Введение

Гибертоптер (Hibbertopterus) — род европтирид, группа вымерших водных членистоногих. Окаменелости Hibbertopterus были обнаружены в отложениях, датируемых от девонского периода в Бельгии, Шотландии и Соединенных Штатах до карбона в Шотландии, Ирландии, Чехии и Южной Африке. Типовой вид, H. scouleri, был впервые описан Сэмюэлем Хиббертом в 1836 году как вид, относящийся к значительно отличающемуся роду Eurypterus. Родовое название Hibbertopterus, предложенное более чем столетием спустя, объединяет его имя и греческое слово πτερόν (птерон), означающее «крыло». Hibbertopterus был крупнейшим европтиридом в подпорядке стилонурин, при этом самые крупные ископаемые экземпляры указывают на то, что H. scouleri мог достигать длины около 180–200 сантиметров (5,9–6,6 футов). Хотя это значительно меньше, чем у крупнейшего из известных европтирид, Jaekelopterus, который достигал длины около , Hibbertopterus, вероятно, был самым тяжелым из-за своего широкого и компактного тела. Кроме того, следы передвижения указывают на то, что южноафриканский вид H. wittebergensis мог достигать длины, сопоставимой с Jaekelopterus. Как и многие другие стилонуриновые европтириды, Hibbertopterus питался методом, известным как «подметание». Он использовал свои специализированные направленные вперед придатки (конечности), оснащенные несколькими шипами, чтобы прочесывать субстрат среды обитания в поисках мелких беспозвоночных, которыми он питался, и затем направлял их ко рту. Способность европтирид к наземному передвижению долгое время оставалась гипотезой, но была окончательно доказана благодаря обнаружению окаменелого следа, оставленного Hibbertopterus в Шотландии. След показал, что животное размером около медленно передвигалось по суше, волоча за собой свой тельсон (последний сегмент тела). Механизм, позволявший Hibbertopterus выживать на суше, даже ненадолго, остается неизвестным, но это могло быть возможно благодаря способности его жабр функционировать на воздухе, пока они были влажными, или благодаря наличию у животного двойной дыхательной системы, существование которой предполагается, по крайней мере, у некоторых европтирид. Хотя иногда, и часто в историческом контексте, Cyrtoctenus и Dunsopterus, относящиеся к гибертоптеридным европтиридам, рассматривались как отдельные роды, предполагается, что они представляют собой взрослые онтогенетические стадии Hibbertopterus. Характеристики окаменелостей, связанных с этими родами, указывают на то, что стратегия питания Hibbertopterus значительно менялась в течение его жизни: от более простых органов для просеивания субстрата у молодых особей до специализированных гребневидных органов, способных захватывать добычу (а не просто направлять ее ко рту) у взрослых особей.

Описание

Как и другие известные хибертоптериды, Hibbertopterus был крупным, широкотелым и тяжелым животным. Это был самый крупный из известных эвриптеридов подряда Stylonurina, включающего тех эвриптеридов, у которых отсутствовали плавательные лопасти. Карапакс (часть экзоскелета, покрывавшая голову), относящаяся к виду H. scouleri из карбона Шотландии, имеет ширину в [указать ширину]. Поскольку Hibbertopterus был необычно широким по отношению к своей длине для эвриптерида, рассматриваемое животное, вероятно, достигало длины около 180–200 сантиметров (5,9–6,6 футов). Несмотря на то, что существовали эвриптериды большей длины (такие как Jaekelopterus и Carcinosoma), Hibbertopterus был очень глубокотелым и компактным по сравнению с другими эвриптеридами, и масса рассматриваемого экземпляра, вероятно, соперничала с массой других гигантских эвриптеридов (и других гигантских членистоногих), если не превосходила её. Помимо находок крупных экземпляров, ископаемые следы, приписываемые виду H. wittebergensis из Южной Африки, указывают на животное длиной около [указать длину] (такой же размер, как у самого большого известного эвриптерида, Jaekelopterus), хотя самые крупные известные ископаемые экземпляры этого вида, по-видимому, достигали длины лишь в [указать длину].

