ian's senior thesis draft 030415

68
Effects of a growing substrate on secondarily tiered cornulitids of the Waldron Shale: Middle Silurian (Wenlockian) of Indiana by Christian P. Tulungen Submitted in partial fulfillments of the requirements of Senior Independent Study at The College of Wooster March, 2015

Upload: christian-tulungen

Post on 15-Aug-2015

63 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

   

Effects  of  a  growing  substrate  on  secondarily  tiered  cornulitids  of  the  Waldron  Shale:  Middle  Silurian  (Wenlockian)  of  Indiana  

       

   

 by    

Christian  P.  Tulungen          

Submitted  in  partial  fulfillments  of  the  requirements  of  Senior  Independent  Study  at  

The  College  of  Wooster      

March,  2015    

 

 

 

 i  

 

Abstract  

        Cornulitids  are  filter-­‐feeding  worm-­‐like  organisms  with  a  hard  tube-­‐shaped  

shell  that  have  been  known  to  encrust  hard  substrates  such  as  the  shells  of  

brachiopods  and  gastropods  from  the  Ordovician  through  the  Carboniferous.    

Cornulites  proprius  is  found  in  the  Waldron  Shale  (Middle  Silurian)  and  frequently  

are  sclerobionts  that  encrust  the  platyceratid  gastropod  Platystoma  niagarense.    

This  study  looks  at  the  interaction  between  these  two  organisms.    The  cornulitids  

were  counted  and  categorized  into  zones  representing  where  on  the  platyceratid  

they  encrusted.    This  is  analogous  to  a  study  done  by  Morris  and  Felton  (1993)  on  

Ordovician  examples.    The  result  showed  that  the  cornulitids  encrusted  during  the  

life  span  of  the  platyceratid.    The  cornulitids  also  had  no  preference  on  the  size  of  

the  platyceratid  they  encrust,  and  it  seems  that  with  age  a  platyceratid  did  not  

accumulate  additional  cornulitids.    Results  show  that  the  population  of  encrusting  

cornulitids  is  dominated  by  juveniles  and  more  than  50%  of  the  population  never  

reached  a  length  greater  than  5  millimeters.    My  hypothesis  is  that  the  juvenile  

population  did  not  live  long  enough  to  be  affected  by  the  growth  of  the  platyceratid.    

Yet,  there  were  specimens  found  measuring  less  than  5  millimeters  that  still  curved.    

The  results  of  this  study  show  that  the  cornulitid  behavior  was  random  and  the  

growth  of  platyceratid  shell  they  were  encrusting  had  no  affect  on  them.  

 

 

 ii  

   

 

 iii  

Acknowledgements          

    I  would  like  to  thank  my  parents  Catherine  and  Johnnes  Tulungen  and  my  

brother  Paul  who  listened  to  me  talk  about  my  thesis  and  told  me  when  they  didn’t  

understand  something.    Thank  you  for  forcing  me  to  explain  everything,  which  in  

turn  helped  me  understand  my  topic  even  better.    I  would  like  to  thank  the  members  

of  Xi  Chi  Psi  who  frequently  reminded  me  that  completion  of  this  thesis  was  more  

important  than  hanging  out  with  them,  yet  continued  to  request  my  presence  in  

section.    I  would  like  to  thank  Chris  Scimecca,  Brian  Maddock,  and  Elliot  

Wainwright.    The  constant  updates  on  the  progress  of  their  projects  kept  me  

motivated  and  made  me  work  more  efficiently  on  my  own  project.    I  would  like  to  

thank  Coleman  Fitch  and  the  other  Geology  students  for  our  conversations  and  

frequent  comparisons  between  our  projects  that  helped  me  realize  the  quality  of  my  

work.    Special  thanks  go  out  to  Samantha  Muther  who  kept  telling  me  that  I  had  

done  enough  work  for  this  project  and  calming  me  down  whenever  I  was  stressed.    I  

would  like  to  thank  Dr.  Meagan  Pollock  who  helped  me  kick  off  this  project  during  

Junior  Independent  Study  and  teaching  me  the  basics  of  research  in  the  geologic  

field.    A  very  big  thanks  to  Ken  Karns  and  Brian  Bade  who  collected  the  specimens  

used  in  this  project,  for  without  them  this  project  could  not  have  been  possible.    

Finally,  I  would  like  to  thank  my  ever  so  patient  advisor  Dr.  Mark  Wilson.    His  humor  

and  light  attitude  along  with  stern  encouragement  helped  me  get  through  this  

stressful  and  enlightening  process.  

 

 iv  

   

 

 v  

 

 Effects  of  a  growing  substrate  on  secondarily  tiered  cornulitids  of  the  Waldron  Shale:  Middle  Silurian  

(Wenlockian)  of  Indiana    

Table  of  Contents  

 

ABSTRACT  .................................................................................................................................................  I  

ACKNOWLEDGEMENTS  ......................................................................................................................  III  

INTRODUCTION  ......................................................................................................................................  1  

THE  WALDRON  SHALE  FORMATION  ................................................................................................  3  

STRATIGRAPHY  ...........................................................................................................................................................  3  

PALEOENVIRONMENT  ...............................................................................................................................................  8  

PALEOECOLOGY  OF  PLATYCERATIDS  ..........................................................................................  11  

SHELL  MORPHOLOGY  AND  EARLY  LIFE  ..............................................................................................................  11  

PLATYCERATID/CRINOID  RELATIONSHIP  ..........................................................................................................  12  

PALEOECOLOGY  OF  CORNULITIDS  ................................................................................................  17  

SYSTEMATICS  .......................................................................................................................................  23  

