(Echinoderms) Sand Sea urchin fossils from Nicosia - Cyprus

  See also

All about Cyprus - Όλα για την Κύπρο

Photos by George Konstantinou  

Below in English

Απολιθωμένοι Αχινοί της Άμμου (Echinoderms) από τη Λευκωσία, Κύπρος

Κείμενο του Γιώργου Κωνσταντίνου

Απολιθώματα από πολλά διαφορετικά είδη

Στην παρούσα ανάρτηση παρουσιάζονται πολλά διαφορετικά απολιθώματα αχινών της άμμου από τη Λευκωσία της Κύπρου. Οι φωτογραφίες δεν απεικονίζουν ένα μόνο είδος, αλλά διαφορετικές μορφές και πιθανώς διαφορετικά είδη, γι’ αυτό και δεν επιχειρείται ένας ενιαίος προσδιορισμός σε επίπεδο γένους ή είδους.

Όλα ανήκουν στα Εχινόδερμα (Echinodermata) και ειδικότερα στην ομοταξία Echinoidea, στην οποία ανήκουν οι σημερινοί αχινοί, οι sand dollars, οι sea biscuits και άλλες συγγενικές μορφές. Οι αχινοί διαθέτουν εσωτερικό ασβεστιτικό σκελετό αποτελούμενο από πλάκες που ενώνονται και σχηματίζουν το χαρακτηριστικό κέλυφος, γνωστό ως test.

Οι «αχινοί της άμμου»

Ο όρος sand sea urchins χρησιμοποιείται εδώ περιγραφικά για αχινούς προσαρμοσμένους στη ζωή πάνω ή μέσα σε αμμώδη και μαλακά θαλάσσια υποστρώματα.

Πολλές από αυτές τις μορφές ανήκουν στους λεγόμενους irregular echinoids – ακανόνιστους αχινούς. Σε αυτή τη μεγάλη εξελικτική ομάδα περιλαμβάνονται μορφές που είναι γνωστές με κοινές ονομασίες όπως sand dollars, sea biscuits και heart urchins.

Επειδή όμως στην παρούσα ανάρτηση παρουσιάζονται απολιθώματα διαφορετικής μορφολογίας, δεν θεωρούμε ότι όλα τα δείγματα ανήκουν αναγκαστικά στην ίδια οικογένεια, στο ίδιο γένος ή στο ίδιο είδος.

Ένας σκελετός με πενταμερή συμμετρία

Ένα από τα χαρακτηριστικότερα γνωρίσματα των αχινών είναι η βασική πενταμερής συμμετρία.

Στα καλά διατηρημένα απολιθώματα μπορεί να διακρίνεται στην επάνω επιφάνεια ένα εντυπωσιακό σχέδιο που θυμίζει αστέρι ή λουλούδι με πέντε πέταλα.

Οι περιοχές αυτές αποτελούν μέρος του ambulacral system και συνδέονται με τις σειρές μικρών πόρων από τις οποίες, όταν το ζώο ήταν ζωντανό, εξέρχονταν τα tube feet – ποδίσκοι.

Στους sand dollars οι ποδίσκοι παρουσιάζουν ιδιαίτερη εξειδίκευση. Ορισμένοι συμμετέχουν στη συλλογή λεπτών οργανικών σωματιδίων από το ίζημα, ενώ οι χαρακτηριστικές πεταλοειδείς περιοχές της άνω επιφάνειας σχετίζονται επίσης με την ανταλλαγή αερίων.

Γιατί δεν μοιάζουν όλοι μεταξύ τους

Οι φωτογραφίες της ανάρτησης παρουσιάζουν πολλά διαφορετικά δείγματα, και αυτό εξηγεί τις σημαντικές διαφορές που μπορεί να παρατηρεί κανείς στο σχήμα τους.

Ορισμένα μπορεί να είναι περισσότερο πεπλατυσμένα και δισκοειδή, άλλα πιο ωοειδή, άλλα περισσότερο θολωτά, ενώ σε ορισμένα το χαρακτηριστικό πενταμερές σχέδιο είναι έντονο και σε άλλα πολύ λιγότερο εμφανές.

Αυτές οι διαφορές μπορεί να σχετίζονται με διαφορετικές ταξινομικές ομάδες και διαφορετικές προσαρμογές. Οι irregular echinoids παρουσιάζουν μεγάλη μορφολογική ποικιλία: οι sand dollars είναι συνήθως πολύ πεπλατυσμένοι, οι sea biscuits περισσότερο θολωτοί, ενώ άλλες ομάδες έχουν ωοειδές ή καρδιόσχημο σώμα.

