Eurypterus ( / j ʊəˈr ɪ p t ər ə s / yoo- RIP -tər-əs ) — вымерший род эвриптерид, группы организмов, обычно называемых «морскими скорпионами». Род жил в силурийский период , примерно от 432 до 418 миллионов лет назад. Eurypterus на сегодняшний день является наиболее хорошо изученным и известным эвриптеридом. Ископаемые образцы Eurypterus, вероятно, представляют более 95% всех известных образцов эвриптерид. [1]
Род Eurypterus насчитывает пятнадцать видов , наиболее распространенным из которых является E. remipes , первая обнаруженная окаменелость эвриптерид и ископаемое, являющееся государственным символом Нью- Йорка .
Представители Eurypterus в среднем имели длину от 13 до 23 см (от 5 до 9 дюймов), но самая крупная обнаруженная особь, по оценкам, имела длину 60 см (24 дюйма). Все они обладали придатками с шипами и большим веслом, которое они использовали для плавания. Они были видами-универсалами , одинаково склонными заниматься как хищничеством , так и падальщиками .
Первая окаменелость Eurypterus была найдена в 1818 году С. Л. Митчиллом, коллекционером окаменелостей. Она была извлечена из формации Берти в Нью-Йорке (около Уэстморленда, округ Онейда ). Митчилл интерпретировал придатки на панцире как усики , вырастающие изо рта. [2] Впоследствии он идентифицировал окаменелость как сома рода Silurus . [3] [4]
Только через семь лет, в 1825 году, американский зоолог Джеймс Эллсворт Де Кей правильно идентифицировал ископаемое как членистоногое . [5] Он назвал его Eurypterus remipes и в процессе основал род Eurypterus . Название означает «широкое крыло» или «широкая лопасть», имея в виду плавательные ноги, от греческого εὐρύς ( eurús «широкий») и πτερόν ( pteron «крыло»). [2]
Однако Де Кей считал, что Eurypterus был бранхиоподом (группа ракообразных , включающая креветок-феечек и водяных блох ). [5] Вскоре после этого Eurypterus lacustris был также обнаружен в Нью-Йорке в 1835 году палеонтологом Ричардом Харланом . Другой вид был обнаружен в Эстонии в 1858 году Яном Нешковским. Он считал, что он принадлежит к тому же виду, что и первое открытие ( E. remipes ); теперь он известен как E. tetragonophthalmus . [2] Эти образцы из Эстонии часто бывают исключительного качества, сохраняя настоящую кутикулу своих экзоскелетов. В 1898 году шведский палеонтолог Герхард Хольм отделил эти окаменелости от коренной породы с помощью кислот . Затем Хольм смог изучить почти идеально сохранившиеся фрагменты под микроскопом. Его замечательное исследование привело к современному прорыву в морфологии эвриптерид . [3]
Еще больше окаменелостей было обнаружено в большом количестве в Нью-Йорке в 19 веке и в других местах восточной Евразии и Северной Америки . Сегодня Eurypterus остается одним из наиболее часто встречающихся и наиболее известных родов эвриптерид, охватывая более 95% всех известных ископаемых эвриптерид. [6]
В 1984 году губернатор Марио Куомо признал E. remipes ископаемым видом штата Нью-Йорк. [7]
Крупнейшими членистоногими, которые когда-либо существовали, были эвриптериды. Самый большой известный вид ( Jaekelopterus rhenaniae ) достигал до 2,5 м (8,2 фута) в длину, что примерно соответствует размеру крокодила. [8] Виды Eurypterus , однако, были намного меньше.
