История акул — от первых представителей до большой белой
Введение
Акулы. Эти древние создания вызывают интерес у людей, смешанный с чувством бессознательного страха. Про акул сложено больше мифов и легенд, чем про любых других морских обитателей. Считается, что они – самые совершенные хищники на нашей планете. Достигнув предела в развитии хищных рыб, они остаются неизменными вот уже сотни миллионов лет. Фантазию писателей и сценаристов питают рассказы об их нападениях на людей. А энтузиасты мечтают отыскать в морской пучине самого опасного хищника, мегалодона. Сегодня мы отправимся в далекое прошлое и вместе с акулами пройдем тернистый путь их эволюции.
Первая кровь
История акул начинается в глубокой древности, во времена, когда единственными позвоночными на планете были рыбы. Вынужденные защищаться от головоногих моллюсков и ракоскорпионов, они оделись в мощную броню. Эти панцирные существа, остракодермы, не имели челюстей. Они питались детритом и беспозвоночными, фильтруя донный ил.
Но к середине силурийского периода ситуация изменилась. Окостеневшие жаберные дуги сформировали челюсти, а покрывающие их пластинки чешуи превратились в зубы. Добыча стала активным хищником.
К началу девонского периода оформились следующие эволюционные ветви рыб:
— акантоды и плакодермы, ныне вымершие;
— костные рыбы, которые разделятся на лучеперых и лопастеперых;
— хрящевые, представленные акулами, скатами и химерами.
Первые окаменелости хрящевых рыб датируются возрастом в 400 млн лет, и представлены они, разумеется, зубами. Именно зубы будут отмечать весь путь дальнейшей эволюционной истории акул. Можно даже сказать, что их история – это история зубов.
Что общего между зубами человека, акулы – и плакоидной чешуей? Одинаковое строение. Плакоидная чешуя – самая древняя. Она представляет собой ромбообразную пластинку из дентина, погруженную в кожу. Торчащий наружу шип покрыт витродентином (по сути, зубной эмалью), а внутренняя полость чешуйки заполнена пульпой с кровеносными сосудами.
Еще в девоне такие образования стали первыми зубами у рыб, как у акул, так и у наших предков. Гладкий, выступающий из кожи шип чешуйки превратился в рабочую часть зуба. Он не был закреплен в кости и легко утрачивался, но взамен вырастал новый зуб.
Около 370 млн лет из разнообразия хрящевых рыб выделяются кладоселахии (Cladoselachidae). Эти рыбы обитали в неглубоких морях на месте будущей Северной Америки. Они были первыми рыбами, несущими основные черты строения акул. Вытянутое, веретенообразное тело достигало 1,8 м в длину, и заканчивалось хвостом, имеющим одинаковые верхнюю и нижнюю лопасть. Кожа, в отличие от современных акул, была почти лишена чешуи. Подковообразную пасть на нижней части головы усеивали гладкие зубы с несколькими вершинами. Пять-семь жаберных щелей обеспечивали приток воды к жабрам. Все это нам известно благодаря хорошо сохранившимся скелетам кладоселахий с отпечатками органов и тканей. Кажется парадоксальным, но первые акулы были хрящевыми только формально.
А гены, отвечающие за формирование костной ткани, есть у акул и сегодня.
Золотой век
Каменноугольный период стал эпохой максимального разнообразия акул. Это был настоящий Золотой Век, породивший множество причудливых форм этих хищников. Некоторые, например ксенаканты (Xenacanthiformes), даже перешли к обитанию в пресных водоемах. Разнообразие типов зубов позволило акулам занимать множество экологических ниш, питаясь различной добычей. Трехметровые стетаканты (Stethacanthus) несли на спине странный вырост, похожий на гладильную доску. У геликоприонов (Helicoprion) зубной ряд образовывал спираль, похожую на диск циркулярной пилы.
Основными конкурентами в морях выступали плакодермы – покрытые костной броней чудовища, самое известное из которых дунклеостей. В отличие от них, акулы сделали ставку на скорость и маневренность, и это позволило им доминировать в морях вплоть до конца карбона. Эволюционной ценой стала костная ткань.
Для нас кажется естественным, что рыбы способны плавать в толще воды.
Но вспомним, что их эволюция начиналась на дне, в прибрежных мелководных участках. Костный скелет и наружный панцирь придавали им отрицательную плавучесть, иначе говоря, рыбы были тяжелее воды. При таком положении активное передвижение в толще воды требует усиленной работы мышц и большого расхода энергии. Снизить нагрузку на мышцы можно только одним путем – приобрести нулевую плавучесть. Костные рыбы достигли этого благодаря плавательному пузырю. Вырост кишечника, заполняемый газом, позволил им освоить все водоемы планеты и даже выйти на сушу. А что касается акул – их костная ткань постепенно заменилась хрящом, облегчая вес рыбы. Помогла снизить плавучесть и огромная жирная печень, составляющая до 30% от массы акулы.
Строение тела, позволившее акулам доминировать в карбоне, оказалось недостаточно эффективным. В пермском периоде эволюция акул резко замедлилась, костные рыбы начали вытеснять их из экосистем. А 245 млн лет назад катастрофа конца пермского периода нанесла акулам колоссальный урон.
