Предки кальмаров оказались вампирами в прямом и переносном смысле
Палеонтология — многогранная наука, и различные ее области весьма существенно различаются друг от друга по методам работы и характеру изучаемых образцов. Так, специалисты по палеонтологии позвоночных чаще всего имеют дело с единичными или, по крайней мере, весьма немногочисленными находками, в то время как палеонтологи, изучающие беспозвоночных (особенно морских) как правило, имеют в своем распоряжении большое количество хорошо сохранившихся образцов. Однако, есть и исключения. К примеру, ученые, изучающие эволюцию головоногих моллюсков из подкласса Coleoidea (к ним относятся современные кальмары, осьминоги и каракатицы) вынуждены работать с очень ограниченным количеством находок, поскольку у большинства ископаемых колеоидей были очень хрупкие и тонкие внутренние раковины, плохо сохраняющиеся в ископаемом состоянии, а их мягкие ткани и вовсе сохраняются только в особых редких случаях. Но иногда даже единичные уникальные находки могут пролить свет и на образ жизни ископаемых колеоидей, и на их родственные связи. Так, описанная недавно находка двух нижнеюрских колеоидей из окрестностей Хольцмадена (Германия) не только позволила увидеть «замороженную во времени» охоту этих древних моллюсков, но и помогла подтвердить предложенную ранее гипотезу, согласно которой многие ископаемые колеоидеи, ранее считавшиеся предками кальмаров, на самом деле относятся к группе вампиротеутид и являются предками современных осьминогов и вампиров.
В рецензируемом журнале Swiss Journal of Palaeontology некоторое время назад вышла статья Distraction sinking and fossilized coleoid predatory behaviour from the German Early Jurassic. Эта публикация посвящена одному, но очень интересному образцу — плитке черного битуминозного сланца, на которой сохранились фосфатизированные остатки двух головоногих моллюсков из подкласса Coleoidea. Колеоидеи (раньше их называли двужаберными) — это головоногие с внутренними и зачастую редуцированными раковинами, которые (за исключением ростров белемнитов) плохо сохраняются в ископаемом состоянии. Однако, в некоторых местонахождениях (так называемых лагерштеттах) благодаря быстрому осадконакоплению и дефициту кислорода в придонном слое воды, не только хрупкие раковины, но и мягкие ткани таких моллюсков сохраняются до наших дней (естественно, уже в окаменевшем состоянии — как правило, за счет замещения различными фосфатными минералами).
Описанная в статье плитка была найдена в одном из таких лагерштеттов — в нижнеюрских (тоарских) сланцах формации Посидония (Posidonia Shale) в заброшенном карьере в окрестностях города Хольцмаден (Holzmaden). Нашел ее любитель палеонтологии, частный коллекционер, который позже продал образец в Государственный музей естествознания Штутгарта (State Museum of Natural History Stuttgart). Тоарские сланцы из окрестностей Хольцмадена широко известны среди палеонтологов благодаря уникальным по сохранности находкам скелетов ихтиозавров и других морских позвоночных с остатками мягких тканей и фосфатизированных отпечатков мягкотелых головоногих моллюсков.
Мы уже рассказывали о находках из этих отложений — белемноидеях Clarkeiteuthis conocauda, погибших с добычей в руках, белемнитах рода Passaloteuthis с крючьями-мегаонихитами и рыбах, прятавшихся в раковинах аммонитов. Новая находка интересна не только тем, что на плитке сохранились сразу два головоногих моллюска, но в первую очередь тем, что один из этих моллюсков явно держит «за хвост» другого.
