Введение

Остракодермы – панцирные бесчелюстные рыбы палеозойской эры. В современных классификациях этот термин используется нечасто, поскольку он является парафилетическим (исключая челюстных рыб) (может быть также полифилетическим, если анаспиды ближе к круглоротым) и, следовательно, не соответствует единой эволюционной линии. Тем не менее, термин до сих пор применяется как неофициальный способ объединения панцирных бесчелюстных рыб. Инновацией остракодерм стало использование жабр не для питания, а исключительно для дыхания. Ранние хордовые с жаберными предшественниками использовали их как для дыхания, так и для питания. Остракодермы имели отдельные жаберные мешки по бокам головы, которые постоянно были открыты и не имели защитного оперкуля. В отличие от беспозвоночных, перемещающих пищу с помощью движения ресничек, остракодермы использовали свою мускулистую глотку для создания всасывания, затягивающего мелкую и медленно движущуюся добычу в рот. Швейцарский анатом Луи Агассиз в 1830-х годах получил из Шотландии окаменелости костных панцирных рыб. Ему было сложно их классифицировать, так как они не напоминали ни одно из известных живых существ. Сначала он сравнивал их с современными панцирными рыбами, такими как сомы и осетровые, но позже понял, что у них отсутствуют подвижные челюсти. Поэтому в 1844 году он отнес их к новой группе, назвав "остракодермами", что означает "покрытые раковиной" (от греческого ὄστρακον + δέρμα). Остракодермы имели головы, покрытые костным щитом. Они одни из первых существ с костными головами. Микроскопические слои этого щита, по мнению эволюционных биологов, "состоят из крошечных зубоподобных структур". Нил Шубин пишет: "Разрежьте кость черепа [остракодермы], откройте ее и рассмотрите под микроскопом – вы обнаружите практически ту же структуру, что и в наших зубах. Там есть слой эмали и даже слой пульпы. Весь щит состоит из тысяч маленьких зубов, сращенных вместе. Этот костный череп, один из самых ранних в летописи окаменелостей, полностью состоит из маленьких зубов. Зубы изначально возникли для захвата добычи (см. Конодонты); позже их версия была использована по-новому – для защиты". После появления челюстных рыб (плакодерм, акантодий, акул и т.д.) около 420 миллионов лет назад большинство видов остракодерм пришло в упадок, а последние остракодермы вымерли в конце девонского периода. Более поздние исследования показывают, что рыбы с челюстями сыграли меньшую роль в вымирании остракодерм, чем считалось ранее, поскольку они сосуществовали без заметного упадка около 30 миллионов лет. Подкласс Ostracodermi был отнесён к разделу Agnatha вместе с существующим подклассом Cyclostomata, включающим миног и миксин.

Основные группы

Основные группы остракодермов

Группа Класс Описание изображения

Cephalaspido morphi Cephalaspidomorphi или cephalaspids («головные щиты»), как и большинство современных рыб, были очень хорошо бронированы. Особенно хорошо развит был щит головы, защищающий голову, жабры и переднюю часть внутренних органов. Тело в большинстве форм также было хорошо бронировано. На головном щите по всей поверхности был ряд борозд, образующих обширный боковой орган. Глаза были довольно маленькими и располагались на вершине головы. Челюсти как таковой не было. Отверстие рта было окружено маленькими пластинами, делающими губы гибкими, но лишенными способности кусаться. Большинство биологов считают этот таксон вымершим, но название иногда используется в классификации миног, поскольку ранее считалось, что миноги связаны с цефаласпидами. Если включить миног, это расширит известный ареал группы от силурийского и девонского периодов до наших дней.

†Galeaspida (вымершие) Галеаспиды («шлемные щиты») имели массивный костный щит на голове. Галеаспиды обитали в мелководных пресных и морских средах в течение силурийского и девонского периодов (430–370 миллионов лет назад) на территории современной Южной части Китая, Тибета и Вьетнама. Поверхностно их морфология больше напоминает Heterostraci, чем Osteostraci, а у одного вида, Tujiaaspis vividus, были парные плавники. Galeaspida считаются более близкими родственниками Osteostraci, основываясь на большем сходстве морфологии черепа.