METHODS  ...............................................................................................................................................  25  

RESULTS  .................................................................................................................................................  29  

DISCUSSION  ...........................................................................................................................................  39  

CONCLUSIONS  .......................................................................................................................................  45  

 

 vi  

APPENDIX  ...............................................................................................................................................  47  

REFERENCES  CITED  ............................................................................................................................  57  

 

 

 1  

 

Introduction  

          Cornulitids,  of  the  class  Tentaculita,  are  hard  substrate  encrusters  found  in  

marine  sediments  from  the  Ordovician  to  Carboniferous.    Often  these  encrusters  are  

found  on  the  shells  of  other  organisms.    In  the  Silurian,  cornulitids  were  found  

encrusted  on  brachiopods,  crinoids,  and  gastropods.    This  study  is  focused  mainly  

on  specimens  recovered  from  the  Waldron  Shale  (Wenlockian)  of  Indiana,  and  

primarily  observes  samples  of  platyceratid  gastropods  with  encrusting  cornulitids.  

The  relationship  between  the  platyceratids  and  the  cornulitids  is  unusual  due  

to  the  fact  that  platyceratids  are  encrusters  and  attach  near  or  directly  on  top  of  the  

calyces  of  crinoids.    This  particular  phenomenon  is  known  as  secondary  tiering,  

which  is  when  organisms  are  positioned  above  (or  below)  the  sediment  water  

surface  as  epizoans  on  a  primary  tier  organism  (Peters  and  Bork,  1998).    This  put  

the  cornulitids  in  a  different  environment  where  suspended  food  particles  were  

much  more  abundant.    This  study  examines  two  aspects  of  the  cornulitid  –  

platyceratid  relationship.    First,  the  study  will  attempt  to  determine  whether  or  not  

the  cornulitids  encrusted  juvenile  platyceratids.    Second,  this  study  will  show  

whether  or  not  the  cornulitids  reacted  to  the  spiral  growth  of  the  platyceratid  shell.    

A  systematic  analysis  was  also  done  on  the  samples  from  the  Waldron  Shale  that  

were  used.  

 

 2  

   

 

 3  

 

The  Waldron  Shale  Formation  

       

Stratigraphy         The  Waldron  Shale  was  first  discovered  in  1860  by  Professor  David  Christy  

of  Cincinnati  and  named  after  the  nearby  town  of  Waldron,  Indiana  (Hall,  1881).    

Stratigraphically,  it  is  positioned  above  the  Laurel  Formation  of  the  upper  

Salamonie  Dolomites  and  is  a  part  of  the  Pleasant  Mills  Formation  of  the  Middle  

Silurian  (Figure  1)  (Droste  and  Shaver,  1982;  Brett  et  al.,  2012).    The  formation  can  

be  separated  into  3  ecological  facies  (A,  B,  and  C)  and  a  fourth  diagenetic  facies  (D)  

originally  described  by  Feldman  (1989).    Additionally  he  ordered  the  3  ecological  

facies  chronologically  with  A  being  the  oldest  presumed  facie  and  C  being  the  

youngest.    Figure  2  shows  the  relationship  between  the  facies,  excluding  facies  D.  

   

 

 4  

 

Figure  1:  Accepted  stratigraphic  correlation  of  the  Niagaran  and  Cayugan  groups  (North  American  Series)  or  the  Wenlockian,  Ludlovian,  and  Pridolian  groups  (European  Series)  of  northern,  central,  southwestern,  and  south-­‐central  Indiana.    Arrow  Shows  Stratigraphic  position  of  the  Waldron  Formation  (Droste  and  Shaver,  1982).    

 

 5  

 

   Figure  2:    An  ideal  cross-­‐section  of  the  Waldron  Shale  Formation  showing  Facies  A,  B,  and  C.    Facies  D  is  not  shown  due  to  its  proposed  difference  in  origin.    The  Graphs  on  the  right  show  the  evolution  of  the  depositional  conditions  through  the  facies.    The  ‘d’  means  deep  and  ‘s’  means  shallow  in  the  graph  showing  depth  development.    The  dotted  line  labeled  ‘swb’  indicates  the  position  of  the  storm  wave  base  (Feldman,  1989).       The  oldest  facies  of  the  Waldron  Formation  is  facies  A,  or  the  Biohermal  

community  facies  as  termed  by  Peters  and  Bork  (1999).    Identified  as  the  most  

fossiliferous  of  the  facies  within  the  Waldron,  facies  A  is  a  massive,  gray,  dolomitic,  

and  fossiliferous  shale  with  common  occurrences  of  thin  shell  beds  (Feldman,  

1989).    Many  of  the  fossils  found  in  this  facies  are  commonly  fragmented  and  

corroded.    This  is  due  to  a  combination  of  corrosion  and  abrasion  through  biological  

and  physical  processes.    The  few  fossils  found  in  growth  positions  are  situated  in  

small  reef-­‐like  masses,  often  referred  to  as  microbioherms.    These  benthic  villages  

are  unique  due  to  the  large  amount  of  sessile  benthic  epifaunal  fauna  found  on  them.    

 

 6  

The  size  of  these  bioherms  ranged  from  a  few  centimeters  to  about  2  meters  in  

diameter,  and  could  be  up  to  50  centimeters  thick.    Additionally,  many  thin  shell  

beds  ranging  between  1-­‐3  centimeters  thick  can  be  found  in  facies  A.    They  are  

primarily  composed  of  sand  and  granule  sized  fossil  debris.    These  specimens  are  

typically  oriented  parallel  to  bedding  with  reoriented  geopetal  structures.    Due  to  

the  thickness  and  orientation  of  the  specimens,  these  shell  beds  are  interpreted  as  

tempestites.    Exposure  affects  are  more  readily  found  in  facies  A.    This  can  be  seen  

through  examples  of  specimens  that  are  corroded,  disarticulated,  and  sometimes  

colonized.    This  is  due  to  the  absence  of  a  slow  deposition  process  (Feldman,  1989).      

