VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Определитель трилобита «Якутас» по материалам полевого сезона экспедиции школьников «Эллэйада»
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Трилобиты- это вымерший класс морских членистоногих, имевшие большое значение для фауны палеозойских образований земного шара. Это целый огромный класс живых организмов, которые появились в кембрийском периоде и исчезли во время великого пермского вымирания. Они полностью вымерли более 200 миллионов лет назад. Временами трилобитов было так много, что по численности они превосходили большинство обитавших тогда групп животных. Поэтому если мезозойская эра была названа эрой динозавров, то палеозойская – эрой трилобитов. В данный момент трилобиты сохранились на Земле только в виде окаменелых остатков. Месторождение ископаемых раскиданы по всему Миру, в том числе и в России. Благодаря прочному панцирю они сохранились в осадочных отложениях исключительно хорошо. Это позволило изучить их в подробнейших деталях.
Цель моей работы: различить трилобит «Якутас» от других видов, и связи с этим разработка определителя трилобита «Якутас»
Задачи:
научиться определять самый известный вид трилобита Якутии- трилобит «Якутас» при полевых поисках на месте сбора фрагментов и целых трилобитов.
Нахождение новых экземпляров трилобитов в местности «Ала Биэ» для описания этих трилобитов и определения видов.
Характеристика трилобита
Трилобиты получили свое название из-за строения тела. Строение тела несет свидетельства приспособленности к придонному образу жизни: мощный панцирь, уплощенность, сложные глаза на верхней стороне тела, расположение рта и ног на брюшной стороне тела. Длина тела трилобитов может доходить до 72см. и даже до 92см. На сегодняшний день насчитывают около 10000 видов.
Тело трилобитов было приплюснутым и покрывалось твердым панцирем, состоящим из множества сегментов. Их панцирь был поделен на три части и не только защищал их снаружи, но и служил для прикрепления внутренних органов. У небольшого размера трилобитов он был просто из хитина. Голова имела полукруглую форму, и была покрыта специальным щитом, которая служила броней для желудка, сердца и мозга. У этих животных были органы чувств, а у некоторых видов даже глаза.
Конечности у трилобитов выполняли несколько функций: двигательную, дыхательную и жевательную. Все они были очень мягкие и поэтому редко сохранялись в окаменелостях. Впервые в России трилобит с сохранившимися конечностями найден в Якутии несколько лет назад. Питание: рацион трилобитов был разнообразен, одни ели ил, другие- планктон. Некоторые были хищниками, несмотря на отсутствие челюстей, пищу они измельчали при помощи щупалец.
Трилобиты имели важное значение в становлении животного мира и большое значение для образования фауны палеозоя.
Скеатический рисунок трилобита
Строение панциря трилобитов:
I — головной отдел (щит)
II — туловищный отдел (торакс)
III — хвостовой отдел (пигидий)
1 — лицевой шов
2 — подвижная щека
3 — щёчное остроконечие
4 — глабель
5 — затылочное кольцо
6 — неподвижная щека
7 — глаз
8 — рахис (осевая часть панциря)
9 — плевры (боковые части панциря)
10 — спинная борозда
11 — хвостовые сегменты 12 — шип (тельсон)
Все трилобиты, найденные на Ленских Столбах, жили на дне океана более 500 миллионов лет назад, на данный момент эта цифра представляет примерно 540 миллионов лет. Период хронологической летописи земли, в котором существовали Ленские трилобиты, называется «кембрийским».
В нижнем кембрии произошло одно из самых значимых событий в истории Земли, так называемый «Кембрийский взрыв», это внезапное появление всех основных морских беспозвоночных форм жизни , с огромным многообразием видов, многие из которых дошли до наших дней. Очаг этого резкого взрывного разнообразия находился на территории нынешней Якутии, и теперь мы, в известняках, произошедших из морских осадков, находим останки жизни зародившейся в нижнем кембрии.
