(Echinoderms) Sea urchin fossils from Nicosia - Cyprus

 See also

All about Cyprus - Όλα για την Κύπρο

Photos by George Konstantinou  

Below in English

Απολιθωμένοι Αχινοί (Echinoderms) από τη Λευκωσία, Κύπρος

Κείμενο του Γιώργου Κωνσταντίνου

Πολλά διαφορετικά είδη αχινών από τη Λευκωσία

Στην παρούσα ανάρτηση παρουσιάζεται μέσα από τις φωτογραφίες μια συλλογή απολιθωμένων αχινών από τη Λευκωσία της Κύπρου. Τα δείγματα δεν ανήκουν όλα στο ίδιο είδος. Αντίθετα, παρουσιάζουν διαφορετικά σχήματα, μεγέθη και μορφολογικά χαρακτηριστικά και αντιπροσωπεύουν πολλά διαφορετικά είδη αχινών.

Για τον λόγο αυτό δεν επιχειρείται ένας ενιαίος προσδιορισμός σε επίπεδο γένους ή είδους. Η ανάρτηση παρουσιάζει τους αχινούς ως μέλη της ομοταξίας Echinoidea, επιτρέποντας παράλληλα στις φωτογραφίες να αναδείξουν τη μορφολογική ποικιλία των διαφορετικών δειγμάτων.

Οι αχινοί ανήκουν στα Εχινόδερμα (Echinodermata), μαζί με τους αστερίες, τους οφιούρους, τα ολοθούρια και τους κρινοειδείς. Η εξελικτική ιστορία των Echinoidea είναι εξαιρετικά μακρά, με απολιθώματα της ομάδας να είναι γνωστά ήδη από το Ύστερο Ορδοβίσιο, περίπου 450 εκατομμύρια χρόνια πριν.

Ο σκελετός των αχινών – το test

Το τμήμα που διατηρείται συχνότερα ως απολίθωμα είναι ο χαρακτηριστικός ασβεστιτικός σκελετός του αχινού, γνωστός ως test.

Το test δεν αποτελεί ένα ενιαίο κομμάτι. Αποτελείται από πολυάριθμες ασβεστιτικές πλάκες που ενώνονται μεταξύ τους σχηματίζοντας μια συμπαγή κατασκευή. Πάνω στις πλάκες υπάρχουν μικρά εξογκώματα, γνωστά ως tubercles, στα οποία ήταν αρθρωμένα τα αγκάθια όταν το ζώο ήταν ζωντανό.

Στα απολιθώματα, αυτά τα tubercles μπορεί να παραμένουν πολύ καλά διατηρημένα ακόμη και όταν τα ίδια τα αγκάθια έχουν χαθεί.

Τα αγκάθια των ζωντανών αχινών

Όταν ήταν ζωντανοί, οι αχινοί που αντιπροσωπεύονται από αυτά τα γυμνά απολιθωμένα tests είχαν την επιφάνειά τους καλυμμένη από κινητά αγκάθια.

Τα αγκάθια εξυπηρετούσαν διαφορετικές λειτουργίες, μεταξύ των οποίων η προστασία και η κίνηση. Στους regular echinoids μπορούν να είναι ιδιαίτερα εμφανή και ισχυρά.

Μετά τον θάνατο του ζώου, όμως, τα αγκάθια αποσυνδέονται σχετικά εύκολα. Για τον λόγο αυτό είναι πολύ συνηθισμένο να βρίσκουμε το απολιθωμένο test χωρίς τα αγκάθια του, ενώ μεμονωμένα αγκάθια μπορούν να βρεθούν χωριστά μέσα στα ίδια απολιθωματοφόρα ιζήματα.

Η χαρακτηριστική πενταμερής οργάνωση

Ένα από τα σημαντικότερα χαρακτηριστικά των αχινών είναι η βασική πενταμερής συμμετρία του σώματός τους.

Το test οργανώνεται γύρω από πέντε κύριους τομείς. Εναλλάσσονται οι ambulacral και interambulacral περιοχές, δημιουργώντας τη χαρακτηριστική δομή που μπορεί να παρατηρηθεί ακόμη και σε απολιθώματα εκατομμυρίων ετών.

Οι ambulacral πλάκες αναγνωρίζονται από ζεύγη μικροσκοπικών πόρων. Μέσα από αυτά περνούσαν οι δομές που συνδέονταν με τα tube feet – ποδίσκους του ζώου.

Αυτή η πενταμερής οργάνωση αποτελεί ένα από τα χαρακτηριστικότερα γνωρίσματα όχι μόνο των αχινών αλλά γενικότερα των εχινοδέρμων.

Regular και Irregular Echinoids

Η μεγάλη ποικιλία που παρουσιάζεται στις φωτογραφίες γίνεται περισσότερο κατανοητή αν λάβουμε υπόψη ότι οι αχινοί έχουν εξελιχθεί σε πολύ διαφορετικές μορφές.

Μια βασική διάκριση γίνεται μεταξύ regular echinoids και irregular echinoids.

Οι regular echinoids είναι οι μορφές που περισσότερο θυμίζουν τον κλασικό σημερινό αχινό. Το test τους είναι συνήθως σφαιρικό, ημισφαιρικό ή ελαφρώς πεπλατυσμένο και διατηρεί έντονα την ακτινωτή συμμετρία. Πολλά από αυτά τα είδη ζουν πάνω στην επιφάνεια του θαλάσσιου πυθμένα.

Οι irregular echinoids, αντίθετα, έχουν τροποποιήσει σημαντικά αυτό το βασικό σχέδιο σώματος. Παράλληλα με την αρχική πενταμερή οργάνωση εμφανίζουν δευτερογενή αμφίπλευρη συμμετρία και συχνά διακριτό πρόσθιο και οπίσθιο τμήμα. Πολλοί είναι προσαρμοσμένοι στη ζωή μέσα σε μαλακά θαλάσσια ιζήματα.

Γιατί τα απολιθώματα στις φωτογραφίες έχουν διαφορετικά σχήματα

Ακριβώς επειδή στην ανάρτηση παρουσιάζονται πολλά διαφορετικά είδη, είναι αναμενόμενο τα tests να μην έχουν όλα την ίδια μορφή.

Ορισμένα μπορεί να είναι σχεδόν κυκλικά όταν παρατηρούνται από πάνω, άλλα περισσότερο ωοειδή, άλλα ημισφαιρικά ή θολωτά και άλλα περισσότερο πεπλατυσμένα.

Οι διαφορές μπορεί να αφορούν επίσης:

• το ύψος του test,
• τη διάμετρό του,
• τη μορφή της κορυφής,
• το μέγεθος των tubercles,
• τη διάταξη των ambulacral πόρων,
• τη μορφή των ambulacral περιοχών,
• και τη θέση και μορφή των ανοιγμάτων του σώματος.

Αυτά ακριβώς τα χαρακτηριστικά είναι σημαντικά για την ταξινομική αναγνώριση των απολιθωμένων αχινών.

Ambulacral και Interambulacral περιοχές

Το test ενός αχινού χωρίζεται σε δέκα κύριες ζώνες, οργανωμένες σε πέντε ambulacral και πέντε interambulacral περιοχές που εναλλάσσονται μεταξύ τους.

Οι ambulacral περιοχές φέρουν τα χαρακτηριστικά ζεύγη πόρων που σχετίζονταν με τα tube feet.

Οι interambulacral περιοχές είναι συνήθως πλατύτερες και φέρουν χαρακτηριστικά tubercles για την άρθρωση των αγκαθιών. Η διάταξη και το σχετικό μέγεθος αυτών των δομών μπορούν να διαφέρουν σημαντικά μεταξύ διαφορετικών ομάδων αχινών.

Σε ένα καλά διατηρημένο απολίθωμα αυτές οι μικρές λεπτομέρειες μπορούν να είναι εξαιρετικά καθαρές.

Τα μικρά εξογκώματα στην επιφάνεια

Οι πολυάριθμοι μικροί κυκλικοί σχηματισμοί που φαίνονται στην επιφάνεια πολλών απολιθωμένων αχινών δεν αποτελούν τυχαία διακόσμηση.

Πρόκειται για τις βάσεις πάνω στις οποίες αρθρώνονταν τα αγκάθια.

Σε ορισμένες ομάδες υπάρχουν ιδιαίτερα μεγάλα πρωτεύοντα tubercles που έφεραν μεγάλα αγκάθια, ενώ γύρω τους μπορεί να υπάρχουν μικρότερα tubercles για μικρότερα αγκάθια.

Έτσι, ακόμη και όταν τα αγκάθια έχουν χαθεί, το ίδιο το test μπορεί να μας δώσει μια εικόνα για το πώς ήταν οργανωμένο το εξωτερικό περίβλημα του ζωντανού ζώου.

Το στόμα στην κάτω πλευρά

Στους regular sea urchins το στόμα βρίσκεται στην κάτω επιφάνεια του σώματος.

Πολλά διαθέτουν ένα πολύπλοκο μασητικό σύστημα αποτελούμενο από ασβεστιτικά στοιχεία, γνωστό ως Aristotle's lantern – λυχνία του Αριστοτέλη.

Το σύστημα αυτό επέτρεπε στο ζώο να αποξέει και να επεξεργάζεται την τροφή του. Η ονομασία «Aristotle's lantern» χρησιμοποιείται εδώ και αιώνες για αυτό το χαρακτηριστικό μασητικό σύστημα των αχινών.

Στους irregular echinoids η μορφή και η θέση του στόματος μπορούν να διαφέρουν σημαντικά, ενώ σε ορισμένες εξελικτικές γραμμές το Aristotle's lantern έχει μειωθεί ή χαθεί.

Η σημασία της κάτω πλευράς για την ταυτοποίηση

Όταν προσπαθούμε να προσδιορίσουμε έναν απολιθωμένο αχινό, δεν αρκεί πάντα μια φωτογραφία της επάνω επιφάνειας.

Η κάτω πλευρά του test μπορεί να διατηρεί πολύ σημαντικά διαγνωστικά χαρακτηριστικά, όπως τη θέση και το σχήμα του στόματος, τη διάταξη των ambulacral περιοχών γύρω από αυτό και άλλες δομές.

Το ίδιο ισχύει για την πλευρική όψη, καθώς το ύψος και το προφίλ του test μπορούν να βοηθήσουν σημαντικά στη διάκριση παρόμοιων μορφών.

Για ακριβή προσδιορισμό σε επίπεδο είδους είναι επομένως ιδιαίτερα χρήσιμες φωτογραφίες από πάνω, από κάτω και από το πλάι.

Γιατί ορισμένοι αχινοί βρίσκονται ολόκληροι και άλλοι σε κομμάτια

Η διατήρηση ενός αχινού ως απολίθωμα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την κατασκευή του test και από τις συνθήκες που ακολούθησαν τον θάνατο και την ταφή του.

Στους regular echinoids οι πλάκες του test μπορούν να αποσυνδεθούν μετά τον θάνατο. Για τον λόγο αυτό στο απολιθωματοφόρο αρχείο βρίσκονται συχνά μεμονωμένες πλάκες και αγκάθια αντί για ολόκληρα άτομα.

Ορισμένοι irregular echinoids έχουν μεγαλύτερη πιθανότητα να διατηρηθούν ως σχετικά ολοκληρωμένα tests.

Γενικότερα, οι ασβεστιτικές πλάκες των εχινοδέρμων έχουν καλό δυναμικό απολίθωσης, γεγονός που συμβάλλει στο πλούσιο απολιθωματοφόρο αρχείο της ομάδας.

Μια εξαιρετικά αρχαία ομάδα θαλάσσιων ζώων

Οι αχινοί έχουν μια εντυπωσιακά μακρά εξελικτική ιστορία.

Τα αρχαιότερα echinoids είναι γνωστά από περίπου 450 εκατομμύρια χρόνια πριν, πολύ πριν εμφανιστούν οι δεινόσαυροι. Κατά τη διάρκεια αυτής της τεράστιας χρονικής περιόδου εξελίχθηκε ένας μεγάλος αριθμός διαφορετικών μορφών.

Αυτό εξηγεί και την τεράστια μορφολογική ποικιλία που συναντάται στο παγκόσμιο απολιθωματοφόρο αρχείο των Echinoidea.

Η αξία μιας συλλογής με πολλά διαφορετικά είδη

Η συγκεκριμένη ανάρτηση έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον ακριβώς επειδή οι φωτογραφίες παρουσιάζουν πολλά διαφορετικά είδη και μορφές και όχι επαναλαμβανόμενα δείγματα ενός μόνο taxon.

Η σύγκρισή τους επιτρέπει να παρατηρήσουμε άμεσα πόσο διαφορετική μπορεί να είναι η μορφολογία μεταξύ των αχινών.

Ένα μικρό, χαμηλό test και ένα μεγαλύτερο, έντονα θολωτό test μπορεί να ανήκουν σε εντελώς διαφορετικές ταξινομικές ομάδες, παρόλο που και τα δύο αναγνωρίζονται εύκολα ως αχινοί από τη βασική οργάνωση των πλακών τους.

Αυτός είναι και ο λόγος που δεν αποδίδουμε ένα ενιαίο επιστημονικό όνομα σε όλα τα δείγματα της ανάρτησης.

Ταξινόμηση

Για το σύνολο του υλικού μπορούμε με ασφάλεια να χρησιμοποιήσουμε μόνο μια ευρύτερη ταξινομική τοποθέτηση:

Βασίλειο: Animalia
Συνομοταξία: Echinodermata
Υποσυνομοταξία: Echinozoa
Ομοταξία: Echinoidea
Κοινή ονομασία: Sea urchins – Αχινοί
Υλικό της ανάρτησης: Απολιθωμένα tests από πολλά διαφορετικά είδη
Προσδιορισμός: Πολλαπλά taxa – δεν αποδίδονται όλα σε ένα γένος ή είδος
Κατάσταση: Απολιθώματα

Sea Urchin Fossils from Nicosia, Cyprus

Οι φωτογραφίες της παρούσας ανάρτησης παρουσιάζουν πολλά διαφορετικά απολιθώματα αχινών από τη Λευκωσία της Κύπρου.

Τα διαφορετικά σχήματα και μορφολογικά χαρακτηριστικά των tests δείχνουν ότι δεν έχουμε μπροστά μας ένα μόνο είδος, αλλά μια συλλογή διαφορετικών μορφών των Echinoidea.

Άλλα δείγματα είναι περισσότερο στρογγυλεμένα, άλλα θολωτά ή πεπλατυσμένα, ενώ διαφορές παρατηρούνται επίσης στη διάταξη των ambulacral περιοχών, στα tubercles και στις συνολικές αναλογίες του test.

Για τον λόγο αυτό η παρούσα ανάρτηση δεν επιχειρεί να αποδώσει όλα τα δείγματα σε ένα συγκεκριμένο γένος ή είδος. Κάθε διαφορετική μορφή χρειάζεται να εξετάζεται ξεχωριστά, με βάση τα δικά της διαγνωστικά χαρακτηριστικά.

Η συλλογή παρουσιάζεται ως ένα χαρακτηριστικό δείγμα της ποικιλίας των απολιθωμένων αχινών που έχουν βρεθεί στη Λευκωσία, με τις φωτογραφίες να καταγράφουν πολλά διαφορετικά είδη και μορφές.

Sea Urchin Fossils (Echinoderms) from Nicosia, Cyprus

Text by George Konstantinou

Many Different Species of Sea Urchins from Nicosia

This post presents, through a series of photographs, a collection of fossil sea urchins from Nicosia, Cyprus. The specimens do not all belong to the same species. On the contrary, they display different shapes, sizes and morphological characteristics and represent many different species of sea urchins.

For this reason, no single identification at genus or species level is attempted. The post presents the specimens as members of the class Echinoidea, while the photographs demonstrate the morphological diversity of the different fossils.

Sea urchins belong to the Echinodermata, together with sea stars, brittle stars, sea cucumbers and crinoids. The evolutionary history of the Echinoidea is extremely long, with fossils of the group known from as far back as the Late Ordovician, approximately 450 million years ago.

The Sea Urchin Skeleton – The Test

The part most commonly preserved as a fossil is the characteristic calcareous skeleton of the sea urchin, known as the test.

The test is not a single solid piece. It consists of numerous calcareous plates joined together to form a strong structure. On these plates are small raised structures known as tubercles, to which the spines were attached when the animal was alive.

In fossils, these tubercles may remain very well preserved even when the spines themselves have disappeared.

The Spines of Living Sea Urchins

When alive, the sea urchins represented by these bare fossil tests had their surfaces covered with movable spines.

The spines served several functions, including protection and locomotion. In regular echinoids they can be particularly conspicuous and robust.

After the death of the animal, however, the spines become detached relatively easily. For this reason, it is very common to find a fossil test without its spines, while individual fossil spines may occur separately within the same fossil-bearing sediments.

The Characteristic Fivefold Organisation

One of the most important characteristics of sea urchins is the basic fivefold symmetry of their bodies.

The test is organised around five main sectors. Ambulacral and interambulacral areas alternate with one another, creating a characteristic pattern that can still be observed in fossils millions of years old.

The ambulacral plates can be recognised by pairs of tiny pores. Through these passed structures associated with the animal's tube feet.

This fivefold organisation is one of the most characteristic features not only of sea urchins but of echinoderms in general.

Regular and Irregular Echinoids

The considerable diversity visible among the fossils in the photographs becomes easier to understand when we consider that sea urchins evolved into many very different forms.

One of the major distinctions is between regular echinoids and irregular echinoids.

Regular echinoids are the forms that most closely resemble the familiar modern sea urchin. Their tests are generally spherical, hemispherical or slightly flattened and retain a strong radial symmetry. Many species live on the surface of the sea floor.

Irregular echinoids, in contrast, have significantly modified this basic body plan. While retaining the original fivefold organisation, they also developed secondary bilateral symmetry, with more clearly defined anterior and posterior regions. Many became adapted to living within soft marine sediments.

Why the Fossils in the Photographs Have Different Shapes

Because the post presents many different species, it is expected that the tests will not all have the same form.

