Эволюция формы и функции раковины головоногих моллюсков подкласса Coleoidea

На первый взгляд, идея о происхождении вампиропод от древних представителей сепиоидной ветви кажется экстравагантной и фантастичной. Уж очень отличаются между собой современные представители этих двух весьма многочисленных групп, каждая из которых имеет свой характерный «экологический облик». Однако привлечение данных по морфологии раковины позволяет достаточно уверенно говорить о филогенетической близости современных вампиротеутид и юрских теудопсид. Кроме того, происхождение вампиропод от древних бесфрагмоконных сепиоидей объясняет ряд сходств современных вампиропод и некоторых представителей сепиоидного ствола: срастание переднего дорсального края мантии с головой; широкое расположение звездчатых ганглиев; редукция проостракума, наличие вентрального аддуктора; субтерминальное положение раковины, обусловленное задним выпячиванием мантии.

12. Заключение: система и филогения подкласса Coleoidea

Изложенная в главе XI точка зрения на эволюцию и филогению колеоидей предполагает соответствующее изменение их системы. Поскольку признаки строения раковины можно проследить и у современных, и у ископаемых моллюсков, предлагаемая новая система объединяет ранее разрозненные системы вымерших и рецентных форм. Новые таксоны сопровождаются диагнозами. Система подкласса Coleoidea, построенная с учетом строения их раковины, имеет следующий вид:

Подкласс Coleoidea Bather, 1888

Надотряд Belemnoidea Hyatt, 1884 (?девон; карбон - мел)

Отряд Aulacocerida Stolley, 1919 (?девон; карбон - юра)

(сем. Hematitidae, Boletzkyidae, Aulacoceratidae, Mutveiconidae, Dictyoconidae, Palaeobelemnopsidae, Xiphoteuthidae, Chitinoteuthidae)

Отряд Belemnitida Zittel, 1895 (юра - мел)

(сем. Passaloteuthidae, Salpingoteuthidae, Hastitidae, Cylindroteuthidae, Oxyteuthidae, Belemnopseidae, Dicoelitidae, Pseudodicoelitidae, Duvaliidae, Belemnitellidae, Dimitobelidae, Belemnotheutidae, Diplobelidae)

Отряд Phragmoteuthida Jeletzky, 1965 (пермь - юра)

(cем. Phragmoteuthidae, Donovaniconidae)

Надотряд Spiruloidea superordo nov. (мел - настоящее время)

Отряд Spirulida Haeckel, 1896 (мел - настоящее время)

(сем. Adygeyidae, Groenlandibelidae, Vasseuridae, Belemnoseidae, Belopteridae, Spirulirostridae, Spirulidae)

Отряд Chiroteuthida ordo nov. (настоящее время)

(сем. Chiroteuthidae, Mastigoteuthidae, Joubiniteuthidae, Batoteuthidae, Magnapinnidae, Promachoteuthidae)

Надотряд Sepioidea superordo nov. (юра - настоящее время)

Отряд Sepiida Zittel, 1895 (юра - настоящее время)

(сем. Trachiteuthidae, Belosepiellidae, Belosepiidae, Sepiidae)

Отряд Sepiolida Keferstein, 1866 (юра - настоящее время)

(сем. Muensterellidae, Sepiolidae, Sepiadariidae, Idiosepiidae)

Отряд Loliginida ordo nov. (юра - настоящее время)

(сем. Teudopsidae, Palaeololiginidae, Loliginidae, Pickfordiateuthidae, Australiteuthidae, Chtenopterygidae, Bathyteuthidae)

Надотряд Teuthoidea superordo nov. (поздний триас - наст. время)

Отряд Loligosepiida Jeletzky, 1965 (поздний триас - наст. время)

(сем. Loligosepiidae, Geopeltidae, Lioteuthidae, Thysanoteuthidae)

Отряд Ommastrephida ordo nov. (юра - настоящее время)

(сем. Plesioteuthidae, Ommastrephidae)

Отряд CRANCHIIDA ordo nov. (юра - настоящее время)

(сем. Mastigophoridae, Cranchiidae)

Отряд ONYCHOTEUTHIDA ordo nov. (поздняя юра - наст. время)

(сем. Leptoteuthidae, Eoteuthoidae, Onychoteuthidae, Architeuthidae, Gonatidae, Neoteuthidae, Lycoteuthidae, Enoploteuthidae, Ancistrocheiridae, Pyroteuthidae, Psychroteuthidae, Histioteuthidae, Lepidoteuthidae, Brachioteuthidae, Pholidoteuthidae, Octopoteuthidae, Cycloteuthidae)