Самые интересные и развитые обитатели древнего дна были трилобиты. Кембрийские трилобиты, найденные на Ленских Столбах, если проводить сравнительно линию с другими похожими местонахождениями в мире не имеют аналогов и видов разнообразии и в уникальности своей сохранности. На территории парка находятся так называемые «лагерштетты» (места с особенной сохранностью скелетных и без скелетных организмов). Таких мест в мире помимо столбов два, Канада и Китай. Но ресурсы Ленских лагерштеттов превышают вышеизложенные места мирового значения. Благодаря лагерштеттам Ленских Столбов мы имеем возможность заглянуть на 540 миллионов лет назади и можем узнать, как в точности выглядели, чем писались, как размножались древние животные, в том числе трилобиты.
Первые исследования палеонтологами Ленских Столбов с находками фрагментов панцирей трилобитов были произведены вы сороковых – пятидесятых годах группами под руководством Лермонтовой и Суворовой. В 1996 году экспедиция Московского института ПИН провела разведку обнажений синской свиты в районе ручья Улахан- Туойдах и обнаружила ряд неизвестных членистоногих уникальной сохранности не минерализованными скелетами, панцирей и трилобитов естественной формы и идеальной целостностью, и еще ряд организмов, что позволило это местонахождение назвать лагерштеттом. Так появился первый в мире лагерштетт.
Дневник экспедиции школьников
Мы являемся помощниками палеонтологов в поисках новых мест нахождения фауны флоры нижнего и среднего Кембрия.
В этом году мы помогали академику РАН Сергею Владимировичу Рожнову - палеонтологу из г. Москва из Палеонтологического института имени А. А. Борисяка РАН (ПИН), приглашенного членом -корреспондентом РАН Никитой Гавриловичем Соломоновым для определения новых мест нахождения растений и животных Кембрия, обитавших 540-530 млн. лет назад на местности Еланка.
11-16 августа 2018 г. я участвовал в походе экспедиции "Эллэйада" со школьниками Ойской , Октемской и с учащимися из школ г.Якутска для оказания помощи в сборе палеонтологических материалов для академика РАН Сергея Владимировича Рожнова и член-корреспондента РАН Никиты Гавриловича Соломонова ,руководителем похода экспедиции был Ноговицын Прокопий Романович.
В походе экспедиции "Эллэйада" в местности мыс речки «Ала Биэ» на верхней террасе скал, мною был найден фрагмент хвостовой части трилобита- пигидий т.е задний отдел брюшка вымерших трилобитов. Окаменелость трилобита имел белую окраску, что является редким среди окаменелостей трилобитов Средней Лены.
С помощью атласа "Ископаемые стратотипов ярусов Нижнего Кембрия» Ноговицын Прокопий Романович сделал предположение, что это фрагмент редкого вида трилобита «Якутас» , найденного и определенного палеонтологом А.Ю.Иванцовым 2005 году в местности "УлаханТуойдаах". Трилобит «Якутас» в отличие от других видов, определяется именно по хвостовой части –пигидию, поэтому по пигидию можно определить вид трилобита, в частности трилобита «Якутас».
Разрез "УлаханТуойдаах" находится в примерно в 50 км. от местности Еланка.
В октябре 2018г. наш руководитель, сравнил мою находку с другими видами трилобитов, найденными в Якутии на Средней Лене.
По альбому можно узнать, что на Средней Лене обитали несколько видов трилобитов.
Трилобит «Якутас» в Якутии является самим известным, так как назван по названию нашей республики Якутия- но сведений о нем мало известно. Предположительно, мною был найден фрагмент пигидия редкого вида трилобита «Якутас».
Увеличенная копия трилобита «Якутас» хранится в НПП Ленские Столбы- мы использовали копию для описания вида «Якутас», так как в литературе трилобит «Якутас» описан недостаточно.
Вывод: для помощи ученым палеонтологам, нам, участникам походов школьников необходимо совместно с учеными сделать буклет- схематичный определитель трилобитов Якутии. Я думаю, что сделал первый шаг в этом направлении.