  Chronologically,  the  next  facies  of  the  Waldron  is  facies  B  that  is  typically  the  

thickest  facie  of  the  formation.    It  is  a  dolomitic  shale  dominated  by  thin  and  

laterally  continuous  mudstone  beds  that  alternate  with  less  resistant  shale  beds.    

There  are  fewer  fossils  in  facies  B  and  the  shell  beds  are  rarer,  discontinuous,  and  

thinner,  maxing  out  at  about  ½  centimeter  thick.    Tempestites  that  were  a  common  

occurrence  in  facies  A  are  not  found  in  facies  B.    Instead,  the  death  assemblages  and  

fossil  beds  are  defined  as  distal  tempestites.    Due  to  the  lack  of  microbioherms  seen  

in  this  facies,  this  facies  is  referred  to  as  the  Inter-­‐reef  community  (Feldman,  1989;  

Peters  and  Bork,  1999).    Fossils  are  rarely  present  in  this  facies  but  when  found  they  

are  well  preserved.  

  The  Deep  Platform  community  or  facies  C  is  very  similar  to  facies  B.    Like  

Facies  B,  it  is  dominated  by  thin  and  laterally  continuous  mudstone  beds  that  

alternate  with  less  resistant  shale  beds.    Distal  tempestites  are  also  found  in  this  

facies,  as  well  as  the  dolomitic  shale  found  in  the  other  facies.    The  distinguishing  

 

 7  

factor  of  facies  C  would  be  the  low  abundance  of  both  macrofossils  and  microfossils.    

Of  the  few  fossils  found  in  this  facies,  most  are  pyritized  or  dolomitized.    Fossils  that  

are  carbonaceous  can  only  be  found  in  this  facies.    Bedding  in  facies  C  differs  slightly  

from  B.    Instead  of  the  preservation  alternating  between  light  and  colored  beds,  the  

bedding  reflects  varying  concentrations  of  pyrite  (Feldman,  1989).  

  The  last  facies  is  the  diagenetic  facies  D.    It  is  characterized  by  the  presence  

of  argillaceous  dolomite,  along  with  the  typical  dolomitic  shale  found  in  the  rest  of  

the  Waldron  Formation.    Feldman  (1989)  describes  this  facies  as  a  product  of  

dolomitization  that  occurred  to  parts  of  facies  B  (Inter-­‐reef)  and  C  (Deep  Platform).    

As  a  result,  Feldman  assumes  that  this  facies  is  present  due  to  diagenesis  instead  of  

deposition.    

 

 8  

Paleoenvironment  

 

 Figure  3:  Global  Paleogeography  in  the  Early  Silurian  showing  Laurentia  on  the  1st  globe.    Arrow  indicates  location  of  the  Cincinnati  Arch  and  Waldron  Formation  (after  http://jan.ucc.nau.edu/rcb7/430_Silurian_2globes.jpg).         The  Waldron  Formation  was  deposited  during  the  mid  to  late  Silurian  around  

423  m.y.a  on  the  western  portion  of  the  Cincinnati  Arch  bathymetric  high.    During  

this  time,  the  North  American  continent  had  collided  with  the  European  continent.    

The  resulting  orogenesis  created  the  arches  and  a  temperate  high  during  the  mid  

Silurian  led  to  the  formation  of  an  epeiric  sea  located  in  the  mid  continent.    The  

super  continent,  Laurentia,  was  created  and  was  positioned  on  the  equator  (Figure  

3)  (Beaumont  et  al.,  1988).    During  deposition,  the  Waldron  Shale  was  located  at  

about  20°  –  25°  south  latitude.    Currently,  the  Waldron  is  located  in  what  is  now  the  

tri-­‐state  area  of  Kentucky,  Ohio,  and  Indiana  (Figure  4)  (Brett  et  al.,  2012;  Droste  

and  Shaver,  1982;  Feldman,  1989).    Aggregate  pyrite  formation  along  with  the  reef  

community  that  dominates  the  Waldron  Shale  serves  as  evidence  for  its  equatorial  

positioning  (Feldman,  1989;  Peters  and  Bork,  1999).    Algal  Micrite  is  also  found  

 

 9  

throughout  the  shale  and  its  presence,  along  with  the  presence  of  pyrite,  shows  

deposition  occurring  in  the  photic  zone  (Feldman,  1989).    Deposition  of  the  Waldron  

can  also  be  assumed  to  have  occurred  between  normal  and  storm  wave  bases  

(Facies  A),  and  just  below  storm  wave  base  (Facies  B  and  C).    Evidence  for  this  is  the  

presence  of  thin  shell  beds  found  in  Facies  A  and  their  gradual  decline  in  numbers  as  

deposition  continues  to  B  and  C.    The  shell  beds  can  also  be  used  to  interpret  the  

depth  at  which  deposition  occurs,  as  well  as  the  rate  of  deposition  in  each  facies.    

Evidence  shows  that  when  moving  from  Facies  A  to  C  there  is  a  gradual  increase  in  

depth.    This  is  due  to  the  decline  in  numbers  of  tempestites  which  indicates  less  

turbated  waters  that  are  not  close  to  the  surface  (Feldman,  1989;  Peters  and  Bork,  

1999).    

