Уникальные конечности трилобитов раскрыли их способности к ходьбе и рытью в древних морях

a, Полный экземпляр с антеннами и конечностями (USNM PAL 65510). b, Конечности GSC 34695a, демонстрирующие различные степени сгибания и разгибания. Автор: Сара Р. Лоссо

Сланцы Бёрджес в Британской Колумбии известны исключительной сохранностью мягких тканей в окаменелостях, включая конечности и внутренние органы. Хотя трилобиты широко представлены в палеонтологической летописи благодаря их твёрдому экзоскелету, их мягкие конечности редко сохраняются и плохо изучены. Однако вид Olenoides serratus, один из самых распространённых и хорошо сохранившихся трилобитов в сланцах Бёрджес, предоставляет уникальную возможность изучить эти придатки.

В новом исследовании, опубликованном в журнале BMC Biology, группа учёных под руководством Сары Лоссо, постдокторанта кафедры организменной и эволюционной биологии (OEB) Гарвардского университета, проанализировала 156 конечностей 28 окаменелостей O. serratus, чтобы реконструировать точные движения и функции этих древних членистоногих. Это исследование проливает свет на одних из самых ранних и успешных животных планеты.

«Изучение поведения и движений ископаемых — сложная задача, потому что мы не можем наблюдать их активность, как у живых животных, — объяснила Лоссо. — Вместо этого нам пришлось тщательно анализировать морфологию как можно большего числа образцов, а также использовать современные аналоги, чтобы понять, как жили эти древние существа».

Членистоногие имеют сочленённые конечности, состоящие из нескольких сегментов, которые могут подниматься вверх (разгибаться) или опускаться вниз (сгибаться). Диапазон движений зависит от того, насколько далеко каждый сустав может двигаться в обоих направлениях. Этот диапазон, а также форма каждого сегмента определяют, как животное использует конечности для ходьбы, захвата и рытья.

Мечехвосты, распространённые членистоногие, обитающие у восточного побережья Северной Америки, часто сравнивают с трилобитами, хотя они не являются близкими родственниками. Мечехвосты относятся к другой ветви членистоногих, более близкой к паукам и скорпионам, тогда как родственные связи трилобитов остаются неясными. Сравнение связано с тем, что оба животных передвигаются по морскому дну на сочленённых ногах. Однако результаты исследования показали меньше сходства между ними, чем предполагалось.

Модель, демонстрирующая различные комбинации сгибания и разгибания, которые позволяли трилобиту стоять, поднимать тело, зарываться в осадок и подносить пищу ко рту. Автор: Уокер К. Уэйланд

«Мы обнаружили, что конечности O. serratus имели меньший диапазон разгибания, и только в части, удалённой от тела, — пояснила Лоссо. — Хотя их конечности использовались не так, как у мечехвостов, Olenoides мог ходить, зарываться в грунт, подносить пищу ко рту и даже приподнимать тело над морским дном».

Чтобы визуализировать свои выводы, команда создала сложные 3D-модели на основе сотен изображений окаменелостей, сохранённых под разными углами. Поскольку окаменелые конечности трилобитов обычно сплющены, их трёхмерная реконструкция стала сложной задачей.

«Мы опирались на исключительно хорошо сохранившиеся образцы, сравнивая сохранность конечностей под разными углами и восполняя недостающие детали с помощью родственных окаменелостей», — отметил старший автор исследования профессор Хавьер Ортега-Эрнандес, также работающий в OEB.

Учёные также сопоставили форму следовых окаменелостей с движениями конечностей.

«Olenoides serratus мог оставлять следы разной глубины, используя разные движения, — объяснила Лоссо. — Они могли приподнимать тело над осадком, чтобы преодолевать препятствия или двигаться эффективнее в быстром течении».

Неожиданным открытием стало то, что у самцов этого вида были специализированные придатки для спаривания, а каждая нога также имела жабру для дыхания.

Хотя описано более 22 000 видов трилобитов, менее чем у 0,2% сохранились следы конечностей. Однако это не означает, что эти древние членистоногие были безногими — просто их мягкие конечности редко переживали процесс окаменения. Уникальные условия сланцев Бёрджес — быстрое захоронение подводными оползнями, перекрывавшими доступ кислорода, — сыграли ключевую роль в сохранении таких хрупких биологических деталей.

Исследование даёт редкую возможность заглянуть в динамичную картину жизни более полумиллиарда лет назад, когда трилобиты вроде Olenoides serratus сновали по морскому дну, используя сложные конечности для рытья и поиска пищи, демонстрируя не только то, как они выживали, но и как процветали.

Дополнительная информация: Sarah R. Losso et al, Quantification of leg mobility in the Burgess Shale Olenoides serratus indicates functional differences between trilobite and xiphosuran appendages, BMC Biology (2025). DOI: 10.1186/s12915-025-02335-3

Источник: Гарвардский университет