Για τον λόγο αυτό δεν πρέπει να χρησιμοποιούμε το ίδιο όνομα είδους για όλα τα απολιθώματα μόνο επειδή παρουσιάζουν παρόμοιο πενταμερές σχέδιο.

Regular και Irregular Sea Urchins

Οι αχινοί χωρίζονται γενικά σε δύο πολύ χαρακτηριστικές μορφολογικές ομάδες: τους regular και τους irregular echinoids.

Οι regular sea urchins έχουν συνήθως περισσότερο σφαιρικό ή ημισφαιρικό σώμα και εμφανή ακτινωτή συμμετρία.

Στους irregular echinoids σημειώθηκε σημαντική εξελικτική μεταβολή. Παρόλο που διατηρούν τη βασική πενταμερή οργάνωση των εχινοδέρμων, απέκτησαν παράλληλα μια περισσότερο αμφίπλευρη οργάνωση, με σαφέστερη πρόσθια και οπίσθια περιοχή. Η μεταβολή αυτή συνδέεται στενά με την προσαρμογή πολλών από αυτούς στη ζωή μέσα ή πάνω σε μαλακά ιζήματα.

Ζωή μέσα στην άμμο

Πολλοί irregular echinoids είναι εξαιρετικά προσαρμοσμένοι στη ζωή σε αμμώδεις θαλάσσιους πυθμένες.

Αντί για τα μεγάλα και εμφανή αγκάθια των συνηθισμένων αχινών, πολλές από αυτές τις μορφές διέθεταν πολύ μικρότερα και λεπτότερα αγκάθια. Με τη βοήθειά τους μπορούσαν να κινούνται μέσα στο ίζημα, να σκάβουν και να χειρίζονται σωματίδια άμμου.

Η ανάπτυξη ενός περισσότερο πεπλατυσμένου σώματος σε αρκετές ομάδες αποτελεί επίσης προσαρμογή σε αυτόν τον τρόπο ζωής.

Πώς τρέφονταν

Οι διαφορετικές ομάδες δεν τρέφονταν όλες με ακριβώς τον ίδιο τρόπο.

Πολλοί irregular echinoids κινούνταν μέσα ή επάνω στο ίζημα και αξιοποιούσαν οργανική ύλη που υπήρχε ανάμεσα στους κόκκους της άμμου.

Στους sand dollars υπάρχει ιδιαίτερα εξειδικευμένο σύστημα μικρών tube feet που βοηθά στη συλλογή λεπτών οργανικών σωματιδίων που βρίσκονται πάνω στους κόκκους του ιζήματος και στη μεταφορά της τροφής προς το στόμα.

Αυτός ο τρόπος ζωής διαφέρει σημαντικά από εκείνον πολλών regular sea urchins που κινούνται σε σκληρά υποστρώματα και βόσκουν την επιφάνειά τους.

Τα αγκάθια που συνήθως χάνονται

Όταν βλέπουμε ένα απολιθωμένο echinoid, αυτό που διατηρείται συνήθως είναι το test, δηλαδή ο ασβεστιτικός σκελετός.

Όταν το ζώο ήταν ζωντανό, η επιφάνειά του καλυπτόταν από πολυάριθμα αγκάθια. Στους irregular echinoids αυτά ήταν συνήθως πολύ μικρότερα από τα μεγάλα αγκάθια που γνωρίζουμε από πολλούς σύγχρονους αχινούς.

Μετά τον θάνατο του ζώου, τα αγκάθια αποσυνδέονται εύκολα από το test και γι’ αυτό είναι σχετικά σπάνιο να βρεθούν απολιθωμένα στη φυσική τους θέση πάνω στον αχινό.

Το χαρακτηριστικό «λουλούδι» στην επιφάνεια

Ένα από τα ομορφότερα χαρακτηριστικά αρκετών από τα δείγματα είναι το πενταπέταλο σχέδιο στην επάνω επιφάνεια.

Το σχέδιο αυτό δεν αποτελεί διακόσμηση του κελύφους. Είναι μέρος της πραγματικής ανατομικής οργάνωσης του ζώου.

Στα διαφορετικά είδη μπορεί να αλλάζει σημαντικά το μήκος, το πλάτος και το σχήμα των πέντε πετάλων. Σε ορισμένα είναι ανοικτά στα άκρα, σε άλλα περισσότερο κλειστά, ενώ οι σειρές των πόρων μπορεί επίσης να παρουσιάζουν σημαντικές διαφορές.