E. remipes обычно имеют длину от 13 до 20 см (от 5 до 8 дюймов). E. lacustris в среднем имеет более крупные размеры — от 15 до 23 см (от 6 до 9 дюймов) в длину. [9] Однако один тельсон (самая задняя часть тела) особи этого вида достигает этой длины, будучи 14,8 см (5,8 дюйма) в длину, что указывает на особь длиной 55,4 см (21,8 дюйма), и это самый большой образец, когда-либо описанный в литературе. [10] На вводной странице E. remipes на веб-сайте Техасского университета в Остине говорится, что самый большой когда-либо найденный образец имел длину 1,3 м (4,3 фута) и в настоящее время экспонируется в Палеонтологическом исследовательском институте Нью-Йорка. Однако в текстовом разделе описывается сама группа эвриптерид, а не Eurypterus , поэтому невозможно определить в контексте, принадлежит ли образец длиной 1,3 м (4,3 фута) к E. remipes или другому эвриптериду. [11]
Окаменелости Eurypterus часто встречаются в схожих размерах в данной области. Это может быть результатом того, что окаменелости были «сортированы» в валки , поскольку они откладывались на мелководье штормами и волновым воздействием.
Тело Eurypterus в целом разделено на две части: просому и опистосому (в свою очередь разделенную на мезосому и метасому ). [2] [12]
Просома — это передняя часть тела, она фактически состоит из шести сегментов, слитых вместе, чтобы сформировать голову и грудь . [12] Она содержит полукруглый или субпрямоугольный пластинчатый панцирь . На дорсальной стороне последнего находятся два больших серповидных сложных глаза . [13] Они также обладали двумя меньшими светочувствительными простыми глазами (медианными глазками ) около центра панциря на небольшом возвышении (известном как глазковый холмик). [14] Под панцирем находится рот и шесть придатков , обычно обозначаемых римскими цифрами I-VI. Каждый придаток, в свою очередь, состоит из девяти сегментов (известных как подомеры), обозначенных арабскими цифрами 1-9. Первые сегменты, которые соединяют придатки с телом, известны как тазики (множественное число — тазики). [14]
Первая пара (придаток I) — это хелицеры , маленькие клешневидные руки, используемые для разрывания пищи ( жевания ) во время кормления. После хелицер идут три пары коротких ног (придатки II, III и IV). Они шиповидные , с преимущественно двумя шипами на каждом подомере и с самым кончиком, имеющим один шип. Последние два сегмента часто неразличимы и создают видимость одного сегмента с тремя шипами. [15] Они используются как для ходьбы, так и для захвата пищи. Следующая пара (придаток V) — самая похожая на ногу из всех придатков, длиннее первых трех пар и в основном без шипов, за исключением самых кончиков. Последняя пара (придаток VI) — две широкие веслообразные ноги, используемые для плавания. [2] Тазики придатка VI широкие и плоские, напоминающие «ухо». [14]
Офистосома ( брюшко ) состоит из 12 сегментов, каждый из которых состоит из сросшихся верхней пластины (тергита) и нижней пластины (стернита). [16] Он далее подразделяется двумя способами.
На основании ширины и структуры каждого сегмента их можно разделить на широкий преабдомен (сегменты с 1 по 7) и узкий постабдомен (сегменты с 8 по 12). [17] Преабдомен — это более широкие сегменты передней части офистосомы, в то время как постабдомен — это последние пять сегментов тела Eurypterus . Каждый из сегментов постабдомена содержит боковые уплощенные выступы, известные как эпимеры, за исключением последней игловидной (стилевидной) части тела, известной как тельсон. Сегмент, непосредственно предшествующий тельсону (который также имеет самые большие эпимеры постабдомена ) , известен как претельсон. [14]
Альтернативный способ деления офистосомы — по функциям. Ее также можно разделить на мезосому (сегменты с 1 по 6) и метасому (сегменты с 7 по 12). [13] [14] [18] Мезосома содержит жабры и репродуктивные органы Eurypterus . Ее вентральные сегменты покрыты пластинами, полученными из придатков, известными как Blattfüsse (единственное число Blattfuss, по-немецки «листовая лапка»). [19] Защищенные внутри, они содержат жаберные камеры, содержащие дыхательные органы Eurypterus . [20] [21] Метасома, тем временем, не имеет Blattfüsse. [18]
Некоторые авторы ошибочно используют термины мезосома и преабдомен как взаимозаменяемые, например, метасома и постабдомен.
