The ammonite animal stayed afloat using gas filled chambers in its shell formed by partitions called septa. The chambers were connected by the siphuncle, a long, blood and tissue filled tube which initially allowed the ammonite to empty each chamber of fluid during growth, and subsequently permitted control of buoyancy through the addition or subtraction of fluid from the emptied chambers. The siphuncle was usually positioned centrally within the plane of bilateral symmetry of the shell. However, in some Early Jurassic species, the siphuncle was displaced from the centre, accompanied by asymmetric septa which had a larger surface area on the non-siphuncle side of the shell. Was it possible that internal components of the shell were counterbalancing each other so that the animal could remain vertical when moving through the water? We use three computer models to examine this possibility.

The first model examines the impact of the asymmetries on the centre of mass within a single chamber. The second two models examine the effects of the asymmetries on the positions of the centres of mass in complete animals of large and small size. When the first model is considered in isolation, it seems possible that the asymmetries may have a balancing effect on the animal, with the mass of the septa on one side partially offsetting the mass of the siphuncle on the other side of the shell. However, the second two models show that the asymmetric components in the chambers are very small with respect to the mass of the entire animal and the effects of the offset components are virtually negligible.

Resumen en Español

EL IMPACTO DE LAS ASIMETRÍAS EN LOS ELEMENTOS DEL FRAGMOCONO DE AMMONITES DEL JURÁSICO INFERIOR

Louise M. Longridge, Paul L. Smith, George Rawlings y Voytek Klaptocz

En muchos ammonites del Jurásico inferior, incluido Badouxia columbiae (Frebold 1967), el sifúnculo está compensado desde la línea media del vientre. En estos casos, la sutura septal se expande en el lado opuesto de la concha, sugiriendo una expansión del septo en el lado opuesto al del  sifúnculo. Se usaron 3 modelos computerizados de B. columbiae para examinar las implicaciones hidrostáticas de estas asimetrías con respecto a la presencia de un posible mecanismo de balanceo por carga. El primer modelo se limita a los elementos internos de una única cámara del fragmocono, que incluye sifúnculo y septo. Las láminas camerales son consideradas matemáticamente como un componente opcional. El modelo indica que un mecanismo de contrapeso podría estar presente ya que la masa del sifúnculo (y láminas camerales opcionales) es al menos parcialmente corregido por el incremento de la masa del septo en el lado opuesto. Para examinar el efecto de estas asimetrías en el ammonite entero, se diseñaron 2 modelos que representaban ammonites completos con diámetros de concha pequeño y grande. En ambos casos, los resultados muestran que el sifúnculo y las asimetrías septales dentro del fragmocono son muy pequeñas con respecto a la masa del animal, y el efecto de los componentes compensadores es insignificante. La posición asimétrica del sifúnculo simplemente forzó la expansión de la línea de sutura septal y de los pliegues septales en el lado opuesto al sifúnculo, pero no tuvo un efecto de contrapeso significativo.

Palabras clave: ammonite; sifúnculo asimétrico; septo; modelo computerizado; Jurásico inferior

Translator: Manuel Salesa

Résumé en Français

L’impact des asymétries dans les éléments du phragmocone des ammonites du Jurassique inférieur

Louise M. Longridge, Paul L. Smith, George Rawlings, et Voytek Klaptocz

Chez de nombreuses ammonites du Jurassique inférieur, dont Badouxia columbiae (Frebold 1967), le siphon est écarté de la ligne médiane ventrale. Dans ce cas, la ligne de suture septale s’étend sur le coté opposé de la coquille, suggérant une extension du septum sur le coté non-siphoné. Nousutilisons trois modèles informatiques de B. columbiae pour déterminer les implications hydrostatiques de ces asymétries considérant la possibilité d’un mécanisme de répartition du poids. Le premier modèle est limité aux éléments internes d’une seule chambre du phragmocône, incluant le siphon et le septum. Les membranes camérales sont également considérées mathématiquement comme une composante potentielle. Le modèle indique qu’un mécanisme de balancier pourrai être présent de manière à ce que la masse du siphon déporté (et des membrane camérales potentielles) soit au moins partiellement corrigée par un accroissement de la masse du septum sur le coté opposé. De façon à examiner l’effet de ces asymétries sur l’ammonite entière, deux modèles représentant l’ammonite complète, à un diamètre grand et petit, ont été construits. Dans les deux cas, les résultats mo ntrent que les asymétries du siphon et du septum à l’intérieur du phragmocône sont mineures en comparaison du poids total de l’animal, et que l’impact des composantes déportées n’est pas significatif. La position asymétrique du siphon force simplement l’extension de la ligne de suture septale et du pli septale sur le coté non-siphoné de la coquille, mais aucune phénomène significatif de balancier n’était effectif.

