Печать

Проект РФФИ № 18-05-01045

 

Название: Ископаемые химерообразные рыбы (Holocephali, Chimaeriformes) мира: система, филогения и эволюция

Сроки выполнения: 2018-2020 гг.

Руководитель: Попов Евгений Валериевич (СГУ, Саратов)

Основные исполнители

Бирюков Алексей Владимирович (СГУ, Саратов)

Лебедев Олег Анатольевич (ПИН РАН, Москва)

Сельцер Владимир Борухович (СГУ, Саратов)

Воронков Илья Романович (СГУ, Саратов)

Ильинский Егор Игорьевич (СГУ, Саратов), этап 2018 года

Лопырев Владимир Алексеевич (СГУ, Саратов), этапа 2019 года

 

Аннотация

Целью проекта является общая ревизия представлений о системе и истории развития химерообразных рыб отряда Chimaeriformes на протяжения последних 330 млн. лет (карбон-современность). Предполагается морфо-функциональный анализ уже обследованных коллекций в России, странах Западной Европы, США и Австралии, изучение ряда зарубежных коллекций с остатками химерообразных рыб (США, Япония, Швеция, Англия, Италия, Новая Зеландия), а также дополнительный сбор материала из ключевых местонахождений карбона, юры, мела и палеогена Европейской части России. Главной задачей является совершенствование системы отряда на основе филогенетического (кладистического) анализа скелетных остатков (с фокусом на зубную систему), что в предполагаемом объеме будет сделано впервые. Дополнительно будет проведена номенклатурная ревизия таксонов отряда, обобщены палеоэкологические и палеобиогеографические данные. Полученные результаты должны качественно изменить существующие представления о планетарной истории химерообразных рыб в позднем фанерозое.

 

Предполагает ли проект проведение экспедиций и/или полевых исследований

Проект предполагает проведение полевых исследований в пределах, преимущественно, Поволжья и центральной России для сбора дополнительного палеонтологического материала по отряду Chimaeriformes из отложений карбона, юры, мела и палеогена. Европейская часть России — единственный регион в мире, позволяющий еще собирать массовый материал по группе, отсюда известно около 100 местонахождений остатков химерообразных рыб (преимущественно подотряда Chimaeroidei), в том числе — крупнейшее в мире местонахождение их разрозненных остатков (Стойленский карьер в Белгородской области).

 

Описание фундаментальной научной задачи, на решение которой направлено исследование

Химерообразные рыбы – компактная группа рыб (надкласс Pisces), представленная в современной фауне представителями подотряда Chimaeroidei (химеровые рыбы) в составе 3 семейств, 6 родов и около 50 видов. Современные химеры характеризуются необычным внешним видом (одна из причин названия рода Chimaera, предложенного Карлом Линнеем при первоописании в 1758 г.), «смешанной» анатомией (объединяющей признаки хрящевых и костных рыб) и дробящей зубной системой (6 постоянно растущих зубных пластин). Некоторые современные виды являются объектами промыслового лова, обитая на мелководье (каллоринхи), другая, большая часть видов (химериды, ринохимериды; биология последних вообще слабо изучена) живут в более глубоководных условиях (до 1000-3000 м).

Древнейшие находки ископаемых химерообразных относятся к раннему карбону (миссиссипий США, ранний карбон Подмосковья) (подотряд Echinochimaerodei в составе единственного рода Echinochimaera), в позднем триасе – ранней юре Западной Европы обитали примитивные химерообразные отрядов Squalorajoidei (1 род) и Myriacanthoidei (9 родов). Все они были причудливыми рыбами со своеобразной анатомией и заметно отличались от современных выживших представителей (Chimaeroidei). Последние, появившись в триасе, в середине юре испытали быструю радиацию и стали наиболее таксономически и экологически разнообразны и многочисленны в эпиконтинентальных морях поздней юры и мела Евразии, часто играя заметную роль в комплексах морских позвоночных (до 12 родов в одном комплексе). Наиболее крупные меловые формы (Edaphodon), судя по размерам зубных пластин, могли достигать длины 2-5 м (размеры современных химеры обычно около 1-1,5 м). В начале кайнозоя разнообразие химер сокращается и в конце палеогена – неогене происходит вымирание мезозойских доминантов (Ischyodus, Edaphodon) и оттеснение других форм в южное полушарие (Callorhynchidae) и на большие глубины (Chimaeridae, Rhinochimaeridae).