Ακριβώς αυτές οι λεπτομέρειες μπορούν να αποτελέσουν πολύτιμα χαρακτηριστικά για την ταξινομική αναγνώριση απολιθωμένων echinoids.

Το στόμα και ο πρωκτός

Στους regular sea urchins η βασική διάταξη του σώματος είναι περισσότερο ακτινωτή. Στους irregular echinoids, όμως, η θέση του στόματος και του πρωκτού μεταβλήθηκε εξελικτικά.

Το στόμα μπορεί να βρίσκεται κεντρικά ή να έχει μετακινηθεί προς το πρόσθιο τμήμα, ενώ ο πρωκτός μετακινήθηκε προς την οπίσθια περιοχή ή προς την κάτω επιφάνεια.

Αυτή η μετατόπιση αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα χαρακτηριστικά που διαφοροποιούν τους irregular από τους regular echinoids.

Sand Dollars και Sea Biscuits

Δύο από τις πιο γνωστές μορφές irregular echinoids είναι οι sand dollars και οι sea biscuits.

Οι sand dollars χαρακτηρίζονται συνήθως από έντονα πεπλατυσμένο σώμα, προσαρμοσμένο στη ζωή σε αμμώδη περιβάλλοντα. Ορισμένα είδη διαθέτουν ακόμη και χαρακτηριστικές οπές στο test, γνωστές ως lunules, οι οποίες σχετίζονται με τη σταθερότητα του ζώου απέναντι στη δράση των ρευμάτων.

Οι sea biscuits είναι συγγενικές μορφές, αλλά το σώμα τους είναι συνήθως παχύτερο και περισσότερο θολωτό.

Ωστόσο, αυτές είναι κοινές ονομασίες για ευρύτερες μορφολογικές ομάδες και δεν χρησιμοποιούνται εδώ για να ταυτοποιήσουμε αυθαίρετα τα διαφορετικά απολιθώματα των φωτογραφιών.

Η απολίθωση των αχινών

Το test των αχινών αποτελείται από πολυάριθμες ασβεστιτικές πλάκες ενωμένες μεταξύ τους. Αυτή η κατασκευή επιτρέπει σε αρκετούς αχινούς να αφήνουν εξαιρετικά αναγνωρίσιμα απολιθώματα.

Οι irregular echinoids είναι μάλιστα συχνά καλύτερα διατηρημένοι ως ολόκληρα tests από αρκετούς regular echinoids.

Σε καλά διατηρημένα δείγματα μπορούν να παραμένουν ορατά τα ambulacral petals, οι μικροσκοπικοί πόροι, η θέση του στόματος και άλλες ανατομικές λεπτομέρειες.

Σε περισσότερο φθαρμένα δείγματα μπορεί να διατηρείται μόνο το γενικό περίγραμμα ή μέρος του χαρακτηριστικού πενταμερούς σχεδίου.

Γιατί παρουσιάζουμε όλα τα δείγματα μαζί

Η συγκεκριμένη ανάρτηση έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον επειδή δεν παρουσιάζει ένα μόνο απολίθωμα αλλά πολλά διαφορετικά δείγματα.

Έτσι μπορούμε να δούμε τη μορφολογική ποικιλία των αχινών που αντιπροσωπεύονται στο υλικό από τη Λευκωσία: διαφορετικά μεγέθη, διαφορετικά περιγράμματα, διαφορετικό βαθμό θόλωσης ή επιπέδωσης και διαφορετική διαμόρφωση του χαρακτηριστικού πενταμερούς σχεδίου.

Ακριβώς επειδή πρόκειται για πολλά διαφορετικά είδη, η ασφαλής επιστημονική προσέγγιση είναι να μην προσπαθήσουμε να δώσουμε ένα συγκεκριμένο όνομα είδους σε ολόκληρη τη συλλογή.

Κάθε διαφορετική μορφή θα χρειαζόταν ξεχωριστή εξέταση και σύγκριση των διαγνωστικών χαρακτηριστικών της.

Ταξινόμηση

Βασίλειο: Animalia
Συνομοταξία: Echinodermata
Υποσυνομοταξία: Echinozoa
Ομοταξία: Echinoidea
Κύρια ομάδα που αντιπροσωπεύεται: Irregular echinoids
Κοινές ονομασίες σχετικών μορφών: Sand urchins / Sand dollars / Sea biscuits
Υλικό της ανάρτησης: Πολλά διαφορετικά απολιθωμένα δείγματα
Προσδιορισμός: Περισσότερα από ένα είδη – δεν αποδίδονται όλα σε ένα συγκεκριμένο taxon

Sand Sea Urchin Fossils from Nicosia, Cyprus

Τα απολιθώματα που παρουσιάζονται στις φωτογραφίες της παρούσας ανάρτησης προέρχονται από τη Λευκωσία της Κύπρου και αντιπροσωπεύουν πολλές διαφορετικές μορφές απολιθωμένων αχινών.

Η ποικιλία των σχημάτων τους είναι ίσως το σημαντικότερο στοιχείο αυτής της συλλογής. Άλλα δείγματα είναι περισσότερο πεπλατυσμένα, άλλα θολωτά ή ωοειδή, ενώ διαφορές παρατηρούνται και στο χαρακτηριστικό πενταμερές σχέδιο της επιφάνειάς τους.

Για τον λόγο αυτό, στην παρούσα ανάρτηση δεν αποδίδουμε όλα τα απολιθώματα σε ένα συγκεκριμένο γένος ή είδος. Τα παρουσιάζουμε ως μια συλλογή διαφορετικών echinoid fossils από τη Λευκωσία, διατηρώντας ανοικτή τη δυνατότητα ακριβέστερου προσδιορισμού κάθε μορφής ξεχωριστά όταν υπάρχουν επαρκή διαγνωστικά χαρακτηριστικά.

Sand Sea Urchin Fossils (Echinoderms) from Nicosia, Cyprus

Text by George Konstantinou

Fossils Representing Many Different Species

This post presents many different fossil sea urchins from Nicosia, Cyprus. The photographs do not show a single species, but several different forms and probably several different species. For this reason, no single identification at genus or species level is applied to the entire group.

All belong to the Echinodermata, and more specifically to the class Echinoidea, which includes modern sea urchins, sand dollars, sea biscuits and other related forms.

Sea urchins possess an internal calcareous skeleton composed of numerous plates joined together to form the characteristic shell-like structure known as the test.

The “Sand Sea Urchins”

The term sand sea urchins is used here descriptively for echinoids adapted to living on or within sandy and other soft marine substrates.

Many such forms belong to the so-called irregular echinoids. This large evolutionary group includes forms commonly known as sand dollars, sea biscuits and heart urchins.

However, because the photographs in this post show fossils with different morphologies, we do not assume that all the specimens necessarily belong to the same family, genus or species.

A Skeleton with Fivefold Symmetry

One of the most characteristic features of sea urchins is their basic fivefold or pentaradial symmetry.

In well-preserved fossils, a remarkable pattern resembling a five-pointed star or a flower with five petals can often be seen on the upper surface.

These areas form part of the ambulacral system and contain rows of small pores through which the tube feet emerged when the animal was alive.

In sand dollars, the tube feet are particularly specialised. Some are involved in collecting fine organic particles from the sediment, while those associated with the characteristic petaloid areas of the upper surface also participate in gas exchange.

Why the Fossils Do Not All Look the Same

The photographs in this post show many different specimens, which explains the considerable variation in their shapes.

Some may be more flattened and disc-shaped, others more oval, and others more domed or biscuit-shaped. In some specimens the characteristic fivefold pattern is very prominent, while in others it is much less obvious.

These differences can reflect different taxonomic groups and different ecological adaptations.

Irregular echinoids display considerable morphological diversity. Sand dollars are generally strongly flattened, sea biscuits are more domed, while other groups can have oval or even heart-shaped tests.

For this reason, the same species name should not be applied to all these fossils simply because they share a similar fivefold pattern.

Regular and Irregular Sea Urchins

Sea urchins can broadly be recognised as belonging to two very characteristic morphological groups: regular and irregular echinoids.

Regular sea urchins generally possess a more spherical or hemispherical body and display obvious radial symmetry.

Irregular echinoids underwent an important evolutionary transformation. Although they retained the fundamental fivefold organisation characteristic of echinoderms, they also developed a more pronounced bilateral organisation, with recognisable anterior and posterior regions.

This transformation is closely associated with the adaptation of many irregular echinoids to life on or within soft marine sediments.

Life in the Sand

Many irregular echinoids are highly adapted to life on sandy sea floors.

Instead of the large and conspicuous spines familiar from many regular sea urchins, numerous irregular forms possessed much smaller and finer spines.

These spines helped them move through sediment, burrow and manipulate sand grains.

