Трилобиты дышали жабрами на ногах: новое исследование подтверждает гипотезу

Трилобиты, населявшие моря палеозоя более 270 миллионов лет, оставили после себя богатый ископаемый материал, но многие аспекты их физиологии оставались спорными. Особенно дискуссионным был вопрос о функции наружной ветви их двуветвистых конечностей — экзоподита. Одни исследователи рассматривали ее как главный дыхательный орган, другие допускали, что она помогала в плавании или создании водных потоков вдоль тела.

Моделирование и сравнение

Чтобы прояснить этот вопрос, ученые провели масштабное сравнительное исследование. Они построили анатомически точные трехмерные модели дыхательных придатков двух хорошо сохранившихся видов трилобитов — Olenoides serratus и Triarthrus eatoni. Для еще девяти видов площадь тонких пластинок на экзоподитах была рассчитана на основе размеров ископаемых структур.

Расчеты выявили четкую зависимость: площадь этих пластинок увеличивалась с ростом размеров тела по той же закономерности, что и у современных морских членистоногих. У Olenoides serratus длиной 67,8 миллиметра суммарная площадь составила 16 589 квадратных миллиметров, а у более мелкого Triarthrus eatoni (36,3 мм) — 2159 квадратных миллиметров. Рост площади происходил преимущественно за счет увеличения длины пластинок, а не их количества.

Исследователи сопоставили эти данные с примерной биомассой животных и показателями современных водных членистоногих, включая атлантического мечехвоста Limulus polyphemus и крабов. При пересчете на грамм веса у трилобитов диапазон составил от 174,62 до 759,48 квадратного миллиметра, что перекрывается с диапазоном современных тилассинидных креветок (256–1043 квадратных миллиметра на грамм).

Значение и ограничения исследования

Полученные результаты поддерживают трактовку наружной ветви конечностей трилобитов как дыхательной структуры, аналогичной жабрам. Сходство морфологических рядов между ископаемыми и современными формами оказалось более выраженным, чем показывали предыдущие исследования, где оценки для разных видов существенно расходились.

При этом авторы работы прямо указывают, что их исследование не доказывает исключительно дыхательную функцию этих придатков. Дыхание, вентиляция воды и помощь в движении могли сочетаться и не исключали друг друга. Статья не закрывает вопрос о физиологии трилобитов полностью, но существенно усиливает дыхательную гипотезу.

Если расчеты верны, это открывает новые возможности для палеонтологических реконструкций. Ученые смогут точнее обсуждать подвижность трилобитов, их энергетические затраты и адаптацию к средам с разным содержанием кислорода. Работа, опубликованная в журнале Biology Letters, демонстрирует, как современные методы моделирования помогают прояснять загадки древних организмов.