Надотряд Vampyropoda Boletzky, 1992 (мел - настоящее время)

Отряд Vampyroteuthida Jeletzky, 1965 (настоящее время)

(сем. Vampyroteuthidae)

Отряд Octopoda Leach, 1817 (мел-настоящее время)

Подотряд Cirrata Grimpe, 1916 (настоящее время)

(сем. Opisthoteuthidae, Stauroteuthidae, Cirroteuthidae)

Подотряд Incirrata Grimpe, 1916 (мел - настоящее время)

(сем. Palaeoctopodidae, Octopodidae, Amphitretidae, Alloposidae, Tremoctopodidae, Ocythoidae, Argonautidae, Bolitaenidae, Vitreledonellidae)

Пути эволюции и филогения колеоидей. Сравнительный анализ раковин ископаемых и рецентных Coleoidea позволяет сделать вывод о том, что современная фауна внутрираковинных головоногих представлена потомками четырех филогенетических ветвей: спирулоидной, сепиоидной, теутоидной и вампироподной. Пятая ветвь - белемнитиды - появилась на рубеже триаса и юры, пережила период расцвета в юре - мелу и полностью вымерла на рубеже мела и кайнозоя. Все филогенетические ветви колеоидей имеют общий корень (пермско-триасовые Aulacocerida), но разошлись на ранних этапах эволюции подкласса.

Анализ эволюции и филогении подкласса Coleoidea показывает, что гладиус - внутренняя декальцинированная раковина без фрагмокона - появлялся неоднократно и независимо во всех четырех эволюционных ветвях колеоидей: спирулоидной, сепиоидной, теутоидной и вампироподной. Можно сказать, что колеоидей «создавали» гладиус каждый раз, когда в этом появлялась потребность. Из этого заключения неизбежно следует другой важный вывод: «кальмары» в их современном понимании являются не систематической, а экологической категорией, не таксоном, а жизненной формой. Бесфрагмоконные колеоидеи, объединяемые в настоящее время в отряд Teuthida, Naef, 1916, представляют собой полифилетическую группу, включающую потомков теутоидной, сепиоидной и спирулоидной ветвей. Логическим выводом из этого является разделение нынешнего отряда Teuthida на три таксона отрядного уровня и отнесение их к различным надотрядам в новой системе Coleoidea.

Подводя итог анализу эволюции формы и функции раковины в подклассе Coleoidea, нельзя не отметить важную деталь: эволюция локомоторного аппарата Coleoidea повторяла в основных чертах принципиальные морфофункциональные решения, реализованные в эволюции локомоторного аппарата примитивных бесчелюстных панцирных хордовых, предков рыб. Однако у колеоидей она проходила на основе принципиально иного - моллюскового - плана строения. Параллелизм в эволюции колеоидей и примитивных позвоночных выразился в следующем:

1) и у колеоидей, и у примитивных рыб сформировался внутренний продольный опорный элемент, соразмерный с длиной тела: гладиус и нотохорд, соответственно;

2) в обеих группах вокруг продольного опорного элемента развился внутренний хрящевой скелет, обеспечивающий прикрепление мышц локомоторного аппарата и защиты головного мозга;

3) на основе этого опорного комплекса сформировались органы локомоции, использующие ундуляционный способ движения: мускулистые плавники у колеоидей; хвостовой плавник - у примитивных позвоночных;

4) формирование внутреннего скелета сопровождалось редукцией скелета наружного: у головоногих это выражалось в трансформации наружной раковины во внутреннюю; у примитивных позвоночных - в редукции обширного внешнего костного панциря, имевшегося у примитивных остракодерм (Pteraspidomorphi, Galeaspida и др.).

К принципиальным отличиям головоногих и рыб, обусловленным различиями в исходных планах строения, относятся:

1) мономерное строение локомоторной мускулатуры головоногих и метамерное у рыб;

2) различные исходные способы движения: реактивный у головоногих; ундуляционный - у рыб.

Выводы

1. Проостракум - опорный элемент мантийно-вороночного комплекса и плавников - является важнейшим эволюционным приобретением внутрираковинных головоногих моллюсков. В линиях, утративших фрагмокон, проостракум стал основным структурным элементом раковины, и ее дальнейшая эволюция шла главным образом как эволюция проостракума.

