Πέταλο καβούρια που ζουν μέσα από μια κρίση

Τα πεταλοειδή καβούρια, ή τα limulids, είναι μερικά από τα πιο παράξενα πλάσματα της ακτογραμμής. Υπάρχουν μόνο τέσσερα είδη σήμερα, τρία από αυτά ζουν σε ρηχά νερά και μαγγρόβια γύρω από τη νότια Ασία, και ένα, το πέταλο καβούρι του Ατλαντικού ή της Βόρειας Αμερικής, που ζει κατά μήκος της αμερικανικής ακτής του Ατλαντικού και του Κόλπου του Μεξικού.

Τα Limulids έχουν ένα αρθρωτό καβούκι, το μεγαλύτερο τμήμα μπροστά και καλύπτει την περιοχή του κεφαλιού και του σώματος, και ένα πτερύγιο πάνω από τα βράγχια, που τελειώνει με μια μακριά ουρά σαν ακίδα ή telson. Τρέχουν περίπου σε πέντε ζευγάρια πόδια, τα οποία μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για κολύμπι και για ώθηση τροφής προς το στόμα. Συγκεντρώνονται περίφημα σε συγκεκριμένες παραλίες συγκεκριμένες ημέρες για μαζικό ζευγάρωμα και ωοτοκία.

Τα Limulids έχουν μακρά ιστορία και δεν φαίνεται να έχουν αλλάξει πολύ όσον αφορά τη διάταξη του σώματός τους τα τελευταία 400 εκατομμύρια χρόνια, και μερικές φορές αποκαλούνται «ζωντανά απολιθώματα». Τα απολιθώματα είναι αρκετά κοινά, αλλά οι διαδρομές απολιθωμάτων είναι πολύ χαρακτηριστικές και μερικές φορές μπορούν να καταγράψουν την παρουσία και τη δραστηριότητά τους με μεγάλη λεπτομέρεια. Είναι πιθανό ότι η συνήθειά τους να ζευγαρώνουν και να αναζητούν τροφή κατά μήκος του ρηχού βυθού της θάλασσας σημαίνει ότι τα ίχνη τους μπορούν συνήθως να διατηρηθούν.

Σε μια νέα μελέτη (Shu et al. 2018), καταφέραμε να καταγράψουμε ίχνη καβουριού πεταλοειδούς από μια διαδοχή βράχων που κάλυπταν τη μεγάλη μαζική εξαφάνιση της Πέρμιας-Τριασικής (PT) πριν από 252 εκατομμύρια χρόνια. Τα Limulids (φυσικά) επέζησαν, αλλά έπρεπε να ρωτήσουμε εάν οι καταστροφικές περιβαλλοντικές αλλαγές που σχετίζονται με τη μαζική εξαφάνιση τα είχαν με οποιονδήποτε τρόπο χτυπήσει στο πλάι.

Η μαζική εξαφάνιση της Πέρμιας-Τριάς ήταν η πιο σοβαρή από όλες τις μαζικές εξαφανίσεις, σκοτώνοντας περισσότερο από το 90% των ειδών. Οδηγήθηκε από τεράστιες ηφαιστειακές εκρήξεις στη Σιβηρία που διοχέτευσαν διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο και υδρατμούς στην ατμόσφαιρα. Αυτά συνολικά προκάλεσαν μια υπερθέρμανση του πλανήτη κατά 15 βαθμούς, σε συνδυασμό με όξινη βροχή στη γη και οξίνιση των ωκεανών. Η όξινη βροχή απογύμνωσε τη γη από τα φυτά και τα εδάφη, τα οποία ξεβράστηκαν στις ρηχές θάλασσες και κατακλύζουν τη ζωή που τρέφεται με φίλτρα. Η θέρμανση οδήγησε τη ζωή από τις τροπικές περιοχές και άγγιξε τη ζωή αλλού, επειδή συνδυάστηκε με μια απότομη πτώση των επιπέδων οξυγόνου, ειδικά στους ωκεανούς όπου οι βυθοί της θάλασσας έγιναν ανοξικοί.

Η μελέτη μας επιβεβαίωσε ένα πράγμα:τα limulids είναι σπουδαίοι επιζώντες, που ξεπερνούν αυτές τις τρομερές καταστροφές που φαινομενικά δεν κουράζονται. Αλλά ένα πράγμα συνέβη – συρρικνώθηκαν σε μέγεθος, μια κοινή αντίδραση στο περιβαλλοντικό στρες πολλών θαλάσσιων ζώων, που μερικές φορές ονομάζεται φαινόμενο Lilliput.