Some may appear almost circular when viewed from above, others may be more oval, hemispherical, domed or flattened.

Differences may also involve:

• the height of the test,
• its diameter,
• the shape of the apex,
• the size of the tubercles,
• the arrangement of the ambulacral pores,
• the form of the ambulacral areas,
• and the position and shape of the body openings.

These are among the characteristics that can be important in the taxonomic identification of fossil sea urchins.

Ambulacral and Interambulacral Areas

The test of a sea urchin is divided into ten principal zones, arranged as five ambulacral and five interambulacral areas alternating with one another.

The ambulacral areas bear the characteristic pairs of pores associated with the tube feet.

The interambulacral areas are generally broader and bear characteristic tubercles for the attachment of the spines. The arrangement and relative size of these structures can vary considerably among different groups of sea urchins.

In a well-preserved fossil, these small anatomical details can remain remarkably clear.

The Small Raised Structures on the Surface

The numerous small circular structures visible on the surface of many fossil sea urchins are not random ornamentation.

They are the tubercles on which the spines articulated.

In some groups there are particularly large primary tubercles that supported large spines, while smaller secondary tubercles may occur around them for the attachment of smaller spines.

Therefore, even when the spines themselves have been lost, the fossil test can provide an indication of how the external surface of the living animal was organised.

The Mouth on the Underside

In regular sea urchins, the mouth is situated on the lower surface of the body.

Many possess a complex feeding apparatus composed of calcareous elements, known as Aristotle's lantern.

This structure allowed the animal to scrape, bite and process food. The name Aristotle's lantern has been used for centuries for this characteristic feeding apparatus of sea urchins.

In irregular echinoids, the form and position of the mouth may differ considerably, and in some evolutionary lineages Aristotle's lantern has been reduced or lost.

Why the Underside Is Important for Identification

When attempting to identify a fossil sea urchin, a photograph of the upper surface alone is not always sufficient.

The underside of the test may preserve very important diagnostic characteristics, including the position and shape of the mouth, the arrangement of the ambulacral areas around it and other structures.

The side view is also valuable because the height and profile of the test can help distinguish between otherwise similar forms.

For accurate identification at species level, photographs from above, below and from the side can therefore be particularly useful.

Why Some Sea Urchins Are Preserved Whole and Others in Pieces

The preservation of a sea urchin as a fossil depends greatly on the construction of the test and on the conditions following death and burial.

In regular echinoids, the plates of the test can separate after death. Consequently, the fossil record often contains isolated plates and spines rather than complete individuals.

Some irregular echinoids have a greater chance of being preserved as relatively complete tests.

More generally, the calcareous skeletal elements of echinoderms have good fossilisation potential, contributing to the rich fossil record of the group.

An Extremely Ancient Group of Marine Animals

Sea urchins have an extraordinarily long evolutionary history.

The earliest echinoids are known from approximately 450 million years ago, long before the appearance of the dinosaurs. During this immense period of geological time, a great variety of different forms evolved.

This long history helps explain the enormous morphological diversity found in the worldwide fossil record of the Echinoidea.

The Value of a Collection Containing Many Different Species

This particular post is especially interesting because the photographs show many different species and forms, rather than repeated specimens belonging to a single taxon.

Comparing them allows us to see directly how different the morphology of sea urchins can be.

A small, low test and a larger, strongly domed test may belong to entirely different taxonomic groups, even though both can readily be recognised as sea urchins from the fundamental organisation of their plates.

This is why we do not assign a single scientific name to all the specimens presented in this post.

Each different form needs to be examined separately according to its own diagnostic characteristics.

Classification

For the collection as a whole, only a broader taxonomic placement can safely be used:

Kingdom: Animalia
Phylum: Echinodermata
Subphylum: Echinozoa
Class: Echinoidea
Common name: Sea urchins
Material presented: Fossil tests representing many different species
Identification: Multiple taxa – the specimens are not all assigned to a single genus or species
Status: Fossils

Sea Urchin Fossils from Nicosia, Cyprus

The photographs in this post present many different sea urchin fossils from Nicosia, Cyprus.

The different shapes and morphological characteristics of their tests demonstrate that the material does not represent a single species, but rather a collection of different forms belonging to the Echinoidea.

Some specimens are more rounded, others domed or flattened, while differences can also be observed in the arrangement of the ambulacral areas, the tubercles and the overall proportions of the test.

For this reason, the present post does not attempt to assign all the specimens to a particular genus or species. Each different form should be examined separately according to its own diagnostic characteristics.

The collection is presented as an example of the diversity of fossil sea urchins found in Nicosia, with the photographs documenting many different species and forms.