Главными органами дыхания Eurypterus были, по-видимому, книжные жабры , расположенные в жаберных камерах внутри сегментов мезосомы. Они могли использоваться для подводного дыхания. [12] Они состоят из нескольких слоев тонкой ткани, сложенных таким образом, что напоминают страницы книги, отсюда и название. Кроме того, они также обладали пятью парами овальных областей, покрытых микроскопическими выступами на потолке вторых жаберных камер внутри мезосомы, непосредственно под жаберными трактами. Эти области известны как Kiemenplatten (или жаберные тракты, хотя первый термин предпочтительнее). Они уникальны для эвриптерид. [21] [22]
Eurypterus половой диморфен . На нижней стороне первых двух сегментов мезосомы находятся центральные придатки, используемые для размножения. У самок они длинные и узкие. У самцов они очень короткие. [23] Однако меньшинство авторов предполагает обратное: более длинные генитальные придатки у самцов, более короткие у самок. [24]
Экзоскелет Eurypterus часто покрыт небольшими выростами, известными как орнаментация. Они включают пустулы (небольшие выступы), чешуйки и полоски . [16] Они различаются в зависимости от вида и используются для идентификации. Более подробные диагностические описания каждого вида в разделе Eurypterus см. в разделах ниже. [25]
Род Eurypterus принадлежит к семейству Eurypteridae . Они классифицируются в надсемействе Eurypteroidea , подотряде Eurypterina , отряде Eurypterida и подтипе Chelicerata . [26] До недавнего времени считалось, что эвриптериды принадлежат к классу Merostomata вместе с отрядом Xiphosura . В настоящее время считается, что эвриптериды являются сестринской группой для Arachnida , ближе к скорпионам и паукам , чем к мечехвостам . [20] [27] [28]
Eurypterus был первым признанным таксоном эвриптерид и является наиболее распространенным. Как следствие, почти каждый отдаленно похожий эвриптерид в 19 веке был классифицирован как род (за исключением отличительных членов семейства Pterygotidae и Stylonuridae ). Род в конечном итоге был разделен на несколько родов по мере развития науки таксономии . [5]
В 1958 году Эрик Кьеллевиг-Вэринг выделил в отдельный род Erieopterus несколько видов, различаемых по близко расположенным глазам и шипам на плавательных ногах. [5] Другое разделение было предложено Лейфом Штёрмером в 1973 году, когда он переклассифицировал некоторых Eurypterus в Baltoeurypterus на основе размера некоторых последних сегментов их плавательных ног. О. Эрик Тетли в 2006 году посчитал эти различия слишком незначительными, чтобы оправдать выделение в отдельный род. Он объединил Baltoeurypterus обратно в Eurypterus . Сейчас считается, что незначительные вариации, описанные Штёрмером, — это просто различия, обнаруженные у взрослых и молодых особей внутри вида. [15]
Род Eurypterus происходит от E. minor , старейшего известного вида из Лландовери в Шотландии. Считается, что E. minor отделился от Dolichopterus macrocheirus когда-то в Лландовери. Ниже приведено филогенетическое дерево Eurypterus , основанное на филогенетических исследованиях О. Эрика Тетли в 2006 году. Некоторые виды не представлены. [25]
Виды, принадлежащие к роду, их диагностические описания, синонимы (если имеются) и распространение приведены ниже: [26]
Эвриптерус Де Кей, 1825
Список не включает в себя большое количество ископаемых, ранее классифицированных как Eurypterus . Большинство из них теперь переклассифицированы в другие роды, идентифицированы как другие животные (например, ракообразные ) или псевдоископаемые , или останки сомнительного размещения. Классификация основана на Данлопе и др. (2011). [26]
Eurypterus принадлежит к подотряду Eurypterina, эвриптериды, у которых шестой придаток развил широкую плавательную лопасть, удивительно похожую на лопасть современного краба-плавунца . Моделирование исследований поведения Eurypterus в воде предполагает, что они использовали тип гребли, основанный на сопротивлении, когда придатки двигались синхронно в почти горизонтальных плоскостях. [24] Лопасти весла почти вертикально ориентированы при движении назад и вниз, толкая животное вперед и поднимая его вверх. Затем лопасти ориентированы горизонтально при движении назад, чтобы прорезать воду, не отталкивая животное назад. Этот тип плавания демонстрируют крабы и водяные жуки . [29]