В будущем у нас новые планы на лето 2019г., это найти новые экземпляры трилобитов из местности «Ала Биэ», для описания этих трилобитов и определения видов.
Надеемся, что до следующего лета ученые сделают полный определитель трилобитов Якутии.
.
Приложение
Трилобитовидные членистоногие Трилобиты и близкие к ним членистоногие наряду с лингулятнымибрахиоподами являются самыми распространенными макрофоссилиямисинской свиты. Их остатки здесь, как и повсеместно в кембрийских отложениях Сибирской платформы, представлены в основном разрозненными склеритами. Полные спинные панцири трилобитов и PhytophilaspisIvantsov, 1999 встречаются редко, главным образом, в лагерштеттах. Панцири с отделенным цефалоном или только подвижными щеками в большинстве случаев являются линочными. В пользу того, что расположение не скрепленных друг с другом склеритов не случайное, свидетельствует большое количество однотипных находок и специфичность расположения фрагментов панциря у трилобитов разных видов. Находки подобного рода редкое, но достаточно хорошо известное явление (Чернышева, 1960; Whittington, 1997). Линочные чехлы из синской и куторгино вой свит изучались Н.П. Суворовой (1956). В нашей коллекции имеются панцири в линочном положении, принадлежащие трилобитам двух видов: BergeroniellusspinosusLermontova, 1951 nAldonaiaornataLermontova, 1940. Для первого вида характерно положение, при котором отделенной, сдвинутой и/или перевернутой является только одна (правая) подвижная щека (табл. XXVI, фиг. 2, 3). При этом должна была отделяться и брюшная часть панциря. Повидимому, этого было достаточно для того, чтобы трилобит мог покинуть старый панцирь. Образцы Bergeroniellusspinosus, фотографии которых приводит Н.П. Суворова (1956, табл. II, фиг. 2, 3), хотя и являются линочными панцирями, не сохранили первоначального положения частей: кранидий их полностью обособлен, туловище разделено на отдельные сегменты, все фрагменты расположены произвольно относительно друг друга. Такое смещение частей могло быть вызвано либо самим трилобитом, какоето время после линьки остававшимся на месте, либо падалеядами. Линочными панцирями в непотревоженном состоянии, 73 Рис. 10. Фоссилизированный пищеварительный тракт трилобита BergeroniaspislenaicaLazarenko, 1974 (показан крапом), экз. ПИН, № 4349/883, прорисовка фотографии (табл. XXV, фиг. 1а) повидимому, являются только два образца из приводимых H.IL Суворовой. Это экземпляр BergeroniellusasiaticusLermontova, 1940 с нерасчлененным туловищем и сдвинутым влево кранидием (см. выше) (Суворова, 1956, табл. II, фиг. 1) и В. lermontovaeSuvorova, 1956 с отделенными и перевернутыми шипами вперед обеими подвижными щеками (там же, табл. I, фиг. 5). Можно предположить, что такие остатки, в отличие от чехлов из нашей коллекции, явились результатом более активных движений линяющего животного. Что касается Aldonaiaornata, то из четырех известных к настоящему времени экземпляров с сохранившимся туловищем, только один (с расположенным симметрично относительно продольной оси тела, но перевернутым кранидием) может приниматься за линочный (табл. XXVI, фиг. 8). Такое положение кранидия возможно при линьке с упором передней частью головы в грунт и растрескиванием панциря в затылочной части и вдоль лицевых швов. Это обычное линочное поведение трилобитов многих систематических групп (Whittington, 1997). В местонахождении "Водорослевая линза" найдены уникальные экземпляры трилобитовидных членистоногих с минерализованными остатками мягких тканей. На породе в осевой части этих экземпляров непосредственно ниже панциря можно наблюдать пятна измененной окраски. Более или менее изо метричное пятно располагается под глабелью. Узкая полоса протягивается вдоль оси рахиса, иногда смещаясь в ту или иную сторону от нее. Ее ширина составляет около 1/5 ширины