Изменения климата, продолжающиеся весь пермский период, привели к критическому понижению уровня моря. В то же время усилилась вулканическая активность. Выброс в атмосферу ядовитых газов вызвал вулканическую зиму и закисление океанической воды. Погибло 95% вех видов морских существ. Нескольким выжившим видам акул предстояло сражаться за жизнь в совершенно новом мире.
Эпоха ящеров
Восстановление биосферы после Великого Пермского вымирания шло очень быстро. Освобождение множества экологических ниш подстегнуло эволюцию, и акулы не остались в стороне. Но не только они. Резкое сокращение числа крупных водных хищников позволило рептилиям перейти к водному образу жизни. Примитивные ихтиозавры появляются уже в раннем триасе. Несколько позже в море уходят нотозавры, чтобы породить плезиозавров. Из архозавров выделяются крокодиломорфы, и к юрскому периоду часть из них также осваивает морскую стихию. Моря становятся ареной жесткой конкуренции между акулами и рептилиями, в которой костным рыбам по большей части остается роль добычи.
В ходе эволюционной гонки пелагические акулы приобретают современный вид. Идеальная форма тела, крупная пасть с подвижной верхней челюстью, превосходная сенсорная система, живорождение у некоторых видов – эти особенности позволяют акулам конкурировать с ихтиозаврами на равных. А их острые зубы, сменяющиеся как на конвейере, наносят куда более опасные ранения. Постепенно акулы начинают вытеснять рептилий из экологических ниш хищников среднего размера, но остаются в тени гигантов. Насколько обостренной была борьба, можно судить по следующему факту. В середине мелового периода, в результате сеномано-туронского вымирания, ихтиозавры сходят с дистанции. И сразу же появляется замена – крупные акулы длиной от 6 до 10 метров (Ptychodus mortoni и др.).
Уже в юрском периоде появляются представители тех отрядов акул, которые существуют и сегодня – кархаринообразные, ламнообразные и прочие. Массовое вымирание в конце мелового периода подводит черту под веком господства пресмыкающихся, как на суше, так и в морях.
Не выживают даже мозазавры, эти весьма успешные родственники варанов, покорившие океан в конце мела. Потери среди хрящевых (в том числе и акул) составили всего 20% видов. В новую эру акулы вступают как полновластные хозяева морской стихии.
Гиганты моря
Как и в начале триаса, вымирание открыло экологические ниши в океане для новой группы животных. Ими стали млекопитающие. На протяжении всего кайнозоя разные группы млекопитающих переходили к водному образу жизни. Были среди них и хищные, и копытные, и даже водоплавающие ленивцы. Всех их поджидали в море зубастые акульи пасти. Возникает и новый тип зубов – широкие и треугольные, несущие зазубрины по режущему краю. В палеоцене появляются сверх-хищники, отодонтиды (Otodontidae). Крупные особи превышают длину в 9 метров и охотятся не только на костных рыб, но и на других акул. С появлением морских млекопитающих, отодонтиды включают их в свой рацион.
Китообразные, чтобы противостоять акулам, становятся крупнее, достигая в эоцене современных размеров.
Но и акулы не отстают от них. К миоцену, около 23 млн лет назад, по мнению большинства ученых, именно эволюция отодонтид приводит к появлению одного из крупнейших хищников в истории. Мегалодон – длина 15-18 м, вес более 30 тонн. Огромные зубы с пилообразным краем, достигающие 18 см в длину. Колоссальная мощность челюстей, позволяющая вскрыть грудную клетку или перекусить хвостовой плавник кита. Мегалодон был властелином теплых шельфовых морей, предпочитая медлительных китообразных средних размеров. Большой размер и узкая специализация были основой его могущества и уязвимости.
День сегодняшний
К концу плиоцена климат вновь вступает в полосу перемен. Начинается эпоха ледниковых периодов, уровень моря падает, а карта течений меняется, что приводит к исчезновению ряда шельфовых экосистем. Планктонные поля и пути миграции мелкой рыбы смещаются в холодные воды. Вслед за ними уходят киты и приходят новые хищники. Косатки. Теплокровность позволяет им охотиться и в тропиках, и в полярных водах.
Быстрые и невероятно умные стайные охотники способны справиться с любой добычей. Они загоняют косяки рыб в ловушки у скалистых берегов. Выхватывают тюленей прямо с берега. Потрошат живьем огромных китов. И смотрят на богатую жиром акулью печень как на деликатес.
Около 2,6 млн лет назад мегалодон вымер, не оставив наследников. Но с его вымиранием история акул вовсе не закончена. Сегодня, как и миллионы лет назад, они остаются успешным классом рыб, занимая разнообразные экологические ниши. Придонные виды, с маскирующей окраской и уплощенным телом, распространены в тропиках. Пелагические охотники – такие, как ламнообразные – бороздят моря всей планеты. Китовая акула хоть и питается планктоном, а не китами, является крупнейшей современной рыбой и достигает 12–18 метров в длину. А крупные акулы, такие как белая или тигровая, сохраняют свой статус сверх-хищника, находясь на вершине пищевой пирамиды.
