artropod

Mega-aruncare: Artropod uriaș preistoric

Arahnofobia și entomofobia denotă o teamă irațională, exagerată, de arahnide. insecte. Pentru mulți dintre noi, părul unei rațe se ridică doar la gândul la prezența unui păianjen, a ciumei sau a altui voal cu mai multe picioare în aceeași cameră. Este posibil ca dimensiunea sau pericolul animalului temut să nu joace deloc un rol important - unii oameni sunt îngroziți chiar și de cel mai mic și mai inofensiv păianjen. Artropodele de astăzi ajung, de obicei, la dimensiuni mici până la mici, dar în istoria antică a planetei existau sucuri, milipede sau libelule, care ar putea fi capabile să insufle o teamă reală chiar și unei persoane discrete la fobie.

Artropodele reprezintă cea mai mare specie sau tulpină de animale din specie. Acestea includ mai multe subgrupuri, cum ar fi arahnidele (arahnidele, păianjenii, rechinii și rudele lor), crustaceele (racii, crabii etc.) și cele mai reușite artropode vreodată, insectele (Insecta). Înregistrările fosile ale artropodelor paleogene arată că gigantismul a fost răspândit în grupurile terestre și de apă. În timp ce gigantismul artropodelor terestre din paleozoicul târziu a fost atribuit unui conținut mai ridicat de oxigen în atmosferă, existența trilobitelor uriașe și a scorpionilor marini în Ordovician și Devonian sugerează că tendința evolutivă pe scară largă a avut cauze mai complexe.

Corpurile artropodelor sunt limitate ca dimensiune prin structura și modul lor de respirație. Scheletul exterior format din cuticula întărită cu chitină poate funcționa până la o anumită dimensiune numai din motive mecanice. În apă, unde corpul este plutitor și nu se confruntă cu influența puternică a gravitației, acestea pot atinge, prin urmare, dimensiuni mai mari. Prin urmare, cei mai mari artropode, dispăruți sau trăiți astăzi, se găsesc în mediul acvatic.

Primii uriași

Artropodele uriașe au apărut la începutul proterozoicului, în Cambrian. În acele zile, puține organisme au atins o lungime mai mare de câțiva centimetri, dar un grup de artropode timpurii a crescut la dimensiuni considerabile în această perioadă. Au fost anomalocaride (Anomalocarida sau Radiodonta), al căror reprezentant cel mai cunoscut Anomalocaris a crescut până la o lungime de până la un metru și a fost unul dintre primii prădători de top din istoria Pământului. A prins prada cu membrele frontale articulate cu spini și apoi a prelucrat-o cu plăci dentare, care au format o gură circulară. De aici și numele Radiodonta care denotă „dinți cu grinzi”.

Aegirocassis benmoulai, descris în 2015, a fost cel mai vechi filtru marin gigant. În cadrul anomalocaridelor, a aparținut subgrupului Hurdiidae, ai cărui reprezentanți au supraviețuit până la Devonian.

Dar Anomalocaris rapitor nu a fost cel mai mare anomalocarid. Acest titlu aparține genului recent descoperit Aegirocassis din Ordovicianul inferior al Marocului. Aegirocassis este ca o „balenă” printre anomalocaride. Corpul său masiv, lung de peste doi metri, nu a fost adaptat pentru a vâna pradă mare. Membrele sale articulate erau echipate cu peri fini pentru a filtra planctonul din coloana de apă. Este probabil ca la vremea când a trăit să fie cel mai mare animal de pe planetă. Anomalocaridele au persistat în Devonian, dar în Ordovician au fost împinse afară din poziția prădătorilor de vârf de „scorpii” marini Euripide.

Cel mai mare dintre trilobiți

Înainte de a ne imagina temutele euriptide, trebuie să ne prezentăm cu un alt grup de succes de artropode paleogene - trilobiți iconici (Trilobita sau Trilobitomorpha). Aș putea scrie cu ușurință o serie întreagă de articole despre trilobiți și aș zgâria tot suprafața. Aceste creaturi erau extrem de numeroase, răspândite și diverse și sunt considerate pe bună dreptate una dintre cele mai reușite linii evolutive din regnul animal. Au apărut la începutul Cambriei și la începutul proterozoicului mările și oceanele s-au revărsat cu ele. Cu toate acestea, numărul lor a scăzut de la Devonian și doar o mână a supraviețuit până la sfârșitul Proterozoicului. Soarta lor a fost în cele din urmă pecetluită prin dispariția în masă la sfârșitul Permianului.