The development of a more flattened body in several groups was another important adaptation to this specialised way of life.

Some species lived partly buried beneath the surface, while others moved over or immediately below the sediment.

How They Fed

The different groups did not all feed in exactly the same way.

Many irregular echinoids moved through or across the sediment and exploited organic material occurring between or upon sand grains.

Sand dollars possess a particularly specialised system of small tube feet that helps collect fine organic particles associated with sediment grains and transport food towards the mouth.

This mode of life differs considerably from that of many regular sea urchins that move over hard substrates and graze their surfaces.

The Spines That Are Usually Lost

When we look at a fossil echinoid, what is usually preserved is the test, the calcareous skeleton of the animal.

When alive, its surface was covered with numerous movable spines. In irregular echinoids, these were generally much smaller than the large spines familiar from many living regular sea urchins.

After the death of the animal, the spines easily became detached from the test. For this reason, it is relatively uncommon to find fossil echinoids with their spines still preserved in their original position.

Individual fossil spines may nevertheless occur separately in the surrounding sediments.

The Characteristic “Flower” on the Surface

One of the most beautiful characteristics visible on several of these fossils is the five-petalled pattern on the upper surface.

This pattern is not simply decoration on the test. It represents part of the actual anatomical organisation of the animal.

Among different species, the length, width and shape of the five petals can vary considerably. In some forms they are open at their ends, while in others they are more closed, and the arrangement of the pore pairs can also differ significantly.

These details can provide valuable diagnostic characteristics for the identification and classification of fossil echinoids.

Mouth and Anus

In regular sea urchins, the basic organisation of the body remains strongly radial. In irregular echinoids, however, the positions of the mouth and anus changed during their evolutionary history.

The mouth may remain relatively central or become displaced towards the anterior part of the body, while the anus can move towards the posterior region or onto the lower surface.

This displacement is one of the important anatomical features associated with the development of bilateral symmetry in irregular echinoids.

Sand Dollars and Sea Biscuits

Two of the best-known forms of irregular echinoids are sand dollars and sea biscuits.

Sand dollars are generally characterised by a strongly flattened test, an adaptation to life in sandy marine environments. Some species also possess characteristic openings through the test known as lunules, which can influence water flow around the body and help the animal remain stable in moving water.

Sea biscuits are related forms, but their tests are generally thicker and more strongly domed.

These are broad common names for different morphological groups, however, and they are not used here to assign the various fossils in the photographs arbitrarily to particular taxa.

Fossilisation of Sea Urchins

The test of a sea urchin consists of numerous calcareous plates joined together.

This construction allows many echinoids to leave highly recognisable fossils, although preservation varies considerably depending on the species and the conditions following death and burial.

In well-preserved specimens, the ambulacral petals, tiny pore pairs, position of the mouth and other anatomical details may remain visible.

In more weathered specimens, only the general outline or part of the characteristic fivefold pattern may remain.

Why the Specimens Are Presented Together

This particular post is interesting because it presents not one fossil, but many different specimens.

Together they demonstrate the morphological diversity represented among the echinoid fossils from Nicosia: different sizes, different outlines, different degrees of flattening or doming, and differences in the form and development of the characteristic fivefold ambulacral pattern.

Precisely because the photographs represent several different species, the scientifically safer approach is not to give the entire collection a single species name.

Each distinct form would require separate examination and comparison of its diagnostic characteristics before a more precise identification could be made.

Classification

Kingdom: Animalia
Phylum: Echinodermata
Subphylum: Echinozoa
Class: Echinoidea
Main group represented: Irregular echinoids
Common names of related forms: Sand urchins / Sand dollars / Sea biscuits
Material presented: Multiple different fossil specimens
Identification: More than one species – the specimens are not all assigned to a single taxon

Sand Sea Urchin Fossils from Nicosia, Cyprus

The fossils presented in the photographs in this post come from Nicosia, Cyprus, and represent many different forms of fossil sea urchins.

The diversity of their shapes is perhaps the most interesting aspect of the collection. Some specimens are more flattened, others more domed or oval, while differences can also be observed in the characteristic fivefold pattern preserved on their surfaces.

These fossils represent animals that were highly adapted to life on and within soft marine sediments. Their tests preserve important anatomical structures that can still be recognised long after the disappearance of the living animal.

Because the post contains fossils belonging to several different species, we do not assign all the specimens to a single genus or species. They are presented as a collection of different echinoid fossils from Nicosia, leaving each distinct form open to more precise identification when sufficient diagnostic characteristics are available.