2. У колеоидей имеются два типа зон контакта мышц с раковиной: первичные, унаследованные от наружнораковинных предков, и вторичные, появившиеся после погружения раковины внутрь тела. Первичные контакты - непосредственное прирастание мышц-ретракторов к раковине - весьма консервативны. Напротив, вторичные контакты - опосредованное взаимодействие мышц и раковины через раковинный мешок - очень разнообразны, но всегда осуществляются с участием хряща.

3. Мускулы-ретракторы современных головоногих моллюсков - медиальные и латеральные сегменты ретракторов головы, ретракторы воронки, затылочные ретракторы у Nautilus - происходят от дорсо-вентральных мускулов примитивных моллюсков.

4. Современная фауна внутрираковинных головоногих моллюсков представлена потомками четырех эволюционных ветвей: спирулоидной, сепиоидной, теутоидной и вампироподной. Представители разных ветвей различаются строением проостракума и фрагмокона (в случае редукции последнего - строением конотеки).

5. Во всех эволюционных ветвях подкласса Coleoidea прослеживается тенденция к редукции раковины, проходящая через этапы утраты фрагмокона, превращения раковины в декальцинированный гладиус, а в некоторых линиях - и утраты самого гладиуса. Окончательная потеря раковины происходит у бентосных (Incirrata, Sepiida) или планктонных форм (некоторые Incirrata, Sepiolida, Cranchiidae) и сопровождается потерей способности к гидрореактивному движению. Потеря раковины у колеоидей не влекла за собой изменения плана строения, который у безраковинных форм остался таким же, как у близкородственных форм с раковиной.

6. Разработана новая система подкласса Coleoidea, включающая как современных, так и ископаемых представителей этого подкласса.

Список основных публикаций по теме диссертации

1. Филиппова Ю.А., Бизиков В.А., 1983. Систематическое значение скелетов современных кальмаров. Тезисы докл. Всес. Конференции: «Систематика и экология головоногих моллюсков». Ленинград: изд. ЗИН АН СССР, с. 45-46.

2. Алексеев Д.О., Бизиков В.А. 1986. Некоторые аспекты биологии и экологии командорского кальмара Berryteuthis magister (Gonatidae) в районе острова Симушир в январе 1985 г. Ресурсы и перспективы использования кальмаров Мирового океана. Изд-во ВНИРО: с.50-57.

3. Алексеев Д.О., Бизиков В.А., Хромов Д.Н. 1986. Подводные наблюдения за командорским кальмаром. Тезисы докл. IV Всесоюзной конф. по промысловым беспозвоночным. Ч.1. М., изд-во ВНИРО: с.126-127.

4. Бизиков В.А. 1987. Рекомендации по развитию промысла командорского кальмара в северо-западной части Тихого океана и состояние его запасов. М., изд-во ВНИРО, - 15с.

5. Бизиков В.А. 1987. Новые данные о строении гладиуса кальмаров. Зоологический журнал, т. LXVI, вып.2: с.177-184.

6. Бизиков В.А. 1987. Морфо-функциональные аспекты строения гладиуса кальмаров. Тезисы докладов VIII Всес. совещания: Моллюски: результаты и перспективы их исследований: Тезисы докл. - Ленинград: «Наука»: с. 214-215.

7. Алексеев Д.О., В.А. Бизиков и Д.Н. Хромов. 1987. Эволюция раковины в подклассе Coleoidea (Cephalopoda). Тезисы докладов VIII Всес. совещания: Моллюски: результаты и перспективы их исследований: Тезисы докл. - Ленинград: «Наука»: с. 52-53.

8. Алексеев Д.О., Бизиков В.А., Хромов Д.Н. и Помозов А.А. 1989. Подводные наблюдения за поведением и распределением командорского кальмара и других головоногих моллюсков северной части Тихого океана. Подводные исследование в биоокеанологических и рыбохозяйственных целях: Сб. науч. трудов. - М.: изд-во ВНИРО: с.66-77.

9. Бизиков В.А. 1990. Новый метод изучения индивидуального роста кальмаров. Авторское свидетельство № 1565440(51)5 А 01 К 61 00. Бюлл. «Открытия и изобретения». №19: с.25.

10. Алексеев Д.О., Бизиков В.А. 1990. Эволюция хитиновых структур (гладиусов и роговых присосок) в семействе Loliginidae (Cephalopoda). Тез. докл. на V Всес. конф. по промысловым беспозвоночным. - М.: изд-во ВНИРО - с.77-78.