быстрый просмотр купить
Зуб мегалодона 16,2 музейного качества
999 000 ₽
быстрый просмотр купить
Зуб мегалодона 14 см музейного качества
323 900 ₽
быстрый просмотр купить
Зуб мегалодона 9 см
11 900 ₽
быстрый просмотр купить
Зуб мегалодона 13 см коллекционного качества
49 900 ₽
смотреть все зубы мегалодона
Эволюция акул — от первых предков до большой белой хищницы
История акул начинается с тех времен, когда единственными позвоночными существами на Земле были рыбы
Со временем жаберные дуги древних рыб окостенели, из них сформировались челюсти, а из чешуи, покрывающей жаберные пластинки, образовались зубы.
Так около четырехсот миллионов лет назад рыбы из добычи превратились в хищников.
В это время на Земле не было еще ни динозавров, ни птеродактилей, а древние предки современных акул уже бороздили мировой океан. Затем динозавры оставили глубокий след в истории Земли, но уже давно «канули в лету», а акулы, как и прежде, продолжают патрулировать морские просторы.
Акулы – самые совершенные хищники планеты Земля. И самые загадочные. О них сложено столько мифов и легенд, что никто не возьмется их даже просто пересчитать.
Происхождение акул
Палеонтологи пришли к выводу, что первые акулоподобные организмы возникли примерно 400 – 450 миллионов лет назад, самые древние артефакты, принадлежащие предкам акул датированы возрастом примерно в 400 миллионов лет. Это фоссилии (окаменелости) зубов, принадлежавших небольшому существу размером не длиннее тридцати сантиметров.
Почему только зубов? Акулы, как современные, так и доисторические, не имеют костного скелета, он у них состоит из хрящей.
Хрящевая ткань, в отличие от костной, в ископаемом состоянии практически не сохраняется, таким образом, найти окаменелый скелет доисторической акулы достаточно проблематично. Найти даже часть скелета древней акулы – огромная удача, каждый из найденных изучен палеонтологами досконально, но до настоящего времени ни один из ученых не может с полной уверенностью утверждать, что тайна происхождения акул полностью раскрыта.
Самый древний найденный скелет акулы датируется возрастом примерно в 350-360 миллионов лет. Это девонский период. Девон – четвертый (из шести) геологических периодов палеозойской эры, который продлился от 420 до 360 млн. лет назад.
В это время почти вся территория Северной Америки и Европы была покрыта водной гладью. Причем, это были теплые моря, создававшие морским организмам прекрасные условия для жизни, размножения и развития. Не удивительно, что именно в этот период появилось огромное количество акул, начиная от самых маленьких, длиной менее метра и заканчивая чудовищами в несколько метров длиной.
Уже в этот период простота строения тела акулы выгодно отличает ее от неуклюжих панцирных (устаревшее) или пластинокожих (современное название) рыб. Преимущество акул нарастает, они обладают лучшими гидродинамическими качествами, а, значит, умеют быстрее развивать скорость, быстрее настигать добычу, что, в свою очередь, помогает акулам не испытывать дефицита в корме.
Но и это еще не все. В этот же период появляются акулы, имеющие «конвейерный» механизм смены зубов. Так как зубы – идеальное оружие акул, их наличие и состояние играют огромную роль в качестве жизни хищников. Да, потеря одного-двух зубов – еще не трагедия, а если утрачено 20-30 или 50 процентов от их количества? «Конвейерный» механизм позволяет постоянно иметь идеальное состояние зубов, на смену выпавшим всегда вырастают новые.
Виды древних акул
Наиболее известны миру несколько древних представительниц акульего царства. Поговорим о них подробнее.
Кладоселахия – первая акула
Самыми первыми акулами палеонтологи называют кладоселахий, окаменевшие остатки чешуи которых датируются девонским периодом палеозойской эры.
Чуть позднее были найдены зубы этой доисторической хищницы.
Окаменевшие остатки акулы были обнаружены в залежах сланцев штата Огайо. По мнению палеонтолога из США Б. Шеффера кладоселлахии составляли особую группу хищных рыб, произошедших от еще более древних хищников – плакодерм или пластинокожих рыб (ранее их ошибочно называли панцирными). Их «панцирь» состоял из отдельных пластин, покрытых кожей, а не костными щитками, как считалось раньше.
Самой выдающейся для палеонтологии ученые считают находку отпечатка туши первой акулы, жившей на Земле сотни миллионов лет назад: помимо общих очертаний и скелета хищницы видны отпечатки ее мышц и даже почек. Благодаря этой находке палеонтологи установили, что длина кладоселахии составляла примерно два метра, то есть, это были далеко не самые крупные хищники девонского периода. Но форма туловища акулы, напоминающая торпеду, позволяла ей быстро двигаться и, значит, быстро догонять потенциальную жертву. Поэтому недостатка в корме у этих древних монстров не было.
После более тщательного изучения палеонтологами строения плавников этой акулы, они пришли к выводу, что кладоселахии по скорости все-таки уступали современным представителям морских хищниц.
