Aparecieron en el período Cámbrico (al inicio del Paleozoico, hace unos 540 millones de años), y empezaron a diversificarse ya en el Cámbrico inferior. Tras la extinción masiva de finales del Cámbrico sólo sobrevivieron las formas que habitaban ambientes pelágicos, de aguas profundas.
A partir del Silúrico y el Devónico estuvieron en regresión. Durante el Carbonífero los representantes del grupo son escasos y restringidos a ambientes de arrecife. Los últimos trilobites, ya sólo habitantes de aguas someras, desaparecieron durante la crisis del límite Permo-Triásico (hace unos 250 millones de años).
Por tanto, su presencia en la Tierra se prolongó durante todo el Paleozoico, más de 300 millones de años. Los trilobites son tan abundantes y han sido tan profundamente estudiados, que probablemente sean el grupo de animales fósiles más conocidos.
El nombre del Trilobites se debe a las tres partes bien diferenciadas que componen su cuerpo:
Región cefálica o cefalón, región ventral torácica de numerosos segmentos o tórax y región caudal o pigidio. Existe también una clara diferencia tripartita en sentido transversal: un eje central, raquis o lóbulo axial; y, a ambos lados, dos lóbulos pleurales unidos al anterior.
Se debería evitar el uso del nombre de Crustáceos Trilobites que se empleó anteriormente, porque los Trilobites no tienen nada que ver con los Crustáceos, a pesar de que antiguamente se creía lo contrario, suno que constituyen un grupo autónomo de Artrópodos.
El escudete cefálico o cefalón es de forma más o menos semicircular, presentando una parte central muy arqueada y delimitada por un surco envolvente. Esta parte central se llama glabela, pudiendo hallarse dividida por algunos surcos dorsales, en sentido transversal. La parte de glabela situada por delante del primer surco dorsal se llama lóbulo frontal. A cada lado de la glabela están situadas unas áreas planas, denominadas mejillas
El tegumento dorsal era una gruesa cutícula impregnada de carbonato cálcico, lo que ha facilitado su fosilización. Su tamaño varía desde unos pocos milímetros a más 60 cm en algunas especies gigantes
Son los fósiles más característicos de la Era Paleozoica (Era Primaria). Se han descrito casi 4.000 especies,distribuidas en siete ordenes:
*Orden Agnóstida:
Va desde el Cámbrico al Ordovícico. Son organismos de pequeño tamaño, no tienen ojos, carecen de sutura facial y se la tienen es propárica, otro rasgo es que tienen pocos segmentos torácicos. Son isopígidos (cefalón y pigidio de tamaño similar).
*Orden Redlíchiida:
Son del Cámbrico. Tienen un cefalón semicircular con espinas genales muy largas, la glabela se ensancha hacia delante y es segmentada. La sutura facial es opistopárica. Tienen ojos alargados y un torax con muchos segmentos. El pigidio es muy pequeño o inexistente.
*Orden Corynexochida:
Son del Cambrico. Tienen un cefalón semicircular y espinas menos largas que el orden anterior. Tienen sutura opístopárica o en algunos casos no, también poseen un menor número de segmentos que los anteriores. Tienen los ojos alargados y el pigidio de mayor tamaño que el cefalón.
*Orden Ptychopáriida:
Son del Cámbrico y en este orden incluimos el orden Proetida de la clasificación de Clarkson. Son una superfamilia, la Proetacia. El orden Ptychopáriida está formado por formas de morfología variada, con una tendencia en general a que la glabela se estreche un poco hacia la parte delantera, puede haber formas con ojos o sin ellos. La sutura es del tipo opistopárico, aunque puede haber formas con sutura propárica. La familia Proetacia es la última en extinguirse dentro de la clase trilobite, dentro de esta superfamilia hay formas de tipo pelágico. De los Ptychopáriida se originan todos los trilobites postcámbricos.
*Orden Phacópida:
Van del Ordovícico al Devónico e incluyen formas con una glabela que se ensancha hacia delante la línea de sutura es propárica y en algunos casos es de tipo gonatopárico. Presentan numerosos segmentos torácicos.
*Orden Lichida y Orden Odontopleurida:
Van del Ordovícico al Devónico. Están formados por pocos géneros. Son formas muy especializadas y desde el punto de vista morfológico son raras. El orden Odontopleurida tiene espinas muy largas y proyecciones espiniformae. Las formas con espinas largas son pelágicas.
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