Передние придатки (конечности) Hibbertopterus (пары 2, 3 и 4) были специализированы для сбора пищи. Дистальные подомеры (сегменты ног) этих трех пар конечностей были покрыты длинными шипами, а концы каждой конечности – органами чувств. Эти адаптации позволяют предположить, что Hibbertopterus, как и другие хибертоптериды, питался методом, известным как «подметающее кормление», используя свои конечности для просеивания субстрата в поисках пищи. Четвёртая пара придатка, хотя и использовалась в кормлении, как и вторая и третья пары, также применялась для передвижения, а две последние пары ног (пятая и шестая пары) служили исключительно для локомоции. Таким образом, Hibbertopterus использовал шестиногую походку. Hibbertopterus определяется на основе ряда определенных характеристик. Тельсон (задний отдел тела) был стреловидным (например, в форме гладиуса, римского меча) и имел киль, проходящий по середине, который, в свою очередь, имел небольшое углубление в центре. Ходильные ноги Hibbertopterus имели выросты у основания и не имели продольных задних борозд во всех своих подомерах (сегментах ног). Считается, что некоторые из этих характеристик, в частности форма тельсона, были общими для других хибертоптеридов, которые сохранились хуже, чем сам Hibbertopterus. Размер и временные диапазоны соответствуют исследованию этих видов, проведённому в 2009 году немецкими палеонтологами Джейсоном А. Данлопом и Дениз Джекель, а также британским палеонтологом Дэвидом Пенни. Описатели, норвежский палеонтолог Лейф Стёрмер и британский палеонтолог Чарльз Д. Уотерстон, не считали эти виды эвриптеридами, хотя какого-либо уточнённого диагноза не было опубликовано.

Вид | Автор | Год | Статус | Длина | Временной диапазон | Примечания и описание
------- | -------- | -------- | -------- | -------- | -------- | --------
Hibbertopterus caledonicus | Salter | 1863 | Valid? | | Viséan (Carboniferous) | Изолированный рахис, найденный в Шотландии. H. caledonicus отличается длинными нитями (длиннее, чем у H. peachi) второй пары придатка и наличием небольших конусообразных фулкр (поддерживающих тканей) вдоль конечностей.
Hibbertopterus hibernicus | Baily | 1872 | Неопределён? | | Tournaisian (Carboniferous) | Единственный известный образец, обнаруженный в Ирландии, вероятно, утерян и первоначально был отнесён к Pterygotus. В 1964 году он был отнесён к Hibbertopterus без объяснения причин.
Hibbertopterus peachi | | | | | Viséan (Carboniferous) | Изолированный рахис, найденный в Шотландии. Отличительными особенностями H. peachi являются большое количество нитей на первой паре придатка и более длинные нити на второй паре придатка, которые также имеют крупные фулкры.
Hibbertopterus wrightianus | Dawson | 1881 | Неопределён | 120 см | Famennian (Devonian) | Изолированные подомеры просомального придатка были обнаружены в Соединённых Штатах. Ископаемый материал H. wrightianus слишком ограничен, чтобы уверенно установить какие-либо отличительные признаки, но отмечается его сходство с H. stevensoni.