Есть и еще несколько существенных отличий кладоселахий от современных акул:
- У современных хищниц морда более острая, чем у древних представительниц хрящевых (у них она короче и круглее), а рот находится на нижней стороне головы. У кладоселахии он был гораздо выше.
- У древних акул челюсть к черепу прикреплялась и спереди и сзади, у современных – только сзади. Поэтому наши современницы могут широко открывать пасть, а ее древние предки такого делать не могли.
- Кладоселахия у каждого плавника на спине имела своеобразный шип, современная акула его утратила.
- Древние хищницы были практически лишены чешуи. А вот туловище современной акулы покрыто плотным слоем так называемой плакоидной чешуи. Каждая из чешуек – своего рода пластинка ромбовидной формы, которая как бы прорастает через кожу и выходит наружу, причем, все чешуйки ориентированы по направлению к хвосту.
Кретоксирина
Эта доисторическая хищница также известна как акула Гинсу. Она населяла моря и океаны Земли в середине и конце мелового периода (приблизительно от ста до восьмидесяти миллионов лет назад). Длина кретоксирины составляла до восьми метров, а вес варьировался от пятисот до девятисот килограммов, то есть, по размерам она была сопоставима с такими современными морскими хищницами как большая белая акула.
Она имела острые и достаточно длинные зубы, больше походившие на ножи. Поэтому ей не составляло большого труда не только добыть на обед огромную рыбину, но и разделаться с детенышем мозазавра (морского ящера) или меньшей по размерам акулой скваликораксом.
Даже в ближайшем Подмосковье, при желании, вы сможете попытаться отыскать остатки древних акул, в том числе и кретоксирин. Для этого достаточно будет записаться на индивидуальную или групповую (с численностью не более четырех человек) экскурсию выходного дня, которая проводится в Сергиево-Посадском районе неподалеку от Варавино.
Находка окаменелых остатков различных организмов, населявших Землю сотни миллионов лет назад гарантирована. и, конечно, вы обязательно отыщете окаменевшие зубы кретоксирины.
Скваликоракс
Еще одна акула мелового периода. Скваликораксы были меньше кретоксирин. Их длина варьировалась от двух до пяти метров, поэтому они (и особенно их детеныши) нередко становились добычей этих более крупных своих сородичей. Внешне они походили на таких современных представительниц акульей семьи как серая акула, а по форме и строению зубов – на другую современную хищницу – тигровую акулу.
Кардабиодон
Это крупная акула, населявшая воды мирового океана во время позднего мелового периода (сеноманский век). Он продолжался чуть менее семи миллионов лет и длился от 93 до 100 миллионов лет назад.
Средняя длина кардабиодонов составляла примерно пять с половиной метров, но некоторые экземпляры достигали длины до семи метров. Встречались и меньшие по размерам особи, например, в 2013 году были описаны остатки кардабиодона длиной около трех метров.
Геликоприон
Одна из самых фантастических и необычных морских существ, когда-либо населявших Землю. В переводе с греческого геликоприон означает «спиральная пила». Почему такое странное название? Эта доисторическая акула имела так называемые катушечные зубы, расположенные в виде спирали или круга. Палеонтологи пока не пришли к единому мнению – каким образом они «работали»:
- сначала они заявляли, что зубы вращались наподобие циркулярной пилы, разрезая добычу на части;
- затем утверждали, что зубы во время охоты разворачивались в своеобразную цепь, цепляющую жертву и разрывающую ее на куски;
- в настоящее время выдвинуты предположения, что с помощью зубной спирали геликоприоны перепиливали раковины головоногих моллюсков (аммонитов и пр.), либо это загадочное приспособление применялось для рыхления морского дна.
Но до настоящего времени об этом монстре известно настолько мало, и сведения эти настолько отрывочны, что составить какое-либо однозначное экспертное заключение пока не представляется возможным.
Все, что было найдено – это фоссилии челюстей морского существа и ее загадочная зубная спираль.
Конечно, по найденным остаткам достаточно подробно описать морского хищника пока не представляется возможным.
Во время трехдневного палеонтологического тура “Пермское море” вы сможете прикоснуться к древней истории, в том числе и к истории развития акул. Во время поиска окаменелостей в Ключиковском карьере экскурсанты часто находят акульи зубы. Может вам повезет и вы сможете привезти домой даже зубы геликоприона.
Мегалодон
Ну и напоследок – мегалодон. Самая крупная из когда-либо живших акул, некоторые экземпляры достигали длины почти в двадцать пять метров и весили до девяноста тонн. Мегалодоны населяли мировой океан совсем недавно – от двадцати шести до всего-то двух миллионов лет назад. Почти вчера.
Конечно, в среднем ее размеры были несколько скромнее: от пятнадцати до двадцати метров в длину и от шестидесяти до восьмидесяти тонн весом, но, согласитесь, встретить и такого «среднего» монстра на своем пути не пожелал бы, наверное, никто.