Τα τμήματα της μελέτης μας βρίσκονται στις επαρχίες Shanxi και Shaanxi στη βόρεια Κίνα, όπου μια διαδοχή χερσαίων και οριακών θαλάσσιων ιζημάτων εκτείνεται στο όριο PT. Limulid trackways ανακτήθηκαν από όλα τα επίπεδα μέσω της διαδοχής, και μπορούν να αναγνωριστούν από τα πολύ χαρακτηριστικά μοτίβα τους. Εμφανίζονται ως σετ σε σχήμα βέλους από πέντε αποτυπώματα σε κάθε πλευρά – ένα που σχηματίζεται από κάθε ένα από τα δέκα πόδια, και αυτά τα πόδια κάνουν καθορισμένα διακλαδισμένα μικρά αποτυπώματα, μερικές φορές με δύο δάχτυλα, μερικές φορές με τρία ή τέσσερα. Μερικές φορές, τα απομονωμένα μικρά τετράδαχτυλά τους αποτυπώματα έχουν παρερμηνευθεί ως παράξενοι δεινόσαυροι.

Στην εργασία μας, εξετάσαμε όλα τα κομμάτια limuloid που είχαν ποτέ αναφερθεί από όλο τον κόσμο. Αποδίδονται κυρίως στο ichnogenus Kouphichnium , και μπορέσαμε να εξορθολογίσουμε την ταξινόμηση σε έξι είδη, τα οποία αντικατοπτρίζουν διαφορετικές ταχύτητες μετακίνησης, από την «περιπλάνηση», έως τη «γρήγορη σύρσιμο» έως το «άλμα».

Οι αλλαγές μεγέθους πήγαν από το πλάτος των τροχιών περίπου 6 cm στην Ύστερη Πέρμια σε μόλις 2 cm στην αρχαιότερη Τριασική και επανήλθαν στα 5 cm αργότερα στην Πρώιμη Τριασική. Αυτά τα πλάτη τροχιάς αντιστοιχούν σε εκτιμώμενα μήκη πεταλοειδών καβουριών 13 cm, 4 cm και 10 cm - όλα είναι μάλλον μικρότερα από τα μεγαλύτερα πεταλοειδή καβούρια σήμερα, όπου τα θηλυκά πέταλα καβούρια του Ατλαντικού μπορούν να έχουν μήκος έως και 48 cm (19 ίντσες) και αρσενικά μήκους 38 cm (15 ίντσες).

Ομοιομορφισμός

Για τους μη γεωλόγους, μπορεί να φαίνεται παράξενο να μπορούν να διαβάζουν τέτοιες λεπτομέρειες από αρχαία μονοπάτια, αλλά η ποιότητα της συντήρησης είναι εξαιρετική, με τα ευαίσθητα ίχνη να διατηρούνται τόσο έντονα σαν να είχαν κατασκευαστεί χθες. Επειδή τα limulids έχουν τόσο ευαίσθητα πόδια που κάνουν τέτοια προβλέψιμα μοτίβα βημάτων, οι παλαιοντολόγοι μπορούν να υπολογίσουν τη σειρά των ποδιών και ακόμη και την ταχύτητα της κίνησης. Κοιτάζοντας μια επιφάνεια που καλύπτεται από τέτοια μονοπάτια και ίχνη, εξετάζουμε κυριολεκτικά ένα στιγμιότυπο συμπεριφοράς που διατηρείται αναλλοίωτο για εκατομμύρια χρόνια.

Έχοντας ζώντες συγγενείς που μπορούν να μελετηθούν, τότε οι ερμηνείες που μπορούμε να κάνουμε στις αρχαίες λιμουδιές διαδρομές είναι μεγάλη εγκυρότητα επειδή υπολογίζουμε τους τρόπους και τις ταχύτητες μετακίνησης σε σύγκριση με τις μετρήσεις που έγιναν στους ζωντανούς συγγενείς. Αυτή είναι η αρχή του ομοιομορφισμού , όπως ορίστηκε πριν από εκατοντάδες χρόνια από τους πρώτους ιδρυτές του θέματος, σύμφωνα με το οποίο οι γεωλόγοι και οι παλαιοντολόγοι χρησιμοποιούν τις μελέτες τους για σύγχρονες διαδικασίες και μοτίβα για να ερμηνεύσουν αυτό που βλέπουν στο αρχείο βράχου.

Έτσι, όταν τα limulids έγιναν πολύ μικροσκοπικά μετά τη μαζική εξαφάνιση του PT, γνωρίζουμε ότι ήταν σωματικά πιεσμένα. Τα επίπεδα οξυγόνου ήταν χαμηλά, τα νερά των ωκεανών οξινίστηκαν και θερμάνθηκαν και η τροφή ήταν σύντομη – τα πεταλοειδή καβούρια ίσως οφείλουν τη μακροχρόνια επιβίωσή τους στην ικανότητά τους να μειώνουν τις ανάγκες τους σε τροφή και οξυγόνο με σμίκρυνση μέχρι να βελτιωθούν οι συνθήκες και να ανακτήσουν το μέγεθός τους. Μια τέλεια στρατηγική επιβίωσης σε δύσκολες στιγμές.

Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Limuloid trackways from Permian-Triassic continental successions of North China, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology . Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους Wenchao Shu, Jinnan Tong, Daoliang Chu,  Jianxin Yu και  Wenwei Guo από το China University of Geosciences,  Li Tian από το China University of Geosciences και το University of Bristol, και του Michael B of the J. Μπρίστολ.