История исследований

В 1831 году шотландский натуралист Джон Скулер описал останки, состоящие из массивной и необычной просомы (головы) и нескольких тергитов (сегментов с задней части животного), большого и странного членистоногого, обнаруженные в отложениях Шотландии нижнекаменноугольного возраста, но не присвоил название окаменелости. По результатам исследования Скулера, окаменелости представляют собой второго европтирида, который был научно изучен, всего через шесть лет после описания самого Eurypterus в 1825 году. Пять лет спустя, в 1836 году, британский геолог Сэмюэл Гибберт переописал те же ископаемые образцы, дав им название Eurypterus scouleri. Род европтирид Glyptoscorpius был назван британским геологом Беном Пичем, который также назвал вид G. perornatus (позже исследователи рассматривали его как типовой вид Glyptoscorpius, хотя первоначально он не был обозначен как таковой) в 1882 году. Род был основан на G. perornatus и фрагментарных видах G. caledonicus, ранее описанных как растение Cycadites caledonicus английским палеонтологом Джоном Уильямом Салтером в 1863 году. Это обозначение было подкреплено новыми ископаемыми фрагментами, обнаруженными в Комсдонском ручье, которые Пич отнес к Glyptoscorpius caledonicus. В 1887 году Пич описал G. minutisculptus из Маунт-Вернона, Глазго, и G. kidstoni из Радстока в Сомерсете. Glyptoscorpius Пича является весьма проблематичным; некоторые диагностические признаки, использованные при его описании, либо сомнительны, либо совершенно бессмысленны. Например, первоначальное описание было основано на G. caledonicus и G. perornatus, но поскольку части тела, сохранившиеся в описанных окаменелостях, не полностью совпадают, невозможно сказать, применимы ли диагностические признаки Пича к двум первоначальным видам. Хотя не было указано причин, Pterygotus hibernicus (вид, описанный из Ирландии британским палеонтологом Уильямом Хельером Бейли в 1872 году) был переотнесен к Hibbertopterus американским палеонтологом Эриком Н. Кьельсвигом Ваерингом в 1964 году в рамках более широкого пересмотра различных видов, отнесенных к семейству Pterygotidae. Кьельсвиг Ваеринг сохранил P. dicki в составе Pterygotus. Шотландские палеонтологи Лайалл И. Андерсон и Найджел Х. Тревин и немецкий палеонтолог Джейсон А. Данлоп отметили в 2000 году, что принятие Кьельсвигом Вэрингом первоначального обозначения Pterygotus dicki было "обременительным", поскольку оно основано на весьма фрагментарном материале. Они отметили, что, как и многие другие виды птериготидов, P. dicki представлял собой еще одно название, примененное к некоторым разрозненным сегментам, что они считали "таксономически несостоятельным". Хотя они предположили, что для определения действительности таксона необходимы дальнейшие исследования, они отметили, что наличие бахромы на сегментах, образованных их орнаментацией, отсутствовало у всех других видов Pterygotus, но "поразительно похоже" на то, что присутствовало у Cyrtoctenus. Тот факт, что Glyptoscorpius был сомнительным, и что его типовой вид, G. perornatus (и другие виды, такие как G. kidstoni), недавно были отнесены к роду Adelophthalmus, побудил норвежского палеонтолога Лейфа Стермера и британского палеонтолога Чарльза Д. Уотерстона в 1968 году пересмотреть различные виды, которые были отнесены к нему. Поскольку G. perornatus был типовым видом Glyptoscorpius, сам род стал синонимом Adelophthalmus. В том же году вид G. minutisculptus был определен как типовой вид отдельного рода европтирид, Vernonopterus. Стермер и Уотерстон пришли к выводу, что вид Glyptoscorpius G. caledonicus должен был стать частью нового рода, который они назвали Cyrtoctenus (название происходит от греческого Cyrtoctenos, изогнутого гребня), и они назвали новый вид, C. peachi (названный в честь Бена Пича), его типовым видом. Оба этих вида были основаны на фрагментарных ископаемых останках. Кроме того, вид G. stevensoni, названный в 1936 году, был отнесен к новому роду Dunsopterus. Ключевым диагностическим признаком Cyrtoctenus были его гребневидные первые придатки. Особенности Campylocephalus и Vernonopterus ясно показывают, что оба рода представляют гибертоптеридных европтирид, но неполнота всех ископаемых образцов, относящихся к ним, затрудняет дальнейшее изучение точных филогенетических отношений в пределах Hibbertopteridae. Оба рода могут даже представлять собой синонимы самого Hibbertopterus, хотя крайне неполный характер их останков снова делает эту гипотезу невозможным для подтверждения.

Cyrtoctenus и Dunsopterus

Многие анализы и обзоры рассматривают десять видов, отнесенных к Hibbertopterus, как составляющие три отдельных, но тесно связанных рода гибертоптерид. В таких классификациях Hibbertopterus обычно ограничивается видами H. scouleri и H. hibernicus, при этом вид H. stevensoni является типовым и единственным видом рода Dunsopterus, а виды H. caledonicus, H. dewalquei, H. dicki, H. ostraviensis, H. peachi и H. wittebergensis относят к роду Cyrtoctenus (где H. peachi является типовым видом). Объединение Hibbertopterus с Cyrtoctenus и Dunsopterus также могло бы объяснить, почему более мелкие экземпляры Hibbertopterus более полные, чем известные ископаемые останки Cyrtoctenus, которые часто фрагментарны. В таком случае большинство экземпляров Hibbertopterus представляли бы линьки, а экземпляры Cyrtoctenus – фактические останки погибших особей, подверженные воздействию падальщиков. Однако исследование 2023 года, описывающее новый вид H. lamsdelli, показало, что Dunsopterus и Vernonopterus следует считать синонимами Hibbertopterus, в то время как Cyrtoctenus отличается от него.