Представьте – если мегалодон широко раскрывал свою пасть, то там без труда мог бы поместиться высокий мужчина, а зубы чудовища достигали длины до двадцати сантиметров. Их добычей, в основном, были киты, в том числе и самые большие – левиафаны.
Вымирание древних акул
В течение длительного периода – от первых кладоселахий, живших 350-360 миллионов лет назад и до крупнейших среди акул всех времен мегалодонов, одни виды хищниц сменяли другие, более развитые и совершенные.
Примерно 250 миллионов лет назад во время так называемого массового пермского вымирания исчезло огромное количество видов как наземных, так и морских обитателей, в том числе и большое количество акул.
Чуть раньше, примерно 300-350 миллионов лет назад исчезли кладоселахии, затем геликоприоны, их место заняли ксенаканты, внешнее строение туловища которых немного напоминало их дальних предков кладоселахий. Ксенакантовые поставили своеобразный рекорд продолжительности существования вида, но в Триасовом периоде вымерли и они.
На смену им пришли скваликораксы и кардабиодоны, которые не смогли пережить мел-палеогенового вымирания (одно из пяти самых массовых вымираний, произошло на границе мелового и палеогенового периодов). Примерно в это же время исчезли и кретоксирины.
Ну и, пожалуй, одна из наиболее драматичных историй о жизни и исчезновении самых «молодых» из древних акул – мегалодонов. Они вымерли примерно два миллиона лет назад. Да, мнения палеонтологов разделилось: одни считают, что эти монстры исчезли около 2,5-2,6 млн лет назад, другие утверждают, что почти на миллион лет позже. Как бы то ни было – их не стало. Почему? Разберемся.
Вымиранию мегалодонов способствовали сразу несколько факторов, главным из которых стала глобальная смена климата. А климат, в свою очередь, резко изменился из-за глобальных изменений в земной коре. В эпоху плиоцена, который продлился чуть менее трех миллионов лет от 5,3 до 2.6 млн лет назад, между разделенными ранее Северной и Южной Америками поднялось дно мирового океана, в результате этого появился Панамский перешеек.
Атлантический и Тихий океаны окончательно отделились друг от друга.
Существующее ранее направление течений мирового океана изменилось, прекратилось поступление огромных теплых масс воды в северные районы Земли, и особенно в Арктику. Северное полушарие Земли постепенно, но заметно охлаждалось.
Киты и их детеныши, составлявшие основную часть рациона мегалодонов, начали массово мигрировать на север, ближе к холодным морским акваториям, а мегалодоны лишились кормовой базы. Массовый голод спровоцировал повальный каннибализм, в результате которого огромное количество детенышей и молодняка не доживало до детородного периода и не успевало произвести потомство. Популяция мегалодонов стала стремительно сокращаться.
Вторая причина массового вымирания этих морских монстров – появление косаток (отряд китообразных, подотряд зубатых китов, семейство океанических дельфинов). Косатки обладают более развитым мозгом, это социальные животные, которые могут охотиться стаями, поэтому они составили серьезную угрозу остаткам популяции мегалодонов.
Кроме того, косатки – теплокровные животные, они могут охотиться не только в теплых, но и в арктических водах, поэтому их ареал кормления, а, значит, и кормовая база были намного шире, чем у доисторических акул. Быстрые и умные охотники стаей могли загнать и убить любую добычу, отбирая последние крохи прямо из-под носа у мегалодонов. А крупным хищным акулам для того чтобы выжить нужно было много еды, крошки с «барского стола» их устроить не могли. У мегалодонов не оставалось ни единого шанса.
Наши дни
В наши дни акулы – одни из самых успешных морских жителей. Множество разнообразных видов акул расселились почти по всем морям и океанам мира:
- Небольшие придонные акулы, имеющие уплощенное тело и маскирующую окраску быстро заняли все тропические моря.
- Пелагические акулы (живущие вне непосредственной близости от морского дна) распространились по всей планете.
- Китовые акулы – самые крупные из акул в настоящее время, как ни странно, предпочитают не охотиться за крупной добычей, а питаться планктоном.
- На вершине пищевой пирамиды – две крупных акулы: белая и тигровая. Две великих охотницы, две супер-хищницы, две легенды.
История происхождения, развития и современного существования акул имела взлеты и падения, позитивные моменты и трагические страницы. Огромное количество видов этих хищных морских животных кануло в лету, но многие выжили и получили развитие, какие-то почти исчезли, а другие доминируют.
Природа вдоволь поэкспериментировала с формой тела акул, с их челюстями и зубами. Одни только «катушечные зубы» геликоприона чего стоят. В течение сотен миллионов лет эволюция отбирала самых быстрых, самых универсальных, самых совершенных и успешных. Да, процесс был не быстрым, но это того стоило. В настоящее время акула – одна из совершеннейших обитательниц не только океана, но и всей планеты.
Она безупречна. Нет более совершенного существа, чем акула. Нет более успешного хищника, чем акула. Нет во время максимального разгона более быстрого пловца, чем акула.
Она не имеет прямых врагов: мало кто рискнет противостоять ее мощным челюстям. Да, она безупречна.
