Палеозой: начало

Серьезно: многоклеточные животные в том или ином виде существуют на планете вот уже по меньшей мере миллиард лет, и примерно половину этого срока они были способны поглощать разве что микроорганизмы, отфильтровывая их из воды, или соскабливать с субстрата бактериальные и водорослевые пленки. Редкие отпечатки существ из эпох, предшествовавших кембрию, являют нам останки маленьких причудливых созданий, большинство из которых представляло собой вялые комки плоти маловнятного свойства. И ни на одном из них нет следов укусов или других повреждений, оставленных другими организмами. Лишь в конце геологической эпохи, предшествовавшей кембрию, которой за эту идиллию дали прозвище — по аналогии с Эдемом — "сады Эдиакары", на телах некоторых созданий начинают появляться небольшие повреждения, возможно, оставленные другими организмами. Процесс пошел.

И вот 540±1 миллион лет назад произошел некий качественный скачок (быстрый лишь в геологическом масштабе), ознаменовавший смену эонов — среди животных оформились трофические цепочки по типу "хищник-жертва". В результате начался новый виток эволюции, связанный с выработкой приспособлений к хищничеству и защите от хищников. Одни твари отрастили аналоги зубов и когтей для ловли добычи, другие — панцири и шипы для защиты от первых, а большинство, естественным образом находившееся в середине пищевых цепей — и то, и другое. Такие части тел — как правило, хитиновые или известковые — плохо разлагаются после смерти и как следствие, хорошо сохраняются в геологической летописи, в результате геологические слои, образовавшиеся с этого момента, буквально нашпигованы окаменевшими останками живых организмов, в то время как в более древних слоях находки живности единичны, хотя живности той жило тогда не меньше, просто была она мягкотелой и быстро сгнивала, не успев окаменеть. Это явление (еще во времена, когда находок докембрийских живых существ почти не было) получило в палеонтологии название "кембрийский взрыв" — типа почти никто не жил, и вдруг — бац, и землю населила куча живности, уже с представителями всех современных типов. На самом деле предки этих типов вовсю развивались до кембрия, не особо "палясь" в отложениях, и даже никакого массового вымирания на границе эонов не было — обитатели садов Эдиакары продолжали существовать миллионы лет после "кембрийского взрыва", потихоньку догрызаемые новыми типами хищников — просто появились скелеты. А кроме них органы движения, глаза, мозги... и прочее, чтобы лучше настигать и спасаться. Началась гонка вооружений, продолжающаяся до сих пор, одним из промежуточных итогов которой являемся и мы с тобой, дорогой читатель.
Посмотрим на обитателей морей тех далеких времен (земля же была безвидна и пуста), и сегодня нам помогут в этом иллюстрации Нобу Тамуры.

Трилобит Olenellus thompsoni длиной в 5 см. За трилобитов мы подробно говорили здесь, отмечу лишь, что этот — один из самых ранних и примитивных, со слабо развитыми глазками и головным щитком. Хвостовой щиток вообще отсутствовал, и в шарик, судя по всему, этот трилобит сворачиваться еще не умел — эта способность появится лишь у его потомков.

Diania cactiformis — этакий движущуйся по дну кактус 6 см в длину, близкий к предкам современных бархатных червей, ныне живущих дишь на суше, похожих одновременно на червей и членистоногих, но не являющимися ни теми, ни другими. Другой представитель кембрийских онихофор — галлюцигения Hallucigenia sparsa, что переводится как "порождение бреда":

Это двухсантиметровое создание первоначально "перевернули" вверх тормашками — посчитали, что оно ходило на твердых шипах и зачем-то имело на спине ряд мягких щупалец. Потом обнаружили экземпляры лучшей сохранности, выяснилось, что рядов щупалец было два и все встало на свои места: это были не щупальца, а ножки, а шипы располагались сверху для защиты от хишников. Кстати, кем же были эти хищники, о которых мы говорим всю дорогу?
Например, вот — 10-сантиметровый нектокарис Nectocaris pteryx:

Это плавающее животное имело плоское тело с маленькой головкой, на которой располагались два стебельчатых глаза и пара щупалец. Долго было непонятно, что вообще это была за тварь — родственник или предок членистоногих? Или хордовых? Сейчас склоняются к тому, что это родня предков головоногих моллюсков.
Или вот — опабиния Opabinia regalis:

Представитель динокарид — их относят к членистоногим, хотя у них и ножек-то никаких не было, вместо них вдоль тела был ряд лепестков, выполнявших роль плавников. Сегменты были однотипные, каждый со своими жабрами — почти та же принципиальная схема тела, что и у трилобитов, но с движителем не для ползанья, а для плавания Так что и без ножек членистоногое в этом сегментированном, покрытом хитином теле вполне угадывается, несмотря на семь грибовидных глазок — весьма зоркое по тем временам было животное! — и единственную конечность в виде хобота с двумя хваталками на конце, между которыми располагался рот. В длину это было от 4 до 7 см и охотилось на разную мелочь. Бывали динокариды и покрупнее, за неимением более грозных созданий занимавшие положение верховных хищников в кембрийских морях.

Слева — шиндерханнес Schinderhannes bartelsi длиной 10 см, названный в честь серийного убийцы из Германии начала XIX века. Справа — аномалокарис Anomalocaris sp., длиной до 60 см, чье название означает "ненормальная креветка". Долгое время от него находили только по отдельности ротовые щупальца с когтевидными придатками, принимая их за каких-то ракообразных (собственно, их и называли аномалокарисами) и ротовые диски с по кругу расположенными зубами, которые считали отпечатками каких-то медузоподобных тварей. И только в 1980-х годах выяснилось, что эти "существа" на самом деле — части тела одного и того же животного.
Глаз у того и другого было только по паре у каждого, но отменной зоркости — по 16 тысяч фасеток в каждом (у мухи для сравнения — только по 4000). "Креветками" своими они хватали добычу и подносили ее ко рту, а там уж усеянная зубами "медуза" расправлялась даже с панцирями трилобитов.

