Научные достижения
Лагерштетт внутри раковины
Принято считать, что фоссилизированные мягкие ткани животных сохраняются только в особых тафономических условиях. В первую очередь, это отсутствие падальщиков, поедающих и разрушающих ткани организмов. Дефицит кислорода также обеспечивает лучшую сохранность мягких тканей, так как при нем процессы окисления и разложения органического вещества значительно замедляются. Без кислорода органическое вещество может обугливаться или замещаться минералами: пиритом, кальцитом, глинистыми минералами, минералами железа и другими веществами. Для такого сочетания условий обязательно быстрое погребение организма осадком на дне бассейна.
Местонахождения, где обнаруживают ископаемые остатки уникальной сохранности, называются лагерштеттами (от немецкого Lagerstätte – место сохранения). К лагерштеттам относятся эдиакарские отложения Австралии, нижнекембрийские сланцы Ченцзян в Китае, среднекембрийские сланцы Бёрджес в Канаде, ордовикские сланцы Фезоуата в Марокко, нижнедевонские сланцы Хунсрюк в Германии, триасовые сланцы Мадыген в Кыргызстане, юрские известняки Зольнхофен в Германии, юрские сланцы Каратау в Казахстане, эоценовые сланцы Мессель в Германии. В России лагерштеттами являются протерозойская лахандинская свита Якутии, вендские песчаники и алевролиты Беломорья, нижнекембрийская синская свита Якутии.
Как оказалось, фоссилизация мягких тканей происходит не только в условиях крупного захоронения типа лагерштеттов. Этот процесс может идти очень локально – внутри одной раковины. Первое описание такой находки было опубликовано в 2017 г. В раковине девонской брахиоподы Sharovaella mirabilis Pakhnevich, 2012 (отряд Rhynchonellida) при изучении внутреннего строения с помощью рентгеновского микротомографа была обнаружена спирально закрученная структура, которая по строению и положению интерпретировалась как сохранившийся фрагмент щупальцевого аппарата – лофофора (Пахневич, 2017). Частично сохранившаяся спираль лофофора была замещена минералами железа.
Остатки фоссилизированного лофофора в раковине брахиоподы Sharovaella mirabilis: а – трехмерная модель раковины (ориентирована макушкой к наблюдателю) с фрагментом лофофора; б – виртуальный срез, на котором виден один из оборотов спирального лофофора, замещенный железосодержащим минералом; Азербайджан, Нахичеванская АР; верхний девон, фаменский ярус.
У современных и ископаемых брахиопод-ринхонеллид твердый скелет лофофора в виде петель отсутствует, имеются только специальные поддержки – круры. И если для современных ринхонеллид строение мягкого лофофора известно, то для ископаемых представителей отряда его морфологию удалось восстановить лишь после этой уникальной находки.
Вторая такая находка была обнаружена совсем недавно. Микротомографические исследования раковины ринхонеллид Porostictia badura (Nalivkin, 1937) из верхнего девона Казахстана выявили симметричные тяжи, идущие от центра макушки брюшной створки к ее стенкам. По положению эти тяжи соответствуют медиальным ножным мышцам, которые управляют ножкой брахиопод. Присутствие данных фоссилизированных структур в раковине взрослой брахиоподы позволяет утверждать, что ножка ринхонеллид у взрослых животных не атрофировалась (как это иногда предполагали), а функционировала. По аналогии с современными представителями отряда у девонской Porostictia badura можно реконструировать прижизненное расположение ножки на основании расположения медиальных ножных мышц.
Виртуальные срезы (а, б) и трехмерная модель макушечной части раковины брахиоподы Porostictia badura (в) с минерализованными мышечными тяжами ножки (м.т.); Северо-Восточный Казахстан; верхний девон, фаменский ярус.