Эволюция акул: временная шкала на 450 миллионов лет
Акулы существуют сотни миллионов лет, появившись в летописи окаменелостей еще до того, как появились деревья. Но из чего они произошли, являются ли они «живыми ископаемыми» и как они пережили пять массовых вымираний?
Акулы принадлежат к группе существ, известных как хрящевые рыбы, потому что большая часть их скелета состоит из хрящей, а не костей. Единственная часть их скелета, не состоящая из этой мягкой, гибкой ткани, — это зубы.
В эту группу входят наиболее известные животные, такие как китовые акулы и большие белые акулы, а также все скаты, скаты и малоизвестные химеры (также известные как рыба-крыса, рыба-кролик или акула-призрак).
Несмотря на то, что акулы часто называют живыми ископаемыми, они эволюционировали во множество различных обличий за сотни миллионов лет плавания в океанах.
Когда впервые появились акулы?
Самыми ранними ископаемыми свидетельствами существования акул или их предков являются несколько чешуек, датируемых 450 миллионами лет назад, во время позднего ордовика Период.
Эмма Бернард, хранитель ископаемых рыб в Музее, говорит: «Найдена акульи чешуя позднего ордовика, но нет зубов. Если бы они были от акул, можно было бы предположить, что самые ранние формы могли быть беззубыми. Ученые до сих пор спорят, были ли это настоящие акулы или акулоподобные животные».
Химеры — хрящевые рыбы, но технически не акулы. Считается, что акулы и химеры могли разойтись до 420 миллионов лет назад. Сегодня многие виды химер обитают только в глубинах океана © NOAA/Wikimedia Commons
Анализ живых акул, скатов и химер показывает, что около 420 миллионов лет назад химеры уже отделились от остальной группы. Поскольку окаменелостей этих животных того периода времени нет, это основано исключительно на ДНК и молекулярных доказательствах современных акул и химер. Примерно в это же время первые растения вторглись на землю.
Древнейшие зубы акулы
Самые ранние акульи зубы, которые мы обнаружили в раннедевонской (возраст 410 миллионов лет) окаменелости, принадлежащей древней рыбе по имени Проблемный Долиодус .
Описанная как «наименее похожая на акулу акула», считается, что она возникла из группы рыб, известных как акантоды или колючие акулы.
«Акантоды совсем не похожи по форме на акул, например, у них ромбовидная чешуя и шипы перед всеми плавниками», — говорит Эмма. «Но у них действительно есть хрящевой скелет, череп и челюсть, как у акулы, и, по крайней мере, несколько акульих зубов, которые часто срослись».
Первые узнаваемые акулы
К середине девона (380 миллионов лет назад) появился род Antarctilamna , больше похожий на угрей, чем на акул. Примерно в это же время эволюционировал Cladoselache . Это первая группа, которую мы признали бы акулами сегодня, но она вполне могла быть частью ветви химеры и, таким образом, технически не акулой. Как у активных хищников у них были торпедообразные тела, раздвоенные хвосты и спинные плавники.
Cladoselache — первая эволюционировавшая группа, которую мы признали бы акулами, но на самом деле они могли быть разновидностью химеры © No bu Tamura/Wikimedia Commons
Золотой век акул
Каменноугольный период (начавшийся 359 миллионов лет назад) известен как «золотой век акул».
Вымирание в конце девонского периода уничтожило не менее 75% всех видов на Земле, включая многие роды рыб, которые когда-то плавали в океанах. Это позволило акулам доминировать, породив целое разнообразие форм и форм.
Некоторые из самых причудливых доисторических «акул», появившихся в то время, на самом деле произошли от линии химеры. К ним относятся Stethacanthus , у которого на спине был действительно своеобразный плавник в форме наковальни, Helicoprion со спиральной нижней челюстью, напоминающей пилу, и Falcatus , у самцов которого был длинный шип, выступающий из спины и над верхняя часть головы.
Современные химеры гораздо менее разнообразны и обычно обитают в глубинах океана. Вырастая до 1,5 метров в длину, они на самом деле не акулы. Их верхняя челюсть срослась с черепом, и у большинства химер также есть ядовитые шипы.
Происхождение устрашающих челюстей акул
В конце пермского периода (252 миллиона лет назад) произошло еще одно массовое вымирание, уничтожившее около 96% всей морской жизни.
Но горстка родословных акул сохранилась.
Тупоносая шестижаберная акула принадлежит к одной из старейших линий акул, которая, как считается, появилась в раннем юрском периоде © NOAA Ocean Explorer/Wikimedia Commons
К раннему юрскому периоду (195 миллионов лет назад) сформировалась самая старая из известных групп современных акул, Hexanchiformes или шестижаберные акулы. В течение остальной части юрского периода за ними последовало большинство современных групп акул.
Именно в этот момент у них развились гибкие выступающие челюсти, позволяющие животным есть добычу крупнее их самих, а также появилась способность плавать быстрее.
Уменьшающиеся акулы
В начале мелового периода периода (от 145 до 66 миллионов лет назад) акулы снова были широко распространены и разнообразны в древних морях, прежде чем произошло их пятое массовое вымирание.
