Загадки прошлого Земли. Трилобиты

Трилобиты — типичные палеозойские беспозвоночные. Они появились свыше 580 млн лет назад, быстро достигли расцвета, а в конце эры угасли и полностью вымерли. Эти донные морские животные отдаленно напоминали мокриц или жучков. Трилобитов можно назвать родственниками и первых, и вторых, поскольку они считаются предковой группой для многих членистоногих.

Несмотря на значительное видовое разнообразие — а этих членистоногих насчитывается около 4000 видов, — все трилобиты имеют примерно одинаковое строение своего хитинового панциря, похожего по прочности на панцирь раков. Между прочим, именно строение и внешний вид водных животных определили решение ученых при выборе для них названия.

Каменные «жуки» в прошлом активно добывались предприимчивыми людьми, у которых скупались не менее предприимчивыми купцами с целью перепродажи по очень высокой цене. Отпечатки «жуков» признавались волшебными, оберегающими от болезней и невзгод. Торговля трилобитами процветала.

В переводе на русский язык слово «трилобит» означает трилопастной, поскольку тельце причудливого «жучка» разделялось на три продольных ряда пластин-лопастей. Центральный ряд, или рахис, служил осью туловища, С обеих сторон к рахису крепились боковые лопасти — плевры. Так выглядел туловищный отдел. Головной отдел был сформирован из большой лопасти-акрона, образовывавшей настоящий щит.

Хвостовой отдел часто состоял из одной-единственной анальной лопасти — тельсона. Иногда к тельсону крепились соседние плевры, образуя с ним сборчатую «юбочку» — пигидий. Ротовая полость, к которой относились жесткие послеротовые сегменты панциря, находилась на брюшной стороне, то есть под щитом-акроном. Глаза располагались, наоборот, сверху. Трилобиты ползали по илу или плавали кизко над дном, перебирая своими крохотными ножками.

Размеры членистоногих невелики. Крупнейшие особи, жившие на планете 580—550 млн лет назад, достигали длины 75 см. Остальные «жучки» по длине не превышали ладонь, представители многих видов вырастали только до 1—2 см.

Разные виды трилобитов подчас сильно отличались друг от друга размерами, формой тела и так далее. Различия распространялись даже на форму глаз. Некоторые из трилобитов были слепы, у других глаза располагались сплошным поясом вдоль по краю акрона. Единым для всех видов было деление тела на три ряда пластин.

Такими карликами, например, были одни из последних трилобитов на планете, жившие в период с 300 по 290 млн лет назад в водах теплых морей, вторгавшихся на территорию Московской области и оставивших толщи известняков на месте Мячково, речки Гжель и в других местах. Эти создания получили название филлипсий в честь английского геолога Дж. Филлипса, который выделил в истории Земли кайнозойскую эру. Естественно, трилобиты не могли быть грозными хищниками, они довольствовались мелкими беспозвоночными и органическими остатками, которых находили в донных отложениях.

Затем, когда число сегментов оказывается достаточным, личинка перестает делиться, но только растет и линяет. Палеонтологи много знают о биологии трилобитов. Эти членистоногие служат руководящими окаменелостями по палеозою, то есть позволяют датировать с высокой точностью породы без проведения сложных физических анализов. И все же ученым неизвестно, как появились трилобиты, почему они приобрели панцири и по какой причине вымерли.

Эволюция редко совершает скачки, но трилобиты — эта обширная группа животных — появилась как бы вдруг, внезапно и в готовом виде. В венде мы не находим прямых предков этих членистоногих, только дальних родственников. Конечно, всегда можно объяснить подобные казусы неполнотой палеонтологической летописи: далеко не все живые существа оставили после себя хоть что-то. Однако такое объяснение в данном случае не подходит.

Индивидуальное развитие у трилобитов протекало через личиночную стадию. Ученым удалось отыскать отпечатки личинки и установить, что она наращивала сегменты тела путем деления.

