Xiphosura — раци подкови (живи вкаменелости): систематика и еволюция

Открийте систематиката и еволюцията на Xiphosura — раците подкови: живи вкаменелости, примитивни черти, филогенеза и история на оцеляването през 480 млн. години.

Xiphosura е разред морски хелицерати. Той включва голям брой изчезнали редове и само четири скорошни вида от семейство Limulidae, което включва раците подкови.

Групата почти не се е променила за милиони години. Съвременните раци подкови изглеждат почти идентични с праисторически родове като юрския Mesolimulus и се смятат за жививкаменелости.

Xiphosura традиционно се причислява към клас Merostomata. Първоначално този термин е бил създаден за евриптеридите; сега, с добавянето на Xiphosura, е известно, че той е парафилетичен.

Въпреки че името Merostomata все още се среща в учебниците, без да се споменават Eurypterida, някои настояват тази употреба да бъде преустановена. Общите белези на двете групи, традиционно групирани в Merostomata, сега се смятат за запазени примитивни условия (симплезиоморфии).

Xiphosura е базова за клада, включващ Eurypterida и Arachnida. Смята се, че Xiphosura се е разграничила от Arachnida преди 480 милиона години.

Морфология и биология

Раци подкови не са истински „раци“ (не са ракоподобни), а членове на хелицератите — същата група, към която принадлежат паяците и скорпионите. Тялото им е ясно разделено на две основни части: прозома (предна част) с полукръгъл карапакс и опистосома (задна част). От опистосомата се извива дълъг, остър задник — т.нар. тялнозаключителен шип (telson), който служи главно за обръщане при падане върху гръб.

Особености:

• кожа покрита с твърд хитинов панцир;
• четири чифта походни крака плюс челни чифтчета за захващане и храна;
• книговидни хриле (book gills), които позволяват дишане във вода и частично служат за плуване;
• сложни странични очи (комплексни очни органи) и прости медиални очи (ocelli);
• кърваво оцветяване в синьо поради медно-съдържаща хемоглобиноподобна молекула — хемоцианин.

Разпространение и екология

Съвременните видове обитават предимно плитки крайбрежни зони, заливи, пристанищни черупчести тераси и мангрови заливи. Хранят се предимно с мекотели, червеи и дребни безгръбначни, които откриват, като ровят в пясъка с краката си. Размножаването става на плажове — женските снасят голям брой яйца в пясъка при приливни събития; тези яйца са важен източник на храна за мигриращи плажни птици.

Фосилен запис и еволюция

Фосилите на хипозури са известни от стари геологични периоди; групата е просъществувала стотици милиони години със слаби морфологични промени, поради което често се описва като живи вкаменелости. По въпроса за еволюцията, Xiphosura е поставяна като базална група в клада, включваща Eurypterida и Arachnida; според генетични и морфологични анализи разграничаването от общия им прародител може да датира от ордовик (приблизително преди 450–480 милиона години).

Систематика

В момента в сем. Limulidae остават само няколко съвременни представители — общо четири вида, разположени в три рода. Най-често посочваните родове и видове са:

• Limulus — например Limulus polyphemus (атлантическият рац подкова);
• Tachypleus — няколко вида в Индо-тихоокеанския регион;
• Carcinoscorpius — един или няколко вида, обитаващи мангрови крайбрежия.

Исторически терминът Merostomata е използван заедно с евриптеридите, но съвременните филогенетични изследвания показват, че това събиране е парафилетично, т.е. групата не включва всички потомци на общ прародител. Много от общите белези между евриптериди и хипозури се тълкуват като запазени примитивни черти (симплезиоморфии).

Взаимодействие с хората и консервация

Раци подкови имат специално значение за медицината: кръвта им съдържа амебоцити, използвани за тестове за бактериални ендотоксини (т.нар. LAL — Limulus Amebocyte Lysate), които предпазват лекарствените и медицински продукти от замърсяване. Това доведе до промишлен лов и кръводаряване на животните. Макар и повечето върнати в природата да оцеляват, част от тях загиват след манипулацията.

Основни заплахи:

• унищожаване и изменение на крайбрежните местообитания (строителство, запълване на лагуни, замърсяване);
• прекомерен улов за стръв в риболов, за медицински цели и за търговия;
• климатични промени и промени в приливно-отливната динамика, влияещи върху местообитанията за снасяне на яйца;
• свързани проблеми за мигриращите птици, които зависят от яйцата като сезонен източник на храна.

За смекчаване на натиска се прилагат мерки като регулация на излова, мониторинг на популациите, възстановяване на крайбрежни местообитания и промотиране на алтернативи на LAL теста (рекомбинантни продукти), които да намалят нуждата от вземане на кръв от диви животни.

Значение за науката и опазването на биоразнообразието

Поради еволюционната си старост и сравнително консервативна морфология, раците подкови са важен модел за изучаване на развитието, филогенията на хелицератите и преходите в морските екосистеми през геологичното време. Те също така имат ключова роля в крайбрежните хранителни вериги и функционирането на плажните екосистеми, което ги прави приоритетни за опазване.

Въпроси и отговори

В: Какво е Xiphosura?

В: В кое семейство на Xiphosura влизат последните видове?

В: Съвременните раци подкови смятат ли се за живи вкаменелости?

Въпрос: Каква е традиционната класификация на Xiphosura?

В: Защо терминът Merostomata се смята за парафилетичен?

Въпрос: Кога Xiphosura се отделя от Arachnida?

Въпрос: Как се смята, че се проявяват общите белези на двете групи, традиционно групирани в Merostomata?

Търсене по буква