В чем была причина расцвета группы в поздней юре и «среднем» мелу и ее угасание в позднем кайнозое? Как происходила и с чем была связана таксономическая и экологическая дивергенция в периоды расцвета группы? Почему мезозойские «универсалы» (Edaphodontidae) вымерли на фоне выживания как более примитивных (Callorhinchidae), так и более специализированных (Chimaeridae, Rhinochimaeridae) форм? Где искать предка группы: среди позднепалеозойских «брадиодонтов» или раннемезозойских химериформов? Уверенных ответов на эти вопросы пока нет. Вместе с тем, решение хотя бы некоторых из них позволит существенно продвинуться в понимании былого разнообразия, адаптациогенеза и закономерностей морфологической эволюции рыб (надкласса Pisces), формирующего основное разнообразие позвоночных (более 30 000 современных видов) в водных экосистемах Земли.

 

Цель и задачи проекта

Целью проекта является выяснение происхождения и эволюционной истории химерообразных рыб.

Для этого поставлены следующие задачи:

(1) Сбор новых материалов из отложений карбона, юры, мела и палеогена Поволжья и центральной России, охарактеризованных остатками химерообразных рыб и поиск новых перспективных уровней их находок, с использованием как традиционных методик(ручной сбор, просеивание/промывка, объемные пробы), так и методик кислотной обработки карбонатных и карбонатно-глинистых пород с использованием растворения матрикса муравьиной кислотой (для поиска мелких остатков химеровых рыб, в том числе - зубцов лобных класперов: Duffin, Reynders, 1995);

(2) детальное изучение морфологии черепа, зубной системы и посткраниального скелета таксонов каменноугольных, мезозойских и кайнозойских (в том числе – современных) химерообразных рыб, а также некоторых палеозойских цельноголовых в мировых коллекциях, в особенности — древнейших групп «эухондроцефалий»;

(3) поиск морфологических синапоморфий и выяснение их адаптивного значения;

(4) номенклатурная ревизия таксонов отряда Chimaeriformes;

(5) филогенетический анализ химерообразных рыб и формирование филогенетической гипотезы о происхождении и дивергенции группы, совершенствование на этой основе системы химерообразных рыб;

(6) тестирование филогенетической гипотезы, в том числе – доступными данными молекулярной систематики и стратиграфическим распределением таксонов (метод скрытых интервалов);

(7) описание новых таксонов и региональных комплексов;

(8) обобщение палеоэкологических и палеобиогеографических данных;

(9) интеграция опубликованных данных по новым таксонам и ассоциациям хрящевых рыб, полученных в ходе выполнения проекта, в международные сетевые базы данных: MorphoBank (www.morphobank.org), Paleobiology Database (www.paleodb.org), ZooBank (www.zoobank.org), SharkReferences (www.shark-references.com), роль которых в палеонтологии в последние годы возрастает.

 

Результаты 2018 года

За отчетный период были проведены полевые работы (средняя юра, верхний мел) в Европейской части России и в южном Зауралье. Были изучены коллекции цельноголовых sensu lato и химерообразных рыб в США и Англии. Установлено, что «русская эхинохимера» из нижнего карбона Подмосковья является новым представителем отряда химерообразных рыб с мозаичным сочетанием примитивных и продвинутых признаков в зубной системе. С помощью методов рентгеновской компьютерной томографии изучены зубные пластины из нижней юры (плинсбах) Англии и верхнего триаса (норий) Земли Франца-Иосифа и установлено присутствие в последнем комплексе «продвинутых» каллоринхид рода Eomanodon (распространение рода расширено с плинсбаха до нория) и цельноголовых Chondrenchelys (распространение таксона и всего отряда Chondrenchelyiformes расширено с нижнего карбона по верхний триас). Установлено присутствие вида химеровых рыб Ischyodus bifurcatus в верхнем кампане Калифорнии, который представляет из себя первую мезозойскую находку рода Ischyodus в северной части тихоокеанского региона. По южному сектору Тихого океана начата ревизия химер из верхнего мела и палеоцена Новой Зеландии: предварительно установлен систематический состав стратиграфических комплексов (общее разнообразие возросло с 3 родов до 6 родов). Специализированные «эдафодонтиды» северного полушария (‘Stoilodon’, ‘Elasmodectes’ и ‘Lebediodon’) отмечены в южной части Пацифики впервые. Разработан первый вариант таксон-признаковой матрицы для отряда Chimaeriformes на основе строения зубной системы. Описан один новый род юрских слоновых химер. Результаты исследований были апробированы в 5 докладах на 3 всероссийских и 1 международной научных конференциях; опубликована одна статья и одна статьи принята к печати.