Yawunik kootenayi 9,5 см длиной — тоже членистоногое, но из другого, тоже ныне полностью вымершего класса Megacheira — "большеруких", возможных общих предков насекомых, ракообразных и хелицеровых. Этот большерук имел две пары глаз, а передние конечности его были многофункциональны — основания их, способные втягиваться под панцирь, за неимением челюстей служили для ловли и расчленения добычи, а длинные плетевидные отростки на ее концах — для ее обнаружения, служа антеннами. Остальные конечности были подобны плавникам динокарид и служили для плавания и дыхания.
Однако сам этот йаууник — не предок, а потомок общих предков всех современных членистоногих, эти большеруки к середине кембрия уже были реликтами, эволюция к тому времени создала более дифференцированных созданий, уже не имевших отношения к хелицеровым:

Waptia fieldensis 8 см длиной, напоминающая креветку, а по сути — представитель базальной (то есть от которой произошли все остальные) группы ракообразных, а возможно — ракообразных вместе с насекомыми.

Еще один представитель динокарид — родственник аномалокариса Hurdia victoria 20 см в длину, с мощным головным щитом-карапаксом, возможно, слущившим защитой от более крупных родственников или же гидродинамическим крылом, что может означать, что этот хищник питался в толще воды. За это говорит и слабое по сравнению с аномалокарисом развитие "когтей" на ротовых придатках, что означает, что питалась хурдия более мягкотелыми тварями, лучше, чем тяжелобронированные, приспособленными к свободному плаванию, среди которых были не только предки ракообразных, но и наши.

Ctenoimbricata spinosa длиной 2 см — древнейшее из иглокожих. Современные иглокожие (морские звезды, морские ежи, морские лилии, и т.п.) характеризуются пятикратной радиальной симметрией во взрослой форме. Однако начинают они свою жизнь в виде личинок с двусторонней симметрией — это и до находки ктеноимбрикаты позволяло говорить о том, что их лучевая симметрия вторична и они эволюционировали от двусторонне-симметричных предков. Обнаружение в 2012 году этого животного блестяще подтвердило предположения ученых.
Причем тут морские ежи? Как ни странно, иглокожие — довольно близкие родственники хордовых. Ближе, чем членистоногие. Об этом мы говорили здесь и здесь, и там же разбирали, откуда взялись древнейшие предки хордовых. А сейчас посмотрим, как примерно они выглядели.

Lasanius problematicus — 20 см, представитель ветуликолий. Внешне эти создания походили на головастиков с полым "туловищем" и хвостом, но, кажется, не обладали глазами и другими органами чувств, а строение их тела напоминает примитивных родственников хордовых вроде асцидий — передний отдел их тела представлял собой, по сути, просто мешок со ртом и жабрами, служившими для отцеживания из воды мелкой живности. У ветуликолий уже была хорда, продолжающаяся до кончика хвоста и поддерживающая его — примерно так выглядели общие предки асцидий и хордовых, пока одни не решили вести сидячий образ жизни и деградировали (строение хордового сохраняют лишь личинки асцидий), а другие не продолжили путь свободноплавающих животных.
Следующим этапом эволюции можно назвать пикайю Pikaia gracilens:

5-сантиметровое червеобразное создание, по сложности строения сравнимое с современным ланцетником,однако уже с крохотной головенкой, разделенной на две лопасти, на которых располагалась пара усиков, выполнявших функцию осязания и обоняния. Эти усики были упругими — после смерти животного они обычно оставались прямыми, судя по сохранившимся отпечаткам. У основания головы на её нижней стороне размещалось ротовое отверстие. Позади головы по обеим сторонам глотки имелось девять пар ветвистых щупальцев. Никаких органов, похожих на глаза, еще не было.

Метасприггина Metaspriggina walcotti 10 см длиной уже имела глаза, а также ноздри — органы обоняния переместились внутрь головы — и даже некое подобие черепа для защиты головного нервного узла и хрящевую (а не соединительнотканную, как у ланцетника и пикайи) хорду.

И, наконец, хайкоуихтис Haikouichthys ercaicunensis считается старейший ископаемой рыбой и, вероятно, первым позвоночным на планете. С виду это 2,5-сантиметровое лишенное плавников существо мало отличалось от ланцетника, но имело глаза, жабры и головной мозг, что делало его самым продвинутым обитателем кембрийских морей (ланцетники тоже имеют жаберные щели, но используют их только для фильтрации пищи, а дышат всей поверхностью тела; рыбы же нашли этим щелям новое применение, и именно по этому признаку — жаберному дыханию — можно провести границу между рыбами и их примитивными хордовыми предками). Специализированные органы газообмена позволили перворыбам вести более активный образ жизни, а уж это повлекло за собой развитие органов чувств и нервной системы. Снаружи хайкоуихтис был покрыт слизью — сохранились отпечатки кожи с железами — которая, во-первых, облегчала движение в воде, а во-вторых, судя по современным миксинам, помогала ему спасаться от захвата хищниками. Хайкоуихтису нужно было беречь себя — его потомкам предстояло еще много свершений...
PS А тем временем экспедиция "Музея пермского периода" обнаружила под Очёром скелет эстемменозуха, возможно полный. Поздравляем!