Зачем акуле циркулярная пила вместо зубов? (14 фото) | Екабу.ру – развлекательный портал

В 1897 году в Пермской губернии краеведом А. Г. Бессоновым была найдена окаменелость в виде спирали. Она была очень похожа на раковину головоногих моллюсков, которые в большом количестве встречались в тех слоях. Вот только из раковины торчали огромные зубы. После нескольких лет исследования окаменелости, палеонтолог А.П. Карпинский сделал заключение, что зубная спираль принадлежала акулоподобной палеозойской рыбе – геликоприону, жившему в пермской эпохе 310 — 225 млн. лет назад.

Самым необычным образованием оказалась зубная спираль. По мнению Карпинского, это был спиральный нарост на носу акулы. Эта точка зрения уже давно преобладает в научной литературе. Хотя в XIX веке высказывались и другие предположения о местонахождении спирали.

Давайте узнаем о ней подробнее.

Фото 2.

Крупная пермская хрящевая рыба Helicoprion, чьи зубы более века напоминали циркулярную пилу.

С помощью зубной спирали из Пермской губернии русский ученый академик Александр Петрович Карпинский описал геликоприона в конце 19 века. Карпинский обнаружил только хрящи и зубы.

Он считал, что спираль из зубов находилась на рыле рыбы, похожей на акулу, и использовалась ею в сражениях для защиты. Однако об истинности этого предположения можно было только догадываться, поскольку никаких остатков геликоприона найдено не было.

Фото 3.

Челюстные кости близкородственного саркоприона были найдены в 1930-х годах. Эта рыба из пермских отложений Гренландии была зафиксирована внутри уникальной полости. Логично было предположить, что геликоприон имеет сходное строение (интересно, что на одной из иллюстраций начала XX века изображен геликоприон с точно такой же спиралью в нижней челюсти. Однако они не были признаны до 1970-х годов и позже.

В природе не существует остатков геликоприона. Неясно, как именно росла спираль. Первые зубы находились ближе всего к месту прикрепления “спирали” к челюсти, так как были самыми крупными (возможно, нижняя челюсть была загнута вниз). Академик Л. П. Татаринов считал, что самые маленькие зубы были самыми молодыми и что они росли из центра спирали. У всех видов животных на зубах есть “шпоры”, направленные в противоположную сторону. Более крупные зубы по мере роста выдвигались вперед и выбрасывались. Только большие “старые” зубы были видны снаружи, потому что шпора была плотно упакована внутри симфизарной полости. Рострум был довольно длинным, а верхняя челюсть казалась нормальной.

Фото 4.

Даже спустя десятилетия своеобразная спираль в палеонтологическом анализе оставалась загадкой. Ее рекомендовалось расправлять, как игрушку “тещин язык”, и располагать в разных местах на голове рыбы. Число известных зубных спиралей увеличивалось, но объяснение оставалось неуловимым.

Ученые из разных стран уже с уверенностью заявили, что спираль должна располагаться в нижней части нижней челюсти. Существуют также теории относительно процесса роста геликоприона и того, чем он питался.

Фото 5.

Наиболее интригующая теория, выдвинутая американским палеонтологом Р. Пруди, согласно последним публикациям (2008), заключается в расположении спирали вблизи глотки. Пруди считал, что спираль является компонентом глоточных зубов. Он придерживается принципов гидродинамики и считает, что одновременно не было признаков износа зубов, так как он не был заметен снаружи.

Строение тела до сих пор неизвестно. Анальный и брюшные плавники отсутствуют у близкородственного рода Phadenium, а хвостовой плавник полулунный и симметричный. Интригует тот факт, что помимо зубной спирали на симфизе, у многих эвгенодонтов (а в эту группу входят как эдестиды, так и хеликоприониды) на челюстях имеются ряды вдавленных зубов. Кажется крайне странным, что у пелагических рыб давящие зубы сочетались бы с формой их тела. В результате, возможно, что геликоприон на самом деле не воровал моллюсков с морского дна. Возможно, что основным источником пищи геликоприона и родственных ему форм были аммониты. В такой ситуации спираль позволяла челюстным зубам дробить раковины и обрезать щупальца. Однако не исключено, что геликоприоны питались рыбой, поскольку спираль сильно ранила добычу и позволяла ей съесть толстый панцирь жертвы. У Acanthodia и Sarcopterygian есть спирали на зубном симфизе, но ни у одной другой рыбы нет такой хорошо развитой спирали. У современных рыб нет ни одного примера подобной зубной технологии.

Фото 6.