 

Лента оперативных новостей проекта:

Релиз по гранту с сайта СГУ (15.01.2018) »»

64 сессия Палеонтологического общества (2018) »»

Очевская конференция в Москве (2018) »»

Полевые работы 2018 года (карбон) »»

Полевые работы 2018 года (мезозой) »»

78-е собрание общества палеонтологии позвоночных (2018) »»

Изучение коллекций в США и Англии (2018) »»

 

Опубликованные работы:

Johnson-Ransom E., Popov E.V., Demere T.S., Shimada K. 2018. The Late Cretaceous chimaeroid fish, Ischyodus bifurcatus Case, (Chondrichthyes: Holocephali) from California, USA, and its paleobiogeographical significance // Paleontological Research 22(4): 364-372. doi: 10.2517/2018PR004

Popov E.V., Delsate D., Felten R. 2019. A new callorhinchid genus (Holocephali, Chimaeroidei) from the early Bajocian of Ottange-Rumelange, on the Luxembourg-French border // Paleontological Research (in press)

Попов Е.В., Терезова М.Г. 2018. Ревизия химеровых рыб (Holocephali: Chimaeroidei) из верхнего мела и палеоцена Новой Зеландии // Новиков И.В., Иванов А.В. (ред.) "Проблемы палеоэкологии и исторической геологии": Тезисы докладов Всероссийской конференции, посвященной памяти профессора В.Г. Очева, Саратов-Москва: ПИН РАН-СГТУ, с. 61-62. [pdf, 0.7 mb]

Лопырев В.А., Попов Е.В. 2018. Новое местонахождение хрящевых рыб из верхнего палеоцена Донского правобережья (Волгоградская область)» // Фундаментальная и прикладная палеонтология. Материалы LXIV сессии Палеонтологического общества при РАН (2-6 апреля 2018 г., Санкт-Петербург). СПб.: Картфабрика ВСЕГЕИ, 2018. С. 207-209. [pdf, 0.2 mb]

Бирюков А.В., Попов Е.В., Морова А.А., Моров В.П. 2018. О сеноманских эласмобранхиях (Chondrichthyes, Elasmobranchii) в базальном горизонте турона Самарского Предволжья. // Фундаментальная и прикладная палеонтология. Материалы LXIV сессии Палеонтологического общества при РАН (2–6 апреля 2018 г., Санкт-Петербург). СПб.: Картфабрика ВСЕГЕИ, 2018. С. 178-179. [pdf, 0.2 mb]

Lauer, B.H., Popov, E.V., Duffin, C., Ward, D.J., Lauer, R.L. 2018. A new holomorphic specimen of the rare holocephalian fish, Chimaeropsis paradoxa, from the Late Jurassic Plattenkalk of Germany // SVP 2018 Annual Meeting, October 17-20, 2018. Albuquerque, NM, USA. P. 165. [pdf, 0.5 mb]

Бирюков А.В., Попов Е.В., Морова А.А., Моров В.П. 2018 Новый комплекс эласмобранхий (Chondrichthyes) из базального горизонта турона Самарского Предволжья // Меловая система России и сопредельных территорий: Труды 9-й Всероссийской конференции, 17-21 сентября 2018 г., Белгород, НИУ БелГУ / Барабошкин Е.Ю., Липницкая Т.А., Гужиков А.Ю. (ред.) - Белгород: Политерра, с. 58-61. [pdf, 2.0 mb]

 Copyright 2013-2019 Евгений Попов / Evgeny Popov