Альтернативная гипотеза о поведении Eurypterus в плавании заключается в том, что особи были способны к подводному полету (или подводному полету ), при котором извилистые движения и форма самих лопастей, действующих как гидрокрылья, достаточны для создания подъемной силы . [30] Этот тип похож на тот, что встречается у морских черепах и морских львов . Он имеет относительно более медленную скорость ускорения, чем гребной тип, особенно потому, что у взрослых особей пропорционально меньшие лопасти, чем у молодых. Но поскольку более крупные размеры взрослых особей означают более высокий коэффициент сопротивления , использование этого типа движения более энергоэффективно. [24] [31]
Молодь, вероятно, плавала, используя гребной тип, быстрое ускорение, обеспечиваемое этим движением, больше подходит для быстрого побега от хищников. Небольшой 16,5 см (6,5 дюйма) Eurypterus мог мгновенно достигать двух с половиной длин тела в секунду. [24] Более крупные взрослые особи, тем временем, вероятно, плавали, используя подводный тип полета. Максимальная скорость взрослых особей при плавании составляла от 3 до 4 м (от 9,8 до 13,1 фута) в секунду, немного быстрее, чем у черепах и морских выдр . [31] [32]
Следы ископаемых свидетельств указывают на то, что Eurypterus использовал гребковой гребок, находясь в непосредственной близости от морского дна. [33] Arcuites bertiensis - это ихновид , который включает пару серповидных отпечатков и короткое медиальное сопротивление, и он был обнаружен в верхнесилурийских эвриптеридах Lagerstatten в Онтарио и Пенсильвании. Этот след ископаемых очень похож на следы, оставленные современными водными плавающими насекомыми, которые гребут, такими как водные лодочники , и считается, что они были оставлены эвриптеридами от молодых до взрослых размеров во время плавания в очень мелководных прибрежных морских средах. Морфология A. bertiensis предполагает, что Eurypterus мог двигать своими плавательными конечностями как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости.
Eurypterus не плавали, чтобы охотиться, они просто плавали, чтобы быстро перемещаться от одного места кормления к другому. Большую часть времени они ходили по субстрату с помощью своих ног (включая плавательную ногу). Они были универсальным видом , одинаково склонным как к хищничеству , так и к падению . Они охотились на мелких мягкотелых беспозвоночных, таких как черви. Они использовали массу шипов на своих передних конечностях, чтобы убивать и удерживать их, в то время как они использовали свои хелицеры, чтобы отрывать куски, достаточно маленькие, чтобы проглотить. Молодые особи также могли стать жертвой каннибализма со стороны более крупных взрослых особей. [24]
Eurypterus, скорее всего, были морскими животными, так как их останки в основном находят в мелководных приливно-отливных зонах. Концентрация окаменелостей Eurypterus в некоторых местах была интерпретирована как результат массового спаривания и линьки. Молодь, вероятно, обитала в прибрежных гиперсоленых средах, более безопасных от хищников, и перемещалась в более глубокие воды по мере взросления и увеличения размеров. Взрослые особи, достигшие половой зрелости, затем массово мигрировали в прибрежные районы, чтобы спариться, отложить яйца и линять. Действия, которые сделали бы их более уязвимыми для хищников. Это также может объяснить, почему подавляющее большинство окаменелостей, найденных в таких местах, являются линьками, а не настоящими животными. Такое же поведение можно наблюдать у современных мечехвостов. [12]
Исследования дыхательной системы Eurypterus привели многих палеонтологов к выводу, что он был способен дышать воздухом и ходить по суше в течение короткого периода времени. У Eurypterus было два типа дыхательной системы. Его основными органами дыхания были книжные жабры внутри сегментов мезосомы. Эти структуры поддерживались полукруглыми «ребрами» и, вероятно, были прикреплены около центра тела, подобно жабрам современных мечехвостов. [21] Они были защищены пластинчатыми придатками (которые фактически образовывали кажущийся «живот» Eurypterus ), известными как Blattfüsse. [34] Эти жабры, возможно, также играли роль в осморегуляции . [24]