Majoritatea trilobiților aveau o lungime de doar câțiva centimetri, dar au existat cazuri de gigantism în cadrul acestui grup de mega-succes. Titlul de rege al trilobitelor aparține speciei Isotelus rex. O persoană descoperită în provincia canadiană Manitoba deține recordul pentru cel mai mare trilobit cunoscut dintr-o fosilă completă. Corpul său împietrit măsoară 72 de centimetri respectabil. Ogyginus forteyi din Portugalia a atins aproape aceeași dimensiune. Găsirea izolată a unui pygidia (capătul corpului) al unui trilobit din specia Hungioides bohemicus, tot din Portugalia, sugerează dimensiuni chiar mai mari. Acest specimen ar putea măsura până la 90 de centimetri pe parcursul vieții sale.

Scorpioni de mare

Euripiderele, denumite popular scorpioni de mare, nu erau adevărate bălți, dar împreună cu arahnidele aparțin unui grup mare de artropode numite Chelicerata. Au fost printre primele animale care au plecat pe uscat, dar nu l-au colonizat niciodată permanent și au rămas în primul rând creaturi marine. Picioarele lor erau adesea transformate în formațiuni de înot, iar chelicerele lor formau „gheare” lungi, ideale pentru capturarea prăzii. Capătul abdomenului a format așa-numitul telson, care ar putea fi extins ca o paletă sau arătat într-un ghimpe.

Compararea mărimii celor mai mari euritripide cunoscute în comparație cu oamenii.

Scorpionii de mare au existat de la Ordovician la Permian. Nu există nicio îndoială că au vânat și vertebrate timpurii, inclusiv strămoșii noștri de pește. Mulți dintre ei au depășit lungimea de un metru, iar unele forme chiar au măsurat mai mult de doi metri, făcându-i cei mai mari artropodi carnivori din toate timpurile. Euripiderele au fost vizibil de mari în primele etape ale istoriei lor evolutive. Grupul ordovician Megalograptidae este reprezentat de Pentecopterus lung de până la 170 cm din America de Nord (imaginea perex) - unul dintre primele eurypteride cu adevărat mari.

Formele gigantice se găsesc și în grupul Carcinosomatidae, a cărui cea mai mare specie - Silurian Carcinosoma punctatum din America de Nord și Marea Britanie - a depășit doi metri în lungime. Cu toate acestea, înregistrările de mărime în rândul scorpionilor de mare sunt deținute de reprezentanți ai grupului Pterygotidae. Genul de mare succes Pterygotus a înotat în mările lumii de la Silurianul târziu până la Devonianul superior. Cea mai mare specie din acest gen a măsurat 160 până la 180 de centimetri. Chiar mai mare a fost specia Acutiramus bohemicus din Republica Cehă, care a crescut la mai mult de doi metri. Jaekelopterus rhananiae din devonianul timpuriu al Germaniei a atins dimensiunea maximă a corpului. Această ramură a crescut la o lungime de aproximativ 2,5 metri și doar „gheara” sa fosilizată, adică capătul chelicerei, a măsurat 46 de centimetri incredibili. Prin urmare, Jaekelopterus poate fi considerat cel mai mare artropod dintre toate.

Oamenii de știință explică țiganismul euriptidelor ca rezultat al presiunii de selecție care i-a determinat să devină prădători mai mari și mai periculoși. Pe măsură ce prada lor a crescut, a crescut și scorpionii de mare. În general, liniile evolutive ale animalelor cresc în timp cu dimensiunea corpului. Cu toate acestea, acest principiu, cunoscut sub numele de regula lui Cope, nu este universal. Dar epoca de aur a scorpionilor gigantici de mare s-a încheiat odată cu debutul competiției. Diversitatea și mărimea corpului eurypteridelor au scăzut pe măsură ce au apărut pe scenă primii pești vertebrati carnivori mari din grupul Placodermi.

Bălți uriașe

Adevărații scorpioni sau puieți reprezintă un subgrup de arahnide cu un plan al corpului foarte vechi. Au apărut în dosarul fosil de la Silurian acum mai bine de 430 de milioane de ani și s-au schimbat puțin de atunci. Cele mai vechi branhii au locuit probabil în mediul acvatic și au respirat branhii, apoi s-au mutat pe uscat. Modul de viață semi-acvatic la acvatic a fost probabil condus de cele mai mari sucuri din toate timpurile, Brontoscorpio anglicus și Prearcturus gigas din Devonian, care au crescut până la o lungime de până la un metru. Trebuie adăugat, totuși, că paleobiologia rechinilor timpurii este încă controversată și nu este în totalitate sigur dacă formele siluriene și devoniene erau apoase, semi-acvatice sau terestre.


În afară de dimensiunea sa, impunătorul Pulmonoscorpius nu diferea semnificativ de știuca modernă.