 

 10  

   

   Figure  4:    The  location  of  the  Cincinnati  Arch  Area  during  the  Mid  Silurian  (Wenlockian).    Paleogeographic  position  of  Laurentia  (A),  the  relative  paleobathymetry  of  the  area  at  the  time  (B),  with  the  map  of  the  state  of  Ohio  (C),  and  a  county  map  of  the  Tri-­‐state  area  showing  important  localities  and  type  sections  of  Silurian  lithostratigraphic  units  (D)  (Brett  et  al.,  2012).  

   

   

 

 11  

 

Paleoecology  of  Platyceratids  

       

Shell  Morphology  and  Early  Life  of  Platyceratids         Platyceratid  gastropods  are  stratigraphically  found  from  the  Middle  

Ordovician  to  the  Late  Permian  spanning  about  250  million  years.    They  are  widely  

recognized  as  sessile  benthic  organisms  and  are  classified  as  sclerobionts.    A  

sclerobiont  is  an  organism  that  is  living  in  or  on  any  kind  of  hard  substrate  (Taylor  

and  Wilson,  2003).    The  Middle  Silurian  Platystoma  niagarense  is  a  platyceratid  

gastropod  with  a  slightly  trochospiral,  almost  planispiral  involute,  dextral  shell.    The  

apex  of  the  shell  is  visible  if  it  has  not  been  taphonomically  destroyed.    Only  

examples  of  platyceratids  that  have  fallen  off  of  the  hard  substrate  it  was  encrusting,  

allow  the  inside  of  the  aperture  to  be  seen.    The  apertures  of  platyceratid  gastropods  

are  typically  an  irregular  shape  and  in  Platystoma  niagarense  the  aperture  is  very  

wide  and  often  found  broken.    In  very  well  preserved  examples  of  Platystoma  

niagarense,  growth  lines  are  visible  on  their  thick  calcitic  shells.    This  indicates  that  

the  shells  grew  in  a  helical  pattern  by  accretion  (Bowsher,  1955;  Fryda  et  al.,  2009;  

Morris  and  Felton,  1993;  Sutton  et  al.,  2006).  

  Studies  on  the  protoconchs  or  larval  shells  of  platyceratids  show  that  there  

are  two  types  of  protoconch.    The  first  and  most  widely  known  and  found  

 

 12  

protoconch  are  very  unusual;  they  are  open  coiled  with  a  fish-­‐hook  like  morphology  

that  can  be  seen  in  examples  throughout  all  platyceratids.    This  protoconch  is  called  

the  cyrtoneritimorph  protoconch  because  it  may  represent  ancestral  links  to  

neritimorph  gastropods.    The  second  protoconch  type  is  found  to  be  a  very  tightly  

coiled  but  not  convolute,  orthostrophic  protoconch.    This  means  that  the  protoconch  

has  no  space  between  the  whorls  but  the  shell  does  not  overgrow  itself.    

Additionally,  this  protoconch  grows  its  whorls  out  equally.    This  second  protoconch  

can  only  be  found  in  Silurian  Platyceras  sp.  specimens,  which  means  that  the  

Platystoma  niagarense  has  this  second  type  of  protoconch.    Furthermore,  the  small  

size  and  shape  of  the  Platyceras  sp.  indicates  that  there  is  an  absence  of  

cyrtoneritimorph  protoconchs  (Fryda  et  al.,  2009).      

 

 

Platyceratid/Crinoid  Relationship      

  The  interpretations  of  lifestyles  of  platyceratid  gastropods  have  been  

recently  changed.    Originally  when  these  gastropods  were  first  found  inside  the  

arms  of  Crinoids,  they  were  interpreted  to  be  the  prey.    Figure  5  shows  a  picture  of  

the  relationship.    This  interpretation  then  changed  to  the  complete  opposite,  pitting  

the  gastropods  as  the  predator.    Currently,  the  most  widely  accepted  theory  is  the  

sedentary  coprophagus  platyceratid  (Baumiller  and  Gahn,  2002;  Bowsher,  1955).    

This  means  that  the  gastropod  would  encrust  onto  the  calyces  and  tegmen  of  

crinoids  and  cystoids  to  feed  on  their  waste  products  (Bowsher,  1955).    This  

 

 13  

conclusion  was  reached  because  of  the  irregularly  shaped  aperture  that  would  allow  

the  mantle  cavity  to  cover  the  anal  vent  of  the  crinoid  and  conform  to  its  shape.    

Research  suggest  that  this  behavior  was  possibly  established  during  the  Middle  

Silurian  around  the  time  of  the  Waldron  (Baumiller,  2003;  Baumiller  and  Gahn,  

2002;  Bowsher,  1955).    Even  with  the  overwhelming  support  for  coprophagy  of  

platyceratids,  the  same  evidence  could  support  gametophagy,  or  feeding  on  the  

young  produced  by  the  host.      

The  major  difference  between  these  two  theories  is  the  effect  of  the  

gastropod  on  its  host.    One  is  neutral  to  the  host  and  sometimes  beneficial  

(coprophagous),  while  the  other  is  detrimental  to  the  hosts  reproductive  abillities  

(gametophagous)  (Baumiller,  2003;  Baumiller  and  Gahn,  2002).    However,  the  

proposed  amount  of  detrimentality  caused  by  the  gastropod  varies.    Bowsher  

(1955)  claims  that  the  gastropods  were  probably  not  ‘suctorial.’    This  suggests  that  

the  gastropod  would  wait  to  be  served  by  the  crinoid.    On  the  other  hand  it  is  also  

possible  that  the  gastropods  would  be  Kleptoparasitic  and  steal  undigested  material  

and  nutrients  from  its  host  (Gahn  et  al.,  2003).    Overall,  researchers  have  agreed  

that  when  these  gastropods  are  present,  they  interfere  with  normal  alimentary  

functions  of  the  crinoid  (Baumiller,  2003;  Baumiller  and  Gahn,  2002).  

