Девонских трилобитов с трезубцами заподозрили в сражениях за самок

Самцы трилобитов из рода Walliserops сражались за самок подобно современным жукам-носорогам. К такому выводу пришли палеонтологи, проанализировав строение трезубцев, которые росли у этих членистоногих на голове. Таким образом, самцы животных начали устраивать брачные поединки уже около 400 миллионов лет назад. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Proceedings of the National Academy of Sciences.

Самцы многих видов животных сражаются друг с другом за возможность спариться с самкой. К ним относятся, в частности, жуки-рогачи (Lucanidae) и жуки-носороги (Dynastinae), некоторые куриные птицы и жвачные млекопитающие, включая оленей, баранов, козлов и антилоп. Были такие виды и среди вымерших животных. Например, самцы жирафоидов Discokeryx xiezhi, обитавших на территории Китая около 16,9 миллиона лет назад, сражались за самок, сталкиваясь головами. А из нептичьих динозавров брачные турниры устраивали рогатые динозавры и пахицефалозавры.

Палеонтолог Ричард Форти (Richard A. Fortey) из Музея естественной истории в Лондоне и его коллега Алан Гишлик (Alan D. Gishlick) из Блумсбергского университета обнаружили самый древний пример подобного поведения. В центре внимания исследователей оказались небольшие трилобиты из рода Walliserops, четыре вида которых жили на территории современного Марокко в раннем и среднем девоне, около 400 миллионов лет назад. От других трилобитов они отличались странными выростами-трезубцами на головном щите. У каждого из четырех видов форма этих образований была разной. При этом ни у одного современного вида точных аналогов таких трезубцев нет.

Согласно предыдущим исследованиям, валлисеропсы тратили много ресурсов на отращивание трезубцев. Это указывает, что такие выросты играли в их жизни важную роль. Однако для чего именно они использовались, остается неясным. Хотя специалисты высказывали предположения, что трезубцы каким-то образом помогали хозяевам защищаться от хищников или добывать пищу, подтвердить или опровергнуть эти идеи пока не удалось.

Форти и Гишлик сосредоточились на одном из четырех видов валлисеропсов, W. trifurcatus. Они установили, что теоретически этот вид мог использовать трезубец, чтобы отгонять хищников, нападающих спереди. Однако в целом данный вырост плохо подходил для защитных целей. Дело в том, что он плотно крепился к головному щиту и мог двигаться только вместе с ним в дорсовентральном направлении. Более того, из-за длинных щечных шипов по бокам головы даже эти движения были сильно ограничены. Против хищников, нападающих сверху и сзади, трезубец W. trifurcatus был совершенно бесполезен. Таким образом, этот вырост вряд ли выполнял защитную функцию.

На следующем этапе авторы проверили гипотезу, согласно которой трезубец W. trifurcatus помогал этим трилобитам добывать пищу. Подобно другим представителям отряда Phacopida, этот вид охотился на донных беспозвоночных и поедал падаль. Возможно, в трезубцах W. trifurcatus располагались чувствительные органы, с помощью которых представители данного вида находили спрятавшихся в иле жертв, после чего выкапывали их конечностями и съедали. Тем не менее, на окаменевших трезубцах валлисеропсов не удалось обнаружить скоплений ямок или бугорков, которые указывали бы на присутствие большого количества сенсилл.

Форти и Гишлик также отвергли идеи, согласно которым трезубец W. trifurcatus позволял прокалывать жертв. Этот вырост был слишком длинным, так что его обладатель просто не смог бы снять с него пронзенную добычу. А для того, чтобы взбаламучивать ил и песок в поиска пищи, трезубец был недостаточно подвижным. У трех других видов валлисеропсов, W. hammii, W. tridens и W. lindoei, рукоять трезубца была короткой и еще меньше подходила для копания в грунте.

Авторы также осмотрели необычный образец W. trifurcatus из Музея естественной истории в Хьюстоне, у которого правая ветвь трезубца раздвоилась. Несмотря на дефект, этой особи удалось выжить и дорасти до нормального размера. Это дополнительный аргумент в пользу того, что трезубец не использовался для защиты от хищников или добычи пищи. А поскольку особь W. trifurcatus с деформированным трезубцем доросла до взрослого размера, эта структура, вероятно, использовалась только после достижения половой зрелости. Возможно, она являлась вторичным половым признаком, например, служила для сражений с конкурентами или демостраций.

Чтобы проверить эту идею, Форти и Гишлик решили сравнить W. trifurcatus с современными жуками-носорогами. Самцы этих насекомых обзавелись крупными выростами на голове, которые используются во время брачных поединков. Например, у японского жука-носорога (Allomyrina dichotoma) на голове растет длинный рог, который дважды раздваивается на конце. Эта структура отдаленно напоминает трезубцы валлисеропсов. Сражающиеся жуки-носороги пытаются ограничить доступ соперника к самке, поддев его снизу и перевернув или сбросив с дерева. При этом самка не следит за результатом поединка и при выборе партнера не обращает внимания на размер и форму его рогов. Интересно, что среди самцов этих насекомых встречаются экземпляры с деформированными рогами, подобные образцу W. trifurcatus из музея в Хьюстоне. Они также без проблем доживают до половозрелости.

Авторы провели морфометрический анализ, в ходе которого сопоставили строение головы W. trifurcatus и нескольких видов жуков-носорогов. В выборку были включены виды, которые во время поединков используют три разные стратегии: поддевают соперника снизу и переворачивают, хватают его и удерживают в воздухе или фехтуют рогами. Принадлежность жука к одной из этих групп можно определить по прочности и форме его рогов. Например, рога поддевателей крепкие и с широкими кончиками, а у фехтовальщиков более хрупкие и с тонкими кончиками.

Оказалось, что трезубец W. trifurcatus больше всего напоминает рога жуков-носорогов из группы поддевателей, например, уже упоминавшегося японского жука-носорога. Форти и Гишлик предполагают, что самцы W. trifurcatus сражались примерно так же, как эти насекомые. При встрече конкуренты сначала толкались и наносили друг другу тычки трезубцами, после чего каждый из них старался ввести трезубец под брюшко конкурента и перевернуть его на спину. Поверженный соперник, вероятно, воткнулся бы в грунт спинными шипами и потратил бы какое-то время на то, чтобы вернуться в нормальное положение. До тех пор он был бы исключен из конкуренции за самку. При этом, как и у японских жуков-носорогов, самки вряд ли обращали внимание на исход поединков и форму трезубцев.

Если выводы Форти и Гишлика верны, то трезубцем обладали только самцы валлисеропсов — самкам эти структуры были просто не нужны. Это одно из первых убедительных свидетельств полового диморфизма у трилобитов. Авторы полагают, что лишенные трезубцев самки валлисеропсов были приписаны к другому роду — либо до сих пор не обранужены.

Ранее палеонтологи обнаружили трилобита Olenoides serratus с видоизмененными десятой и одиннадцатой парами конечностей. Вероятно, это был самец, который при помощи этих крюкоподобных конечностей удерживал самку во время спаривания.