Вторая система — это Kiemenplatten, также называемые жаберными трактами. Это овальные области внутри стенки тела преабдомена. Их поверхности покрыты многочисленными маленькими шипами, расположенными в шестиугольные «розетки». Эти области были васкуляризированы , отсюда вывод, что они были вторичными органами дыхания. [22]
Функцию книжных жабр обычно интерпретируют как функцию дыхания в воде, в то время как жабры Kiemenplatten являются дополнительными для временного дыхания на суше. [21] Однако некоторые авторы утверждают, что две системы в одиночку не могли бы поддерживать организм размером с Eurypterus . Обе структуры могли фактически быть предназначены для дыхания воздухом, а настоящие жабры (для дыхания под водой) у Eurypterus еще не обнаружены. [22] [34] Однако Eurypterus , несомненно, были в первую очередь водными. [34]
Молодь Eurypterus отличалась от взрослых особей несколькими способами. Их панцири были более узкими и длинными ( параболическими ) в отличие от трапециевидных панцирей взрослых особей. Глаза выровнены почти латерально, но смещаются в более переднее положение во время роста. Преабдомен также удлинился, увеличив общую длину офистосомы. Плавательные ноги также стали уже, а тельсоны короче и шире (хотя у E. tetragonophthalmus и E. henningsmoeni тельсоны изменились с угловатых у молодых особей на более крупные и округлые у взрослых особей). Все эти изменения, как полагают, являются результатом респираторных и репродуктивных потребностей взрослых особей. [25]
Представители Eurypterus существовали относительно недолго, однако они являются наиболее многочисленными эвриптеридами, найденными сегодня. [6] Они процветали между эпохой позднего Лландовери (около 432 миллионов лет назад) и эпохой Пржидоли ( 418,1 миллионов лет назад) силурийского периода . Промежуток времени всего около 10-14 миллионов лет. [35] [25]
В этот период суша в основном ограничивалась южным полушарием Земли, а суперконтинент Гондвана охватывал Южный полюс. На экваторе было три континента ( Авалония , Балтика и Лаврентия ), которые медленно смещались вместе, образуя второй суперконтинент Лавруссия (также известный как Еврамерика , не путать с Лавразией ). [3]
Предки Eurypterus , как полагают, произошли из Балтики (восточная Лавруссия, современная западная Евразия) на основе самых ранних зарегистрированных ископаемых. В силурийский период они распространились в Лаврентию (западная Лавруссия, современная Северная Америка), когда два континента начали сталкиваться. Они быстро колонизировали континент как инвазивный вид , став самым доминирующим эвриптеридом в регионе. Это объясняет, почему они являются наиболее часто встречающимся родом эвриптерид сегодня. Однако Eurypterus (и другие члены Eurypteroidea ) не смогли пересечь обширные пространства океанов между двумя суперконтинентами в силурийский период. Таким образом, их ареал был ограничен береговыми линиями и большими, мелководными и гиперсолеными внутренними морями Лавруссии. [3] [6]
В настоящее время они известны только по окаменелостям из Северной Америки, Европы и северо-западной Азии , кратонов , которые были бывшими компонентами Лавруссии. Хотя три вида Eurypterus были предположительно обнаружены в Китае в 1957 году, доказательств их принадлежности к роду (или даже того, были ли они вообще эвриптеридами) не существует. Никаких других следов Eurypterus на современных континентах от Гондваны в настоящее время не известно. [6]
Eurypterus — очень распространенные ископаемые в регионах их обитания, в данной области возможны миллионы образцов, хотя доступ к скальным образованиям может быть затруднен. [36] Большинство ископаемых эвриптерид представляют собой разрозненный сброшенный экзоскелет (известный как экзувий ) особей после линьки ( экдизис ). Некоторые из них полные, но, скорее всего, также являются экзувиями. Ископаемые останки эвриптерид (т. е. их туши ) относительно редки. [3] Ископаемые эвриптериды часто откладываются в характерных валках, вероятно, в результате воздействия волн и ветра. [37]
{{cite book}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: Цитировать журнал требует |journal=
( помощь ){{cite book}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )