Введение
Вымерший род эвриптеридов
Птериготус — род гигантских хищных эвриптеридов, группы вымерших водных членистоногих. Окаменелости птериготусов были обнаружены в отложениях, возраст которых варьируется от среднего силура до позднего девона, и отнесены к нескольким различным видам. Окаменелости найдены на четырех континентах: Австралии, Европе, Северной Америке и Южной Америке, что указывает на то, что птериготус, возможно, имел почти космополитическое (всемирное) распространение. Типовой вид, P. anglicus, был описан швейцарским натуралистом Луи Агассисом в 1839 году, который дал ему имя Птериготус, означающее «крылатый». Агассиз ошибочно полагал, что останки принадлежат гигантской рыбе; он осознал свою ошибку только пять лет спустя, в 1844 году. Птериготус был одним из крупнейших эвриптеридов. Изолированные ископаемые остатки большой хелицеры (переднего придатка) предполагают, что самый крупный из известных видов, P. grandidentatus, достигал длины тела в несколько метров. Другие виды, в частности P. impacatus и P. anglicus, были также гигантскими. Птериготуса по размеру превосходили другие гигантские эвриптериды. Acutiramus мог превышать 2 метра (6,6 фута), а Jaekelopterus мог достигать 2,6 метра (8,5 фута). Многие виды были значительно меньше самых крупных, например, P. kopaninensis. Как и его близкий родственник Jaekelopterus, птериготус был крупным и активным хищником, известным своими крепкими и увеличенными хелицеральными когтями, которые позволяли ему пронзать и захватывать добычу, а также зрительной остротой (четкостью зрения), сопоставимой с таковой у современных хищных членистоногих.
Like its close relative Jaekelopterus, Pterygotus was a large and active predator noted for its robust and enlarged cheliceral claws that would have allowed it to puncture and grasp prey and a visual acuity (clarity of vision) comparable to that of modern predatory arthropods.
Описание
Самый большой вид, P. grandidentatus, достигал длины тела в , Птериготус был одним из крупнейших известных европтеридов, когда-либо существовавших, хотя некоторые из его близких родственников (такие как Acutiramus и Jaekelopterus) превосходили его по длине. Хотя были несколько гигантских видов, многие виды были значительно меньше по размеру. Самый маленький вид, P. kopaninensis, имел длину всего . Птериготус классифицируется как часть птериготидного семейства европтеридов, которому он и дал своё название – группа высокоспециализированных европтеридов силурийского и девонского периодов, отличающаяся от других групп рядом признаков, наиболее заметно строением хелицер (первой пары конечностей) и тельсона (самого заднего отдела тела). Хелицеры Pterygotidae были увеличены и крепки, явно приспособлены для активного захвата добычи и больше напоминали клешни некоторых современных ракообразных, с хорошо развитыми зубами на клешнях, чем хелицеры других групп европтеридов. В отличие от большей части тела, покрытой чешуйчатым орнаментом, как у других птериготидных европтеридов, клешни не имели никакого орнамента. Кроме того, концы клешней были округлыми и изогнутыми, в отличие от острых концов клешней родственного Erettopterus. Тельсоны птериготидов были сплющены и расширены, вероятно, использовались в качестве рулей при плавании. Их ходильные ноги были маленькими и стройными, без шипов, и, вероятно, они не могли передвигаться по суше. P. carmani, из девона Огайо, вероятно, достигал длины более . Образцы, описанные Агассисом из Англии, были отнесены к виду, который он назвал Pterygotus problematicus. Агассиз впервые распознал истинную природу окаменелостей как останки членистоногих пять лет спустя, в 1844 году, после изучения более полных окаменелостей, найденных в Старом Красном Песчанике Шотландии. Новые шотландские окаменелости были названы видом P. anglicus в 1849 году, который остаётся наиболее изученным видом Pterygotus, отличающимся от впоследствии обнаруженных видов изогнутыми концевыми зубами и слегка наклоненными назад первичными и промежуточными зубами. P. problematicus также использовался для обозначения неполной хелицеры, обнаруженной в Уэльской пограничной зоне западной Англии Джоном Уильямом Солтером в 1852 году, но в настоящее время считается nomen vanum («бессмысленным названием»), поскольку вид невозможно определить. Материал, на основе которого он был описан, является недиагностическим и недостаточным для установления каких-либо значимых характеристик, и поэтому на протяжении всей его истории к нему относили множество фрагментарных окаменелостей птериготидов, фактически делая его синонимом семейства Pterygotidae. Зачастую эти фрагменты состоят из участков птериготидного покрова, сохраняющих характерный для группы чешуйчатый орнамент, который исследователи ошибочно считали характерным только для Pterygotus или P. problematicus. Поскольку такой орнамент известен у каждого рода птериготидов, его нельзя использовать в качестве диагностического признака отдельного вида. Хотя P. problematicus является самым ранним названием, используемым для вида Pterygotus, он не считается типовым видом, поскольку название больше не используется. Вместо этого P. anglicus, основанный на ряде диагностических признаков и надлежащим образом проиллюстрированный в описании Агассисом в 1844 году, считается типовым видом Pterygotus. P. ludensis, описанный Солтером в 1859 году, отличается от других видов более развитым и удлинённым килем (или гребнем), проходящим по центру тельсона от его начала до хвостового шипа. Редкий вид P. cobbi, описанный Джеймсом Холлом в 1859 году на основе окаменелостей, найденных в Нью-Йорке, США, был первым видом Pterygotus, описанным за пределами Шотландии, и значительно расширил известный ареал рода. Холл описал этот новый вид вместе с двумя другими североамериканскими видами: P. macrophthalmus (теперь отнесён к Acutiramus) и P. osborni (позже синонимизированным с P. macrophthalmus). Дистальный зуб свободного рамуса (подвижной части клешни) был менее выражен, чем у других видов, что напоминает дистальный зуб свободного рамуса Acutiramus cummingsi. Хотя P. cobbi основан на скудных ископаемых материалах, известных только по свободному рамусу, он остаётся признанным отдельным видом, поскольку он больше похож на некоторые виды, обнаруженные в Чешской Республике (такие как P. barrandei), чем на другие птериготидные виды, обнаруженные в местности P. cobbi (такие как Acutiramus macrophthalmus). Джон Уильям Солтер отметил, что можно разделить эти виды на подрода, основываясь на морфологии тельсонов. Солтер учредил подрод Pterygotus (Erettopterus) для видов с двулопастным тельсоном. По мере выявления новых различий между видами создавались и другие подроды, такие как Pterygotus (Curviramus) и Pterygotus (Acutiramus), названные в 1935 году на основе особенностей дентикулов (зубцов) хелицер. Первым европтеридом, обнаруженным в Австралии, был Pterygotus australis, окаменелости которого были найдены в слоях мелового возраста Мельбурнской группы формации Даргил. Окаменелости, отнесённые к P. australis, состоят из четырёх фрагментов, составляющих примерно половину сегмента, которые были обнаружены в ходе раскопок под Мельбурном во время строительства новой дренажной системы города в 1899 году. Фрагментарные окаменелости тесно напоминают окаменелости Erettopterus bilobus (классифицированного как вид Pterygotus в то время), что может поставить под сомнение их отнесение к Pterygotus. В 2020 году вид был обозначен как nomen dubium (сомнительный вид) из-за отсутствия достаточного диагностического материала для отделения P. australis от остальных птериготидов. Кьеллесвиг Ваэринг назвал вид P. bolivianus в 1964 году на основе окаменелостей, найденных в отложениях эмсского-эйфелийского (ранне-среднедевонского) возраста в Боливии. Этот вид был первым птериготидом, обнаруженным в Южной Америке, первым девонским птериготидом, найденным в отложениях Южного полушария, и также представляет собой одного из последних известных представителей семейства птериготидов. Образец (PE6173, хранящийся в Чикагском музее естественной истории) включает хорошо сохранившуюся переднюю половину хелицеры и рамуса. Зубы рамуса короткие, широкие и конические, все слегка изогнуты назад. Концевой зуб немного больше, чем следующий за ним зуб, а внутренняя кривизна клешни предполагает, что может присутствовать ещё один зуб, образуя своего рода «двойную зубную комбинацию», которая также присутствует у некоторых других видов, таких как P. lightbodyi, P. impacatus и Erettopterus brodiei. Общая длина окаменелого рамуса составляет 2,35 см, но, вероятно, он составляет лишь около половины полного рамуса. Как и у других видов (и у Pterygotidae в целом), зубы мелкоребристые. Он отличается от всех других видов Pterygotus широкими, но короткими и равномерными зубами, а также отсутствием какого-либо особого развития концевого зуба. После тщательного изучения и обнаружения новых ископаемых свидетельств из Pterygotus были выделены другие роды. P. rhenaniae был классифицирован как часть своего собственного рода Jaekelopterus Чарльзом Д. Уотерстоном в 1964 году. Он считал вид достаточно отличным от других видов Pterygotus из-за якобы сегментированного генитального придатка (признака, который позже был признан ошибочным), его узких и длинных хелицер и слегка направленных вперёд первичных зубов. Другой вид, P. ventricosus, был классифицирован как отдельный род Ciurcopterus в 2007 году О. Эриком Тетли и Дереком Э.Г. Бриггсом, отличающийся в основном общими чертами с более базальными европтериоидами, такими как его придатки, похожие на придатки Slimonia.
Открытия в Европе
Новые ископаемые находки также показали присутствие *Pterygotus* в нескольких европейских странах, где он ранее был неизвестен, и закрепили за ним статус рода с высоким таксономическим разнообразием. *P. barrandei* был описан в 1898 году и представлен ископаемыми останками в отложениях придольского возраста в Чехии. *P. barrandei* очень похож на *P. cobbi*, и предполагается тесная связь между этими двумя видами. Несмотря на множество сходств, между двумя видами есть некоторые различия, наиболее заметные в зубах хелицер свободного рами. Самый крупный зуб свободного рами *P. barrandei* значительно длиннее соответствующего зуба у *P. cobbi*, а зубы свободного рами *P. barrandei* в целом более заметно направлены вперед. Окаменелости *P. barrandei* редки, и находки ограничены несколькими формациями придольского возраста в Богемии. Известные окаменелости включают некоторые неполные хелицеры и метастому. Некоторые дополнительные ископаемые останки были отнесены к этому виду, состоящие из кокс и генитального придатка, но их принадлежность к виду сомнительна. Вид *P. nobilis*, описанный в 1872 году, основан на небольшом и фрагментарном хелицере, найденном на территории современной Чехии. Расположение зубов на этом когте, хотя большинство зубов не сохранилось, было отмечено исследователем Максом Земпером в 1897 году как мало напоминающее расположение зубов у типового вида *Pterygotus*, *P. anglicus*, и, напротив, больше похожее на то, что наблюдается у *P. buffaloensis* и *P. bohemicus*. В настоящее время *P. buffaloensis* считается младшим синонимом *P. bohemicus*, который был переклассифицирован в состав близкородственного рода *Acutiramus*. Другой вид, *P. kopaninensis*, также названный в 1872 году, известен по единственному и неполному фиксированному рами хелицеры (номер образца L1396), найденному в формации Копанина в окрестностях деревни Задни Копанина, расположенной недалеко от Праги. Образец имеет длину 4,3 см и в какой-то момент был отнесен к *Erettopterus* из-за "особенного крючкообразного окончания рами", особенность, которая, как теперь известно, обусловлена наличием остатка свободного рами в окаменелости. Форма и рисунок зубов указывают на то, что отнесение к *Pterygotus* более вероятно. В 1964 году два вида, описанных Кьельсвигом Ваерингом, расширили известный ареал *Pterygotus* до Шотландии (*P. lanarkensis*) и Эстонии (*P. impacatus*), оба относящиеся к людловскому возрасту. Окаменелости птериготидных эвриптерид, характеризующиеся отчетливым чешуйчатым орнаментом, были обнаружены в восточной Канаде еще в 1846 году, когда исследователь Уильям Эдмонд Логан сообщил об обнаружении животного, "сильно напоминающего *Pterygotus problematicus* Мурчисона", в силурийско-девонских отложениях Гаспе, Квебек. Окаменелости, в конечном итоге идентифицированные как относящиеся исключительно к девонскому возрасту, первоначально были предварительно отнесены к *P. atlanticus* (в настоящее время синонимизированному с *P. anglicus*), который был обнаружен в непосредственной близости от ископаемых в Гаспе, поскольку материал *P. atlanticus* был настолько фрагментарным, что было невозможно определить, представляют ли они один и тот же вид. Лорис С. Рассел описал их в 1953 году как принадлежащие к новому виду *P. gaspesiensis*. Джон Уильям Доусон в 1861 году описал новый вид ликоподовых растений, *Selaginites formosus*, основываясь на предполагаемых остатках стеблей и ветвей, найденных в Гаспе. Солтер убедил Доусона в том, что окаменелости *S. formosus* на самом деле являются фрагментарными остатками эвриптерида, что было подтверждено дальнейшими находками. Доусон переклассифицировал его как эвриптерида в 1871 году. Кьельсвиг Ваеринг в 1964 году отнес его к сомнительному виду *Pterygotus*. Хотя позже он был помещен в род *Waeringopterus*, Сэмюэл Дж. Чиурка-младший и О. Эрик Тетли пришли к выводу в 2007 году, что голотип на самом деле не имеет глаз и представляет собой не более чем неполный сегмент тела. Поэтому они считают этот вид *nomen dubium*. *P. carmani* является наиболее часто встречающимся эвриптеридом в нижнедевонских отложениях округа Лукас, штат Огайо. Описанный Эриком Н. Кьельсвигом Ваерингом в 1961 году и названный в честь доктора Дж. Эрнеста Кармана из Университета штата Огайо, первого обнаружившего эвриптерид в местности, где были найдены останки *P. carmani*, *P. carmani* в основном известен по неполным хелицерам и гнатобазам кокс. Наряду с двумя коксами и тремя хелицерами, являющимися частью первоначального описания, известные окаменелости также включают метастому и претельсон. Все эти первоначальные ископаемые образцы были обозначены Кьельсвигом Ваерингом как паратипы при первоначальном описании вида. Типовой образец - неполная хелицера, PE5105, которая хранится в Чикагском музее естественной истории вместе с паратипами. Этот вид можно отличить от других видов *Pterygotus* в основном по особенностям его зубов хелицеры, отличаясь от *P. barrandei* и *P. cobbi* менее развитыми и более толстыми зубами, а также отличным расположением зубов на когте. *P. marylandicus*, из отложений людфордского возраста (поздний силур), известен по фрагментарному и небольшому тельсону из формации Маккензи, штат Мэриленд, впервые описанному Кьельсвигом Ваерингом в 1964 году, который признал его тельсоном *Pterygotus*. Образец (№ 140901 в Национальном музее Соединенных Штатов) очень широкий, 0,75 см, и имеет почти прямую основу с краями, сходящимися кпереди. В отличие от некоторых видов, на тельсоне нет серрей, а шип тупой. Вид очень отличителен, отличаясь от всех других силурийских видов *Pterygotus* формой своего тельсона. Вид *Jaekelopterus*, *J. howelli* из раннего девона, похож по широкой и усеченной форме тельсона, но легко отличается наличием серрей и гораздо более крупным концевым шипом. Сходство в генитальном придатке может означать, что эти три рода являются синонимами друг друга, как это было классифицировано в прошлом (как виды *Pterygotus*). Некоторые различия между ними также были отмечены в хелицерах, хотя хелицеры подвергались сомнению как основание для определения родов эвриптерид, поскольку их морфология зависит от образа жизни и наблюдается изменение в процессе онтогенеза. Морфология тельсона иногда используется в качестве отличительного признака, хотя тельсоны трех производных родов птериготид имеют форму весла (тельсон *Jaekelopterus* треугольный, но может попадать в морфологический диапазон других родов). Для разрешения вопроса о том, являются ли роды синонимами друг друга, необходим всесторонний филогенетический анализ с участием нескольких видов *Acutiramus*, *Pterygotus* и *Jaekelopterus*.
Палеобиология
Морфология хелицеров и острота зрения птериготидных европтерид разделяют их на отдельные экологические группы. Основным методом определения остроты зрения у членистоногих является определение количества линз в их сложных глазах и интеромматидиального угла (сокращенно IOA, обозначающего угол между оптическими осями соседних линз). IOA особенно важен, поскольку его можно использовать для различения различных экологических ролей у членистоногих, будучи низким у современных активных хищников. И Pterygotus anglicus, и Jaekelopterus rhenaniae обладали очень высокой остротой зрения, которую исследователи могли определить, наблюдая низкий IOA и большое количество линз в их сложных глазах. Хелицеры Pterygotus были увеличены, крепки и имели изогнутую свободную ветвь и зубцы различной длины и размера – все это адаптации, соответствующие сильным проникающим и захватывающим способностям у современных скорпионов и ракообразных. Значения IOA для Pterygotus и Jaekelopterus соответствуют значениям современных высокоразвитых и активных хищных членистоногих, что указывает на то, что они представляли собой визуальных и активных хищников. В частности, P. barrandei и P. cobbi встречаются в морских средах, связанных с окаменелостями Acutiramus. P. anglicus известен как из древнего красного песчаника, представляющего собой примеры пресноводных озер и речных систем. Птериготус был более широко распространен, чем Acutiramus, и поэтому многие виды встречаются без ассоциированных представителей Acutiramus, например, британский P. lightbodyi. Единственными известными ископаемыми организмами того же возраста и места, что и P. australis, являются криноиды родов Dendrocrinus и Kooptoonocrinus и офиоуроиды рода Protaster. В отложениях, где был найден голотип P. kopaninensis, сохранились окаменелости многих других животных. Среди них трилобиты, такие как Leonaspis, Raphiophorus и фрагментарный трилобит семейства Harpetidae. Также сохранились двустворчатые, такие как Cardiola, и граптолиты, такие как Monograptus. P. impacatus из Эстонии встречается вместе с родами Erettopterus, Erieopterus, Carcinosoma, Mixopterus, Dolichopterus и Eysyslopterus, а также с цефаласпидоморфными рыбами. P. monroensis жил вместе с Mixopterus, Hughmilleria, Eurypterus и Carcinosoma. P. nobilis жил вместе с представителями Acutiramus, Erettopterus и Eusarcana, а также с разнообразной фауной конодонтов, гастроподов, головоногих моллюсков, стракодонтов, малакострак, трилобитов и двустворчатых, и хрящевыми рыбами Onchus. В девонском древнем красном песчанике Шотландии окаменелости P. anglicus встречаются вместе с широким спектром различных европтерид, включая Erieopterus, Pagea, Tarsopterella и Stylonurus, а также акантодиевыми рыбами Ischnacanthus и Mesacanthus, акулой Climatius и остеострациевой рыбой Cephalaspis. Пять видов Pterygotus были обнаружены в отложениях силурийского возраста в Уэльшском пограничном районе: P. ludensis, P. arcuatus, P. grandidentatus, P. lightbodyi и P. denticulatus. Уэльшский пограничный район сохранил одну из наиболее обширных известных фаун европтерид, точные роды и виды которой зависят от конкретного времени. P. grandidentatus венлокского возраста встречался вместе с Mixopterus, P. arcuatus среднего людловского возраста – вместе с Salteropterus, Erettopterus и Carcinosoma, в то время как P. lightbodyi и P. denticulatus были современниками друг друга и видов родов Erettopterus и Carcinosoma. P. ludensis даунтонского возраста встречался вместе с разнообразным набором европтерид, состоящим из Carcinosoma, Dolichopterus, Erettopterus, Hughmilleria, Parahughmilleria, Eurypterus, Nanahughmilleria, Marsupipterus, Stylonurus, Tarsopterella, Slimonia и Salteropterus. Сомнительный P. taurinus из Англии был найден в отложениях, которые также дали остатки Erettopterus, а также различные рыбы, такие как акантодии, телодонтиформы и цефаласпидоморфы Hemicyclaspis и Thyestes. В некоторых случаях Pterygotus является единственным известным европтеридом в своей среде обитания. P. bolivianus был обнаружен только в сочетании с трилобитами рода Metacryphaeus в своей типовой местности. P. gaspesiensis из Канады был найден в среде обитания разнообразных двустворчатых и брюхоногих моллюсков, а также трилобита Phacops и малакострака Tropidocaris, но других известных европтерид не обнаружено.