†Pituriaspida (вымершие) Питуриаспиды («щиты питури») — небольшая группа вымерших бронированных бесчелюстных рыб с огромным носом, похожим на клюв, обитавших в морских, дельтовых средах Среднего девона Австралии (около 390 млн лет назад). Известны только два вида — Pituriaspis doylei и Neeyambaspis enigmatica, обнаруженные в песчанике бассейна Джорджина в Западном Квинсленде, Австралия.

†Osteostraci (вымершие) Osteostraci («костные раковины») обитали на территории современной Северной Америки, Европы и России с Среднего силура до Позднего девона. Анатомически остеостраканы, особенно девонские виды, были одними из самых продвинутых из всех известных бесчелюстных. Это связано с развитием парных плавников и их сложной анатомией черепа. Остеостраканы были более похожи на миног, чем на челюстных позвоночных, поскольку имели две пары полукружных каналов во внутреннем ухе, в отличие от трех пар, обнаруженных во внутренних ушах челюстных позвоночных. Считается, что они являются сестринской группой питуриаспид. Вместе эти два таксона бесчелюстных позвоночных являются сестринской группой гнатостомов. Несколько синапоморфий подтверждают эту гипотезу, такие как наличие: склеротических косточек, парных грудных плавников, дермального скелета с тремя слоями (базальный слой изопедина, средний слой губчатой кости и поверхностный слой дентина) и перихондральной кости.

Другие группы

†Pteraspido morphi (вымершие) †Pteraspidomorphi («формы крыловидных щитов») имеют обширную защиту головы. Многие имели гипоцеркальные хвосты для создания подъемной силы, облегчающей передвижение по воде для их бронированных тел, покрытых костной кожей. У них также были присосательные ротовые придатки, и некоторые виды могли обитать в пресной воде. Таксон включает подгруппы Heterostraci, Astraspida, Arandaspida.

†Thelodonti (вымершие) Thelodonti («слабые зубы») — группа мелких вымерших бесчелюстных рыб с отличительными чешуями вместо крупных пластин брони. Существует много споров о том, представляет ли группа палеозойских рыб, известная как Thelodonti (ранее coelolepids), монофилетическую группировку или разрозненные стволовые группы к основным линиям рыб без челюстей и с челюстями. Телодонтов объединяет наличие «телодонтовых чешуек». Этот определяющий признак не обязательно является результатом общего происхождения, поскольку он мог развиться независимо в разных группах. Таким образом, телодонты обычно рассматриваются как полифилетическая группа, хотя по этому вопросу нет твердого согласия; если они монофилетичны, то нет твердых доказательств их предкового состояния. Телодонты были морфологически очень похожи и, вероятно, тесно связаны с рыбами классов Heterostraci и Anaspida, отличаясь главным образом покрытием отличительными, маленькими, шиповатыми чешуями. Эти чешуи легко рассеивались после смерти; их небольшой размер и прочность делают их наиболее распространенными окаменелостями позвоночных того времени. Рыбы обитали как в пресноводных, так и в морских средах, впервые появившись в ордовикском периоде и вымершие во время вымирания фрасна-фаменна в Позднем девоне. Они были преимущественно донными фильтраторами, хотя есть свидетельства того, что некоторые виды поднимались в толщу воды, чтобы стать свободноплавающими организмами.

†Anaspida (вымершие) Anaspida («без щитов») — вымершая группа примитивных бесчелюстных позвоночных, обитавших в силурийском и девонском периодах. Анаспиды были мелкими морскими агнатами, лишенными тяжелого костного щита и парных плавников, но обладали сильно гипоцеркальным хвостом. Они впервые появились в раннем силуре и процветали до вымирания в Позднем девоне, где большинство видов, за исключением миног, вымерли из-за экологических потрясений в то время.