 

 

 14  

   Figure  5:    Platyceratid  gastropod  attached  to  crinoid  tegmen  at  the  base  of  the  anal  tube.  “p”  in  the  picture  indicates  the  encrusting  platyceratid.  (Gahn  and  Baumiller,  2006)    

  Host  picking  is  another  part  of  the  platyceratid-­‐crinoid  relationship  that  is  

still  under  investigation  today.    Bowsher  (1955)  came  to  the  conclusion  that  these  

gastropods  were  not  selective  in  choosing  a  particular  genus  or  species  of  crinoid.    

Additionally,  he  suggested  the  possibility  of  choosing  hosts  based  on  the  

smoothness  of  the  attachment  surfaces.    Although,  Baumiller  (2003)  suggests  that  

these  gastropods  would  pick  hosts  based  on  the  amount  of  energy  produced.    

Through  this  hypothesis,  Baumiller  concluded  that  crinoids  possessing  pinnulate  

 

 15  

arms,  or  arms  with  large  dense  filters,  could  capture  more  food  and  therefore  

produce  more  energy.    Typically  there  is  only  one  gastropod  per  crinoid,  but  there  

are  a  few  instances  where  a  crinoid  is  multi-­‐infested.    In  those  few  cases,  the  largest  

gastropod  would  be  the  one  positioned  over  the  anal  vent  (Baumiller  and  Gahn,  

2002).    Baumiller  (2003)  also  concluded  that  even  the  smaller  crinoids  could  sustain  

life  and  satisfy  metabolic  needs  for  both  the  epibiont  and  the  host.    Even  gastropods  

larger  than  the  height  of  the  crinoid  can  be  supported,  but  on  average,  the  infested  

crinoids  are  smaller  than  those  not  infested  (Baumiller  and  Gahn,  2002;  Baumiller,  

2003).  

     

 

 16  

   

     

 

 17  

 

Paleoecology  of  Cornulitids  

     

     Figure  6:    A  Close  up  of  a  Platystoma  niagarense  shell  collected  by  Ken  Karns  with  Cornulites  proprius  encrusting  it.    Scale  is  1  cm.      

  The  genus  Cornulites  originally  described  by  Schlotheim  in  1820  is  a  group  of  

organisms  that  range  from  the  middle  Ordovician  to  the  Carboniferous.    There  are  

two  varieties  of  Cornulites;  a  hard  substrate  encruster  commonly  found  cemented  

onto  the  shell  of  another  organism  (Figure  6),  and  a  free-­‐living  variety  that  is  not  

found  attached  to  anything  in  particular.    Cornulitids  are  conical  tubes  made  entirely  

of  calcite  and  found  either  in  clusters  cemented  to  each  other  or  in  single  form  on  

 

 18  

hard  substrates  (Vinn  and  Mutvei,  2005).    Encrustations  of  cornulitids  are  more  

commonly  found  on  shells  and  other  hard  parts  of  organisms  in  the  Waldron  Shale  

(Peters  and  Bork,  1999).    The  life  mode  of  these  conical  organisms  has  been  debated  

ever  since  their  discovery.    The  most  widely  accepted  theory  is  that  these  organisms  

acted  like  tubeworms  and  were  filter  feeding  sessile  benthic  epizoans  that  used  

their  calcareous  outer  shell  to  protect  their  vulnerable  soft  bodies  (Herringshaw  et  

al.,  2007;  Vinn  and  Mutvei,  2005;  Vinn  and  Wilson,  2013).  

  Morphologically,  all  species  of  Cornulites  have  laminar  calcitic  walls  (Vinn  

and  Mutvei,  2005).    The  lamellae  of  cornulitids  are  characterized  as  layers  of  calcite  

that  make  up  the  entirety  of  the  wall  and  run  around  the  interior  of  the  organism.    

The  walls  themselves  are  composed  of  cellulae,  sometimes  referred  to  as  vesicles.    

These  vesicles  are  small  vacant  spaces  between  each  lamellae  that  occur  most  

commonly  towards  the  aperture  of  the  shell.    Internally,  near  the  apex  of  the  shell,  

there  can  be  found  small  layers  of  calcite  that  mark  the  beginning  of  the  lamellae  

called  tabulae.    The  tabulae  run  at  about  right  angles  to  the  lamellae  and  the  empty  

spaces  that  separate  them  are  called  camera.    Externally,  undulations  running  

parallel  to  the  aperture  can  be  seen  all  along  the  shell.    These  are  called  annulations  

and  are  interpreted  as  growth  lines.    Perpendicular  to  these  annulations  are  rib  like  

lines  known  as  costae  (Herringshaw  et  al.,  2007).    Figure  7  shows  the  general  

structure  of  a  cornulitid.  

 

 19  

 

Figure  7:    General  structure  of  a  cornulitid.    “ag”  represents  the  apertural  groove.    “cel”  represents  the  cellulae  inside  the  lamellae  that  is  represented  by  “lam”.    “ann”  represents  the  annulations.    Finally  “tab”  represents  the  perpendicularly  running  tabulae  (Herringshaw  et  al.,  2007,  Figure  8).    