Местонахождения, где обнаруживают ископаемые остатки уникальной сохранности, называются лагерштеттами (от немецкого Lagerstätte – место сохранения). К лагерштеттам относятся эдиакарские отложения Австралии, нижнекембрийские сланцы Ченцзян в Китае, среднекембрийские сланцы Бёрджес в Канаде, ордовикские сланцы Фезоуата в Марокко, нижнедевонские сланцы Хунсрюк в Германии, триасовые сланцы Мадыген в Кыргызстане, юрские известняки Зольнхофен в Германии, юрские сланцы Каратау в Казахстане, эоценовые сланцы Мессель в Германии. В России лагерштеттами являются протерозойская лахандинская свита Якутии, вендские песчаники и алевролиты Беломорья, нижнекембрийская синская свита Якутии.
Как оказалось, фоссилизация мягких тканей происходит не только в условиях крупного захоронения типа лагерштеттов. Этот процесс может идти очень локально – внутри одной раковины. Первое описание такой находки было опубликовано в 2017 г. В раковине девонской брахиоподы Sharovaella mirabilis Pakhnevich, 2012 (отряд Rhynchonellida) при изучении внутреннего строения с помощью рентгеновского микротомографа была обнаружена спирально закрученная структура, которая по строению и положению интерпретировалась как сохранившийся фрагмент щупальцевого аппарата – лофофора (Пахневич, 2017). Частично сохранившаяся спираль лофофора была замещена минералами железа.
Остатки фоссилизированного лофофора в раковине брахиоподы Sharovaella mirabilis: а – трехмерная модель раковины (ориентирована макушкой к наблюдателю) с фрагментом лофофора; б – виртуальный срез, на котором виден один из оборотов спирального лофофора, замещенный железосодержащим минералом; Азербайджан, Нахичеванская АР; верхний девон, фаменский ярус.
У современных и ископаемых брахиопод-ринхонеллид твердый скелет лофофора в виде петель отсутствует, имеются только специальные поддержки – круры. И если для современных ринхонеллид строение мягкого лофофора известно, то для ископаемых представителей отряда его морфологию удалось восстановить лишь после этой уникальной находки.
Вторая такая находка была обнаружена совсем недавно. Микротомографические исследования раковины ринхонеллид Porostictia badura (Nalivkin, 1937) из верхнего девона Казахстана выявили симметричные тяжи, идущие от центра макушки брюшной створки к ее стенкам. По положению эти тяжи соответствуют медиальным ножным мышцам, которые управляют ножкой брахиопод. Присутствие данных фоссилизированных структур в раковине взрослой брахиоподы позволяет утверждать, что ножка ринхонеллид у взрослых животных не атрофировалась (как это иногда предполагали), а функционировала. По аналогии с современными представителями отряда у девонской Porostictia badura можно реконструировать прижизненное расположение ножки на основании расположения медиальных ножных мышц.
Виртуальные срезы (а, б) и трехмерная модель макушечной части раковины брахиоподы Porostictia badura (в) с минерализованными мышечными тяжами ножки (м.т.); Северо-Восточный Казахстан; верхний девон, фаменский ярус.
Раковины брахиопод часто захораниваются с закрытыми створками. В результате чего внутри раковин могут соблюдаться необходимые для фоссилизации мягких тканей условия. Минеральные вещества для замещения мягких тканей поступают из илистого осадка внутри раковин и из разлагающихся тканей организма. Остатки кислорода внутри раковины частично окисляют органическое вещество, поэтому мягкие ткани сохраняются фрагментарно. Такие палеонтологические объекты названы «микролагерштеттами».
© А.В. Пахневич
© ПИН РАН
Публикация:
Pakhnevich A.V. Fossilized soft tissues in the shell of the brachiopod Porostictia badura (Nalivkin) (order Rhynchonellida) from the Famennian of Kazakhstan // Paleontological Journal. 2023. V. 57. № 13. P. 58–64. DOI: 10.1134/S0031030123600154 (Published: 14 March 2024).
© А.В. Пахневич
© ПИН РАН
Публикация:
Pakhnevich A.V. Fossilized soft tissues in the shell of the brachiopod Porostictia badura (Nalivkin) (order Rhynchonellida) from the Famennian of Kazakhstan // Paleontological Journal. 2023. V. 57. № 13. P. 58–64. DOI: 10.1134/S0031030123600154 (Published: 14 March 2024).