В то время как большая часть жизни вымерла во время вымирания в конце мелового периода, включая всех нептичьих динозавров, акулы снова сохранились.
Но они все равно пострадали. Ископаемые зубы показывают, что удар астероида в конце мелового периода уничтожил многие из крупнейших видов акул. Выжили только самые мелкие и глубоководные виды, питавшиеся в основном рыбой.
Сравнение зуба вымершего мегалодона с зубом современной большой белой акулы показывает, насколько большими были эти древние хищники
Эволюция большой белой акулы
Вскоре акулы снова начали увеличиваться в размерах и продолжали эволюционировать в более крупные формы на протяжении палеогена (от 66 до 23 миллионов лет назад). Именно в это время 9Появился 0025 Otodus obliquus , предок мегалодона ( Otodus megalodon ).
O. megalodon — одна из самых больших акул, которые когда-либо жили. При длине от 15 до 18 метров она была примерно такой же длины, как современные китовые акулы. Ученые считают мегалодона одним из самых сильных хищников, когда-либо существовавших в процессе эволюции.
Несмотря на то, что многие могут подумать, мегалодон не связан с большими белыми акулами.
На самом деле она могла конкурировать с предками большой белой акулы, которые произошли в среднем эоцене (45 миллионов лет назад) от широкозубых акул-мако.
Эволюция акул-молотов
Считается, что самой молодой из ныне живущих групп акул являются особенные акулы-молоты.
Акулы-молоты считаются самой молодой из эволюционировавших групп акул, и их возраст может составлять всего 23 миллиона лет © wildestanimal/Shutterstock
Существует по крайней мере восемь различных видов акул-молотов, и хотя ископаемые зубы свидетельствуют о том, что их предки могли существовать 45 миллионов лет назад, молекулярные данные указывают на гораздо более позднее появление в неогене (который начался 23 миллиона лет назад).
Считается, что странная форма их головы в основном помогает в электрорецепции (обнаружение естественных электрических полей или токов), когда они охотятся за добычей. Это также может улучшить их зрение, улучшить их плавание и улучшить их способность чувствовать запахи.
После массового вымирания в конце мелового периода акулы снова стали доминировать в океанах, вернувшись к роли высших хищников наряду с крупными морскими млекопитающими.
Почему зубы ископаемой акулы так распространены?
Подавляющее большинство найденных окаменелостей акул представляют собой зубы. Это связано с двумя основными причинами.
Поскольку большая часть скелета акул состоит из мягких хрящей, для их сохранения требуются особые условия. Однако зубы сделаны из гораздо более прочного материала, известного как дентин, который тверже и плотнее даже кости. Хотя это обеспечивает мощный укус, это также увеличивает вероятность того, что зубы превратятся в окаменелости, поскольку они с меньшей вероятностью разлагаются.
Зубы акул являются наиболее распространенными окаменелостями, такими как те, которые когда-то принадлежали
Другая причина — просто цифры.
Вместо того, чтобы иметь несколько наборов зубов на всю жизнь, акулы постоянно производят новые зубы. Когда старый зуб ломается или изнашивается, он просто выпадает из передней части рта на морское дно, поскольку его место занимает новый зуб.
В зависимости от вида и рациона акула за всю свою жизнь может произвести от 20 000 до 40 000 зубов.
Это означает, что гораздо больше шансов, что зуб акулы сохранится и превратится в окаменелость. Зубы — не только самая распространенная часть акул, но и одна из самых распространенных окаменелостей любого организма.
Как акулы пережили пять массовых вымираний?
Нет единой причины, по которой акулы пережили все пять крупных вымираний — у всех были разные причины, и в каждом из них участвовали разные группы акул.
Тем не менее, кажется, что одной общей темой является выживание глубоководных видов и универсальная диета. Возможно, разнообразие акул также сыграло важную роль.
За 450 миллионов лет эволюции акул они пережили пять массовых вымираний, в том числе удар астероида, известный тем, что убил динозавров © solarseven/Shutterstock
Эмма объясняет: «Думаю, можно с уверенностью сказать, что отчасти это связано с тем, что акулы способны эксплуатировать разные части водной толщи — от глубоких темных океанов до мелководных морей и даже речных систем.
Скорее всего, акулы не просто невероятно выносливы, а их удивительное разнообразие является ключом к их успеху. Неудивительно, что они господствовали над океаном на протяжении сотен миллионов лет.
Хронология эволюции акул
Акулам 450 миллионов лет, и они живут на этой планете дольше, чем почти любое другое животное. Они пережили каждое крупное массовое вымирание и пережили намного больше многих своих конкурентов.
Силурийская эра: первые акулы
Ранняя девонская эра: начало эволюции акул
Поздняя девонская эра: первая современная акула
Каменноугольная эра: золотой век акул
Юрская эра: восстание современных акул
Меловой период: узнаваемые акулы
Раннекайнозойская эра: появление мегалодона
Современный кайнозой: современная акула
Будущее: неопределенность
Силурийская эра: первые акулы
450 миллионов лет назад, в силурийский период, акулы впервые начали развиваться как уникальный вид.