  Herringshaw  et  al.  (2007)  split  the  entirety  of  the  shell  into  three  specific  

regions  based  on  characteristics  found  on  the  inside  of  the  shell.    The  first  region  

starts  at  the  apex  and  ends  at  the  most  distal  tabula.    Nearer  to  the  apex  the  tabulae  

are  stacked  directly  on  top  of  each  other  resembling  steps.    The  more  distal  the  

 

 20  

tabula,  the  farther  apart  they  are.    The  most  apertural  part  of  the  apical  section  is  

where  camerae  are  visible.    This  region  is  where  the  concept  that  cornulitid  shells  

have  cone-­‐in-­‐cone  like  structures  originated.    The  mid-­‐region  begins  where  the  

apical  region  ends,  at  the  most  distal  tabula  and  ends  at  the  first  undulation  on  the  

internal  shell  wall.    This  part  of  the  shell  is  approximately  where  cellulae  begin  to  

appear.    Finally,  the  apertural  region,  begins  at  the  first  undulation  on  the  interior  

and  ends  at  the  aperture.    The  interior  of  the  shell  in  this  region  seems  to  be  

annulated  similarly  to  the  exterior,  making  it  indistinguishable  (Herringshaw  et  al.,  

2007;  Vinn  and  Mutvei,  2005).  

  It  is  theorized  by  Vinn  and  Mutvei  (2005)  that  life  for  cornulitids  began  with  

a  larval  stage  that  was  most  likely  pelagic.    Once  attached  to  the  substrate,  the  

embryonic  shell,  sometimes  visible  at  the  apex,  begins  to  form.    This  indicates  that  

cornulitids  must  have  gone  through  a  metamorphosis  between  attachment  and  shell  

secretion.    Unfortunately  the  embryonic  shells  are  not  preserved  in  larger  

specimens,  so  initial  morphology  and  the  earliest  stages  of  life  for  cornulitids  are  

largely  unknown  (Herringshaw  et  al.,  2007).  

  Once  metamorphosis  was  complete,  shell  secretion  would  begin.    Vinn  and  

Mutvei  (2005)  theorized  that  a  shell-­‐secreting  epithelium  must  have  covered  the  

entire  body  of  the  cornulitid.    The  formation  of  the  shell  itself  was  accretionary  and  

started  from  the  internal  of  the  apex  to  the  aperture  (Herringshaw  et  al.,  2007).    

This  explains  the  cone-­‐in-­‐cone  pattern  the  lamellae  take.    This  pattern  of  shell  

secretion  indicates  that  the  shell  initially  grew  on  the  inside  of  the  shell  until  it  

reached  the  previous  layer’s  apertural  groove.    Once  there,  the  shell  would  continue  

 

 21  

on  the  hard  substrate  or  freely  in  the  water.    With  each  lamellae  overgrowing  the  

previous  apertural  groove  and  closing  it  off,  annulations  therefore  represent  

previous  positions  of  the  aperture.    Additionally,  if  each  tabula  marks  the  start  of  

each  lamella,  then  the  tabulae  indicate  the  starting  point  of  shell  secretion  as  well  as  

the  location  where  soft  tissue  begins.    This  also  means  that  the  camera  are  

indications  of  the  soft  tissue  being  lifted  away  from  the  last  tabula  before  the  start  of  

the  secretion  of  the  next  tabulae  and  lamellae.    

     

 

 22  

       

 

 23  

 

Systematics  

       

Several  specimens  from  the  Waldron  Formation  were  lent  to  us  from  a  local  

geologist  named  Ken  Karns  in  order  to  help  me  get  started  on  a  collection  for  this  

study.    Additionally,  Brian  Bade  gave  more  specimens  to  the  College  of  Wooster  

Geology  Department.    The  specimens  borrowed  were  all  the  platyceratid  gastropod  

and  their  encrusters  described  below.    Figures  8  and  9  show  examples  of  the  

organisms  used  in  this  study.  (Hall,  1881;  Herringshaw  et  al.,  2007;  Vinn  and  Wilson,  

2013)  

 

Phylum  MOLLUSCA  Linnaeus,  1758  Class  GASTROPODA  Cuvier,  1797  Family  PLATYCERATIDAE  Hall,  1859  Genus  PLATYCERAS  Conrad,  1840  

Subgenus  PLATYOSTOMA  Conrad,  1842  Platystoma  niagarense  Hall,1852  

   

INCERTAE  SEDIS  Class  TENTACULITA  Bouček,  1964  Order  CORNULITIDA  Bouček,  1964  Family  CORNULITIDAE  Fisher,  1962  Genus  CORNULITES  Schlotheim,  1820  Cornulites  proprius  Hall,  1879  

   

   

 

 24  

   Figure  8:    Photograph  of  a  Platystoma  niagarense.    

   Figure  9:    Photograph  of  Cornulites  proprius  encrusted  on  a  Platystoma  niagarense.        

 

 25  

 

Methods  

       

Analysis  of  the  specimens  began  by  counting  and  categorizing  cornulitids  

depending  on  where  they  are  attached  to  the  platyceratid.    A  previous  study  done  by  

Morris  and  Felton  (1993)  details  a  specific  way  to  divide  the  shell  surface  of  a  

platyceratid  into  3  separate  zones  and  a  fourth  special  category  to  describe  the  

distribution  of  the  encrusting  cornulitids.    The  zones  are  illustrated  in  Figure  10.    