У типичного вида Helicoprion диаметр спирали составляет 25 см. Это указывает на то, что длина всей рыбы составляет от двух до трех метров! В литературе обсуждались спиральные кольца диаметром 90 см. Их длина могла составлять от 9 до 12 метров. Helicoprion bessonovi, типовой вид, относится к ранней перми Предуралья (артинский ярус). Примерно 6 видов из европейской ранней и поздней перми. Шесть родов составляют семейство Agassizodontidae (Helisoporonidea), которые встречаются в раннем карбоне и поздней перми на всех континентах. Эти рыбы являются примитивными хрящевыми видами, родственными химерам и рыбам, а не акулам в современном понимании этого слова.

Фото 7.

На этот раз исследователи определили место, где в конце XIX века выросла зубная спираль геликоприона. Кроме того, передовые исследования позволили определить длину челюстей и способ их соединения.

Самый старый экземпляр, обнаруженный и описанный в Соединенных Штатах, был найден при жизни автора, в 1950 году. Его диаметр составляет 23 сантиметра, он имеет 117 крошечных, острых как бритва зазубренных зубов, и, что самое главное, сохранились спираль и хрящи нижней и верхней челюсти.

Исследователи из Музея естественной истории штата Айдахо и других учреждений изучали этот экземпляр. С помощью компьютерной томографии был сделан рентгеновский снимок спирали, окружавшей его породу (вспомните Helicoprion), и выявлена форма обеих челюстей. Она втягивалась глубже, чем нужно.

Фото 8.

” Мы сразу же обнаружили зубную спираль, когда увидели на снимке нижнюю и верхнюю челюсти животного, – сказал доктор Лейф Тапанила. Впервые мы смогли увидеть взаимосвязь между зубной спиралью и челюстями. Представьте, что ваш язык заменяет эту спираль у вас во рту”. В нижней челюсти было меньше десятка зубов, которыми вы могли бы кусать. Как будто молочные зубы, которые вы кусали в детстве, до сих пор существуют. Зубы геликоприона постоянно обновляются, в отличие от зубов акул. Интересно, что “циркулярная пила” геликоприона легко разрезала пойманную добычу, поскольку в верхней челюсти отсутствовали зубы.

Чтобы понять функциональность всего устройства, исследователи создали 3D-модель челюстей. По словам Тапанила, зубная спираль прокручивалась назад и откусывала мясо, когда рот был закрыт. Каждый треугольный зуб в спирали был чрезвычайно тонким и острым. Такие зубы обеспечивали точный, чистый срез.

У многих из них сломаны или повреждены зубы. Эти рыбы испытывали бы меньше боли, если бы потребляли твердую добычу”. Это позволяет предположить, что хеликоприоны потребляли кальмаров и других мягкотелых существ. По предположениям ученых, они могли охотиться на кальмаров или их родственников в пермском океане.

Фото 9.

Helicoprion не был представлен Тапанила акулами, как это до сих пор типично. Кроме того, отличительной особенностью цельноголовых является верхняя челюсть Helicoprion, которая на томографических снимках срослась в двух местах вместе со стволом мозга.

Геликоприон считается акулой и никогда не ассоциировался с химерами или голоцефалами (животными с целой головой). – Структура зубов и всего остального у голоцефалов – это то, что наиболее близко напоминает акул. Палеонтолог заметил, что Helicoprion очень похож на акулу.

По предварительным данным, носитель исследованного зуба-спирали достигал в длину четырех метров. Музей Айдахо теперь намерен создать точную копию портрета. Несколько видов Helicoprion вырастали в длину до семи метров.

Фото 10.

Доктор Тапанила продолжает: “Это было очень необычное животное, не имеющее аналогов среди современной фауны. Это, пожалуй, один из лучших примеров “монстров надежды”, продуктов эволюционных процессов, которые имеют необычное строение тела, но в основном обречены на неудачу”.

Даже после того, как Helicoprion вымер, они еще десять миллионов лет продолжали служить убедительным доказательством того, что даже самые причудливые структуры могут быть вполне успешными при правильных обстоятельствах.

Фото 11.

Джон Лонг, профессор палеонтологии из Университета Флиндерса, поддержал выводы, сделанные его коллегами. Он утверждал, что “это исследование проясняет историю происхождения цельноголового ископаемого”.

По словам старшего научного сотрудника Палеонтологического института РАН Олега Анатольевича Лебедева, беседовавшего с ТАСС, неожиданно сильной стороной работы является найденный в 1967 году образец челюстного сустава, который Бендикс-Альгрен не видел. – Расположение сустава показало, что челюсть Helicoprion была не длинной, как предполагалось ранее, а короткой. Это позволило реконструировать биомеханику смыкания челюстей в очень привлекательном виде, но этому вопросу уделялось очень мало внимания.

Фото 14.

Фото 12.

Фото 15.

Зачем акуле циркулярная пила?