего их крайне трудно найти. Да и искать кальцитовые шарики пока никто целенаправленно не собирался.
Образ жизни
Белемниты могли откладывать множество плавающих яиц: предположительно, одна самка могла откладывать от 100 до 1000 яиц. Анализ палеонтологических материалов показал, что у белемнитов вылупление из яйца происходило при длине раковины меньше 2 мм, что соответствует размеру маленьких планктонных личинок. У этих новорожденных было три или четыре камеры, из которых две-три были заполнены газом и служили для поддержания нейтральной плавучести. Такая стратегия размножения была характерна для внутрираковинных головоногих, обитавших в открытом океане вдали от побережья и мелководья.
Молодые особи белемнитов были либо миниатюрными формами взрослых особей, либо проходили личиночную стадию. Согласно последней модели, яйцо было образовано протоконхом и однослойной стенкой скорлупы. Во время личиночной стадии протоконх становился внутренним, ростр начинал формироваться.
Протоконх и ростр, вероятно, состояли из хитина, защитного материала, который, возможно, позволил молодому белемниту выжить на больших глубинах и более низких температурах. Протоконхи детенышей белемнитов обычно составляют около 1,5-3 мм.
Подобно каракатицам, наутилусам и аммонитам, число и последовательное изменение размера камер фрагмокона используются для анализа роста особи в течение жизни. Последующие камеры имеют тенденцию экспоненциально увеличиваться в размерах. В отличие от других головоногих моллюсков, у белемнитов на самых ранних стадиях развития не наблюдается тенденции к уменьшению размеров камер. Предполагается, что это связано с тем, что белемниты вылуплялись только с протоконхом и фрагмокон развивался уже после вылупления.
Белемниты были свободноплавающими организмами, обитавшими в водах средней, нормальной солёности. Остатки белемнитов обнаружены в литоральной (прибрежной) и среднешельфовой зонах. Традиционно считается, что они жили в шельфовых морях всю свою жизнь и охотились на ракообразных и других моллюсков. Предполагают, что белемниты с тонкими рострами были, возможно, лучшими пловцами, чем их сородичи с массивными рострами, так как могли нырять в более глубокие воды и охотиться в открытом океане, тогда как обладатели массивных ростров ограничивали прибрежной зоной и питались у морского дна.
Также палеонтологи предполагают, что большинство белемнитов были обитателями узкого диапазона температур, предпочитая температуру 12-25 °C. Возможно, в тёплых водах метаболизм белемнитов (как и современных кальмаров) ускорялся, увеличивалась рождаемость, но уменьшалась средняя продолжительность жизни.
Белемниты были подвижными организмами. В основе движения белемнитов лежал реактивный принцип. Вода заполняет мантийную полость, а затем под давлением выталкивается через сифон. По некоторым расчётам, современные кальмары способны достигать таким образом скорости до 40 – 90 км/ч. Скорость ископаемых белемнитов неизвестна.
Белемниты вели хищный образ жизни, нападая, в основном, на рыб и других моллюсков.
Но не стоит забывать, что и ими питались практически все кто можно. Они становились жертвой тех же рыб, моллюсков (включая самих белемнитов), морских рептилий и, вероятно, хищников с прибрежных зон и летающих рептилий. Об этом говорят повреждённые зубами/крючьями ростры, их же останки вполне можно найти в некоторых копролитах, а также множество ростров находят на местах желудков морских обитателей.
Планктонные личинки белемнитов наравне с планктонными личинками аммонитов, как считают палеонтологи, составляли основание пищевых цепочек мезозойских морей, служа пищей для самых разнообразных организмов.
Достаточно часто находят большие скопления ростров белемнитов, прозванные палеонтологами «belemnite battlefields». Согласно наиболее распространённой гипотезе, белемниты были семельпарными (спаривающимися один раз в жизни) животными и после нереста массово умирали, и их ростры образовывали скопления. Подобная схема характерна для многих современных кальмаров. Правда, версия не может объяснить существование скоплений как взрослых, так и молодых особей. Среди версий, объясняющих подобные массовые скопления ростров есть: изменения солёности или температуры, аноксия (вызванная цветением водорослей), массовый выброс на берег и вулканическая активность. Также, возможно, что ростры были перемещены в одно место посмертно.
Белемниты - это очень важные окаменелости в стратиграфии и изучении палеотечений.
В стратиграфии, они являются важными руководящими ископаемыми юрского и мелового периодов. Именно по рострам белемнитов составляют дробные зональные шкалы для этих периодов.
По ориентировке ростров в слоях реконструируют направления донных палеотечений. В поле для дальнейшей реконструкции направлений древних донных течений палеонтологи замеряют пространственную ориентацию ростров следующим образом:
1) северная кромка горного компаса направляется от расширяющегося (тупого) конца окаменелости к её острому концу;
2) северный конец стрелки горного компаса совмещается с осевой линией окаменелости в направлении её заострения (линия стрелки компаса и линия вектора течения будут совпадать).
Результаты при этом способе замера однозначны: большинство ростров своими острыми концами будут направлены навстречу донному потоку, образуя при этом на осевой линии розы-диаграммы главный азимут; во многих случаях некоторые остатки будут направлены своими острыми концами в противоположную сторону (то есть по течению), образуя малый азимут.
Также ростры белемнитов могут служить индикаторами изотопного состава стронция в морской воде.
Собственно, каков итог нашей истории. Белемниты получили интересную и, на удивление, отличную от идущих рядом с ними, аммонитов. Их история вышла, в какой-то степени, и уникальной, и без особых курьёзов. Она получилась уникальной в плане представлений и применений их останков. Всё-таки не каждый день узнаешь о лечении больных глаз окаменелостью, да ещё и считавшейся когда-то мочой рыси!
С другой стороны, относительно целые останки белемнитов известны достаточно давно, да и с современными аналогами первопроходцы учёные были неплохо знакомы.
Но несмотря на это, открытия, вроде найденной в белемните жемчужины показывают, что нам ещё только предстоит ознакомиться с белемнитами поближе.
Большое спасибо, что дочитали статью до конца! Поддержите нас в нашей группе ВКонтакте! Комментируйте, предлагайте свои идеи по палеонтологии и археологии Подмосковья! Подписывайтесь на канал и другие наши группы в соц. сетях!
https://vk.com/public199364274
https://vk.com/public196480973
До связи!
ссылки:
https://extinct-animals.fandom.com/ru/wiki/Белемниты
https://www.ammonit.ru/text/1752.htm
https://www.ammonit.ru/text/1203.htm
https://www.ammonit.ru/fossil/76.htm
https://elementy.ru/novosti_nauki/433727/Belemnity_popolnili_spisok_zhemchugonosnykh_mollyuskov
https://dzen.ru/a/YptR5LzFPX3fbZWY