Dintre formele terestre fără îndoială, Pulmonoscorpius kirktonensis din Carboniferul Scoției deține recordul de 70 de centimetri. În Carboniferul superior și Permianul inferior artropodele terestre au atins dimensiunile maxime. Gigantismul artropodului a fost probabil legat de conținutul ridicat de oxigen atmosferic, al cărui nivel a crescut la 30%.

Megamod de carbon

În ceea ce privește artropodele terestre, nimic nu se poate compara cu gândacul carbonifer (Diplopoda) din specia Arthropleura armata. Cu aproape 2,5 metri lungime, era de departe cel mai mare artropod terestru care a existat vreodată. Cum este posibil ca un astfel de mare multicolor să existe în carbon, când cele de astăzi ating maximum 30 de centimetri? Secretul constă în sistemul respirator specific care se înmulțește (adică grupul care include centipedele și centipedele) și insectele în comun.

Insectele, polipodii și alte artropode terestre respiră printr-un sistem de tuburi - traheea, care furnizează oxigen prin mici găuri din corp (stigmate) pe principiul difuziei direct în țesuturi. Acest sistem este foarte eficient, dar limitează semnificativ dimensiunile corpului. Cu cât artropodul este mai mare, cu atât este mai mare volumul țesuturilor corpului, a cărui oxigenare efectivă este în întregime dependentă de dimensiunea suprafeței căilor respiratorii mici. Deoarece volumul crește cu un cub și suprafața doar cu o secundă, corpurile insectelor și polipodelor pot avea doar o dimensiune care să le ofere un raport adecvat dintre volumul țesuturilor interne și suprafața tuburilor traheale.

Odată cu compoziția actuală a atmosferei, al cărei conținut de oxigen atinge nivelul de 21%, artropodele terestre ating dimensiuni relativ mici. Cu toate acestea, dacă conținutul de oxigen a crescut, este posibil ca această restricție să nu se aplice. Pe baza datelor geochimice, știm că conținutul de oxigen din carbon și permeata a fost dramatic mai mare - ajungând la un nivel de până la 35%. Cu toate acestea, există o problemă - multiplele gigantice ale lui Arthropleur pot să nu aibă piste de aterizare. În ciuda numeroaselor fosile conservate, nu am găsit niciodată o urmă a sistemului traheal. Există posibilitatea ca Arthropleur să nu respire prin căile respiratorii, ci direct prin difuzia întregii suprafețe a corpului, deoarece aparent nu era acoperit de o armură chitinizată tare.

Datorită dimensiunii sale, Arthropleur, cu o înălțime mai mare de doi metri, abia a trebuit să-și facă griji cu privire la prădarea de către patrupedele timpurii. În ciuda înălțimii și înfățișării sale amenințătoare, el era un vegetarian liniștit, care mânca materiale vegetale moarte.

Insecte titani pe sol.

Cu toate acestea, conținutul ridicat de oxigen poate să nu fie singurul sau chiar principalul motiv pentru care artropodele paleozoice au crescut la proporții enorme. Unii oameni de știință cred că dimensiunea mare ar fi putut fi legată de absența vertebratelor terestre prădătoare mari. Deși angiospermele mari (patrupedele timpurii asemănătoare amfibienilor) existau deja în carbon, majoritatea trăiau mai ales în apă. Artropodele terestre uriașe ar putea exista astfel din cauza concurenței reduse și a absenței prădării de către vertebrate.

Insectele sunt cel mai bogat și mai reușit grup de artropode. În Carbonifer și Permianul inferior, multe specii de insecte au atins proporții remarcabile. Formele primitive fără aripi, cum ar fi furculița Testajapyx thomasi și Ramsdelepidion schusteri, au fost de cinci până la zece ori mai mari decât formele miniaturale actuale. Dar am găsi o insectă cu adevărat mare într-o insectă cu aripi mai avansată.

. și în aer

Aripile sunt, fără îndoială, cea mai importantă inovație în evoluția insectelor. Le-au permis purtătorilor să caute mai eficient hrana sau un partener, să scape de prădători sau, în caz de condiții nefavorabile, să se mute rapid într-un habitat mai potrivit. Insectele au fost primul grup de animale care au dezvoltat capacitatea de a zbura activ, cu sute de milioane de ani înainte de pterosauri, păsări și lilieci. Spre deosebire de aripile vertebratelor, care sunt transformate la nivelul membrelor anterioare, aripile insectelor au avut originea ca cuticule ale cuticulei.


Meganeura este unul dintre reprezentanții iconici ai faunei de mlaștină de cărbune, iar modelele sale sunt adesea văzute în muzeele științifice.