рахиса; между кольцами некоторых сегментов наблюдаются поперечные раздувы шириной во весь рахис. Наиболее четко эта полоса выделяется в передней половине туловища, затем исчезает, но иногда она прослеживается вплоть до пигидия. Обычно это лишь тонкая пленка микрозернистого вещества светлобежевойокраски (табл. XXV, фиг. 1, рис. 10), но иногда, в особенности на экземплярах Phytophilaspis, пленка преобразуется в объемное стяжение, деформирующее панцирь (табл. XXVII, фиг. 8). Осевое расположение, линейность, выдержанность ширины и резкость границ этого образования позволяют предпо 74 г Рис. 11. Фрагмент брюшной стороны экзоскелетаPhytophilaspispergamenaIvantsov, 1999 с сохранившимися основаниями передних конечностей, экз. ПИН, № 4349/841, прорисовка фотографии (табл. XXVII, фи 76) с дополнениями по образцу а гипостома, b брюшная часть экзоскелета, с край глабели, d место прикрепления антенны, eh основания конечностей цефалоналожить, что в таком виде сохраняется желудочнокишечный тракт этих членистоногих. Три экземпляра, обладавших подобным образованием, были подвергнуты химическому препарированию. Один экземпляр, определенный как Bergeroniellusspinosus, был слегка протравлен сверху. После травления в средней части его кишечного тракта наблюдаются нерастворимые в уксусной кислоте остатки пищевых частиц. Они представлены спикулами губок и фрагментами раковин лингулятныхбрахиопод. Остатки расположены упорядочено: в передней части тракта присутствуют только поломанные спикулы, в центральной только фрагменты раковин с целой створкой посередине, затем вновь одни спикулы (табл. XXVI, фиг. 4ав). На поверхности окружающей породы в пределах панциря и вблизи него не обнаружено других остатков раковин брахиопод, и найдена лишь одна спикула. Можно представить, что данный индивид В. spinosus, вопервых, мог выбирать определенные объекты вначале тела губок, затем почти исключительно брахиопод, после вновь губок. Вовторых, он, вероятно, обладал способностью размельчать даже твердые образования, какими являются раковины брахиопод. Другой образец (определенный как BergeroniaspislenaicaLazarenko, 1974) с почти полностью сбитым панцирем был залит бутиралью, а затем вмещающая порода была растворена. При этом кишечный тракт не сохранился, но под глабелью остались нерастворимые образования. Часть из них 75 имеет вид лент, отходящих от глабелярных борозд, а часть беспорядочно лежащих кусков неправильной формы (табл. XXV, фиг. 4). Все они состоят из пучков более или менее параллельных волокон, толщиной около 0.5 мкм, и разбросанных между ними шариков, диаметром порядка 1.5 мкм. Можно предположить, что в данном случае минерализованными оказались фрагменты мышечных тканей. Часть этих минерализованных образований могла быть содержимым желудка (изометричные фрагменты). Шаровидные объекты скорее всего являются телами бактерий, фоссилизированными в процессе быстрой минерализации. Один образец (JPhytophilaspis) был полностью отделен от породы благодаря сочетанию механического и химического методов препарирования. На нем сохранился фрагмент брюшной части экзоскелета с основаниями передних конечностей (табл. XXVII, фиг. 76; рис. 11). К сожалению, размеры образца и вещество основания (воск) не позволяют изучать его на СЭМ. Находки панцирей личинок трилобитов, в том числе протасписов, обычны для синской свиты (Суворова, 1956). В отдельных слоях содержатся остатки панцирей всех возрастных стадий, едва ли не от яйца (табл. XXVII, фиг. 14). Поскольку для кембрийских отложений Сибирской платформы находки спинных панцирей трилобитов представляют исключительное явление, и многие эндемичные таксоны региона известны лишь по кранидиям, здесь даются описания и изображения не только новых, но и давно известных видов, целые спинные панцири которых ранее были мало известны. Т И П ARTHROPODA