The  first  zone  is  on  the  apex  side  of  the  shell;  it  consists  of  the  area  that  can  be  seen  

starting  from  the  apex  until  the  start  of  the  outer  most  whorl.    The  second  zone  is  

also  on  the  apex  side  and  consists  of  the  entirety  of  the  outside  whorl.    The  third  

zone  is  on  the  entire  opposite  side  of  the  apex.    The  fourth  special  category  is  the  

‘overgrowth’  category.    These  cornulitids  are  counted  in  this  category  because  the  

whorls  of  the  host  platyceratid  overgrew  the  cornulitid  (Morris  and  Felton,  1993).    

 

 26  

 

 

Figure  10:    Photograph  illustrating  the  split  between  the  three  zones  of  division  on  a  platyceratid.    Zone  1  includes  the  apex  and  the  inside  whorls.    Zone  2  consists  of  the  outside  whorl.    Zone  3  is  on  the  opposite  side  of  the  platyceratid.       Three  measurements  were  taken  on  each  gastropod.    The  first  was  a  width  

measurement  from  the  aperture  to  the  back  of  the  platyceratid.    The  second  was  a  

height  measurement  spanning  the  length  of  the  growth  axis  of  the  platyceratid.    This  

measurement  started  from  the  apex  and  extended  through  the  platyceratid.    The  

third  measurement  was  another  width  measurement  from  the  ventral  to  the  dorsal  

parts  of  the  platyceratid.    Figure  11  shows  how  the  width  measurements  were  taken  

and  Figure  12  shows  the  height  measurements.  

 

 27  

 

Figure  11:    Arrows  indicate  how  the  width  measurements  were  taken  on  each  platyceratid.    

 

Figure  12:    The  arrow  indicates  how  the  height  measurements  were  taken  on  each  platyceratid.  

 

 

 28  

Length  measurements  of  the  cornulitids  were  also  taken.    Only  those  

cornulitids  that  could  be  completely  measured  were  recorded.    This  means  that  

overgrown  cornulitids  were  not  measured.    A  string  was  used  to  measure  those  

cornulitids  that  had  changing  growth  axes.    The  measurement  spanned  the  length  of  

the  growth  axis  of  a  cornulitid  starting  from  the  apex  to  the  aperture.      

Each  cornulitid  measured  with  changing  growth  axes  was  also  noted  along  

with  the  relative  direction  each  cornulitid  growth  axes  were  curving  towards.    The  

directions  of  the  curved  cornulitids  were  noted  as  relative  to  the  growth  direction  of  

the  host  platyceratid.    This  included  those  cornulitids  that  were  originally  facing  

opposite  the  platyceratid  growth  direction  and  curved  slightly.    Figure  13  shows  

possible  curved  cornulitids  that  were  counted  as  ‘following’  the  growth  direction  of  

the  host  platyceratid.    Since  gastropod  growth  direction  is  towards  the  aperture,  

those  cornulitids  that  are  straight  and  following  the  growth  directions  were  not  

counted  (Knight,  1936).  

 

Figure  13:    Diagram  showing  orientations  of  cornulitids  that  were  counted  as  ‘following’  the  growth  direction  of  a  platyceratid.    The  black  box  is  the  apex  of  the  cornulitid  and  the  red  arrows  point  towards  the  possible  aperture  direction.    

 

 29  

 

Results  

       

  Data  of  the  platyceratid  measurements  show  that  width  1  (Figure  11)  of  the  

48  specimens  used  ranged  from  8  millimeters  in  length  to  55.4  millimeters  in  length.    

The  average  width  1  length  for  this  study  is  at  31.39  millimeters.    The  height  (Figure  

12)  measured  ranged  from  6  millimeters  to  49.5  millimeters  in  length  with  an  

average  of  22.67  millimeters.    The  range  of  the  measured  width  2  (Figure  11)  is  

from  6.1  millimeters  to  42.9  millimeters  with  an  average  length  of  24.08  

millimeters.    Width  1  measurements  and  height  measurements  were  combined  to  

create  a  population  distribution  chart  (Figure  14).    This  correlation  resulted  in  the  

relative  age  range  of  the  platyceratids.    The  graph  confirms  that  there  is  a  healthy  

normal  population  sampled  ranging  from  small  platyceratid  being  younger  than  

their  larger  counterparts.  

 

 30  

 

Figure  14:    Platyceratid  population  distribution  chart  showing  the  relative  age  range  of  the  specimens  used  in  this  study.    

  157  cornulitids  were  counted  on  48  platyceratids  with  an  average  of  3.27  

cornulitids  per  platyceratid.    32  cornulitids  were  found  in  zone  1  with  an  average  of  

0.73  cornulitids  in  zone  1  per  platyceratid.    Only  15  of  the  platyceratids  had  

cornulitids  in  zone  1  or  about  31%  of  the  platyceratids  sampled.    93  cornulitids  

were  found  in  zone  2  with  an  average  of  1.94  cornulitids  in  zone  2  per  platyceratid.    

22  or  45%  of  platyceratids  had  cornulitids  encrusting  in  zone  2.    29  cornulitids  were  

found  in  zone  3  with  an  average  of  0.64  cornulitids  in  zone  3  per  platyceratid.    Only  

13  or  27%  of  the  platyceratids  had  cornulitids  in  zone  3  (Figure  15).    Finally  only  3  

overgrown  cornulitids  were  observed  in  the  specimen  set.    This  means  on  average  

R²  =  0.88841  

0  

10  

20  

30  

40  

50  

60  

0   10   20   30   40   50   60  

Height  (mm)  

Width  1  (mm)  

Platyceratid  Population  Distribution  

 

 31  

there  are  0.08  cornulitids  overgrown  per  snail.    These  3  cornulitids  were  found  on  3  

separate  platyceratid  specimens;  this  means  6%  of  platyceratids  had  an  overgrown  

cornulitid.    