Zborul activ este o activitate extrem de solicitantă din punct de vedere energetic. Cu atât mai surprinzător este dimensiunea uimitoare a unor forme carbonifere și permiene de insecte zburătoare. Datorită conținutului ridicat de oxigen din atmosferă și absenței vertebratelor zburătoare, insectele cu aripi paleozoice au reușit să crească la proporții considerabile. De exemplu, o rudă primitivă din genul Ephemeroptera din specia Bojophlebia prokopi din carbonul din Republica Cehă avea o anvergură de 45 de centimetri. Aripile companiilor de astăzi ating o lungime maximă de 6 centimetri. Chiar și dimensiuni mai mari au fost realizate de unii reprezentanți ai grupului dispărut de insecte erbivore Palaeodictyoptera. Cel mai mare membru al grupului Mazothairos enormis a fost cu adevărat enorm, aripile sale măsurate în intervalul de 55 de centimetri.

Prădătorii aerieni de vârf ai pădurilor carbonifere și Permian timpuriu au fost rudele timpurii ale libelulelor de astăzi (Odonata), uneori denumite Meganisoptera sau Protodonata. Specii precum Shenzhousia qilianshanensis chinezească sau Bohemiatupus elegans european au ajuns în intervalul de 50-55 centimetri. Cu timpul, cei dreapta au devenit din ce în ce mai mari. Faimosul Meganeura monyi din carbon târziu, cu o anvergură a aripilor de 63 de centimetri, a fost mult timp considerat cel mai mare dintre cei drepți, până când a fost detronat de Permian Meganeuropsis permiana, a cărui lungime a depășit 70 de centimetri. Larvele de apă ale acestor specii trebuiau să fie și ele impresionante - deși nu am găsit vapori fosili, în cazul genului Meganeuropsis au trebuit să ajungă la o lungime de aproximativ 45 de centimetri!

După prăbușirea pădurilor de cărbuni și scăderea rapidă a conținutului de oxigen atmosferic din perm-ul din dreapta și alte insecte gigantice, acestea au dispărut. Formele zburătoare de insecte nu au atins niciodată dimensiunile predecesorilor lor Carbonifer-Permian. Printre cele mai mari forme mesolitice s-au numărat reprezentanți ai grupului dispărut Titanoptera din Triasicul Asiei și Australiei. Titanopteranii erau legați de echiptera de astăzi (ortoptere, ponei și lăcuste) și aripile lor măsurate în intervalul de până la 40 de centimetri. Structura corpului lor sugerează că erau prădători și puteau scoate sunete (stridulate) asemănătoare lăcustelor și veverițelor actuale.

Titanopterii precum Gigatitan vulgaris (în imagine) aveau membrele anterioare asemănătoare membrelor anterioare care prindeau prada.

Am reușit să vă aducem acest articol datorită sprijinului oferit de Patreone. O contribuție simbolică ne va ajuta, de asemenea, să publicăm mai multe articole de calitate.

Resurse
Braddy, S. J., Poschmann, M. și Tetlie, O. E. (2007). Gheara uriașă dezvăluie cel mai mare artropod vreodată. Biology Letters, 4 (1), 106-109.
Briggs, D. E. G. (1987). Scorpionii se duc la apă. Natura, 326 (6114), 645.
Grimaldi, D. (2009). Dosar de fosile. În Enciclopedia insectelor (pp. 396-403). Academic Press.
Grimaldi, D., Engel, M. S. și Engel, M. S. (2005). Evoluția insectelor. Cambridge University Press.
Gutiérrez-Marco, J. C., Sá, A. A., García-Bellido, D. C., Rábano, I. și Valério, M. (2009). Trilobiți uriași și grupuri de trilobiți din Ordovicianul din Portugalia. Geologie, 37 (5), 443-446.
Lamsdell, J. C. și Braddy, S. J. (2009). Regula lui Cope și teoria lui Romer: modele de diversitate și gigantism la eurypteride și vertebrate paleozoice. Biology Letters, 6 (2), 265-269.
McGhee Jr, G. R. (2018). Giganți carboniferi și extincție în masă: Lumea epocii glaciare târzii paleozoice. Columbia University Press.
Van Roy, P., Daley, A. C. și Briggs, D. E. (2015). Homologie anomalocarididă a membrelor trunchiului dezvăluită de un filtru-alimentator uriaș cu clapete împerecheate. Natura, 522 (7554), 77.
https://blog.nationalgeographic.org/2011/01/15/largest-land-dwelling-bug-of-all-time/

Poze: Patrick Lynch (perex), Nobu Tamura, Slate Weasel, Tim Bertelink, The Wookies, Apocryltaros