В то время океан был наполнен разнообразными костистыми рыбами. Одна из этих рыб, Acanthodian, была самым первым предком современной акулы. Акантоды, также называемые «колючими акулами», были первой рыбой, которая не только приобрела физические характеристики акулы, но и развила хрящевые структуры скелета, характерные для акул. Все живущие сегодня акулы произошли от этой ранней рыбы.
Ранняя девонская эра: начало эволюции акул
Примерно через 50 миллионов лет после силурийской эры началась девонская эра. Именно тогда появилась самая первая, полностью развитая акула, акула-леонодус. Об акуле Леонодус известно очень мало. Однако ископаемые остатки его двухзубых зубов заставляют ученых полагать, что он был около 16 дюймов в длину, с телом, похожим на угря, и жил в пресной воде. Другой пресноводной акулой, обнаруженной в этот период, была Антарктиламна. Антарктиламна тоже была похожа на угря, но с небольшим плавником за головой. Оба этих вида относятся к ныне вымершему раннему роду акул Xenacanthus.
Поздняя девонская эра: первая современная акула
В конце девонской эры появилась первая акула в ее современном воплощении, Cladoselache. Cladoselache отличались от своих предков, похожих на угрей, потому что их тело больше походило на то, как выглядит современная акула. Он был шести футов в длину, с обтекаемым телом, 5-7 жаберными щелями и спинными плавниками. Основными отличиями Cladoselache от современных акул являются круглая форма носа, отсутствие кламмеров, а челюсть была негибкой и прикреплена к голове.
Каменноугольная эра: Золотой век акул
Каменноугольная эра началась около 360 миллионов лет назад. Именно в это время акулы доминировали в океанах. Акулы также делятся на множество подвидов, включая скатов, скатов и химер. У акул в каменноугольном веке была невероятно разнообразная физиономия. В эту эпоху жили одни из самых уникальных видов акул, которые когда-либо существовали. Странные виды акул, такие как Stethacanthus, акула, похожая на плоскую наковальню с остроконечным плавником, Eugeneodontida, акула с зубным завитком на конце нижней челюсти, и Falcatus, по прозвищу акула-единорог, выросли длинными, острый рог на его голове развился в этот период.
В каменноугольную эру существовало 45 различных семейств акул, не считая скатов. Это был самый разнообразный период акул в истории Земли.
Юрская эра: Восстание современных акул
Юрская эра началась около 200 миллионов лет назад, за это время появилось 12 новых семейств акул. Эти акулы были предшественниками акул, существующих сегодня. В юрский период у акул начали развиваться гибкие и выступающие челюсти, чтобы они могли атаковать и поедать более крупную добычу. У них также появились хвостовые плавники, которые позволили им плавать быстрее и эффективнее. У большинства акул под мордой также появились рты. Акулы также развили уникальные черты, чтобы реагировать на давление среды обитания, такие как биолюминесценция среди глубоководных акул. Одной из наиболее уникальных эволюционных причуд той эпохи было появление не вымерших рогатых акул, таких как Hybodus.
Меловой период: узнаваемые акулы
В течение мелового периода, от 145 до 65 миллионов лет назад, многие из акул, живущих сегодня, развивались.
Глубоководные акулы, такие как Акула-гоблин или Плащеносная акула , возникли в меловой период. Впервые появились фильтраторы, такие как Whale Shark , Basking Shark и Megamouth Shark . Меловой период был также периодом времени, когда акулы Lamnidae, иногда называемые белыми акулами, с анатомией того, что мы думаем об акулах сегодня, эволюционировали. Lamnidae являются предшественниками современных акул, таких как Великие белые , Акулы-мако и Бычьи акулы .
Раннекайнозойская эра: Знакомство с мегалодоном
В кайнозойский период, около 60 миллионов лет назад, появилась самая известная доисторическая акула, которая определила акул как безжалостных, эффективных, высших хищников: Мегалодон . Факты об акулах-мегалодонах невероятны. Мегалодон был самым большим океанским хищником из когда-либо существовавших, достигая колоссальных 65 футов в длину и весом более 30 тонн.
Этот ужасный хищник с 7-дюймовыми зубами раньше ел китов. Мегалодон был не единственной гигантской акулой, найденной в океанах в кайнозойскую эру, еще одна акула Отодус выросла до ошеломляющих 39 лет.футов в длину, что в два раза превышает длину самой большой большой белой акулы.
Современный кайнозой: сегодняшняя акула
Большинство акул на планете развились в кайнозойскую эру, за исключением действительно древних акул мелового периода. Новейшим видом акул, попавшим в воду, является акула-молот . Эволюция акулы-молота насчитывает всего около 20 миллионов лет. В настоящее время в наших океанах плавает около 440 видов акул, однако с каждым годом ученые находят все больше уникальных видов, поэтому никогда не знаешь, какие уникальные эволюционные черты мы обнаружим в следующий раз.
Будущее: неопределенность
Акулы живут на планете 450 миллионов лет и пережили все 5 массовых вымираний. Однако все 440 видов акул в настоящее время находятся под угрозой со стороны человека.