На ногах трилобитов разглядели органы дыхания

Команда ученых из США и Индии исследовала при помощи компьютерной томографии конечности ископаемых трилобитов и обнаружила в их верхней части структуры, напоминающие дыхательные органы ракообразных.

Трилобиты появились в океанах Земли в ранний кембрийский период, около 540 миллионов лет назад, задолго до появления жизни на суше. Долгое время они встречались в поражающем изобилии и исчезли в ходе массового вымирания в конце пермского периода, примерно 252 миллиона лет назад. Относятся трилобиты к типу членистоногих, составляя в нем особый класс. Сейчас палеонтологи выделяют до двадцати тысяч видов трилобитов. Размер взрослых трилобитов обычно — от 2 до 10 сантиметров, но среди них были виды длиной и более 70 сантиметров. В продольном направлении туловище трилобита делилось на срединную долю (рахис) и две боковые (плевры). Сверху трилобит был покрыт очень прочными щитками экзоскелета, на брюшной стороне туловища находились щупальца и ножки.

Авторы нынешней работы исследовали пиритизированные останки двух видов трилобитов: Olenoides serratus из сланцев Берджес в Канаде (около 500 млн лет) и Triarthrus eatoni из пласта Бичерс в штате Нью-Йорк (около 450 млн лет), где этот вид составляет до 85 % всех находок трилобитов. В этих богатых палеонтологическими находками местах части тела трилобитов в ходе фоссилизации были замещены пиритом (дисульфидом железа), что позволяет изучать их строение с высокой точностью.

Используя компьютерный томограф, исследователи создали трехмерные модели выростов в форме гантелей в верхней части конечностей трилобитов. На полученных изображениях можно было наблюдать анатомические структуры размером в 10–30 микрон. Ученые полагают, что в эти выросты могла поступать кровь трилобита и обогащаться там кислородом, а потом нести его по всему организму.

Jin-Bo Hou et al., doi: 10.1126/sciadv.abe7377

Появление органов дыхания на основе конечностей часто наблюдается и у современных членистоногих. Особенно схоже их устройство у десятиногих ракообразных (речных раков, крабов, омаров и других), у которых жабрами служат особые придатки грудных ног. Авторы работы отмечают, что остается открытым вопрос о том, почему дыхательные органы трилобитов возникли именно в верхней части конечностей. Ведь такое расположение не слишком удобно, так как жабры легко могут забиться донными осадками.

Гипотеза о том, что трилобиты дышали ногами, состоявшими из спаренных двигательного и дыхательного придатков, появилась давно. Еще в XIX веке ее высказал в статье «Предварительное сообщение об обнаружении следов плавательных и жаберных конечностей трилобитов» Чарльз Дулитл Уолкотт — первооткрыватель палеонтологических сокровищ сланцев Берджес, а в 1980-х годах его предположение поддержали Гарри Уиттингтон и Джон Алмонд, которые изучали строение трилобитов, очищая пиритизированную поверхность от окружающей породы воздушно-абразивным методом. Но теперь эта гипотеза была подтверждена описанием анатомии ног трилобита на принципиально новом уровне детализации с помощью компьютерной томографии.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.