Палеоэкология

Гибертоптериды, такие как Hibbertopterus, были кормильцами-просеивателями, имевшими модифицированные шипы на направленных вперед просомальных придатках, позволявшие им прочесывать субстрат своей среды обитания. Хотя просеивание использовалось как стратегия многими родами в Stylonurina, оно было наиболее развито у гибертоптерид, которые имели лезвия на второй, третьей и четвертой паре придатков. Этот способ питания весьма схож с фильтрационным кормлением. Это привело некоторых исследователей к предположению, что Hibbertopterus был пелагическим животным, подобно современным фильтрующим ракообразным, однако крепкое и массивное телосложение рода (в отличие от современных фильтрующих ракообразных, которые обычно очень малы) делает такой вывод маловероятным. Окаменелый след, обнаруженный недалеко от Сент-Эндрюса в Файфе, Шотландия, показывает, что Hibbertopterus был способен хотя бы к ограниченному наземному передвижению. Найденный след имел длину около и ширину , и указывает на то, что европиптид, оставивший его, был длиной, что соответствует другим гигантским размерам, приписываемым Hibbertopterus. Следы указывают на неуклюжую, рывками и волочащуюся походку. Шрамы в форме полумесяца были оставлены наружными конечностями, внутренние отметины – килевидным брюхом, а тельсон прорезал центральную борозду. Медленное продвижение и волочение хвоста указывают на то, что животное, оставившее следы, выходило из воды. Наличие наземных следов указывает на то, что Hibbertopterus мог выживать на суше хотя бы непродолжительное время, возможно, благодаря вероятности того, что их жабры могли функционировать на воздухе, пока они оставались влажными. В долине Мидленд в Шотландии, в 27 километрах к западу от Эдинбурга, в карьерах Ист-Кирктон находятся отложения, которые когда-то были пресноводным озером рядом с вулканом. В этой местности сохранилась разнообразная фауна визейского возраста карбона (около 335 миллионов лет назад). Помимо H. scouleri, фауна включает в себя несколько наземных животных, таких как антракозавры, айстоподы, бафетиды и темноспондилы, представляющие одних из самых древних известных наземных тетрапод. Из этой местности также известны несколько наземных беспозвоночных, в том числе несколько видов многоножек, Gigantoscorpio (один из самых ранних скорпионов, доказанно обитавших на суше) и ранние представители Opiliones. На этом месте также сохранилась обильная растительность, включая роды Lepidodendron, Lepidophloios, Stigmaria и Sphenopteris. Местные жители дали странным окаменелым панцирям H. scouleri общее название "Scouler's heids" ("heid" на шотландском означает "голова"). Формация Ваайпорт, где был обнаружен H. wittebergensis, также сохранила разнообразную карбоновую фауну и некоторые виды растений. Считается, что это было большое и открытое пресноводное или солоноватое озеро, возможно, подвергавшееся случайному воздействию штормов и ледниковых процессов. Наиболее часто встречающиеся ископаемые останки – это различные виды рыб. Среди них – палеонискоиды, акулы и акантодианцы. Хотя материал акул слишком фрагментирован для идентификации, по крайней мере некоторые окаменелости могут представлять останки протакродонтоидов. Среди акантодианцев по окаменелым чешуям и шипам были идентифицированы по крайней мере три рода, включая производный климатииформ Gyracanthides. Среди палеонискоидов было выделено восемь различных родов. Несколько из этих родов палеонискоидов также встречаются в отложениях аналогичного возраста в Шотландии. Помимо H. wittebergensis, единственными известными беспозвоночными являются два редких вида двустворчатых, возможно, представляющих унионид. Окаменелости растений в формации Ваайпорт заметно менее разнообразны, чем в предыдущие эпохи в том же месте, возможно, из-за климатических причин. Среди присутствующих родов – распространенный Praeramunculus (возможно, представляющий прогимносперму) и Archaeosigillaria (небольшой тип ликопода).