Непонятно, почему трилобиты, в отличие от своих вендских прародителей, приобрели твердый панцирь. Вместе с трилобитами кальцинированной защитой обзавелись и все остальные беспозвоночные. Палеозой стал временем скелетной жизни. Традиционное объяснение причин «скелетной революции» неудовлетворительно. Это всего лишь гипотеза, которая во многом не сходится с фактами. Согласно ей, у вендских существ просто не хватало энергии, чтобы строить жесткие домики и доспехи из кальцита.

Атмосфера в то время содержала мало кислорода, поэтому дыхание слабо поддерживало обмен веществ в организме. Но 580 млн лет назад количество кислорода в атмосфере в результате фотосинтеза, осуществлявшегося водорослями, выросло до 10 %. Это так называемая точка Беркнера-Маршалла. Она означает, что теперь объем кислорода будет только увеличиваться, и биосфера никогда не сможет израсходовать живительный газ.

Главным врагом трилобитов и прочих обитателей первых палеозойских морей был ракоскорпион. Это существо, несмотря на свое название, гораздо ближе стоит к скорпионам, чем к ракам. Все ракоскорпионы были хищниками, хватавшими своими клешнями (у разных видов различной формы ) мелкую и крупную добычу.

Окислительные реакции в природе стали протекать бурно, побуждая животных извлекать выгоду из ускорившегося метаболизма. Беспозвоночные стали активно связывать кальций и строить себе панцири, щиты, иглы, раковинки и так далее. Спустя 50 млн лет кто-то из донных червеобразных существ догадается откладывать кальций внутри своего организма, и так появятся настоящие позвоночные. Определенно на трилобитов действовали и другие факторы окружающей среды, но мы о них почти ничего не знаем.

Мало что известно палеонтологам о причинах исчезновения этой группы. Вполне вероятно, что удивительные членистоногие просто исчерпали свой генетический потенциал. Когда природа перебрала все возможные формы трилобитов, их эволюция завершилась. Популярна версия о влиянии на трилобитов климатических перемен. В конце палеозоя климат отличался большой суровостью.

Наряду с трилобитами в морях палеозоя обитали и похожие на них членистоногие, например, леанчойлии и санктакарисы. Первые были бронированными донными жителями. Они фильтровали ил, добывая органические частицы. Санктакарисы имели продолговатое тело и крупные ножки, приспособленные для захвата добычи. Эти хищники нападали на мелких трилобитов и леанчойлии.

На полярных участках располагались небольшие ледники, а в тропическом поясе раскинулись обширные пустыни. Многие моря обмелели, и вода в них стала горько-соленой. Некоторые моря и вовсе оказались отрезанными от отступившего океана, превратившись в большие соленые озера. Трилобиты крайне требовательны к качеству воды. Она должна быть в меру теплой и иметь нормальную соленость. Вдобавок беспозвоночные селились только в мелководных морях, хорошо освещаемых солнцем.

Суровые климатические условия принуждали трилобитов отступать на глубоководные участки, где гибель животных носила массовый характер. Выжили с тех пор немногие. В основном, это беспозвоночные, сумевшие адаптироваться к большим глубинам — лингулы, мечехвосты и прочие создания. На первый взгляд гипотеза кажется убедительной, однако она не дает ответа на вопрос, почему вместе с трилобитами в конце палеозоя вымерли многие другие организмы.

Когда в Средние века впервые были найдены отпечатки трилобитов, люди посчитали их жуками. Популярность этих ископаемых была велика, они даже попали на герб английского города Дадли.

Около 248 млн лет назад, в конце палеозойской эры, вымерло свыше 50 % всех семейств растений и животных. Многие виды стегоцефалов, кораллов, брахиопод, папоротников, лепидодендронов и прочих существ навсегда исчезли с лица Земли. Эта биосферная катастрофа втрое превосходит по масштабам Великое вымирание в конце мезозоя, когда погибли динозавры и прочие исполинские рептилии, господствовавшие на планете. Следовательно, необходимо искать, помимо уже известных ученым, и другие, более сильные факторы гибели трилобитов, действовавшие в глобальном масштабе.