Тела моллюсков, сохранившихся на ископаемой плитке, различаются по длине более чем в два раза. Крупная особь, длиной около 46 сантиметров, относится к виду Jeletzkyteuthis coriacea (Jeletzkyteuthis coriaceus в старых публикациях) из подотряда Loligosepiina. Мелкая особь, длиной около 17 сантиметров, принадлежит к виду Parabelopeltis flexuosa (подотряд Prototeuthidina). Она расположена чуть впереди крупной особи, между руками последней, а ее задняя часть тела фактически соприкасается с челюстным аппаратом большой колеоидеи (рис. 2). Авторы публикации отмечают, что подобное расположение не может быть случайным, особенно с учетом редкости находок ископаемых колеоидей в этих слоях. Очевидно, что моллюски сохранились в той же позе, в которой и умерли, то есть это очередной пример «замороженного поведения» («frozen behavior») — ситуации, когда в палеонтологическую летопись попадают активно взаимодействовавшие между собой животные. Подобные находки известны среди динозавров (погибшие в смертельной схватке хищный и травоядный динозавры; см. картинку дня Схватка, застывшая в веках), муравьев и черепах (спаривающиеся черепахи; см. картинку дня Окаменелая парочка). Также они были описаны у юрских колеоидей из той же самой формации: это упомянутые выше Clarkeiteuthis с рыбой в руках.
Ископаемые колеоидеи Jeletzkyteuthis coriacea и Parabelopeltis flexuosa из нижнеюрских сланцев Хольцмадена.
Рисунок из обсуждаемой статьи в Swiss Journal of Palaeontology
Как мы видим, все известные находки взаимодействовавших друг с другом ископаемых животных связаны либо с охотой, либо со спариванием. В случае с Jeletzkyteuthis и Parabelopeltis спаривание явно можно исключить: во-первых, моллюски относятся к разным подотрядам, во-вторых, их поза (с хвостом одного в клюве другого) явно не характерна для спаривания. Значит, заключают авторы статьи, большой Jeletzkyteuthis атаковал некрупного Parabelopeltis, убил, но в процессе поедания добычи погрузился в бедные кислородом придонные воды и задохнулся. Такой сценарий вполне возможен, тем более, что и лолигосепиины, и прототеутидины имели сильно редуцированные внутренние раковины (гладиусы), лишенные фрагмокона, а значит, они могли поддерживать нейтральную плавучесть только во время активного плавания. Прекратив двигаться, они начинали медленно погружаться, что не было бы проблемой, если бы не наличие бедных кислородом (и богатых сероводородом) слоев воды в придонной части бассейна.
Не совсем понятно, почему хищник держал свою добычу за хвостовую часть, ведь современные кальмары, охотясь на сородичей, обычно прокусывают им мускулистую мантию, тем самым выводя из строя механизм гидрореактивного движения. Однако, возможно, что у юрских колеоидей этот механизм был развит в значительно меньшей степени и важную роль в их плавании играли две пары плавников, находящихся на заднем конце тела — их-то и мог повреждать хищник, хватая жертву за хвост. Также, хотя авторы об этом и не пишут, нельзя исключить, что хищник подобрал уже умиравшего или сильно ослабленного по каким-то причинам моллюска, и обездвиживать его не было необходимости.
Однако, выяснение особенностей охоты древних колеоидей — это не единственное, чем интересен описанный в новой статье образец. Оба моллюска — и агрессор, и его жертва, принадлежат к группе так называемых «ископаемых теутид» («fossil teuthids») — колеоидей, которых в течение долго времени считали предками современных кальмаров (отряда Teuthida). Внутренние скелетные пластинки (гладиусы) многих из этих мезозойских колеоидей очень похожи на гладиусы современных кальмаров (рис. 3). Сходство настолько полное, что обладателей этих гладиусов раньше включали в современные семейства и даже рода кальмаров (см. V. Bizikov, 2004. The shell in Vampyropoda (Cephalopoda): Morphology, functional role and evolution).
Разнообразие гладиусов юрских и меловых колеоидей. Звездочками отмечены гладиусы вампиропод, без звездочек гладиусы, считавшиеся теутидными.
Рисунок из статьи V. Bizikov, 2004. The shell in Vampyropoda (Cephalopoda): Morphology, functional role and evolution
Но изучение сохранившихся мягких тканей этих головоногих показало, что по строению тела мезозойские «ископаемые теутиды» существенно отличались от кальмаров: у них было не два, как у кальмаров, а четыре плавника, у них на руках присутствовали усики-цирры, которых не бывает у кальмаров, а самих рук всегда оказывалось не больше восьми, в то время как кальмары имеют десять «конечностей» — восемь рук и два щупальца (из-за этого их включают в надотряд десятируких колеоидей — Decapodiformes). Все эти различия привели к появлению новой гипотезы, которая объясняла сходство гладиусов не родством, а конвергенцией, и согласно которой «ископаемые теутиды» на самом деле принадлежали не к десятируким, а к другой ветви головоногих — вампироподам.