11. Bizikov V.A. 1991. A new method of squid age determination using the gladius. In: Jereb,P., Ragonese,S. and Boletzky,S. (eds), Squid age determination using statoliths. N.T.R.-I.T.T.P. Special publications №1. Mazara del Vallo, Italy, pp. 39-51.

12. Arkhipkin A.I., Bizikov V.A. 1991. Comparative analysis of age estimates using statolith and gladius in squids. In: Jereb,P., Ragonese,S. and Boletzky,S. (eds), Squid age determination using statoliths. N.T.R.-I.T.T.P. Special publications №1. Mazara del Vallo, Italy, pp.19-33.

13. Jackson, G.D., Arkhipkin A.I., Bizikov V.A., and Hanlon R.T. 1993. Laboratory and field corroboration of age and growth from statoliths and gladii of the loliginid squid Sepioteuthis lessoniana (Mollusca; Cephalopoda). In: Okutani T., O'Dor, R.K. and Kubodera T. (eds.), Recent Advances in Cephalopod Fisheries Biology (Tokai University Press, Tokyo), pp. 189-199.

Bizikov V.A. 1995. Growth of Sthenoteuthis oualaniensis, using a new method based on gladius microstructure. ICES mar. Scientific Symposium. - №199, pp.445-458.

14. Бизиков В.А. 1996. Атлас морфологии и анатомии гладиуса кальмаров. - М. Изд-во ВНИРО, - 248 с.

15. Бизиков В.А. 1996. Размерно-половой состав уловов командорского кальмара Berryteuthis magister (Oegopsida; Cephalopoda) в северо-западной части Берингова моря в 1995 г. В кн.: Елизаров А.А. (ред.) «Промысловые аспекты биологии командорского кальмара и рыб склоновых сообществ в западной части Берингова моря». - М.: изд-во ВНИРО: с. 43-74.

16. Бизиков В.А. 1996. Межгодовая изменчивость размерно-полового состава командорского кальмара в северо-западной части Берингова моря в 1993-1995 гг. В кн.: Елизаров А.А. (ред.) «Промысловые аспекты биологии командорского кальмара и рыб склоновых сообществ в западной части Берингова моря». - М.: изд-во ВНИРО: с. 74-81.

17. Бизиков В.А. 1996. Распределение и запас командорского кальмара в северо-западной части Берингова моря. В кн.: Елизаров А.А. (ред.) «Промысловые аспекты биологии командорского кальмара и рыб склоновых сообществ в западной части Берингова моря». - М.: изд-во ВНИРО: с. 82-86.

18. Бизиков В.А., Архипкин А.И. 1996. Возрастная структура молоди командорского кальмара в северо-западной части Берингова моря. В кн.: Елизаров А.А. (ред.) «Промысловые аспекты биологии командорского кальмара и рыб склоновых сообществ в западной части Берингова моря». - М.: изд-во ВНИРО: с. 96-101.

19. Бизиков В.А., Архипкин А.И. 1996. Структура запаса командорского кальмара и её сезонная динамика в северо-западной части Берингова моря. В кн.: Елизаров А.А. (ред.) «Промысловые аспекты биологии командорского кальмара и рыб склоновых сообществ в западной части Берингова моря». - М.: изд-во ВНИРО: с. 142-143.

20. Бизиков В.А. 1996. Сезонная и межгодовая изменчивость размерно-половой и возрастной структуры уловов командорского кальмара в северо-западной части Берингова моря. В кн.: Елизаров А.А. (ред.) «Промысловые аспекты биологии командорского кальмара и рыб склоновых сообществ в западной части Берингова моря». - М.: изд-во ВНИРО: с. 144-145.

21. Бизиков В.А., Архипкин А.И., Верхунов А.В. 1996. Размерно-возрастная структура, вертикальное распределение и возможные пути миграции молоди командорского кальмара в северо-западной части Берингова моря. В кн.: Елизаров А.А. (ред.) «Промысловые аспекты биологии командорского кальмара и рыб склоновых сообществ в западной части Берингова моря». - М.: изд-во ВНИРО: с. 145-148.

22. Бизиков В.А. 1996. Межгодовые изменения в распределении и численности командорского кальмара в северо-западной части Берингова моря. В кн.: Елизаров А.А. (ред.) «Промысловые аспекты биологии командорского кальмара и рыб склоновых сообществ в западной части Берингова моря». - М.: изд-во ВНИРО: с. 148-150.