MOTS CLEFS: ammonite; siphon asymétrique; septa; modèles informatiques; Jurassique inférieur.

Translator: Olivier Maridet

Deutsche Zusammenfassung

Die Auswirkung von Asymmetrien im Phragmokon von Ammoniten des Frühen Jura

Louise M. Longridge, Paul L. Smith, George Rawlings, and Voytek Klaptocz

Bei vielen Ammoniten des Frühen Jura, wie bei Badouxia columbiae (Frebold 1967), liegt der Sipho nicht direkt auf der Mittellinie. In diesen Fällen hat sich die Lobenlinie auf die gegenüberliegende Gehäuseseite ausgedehnt, was auf eine Ausweitung des Septums auf die der Siphon abgewandten Seite hindeutet. Wir verwenden drei Computermodelle von B. columbiae um die hydrostatischen Auswirkungen dieser Asymmetrien in Bezug auf einen möglichen Gewichtsausgleich zu untersuchen.

Das erste Modell beschränkt sich auf die inneren Bestandteile einer Phragmokonkammer einschließlich des Sipho und des Septum. Kammerhäutchen werden mathematisch ebenfalls als ein möglicher Bestandteil angenommen. Das Modell deutet darauf hin, dass eine Art von Gegengewicht vorhanden gewesen sein könnte, da das Gewicht des verlagerten Siphos (und das der angenommenen Kammerhäutchen) zumindest teilweise durch das schwerere Septum auf der gegenüberliegenden Seite ausgeglichen wird.

Um die Auswirkungen dieser Asymmetrien auf den gesamten Ammoniten zu untersuchen, wurden zwei vollständige Ammoniten mit großem und kleinem Gehäusedurchmesser konstruiert. Die Ergebnisse zeigen in beiden Fällen, dass die Sipho und Septum Asymmetrien im Phragmokon sehr gering sind im Vergleich zum Gewicht des Tieres und der Einfluss der verlagerten Komponenten ist vernachlässigbar. Die asymmetrische Lage des Sipho bewirkte lediglich, dass sich die Lobenlinie auf die Sipho-abgewandte Seite des Gehäuses ausweitete. Dies hatte jedoch keinen Gewichtsausgleich zur Folge.

Schlüsselwörter: Ammonit; asymmetrischer Sipho; Septum; Computermodelle; Früher Jura

Translator: Eva Gebauer

Translator: Ashraf M.T. Elewa

Polski Abstrakt

Wpływ asymetri w elementach fragmokonu wczesnojurajskich amonitów

Louise M. Longridge, Paul L. Smith, George Rawlings i Voytek Klaptocz

U wielu wczesnojurajskich amonitów, w tym Badouxia columbiae (Frebold 1967), syfon jest odwiedziony od środka części wentralnej. W takich przypadkach, linia lobowa jest rozszerzona na przeciwną stronę muszli, sugerując ekspansję septum na stronę bez syfonu. Korzystamy z trzech modeli komputerowych B. columbiae by zbadać implikacje hydrostatyczne tych asymetrii w kontekście możliwego mechanizmu balansowania ciężaru. Pierwszy z modeli jest ograniczony do wewnętrznych elementów pojedynczej komory fragmokonu, włączając syfon i septum. Złogi komorowe są również brane pod uwagę w obliczeniach jako opcjonalny ich element. Model wskazuje, że mógł istnieć mechanizm równowagowy, jako że masa odwiedzionego syfonu (i opcjonalnie złogów komorowych) jest przynajmniej częściowo równoważona przez zwiększoną masę septum po przeciwnej stronie. W celu zbadania wpływu tych asymetrii na całe ciało amonita, zostały zbudowane dwa modele przedstawiające całe amonity - o dużej i małej średnicy. W obu przypadkach wykazano że asymetrie syfonu i septum są niewielkie w porównaniu ze znaczeniem masy całego zwierzęcia i że wpływ odwiedzionych elementów jest nieznaczny. Asymetryczna pozycja syfonu zwyczajnie wymusiła przesunięcie linii lobowej i fałdków septalnych na nie-syfonową stronę, jednak nie zaszedł żaden efekt przeciwwagi.

Słowa kluczowe: amonit, asymetryczny syfon, septa, modele komputerowe, wczesna jura

Translators: Dawid Mazurek and Robert Bronowicz