Вампироподы или восьмирукие (Octopodiformes) — группа, объединяющая современных осьминогов и вампиров. И согласно новой гипотезе юрские «ископаемые теутиды» тоже относились к вампироморфам (Vampyromorphida) — отряду, от которого в настоящее время сохранился только один вид — Vampyroteuthis infernalis. Современные «адские вампиры» несмотря на устрашающее название, являются мирными и малоподвижными глубоководными животными, питающимися преимущественно частицами органического детрита (H. J. T. Hoving, B. H. Robison, 2012. Vampire squid: detritivores in the oxygen minimum zone). Однако их далекие предки в юрском периоде жили на мелководьях и были активными хищниками. Затем, в результате перестройки экосистем на рубеже мела и палеогена, и, возможно, после возникновения современных кальмаров, они оказались оттеснены на глубину, в бедные пищей экосистемы, и практически вымерли, за исключением единственного дожившего до наших дней вида.
Если «вампироподная гипотеза» верна, и все «ископаемые теутиды» на самом деле — вампиры, то здесь можно провести параллель с эволюцией бабочек, роль которых в мезозое играли каллиграмматиды, конвергентно сходные с бабочками, но не являющиеся их родственницами. Так же как и каллиграмматиды, которые были плохими летунами по сравнению с современными бабочками, вампироподы были плохими пловцами по сравнению с кальмарами и не смогли конкурировать с ними за богатые добычей мелководья.
Возможные остатки филаментов (помечены стрелками) у Jeletzkyteuthis coriacea.
Фото из обсуждаемой статьи в Swiss Journal of Palaeontology
Однако, как это часто бывает в науке, новую гипотезу приняли хотя и очень многие, но далеко не все специалисты по ископаемым головоногим. Сторонники классических идей указывали на то, что у некоторых личинок кальмаров также бывает по две пары плавников, а хватательные щупальца у каракатиц прячутся в специальные карманы и в спокойном состоянии снаружи не видны, а значит и при быстром захоронении в донном осадке могут остаться скрытыми, вследствие чего будет казаться, будто бы у моллюска всего восемь рук. Более того, указывали они, хотя у осьминогов действительно только восемь «конечностей», у более примитивных представителей «восьмируких» (у вампиров) их тоже десять — кроме восьми рук у них есть еще и два тонких нитевидных филамента.
Следовательно, если юрские колеоидеи являются предками современных вампиров, у них тоже должны были быть либо такие же филаменты, либо что-то вроде щупалец, которые впоследствии превратились в филаменты. Но до сих пор такого никто не находил. И вот теперь у крупного Jeletzkyteuthis coriacea, агрессора в описанной паре колеоидей, специалисты нашли тонкие червеобразные отростки с поперечными насечками, расположенные среди рук по обеим сторонам от головы. Эти отростки слишком тонкие и короткие для того, чтобы быть щупальцами, и у них нет типичного для щупалец расширения на конце («булавы»). Однако, они очень похожи на частично сжатые эластичные филаменты. Они несколько толще и массивнее, чем филаменты современных вампиров, но это как раз вполне ожидаемо для более архаичных, и при этом более активных и хищных юрских вампиропод. И если авторы правы и это действительно филаменты (а такая интерпретация выглядит вполне убедительной), то сомнений в принадлежности «ископаемых теутид» (по крайней мере большей их части) к вампироподам практически не остается.
Впрочем, делать выводы по одной-единственной находке всегда несколько рискованно и стоит подождать, пока в руки исследователей попадет хотя бы еще один образец с филаментами — тогда победа сторонников вампироподной гипотезы действительно станет окончательной.
Источник: Christian Klug, Günter Schweigert, Dirk Fuchs & Kenneth De Baets. Distraction sinking and fossilized coleoid predatory behaviour from the German Early Jurassic // Swiss Journal of Palaeontology. 2021. DOI: 10.1186/s13358-021-00218-y.
Александр Мироненко, Elementy.