23. Бизиков В.А., Архипкин А.И., 1996. Распределение, структура запаса и перспективы промысла командорского кальмара. Рыбное хозяйство. №1: с. 42-45.

24. Arkhipkin, A.I., Bizikov, V.A., Krylov, V.V. and Nesis, K.N., 1996. Distribution, stock structure, and growth of the squid Berryteuthis magister (Berry, 1913) (Cephalopoda, Gonatidae) during summer and fall in the western Bering Sea. Fishery Bulletin, U.S., 94 (1), pp. 1-30.

25. Arkhipkin A.I., Bizikov V.A. 1996. Possible imitation of jellyfish by the squid paralarvae of the family Gonatidae (Cephalopoda, Oegopsida). Polar Biology. 16, pp. 531-534.

26. V.A. Bizikov, A.I. Arkhipkin. 1997. Morphology and microstructure of the gladius and statolith from the boreal Pacific giant squid Moroteuthis robusta (Oegopsida; Onychoteuthidae). Journal of Zoology, London. 241: 475-492.

27. Филиппова Ю.А., Д.О. Алексеев, В.А. Бизиков и Д.Н. Хромов. 1997. Справочник-определитель промысловых и массовых головоногих моллюсков Мирового океана. - М. Изд-во ВНИРО. - 272 с.

28. A.I. Arkhipkin, V.A. Bizikov., 1997. Statolith shape and microstructure in studies of systematics, age and growth in planctonic paralarvae of gonatid squids (Cephalopoda, Oegopsida) from the western Bering Sea. - Journal of Plancton Research 19, pp. 1993-2030.

29. A.I. Arkhipkin, V.A. Bizikov, A.V. Verkhunov. 1998. Distribution and growth in juveniles of the squid Berryteuthis magister (Cephalopoda; Gonatidae) in the western Bering Sea. - Sarsia 83, pp. 45-54.

30. Бизиков В.А., Филиппова Ю.А., 1999. Российский промысел головоногих моллюсков имеет шансы на возрождение. Рыбное хозяйство. №1: с. 32-35.

31. Arkhipkin A.I. and V.A. Bizikov. 2000. Role of the statoliths in functioning of the acceleration receptor system in squids and sepioids. Journal of Zoology, London, 250, pp. 31-55.

32. Arkhipkin A.I., Bizikov V.A. 1998. Statoliths in accelerometers of squids and cuttlefish. Rutenica 8(1), pp. 81-84.

33. Arkhipkin A.I., Bizikov V.A. 1999. Statolith shape as an indicator of the life style in recent and extinct decapod cephalopods. In: Abstracts of V International Symposium `Cephalopods - Present and Past. Vienna, 6-9^th September 1999: p.14.

34. Bizikov V.A. 2000. Functional morphology and evolution of the shell in Coleoid cephalopods. In: Abstracts of CIAC Symposium `Cephalopod Biomass & Production. University of Aberdeen, Scotland. July 3^d -7^th, 2000: p. 88-89.

35. Bizikov V.A. 2002. Reanalysis of functional design of Nautilus locomotory and respiratory systems. American Malacological Bulletin, Vol. 17(1/2), pp. 17-30.

36. Bizikov V.A. 2004. The shell in Vampyropoda (Cephalopoda): morphology, functional role and evolution. Ruthenica, Supplement 3, 2004. - 88 pp., 57 figs.

37. Bizikov V.A. 2004. Evolution of the shell in Octopodiformes. Тезисы докладов конференции "Моллюски северо-восточной Азии и Северной Пацифики: биоразнообразие, экология, биогеография и история фауны", ИБМ ДВО РАН, Владивосток, 4-6 октября 2004: с.122-123 (на англ.).

38. Рогов М.А., Бизиков В.А. 2004. Ископаемые теутиды в коллекциях государственного геологического музея им. В.И. Вернадского. Проблемы региональной геологии: музейный ракурс (Материалы научно-практической конференции). М.: Акрополь, 2004: 176-178.

39. Rogov M.A. and V.A. Bizikov. 2006. New data on mddle Jurassic-lower Cretaceous Belemnotheutidae from Russia. What can shell tell about the animal and its mode of life. Acta Universitatis Carolinae - Geologia. Vol. 49, pp. 155-169.

40. Бизиков В.А. 2008. Эволюция формы и функции раковины головоногих моллюсков (Coleoidea; Cephalopoda). Ruthenica, Supplement **, 2008. - 500 с.

Размещено на Allbest.ru