 

Zone   #of  Cornulitids   Average  per  platyceratid  

Percentage  of  platyceratids  

1   32   0.73   31%  

2   93   1.94   45%  

3   29   0.64   27%  

Figure  15:    Table  showing  the  statistics  of  how  many  cornulitids  were  in  each  zone  and  the  platyceratids  they  encrusted.    The  last  column  of  the  table  indicates  the  percentage  of  all  the  platyceratids  that  had  cornulitids  encrusting  in  that  zone.    

 

  Cornulitid  count  data  was  combined  with  relative  platyceratid  volumetric  

data  found  using  all  three  measurements  taken  on  each  platyceratid.    On  average  the  

platyceratids  had  a  volume  of  25.46  cm3  and  ranged  from  0.31  cm3  to  115.95  cm3.    

The  combined  data  showed  the  tendency  of  cornulitid  attachment.    The  Graph  in  

Figure  16  shows  the  correlation.    Additionally  the  data  of  cornulitids  encrusted  in  

each  zone  was  correlated  to  the  platyceratid  volumetric  data.    Figures  17-­‐19  shows  

the  correlations.  

 

 32  

 

Figure  16:    Graph  showing  the  correlation  between  the  size  of  the  platyceratid  and  how  many  cornulitids  encrusted  it.      

R²  =  0.21828  

0  

5  

10  

15  

20  

25  

0.00   20.00   40.00   60.00   80.00   100.00   120.00   140.00  

Total  #  of  Cornulitids  

Platyceratid  Volume  (cm3)  

Encrustation  according  to  size  

 

 33  

 

 

Figure  17:    Zone  1  data  showing  how  many  cornulitids  are  encrusted  in  that  zone  and  the  volume  of  the  host  platyceratid.    

 

Figure  18:    Zone  2  data  showing  how  many  cornulitids  are  encrusted  in  that  zone  and  the  volume  of  the  host  platyceratid.  

R²  =  0.22949  

0  2  4  6  8  10  12  14  16  18  20  

0.00   20.00   40.00   60.00   80.00   100.00   120.00   140.00  

#  of  Cornulitids  

Platyceratid  Volume  (cm3)  

Zone  1  

R²  =  0.17681  

0  2  4  6  8  10  12  14  16  18  20  

0.00   20.00   40.00   60.00   80.00   100.00   120.00   140.00  

#  of  Cornulitids  

Platyceratid  Volume  (cm3)  

Zone  2  

 

 34  

 

 

Figure  19:    Zone  3  data  showing  how  many  cornulitids  are  encrusted  in  that  zone  and  the  volume  of  the  host  platyceratid.    

  Not  many  cornulitids  encrusted  in  zone  3  and  it  is  rare  to  have  cornulitids  

overgrown.    On  the  other  hand,  large  quantities  of  cornulitids  were  found  in  the  

exposed  area  of  zone  2,  but  zone  1  did  not  have  as  many  cornulitids  as  zone  2.    

There  doesn’t  seem  to  be  any  correlation  whatsoever  between  size  and  the  amount  

of  encrusted  cornulitids  and  the  graphs  of  each  zone  prove  that.  

 

R²  =  0.04623  

0  

2  

4  

6  

8  

10  

12  

14  

16  

18  

20  

0.00   20.00   40.00   60.00   80.00   100.00   120.00   140.00  

#  of  Cornulitids  

Platyceratid  Volume  (cm3)  

Zone  3  

 

 35  

   Figure  20:  One  of  the  samples  collected  by  Ken  Karns  of  a  large  Cornulites  proprius  encrusted  on  a  small  Platystoma  niagarense.    

  Cornulitid  length  data  showed  an  average  length  of  6.61  millimeters  with  a  

huge  range  of  1  mm  to  74  millimeters.    The  74  millimeter  long  specimen  (Figure  20)  

is  an  outlier  with  the  second  longest  cornulitid  coming  in  at  22  millimeters  in  length.    

Without  the  outlier  the  average  length  goes  down  to  6.12  millimeters  in  length.    The  

average  length  of  the  cornulitids  encrusted  in  zone  1  was  6.7  millimeters  long,  zone  

2  was  6.82  millimeters  long,  and  zone  3  was  5.73  millimeters  long.    Since  the  outlier  

is  encrusted  in  zone  2,  the  average  length  without  the  outlier  in  zone  2  goes  down  to  

6.63  millimeters.    Figure  21  shows  the  percentage  of  cornulitids  that  are  a  certain  

length.    Note  that  about  55%  of  all  cornulitids  counted  are  between  1  millimeter  and  

5  millimeters  in  length.    The  same  comparison  was  done  for  each  zone  and  is  shown  

in  Figure  22.  

 

 36  

 

Figure  21:  Population  distribution  of  the  cornulitids  sampled.    The  x-­‐axis  represents  the  lengths  of  the  cornulitids.    Note  that  most  cornulitids  seem  to  be  smaller  between  1  mm  and  5  mm.    

0.00%  

10.00%  

20.00%  

30.00%  

40.00%  

50.00%  

60.00%  

1-­‐5  mm   6-­‐10  mm   11-­‐15  mm   16-­‐20  mm   >20  mm  

Cornulitid  Population  Distribution  

 

 37  

 

Figure  22:    Population  distribution  by  zone  of  the  cornulitids  sampled.    Most  cornulitids  found  were  between  1  and  5  mm  in  length  in  all  3  zones.    

  When  looking  at  straight  versus  curved  cornulitids  on  the  platyceratids,  

many  observations  were  made.    Out  of  139  cornulitids  measured,  84  cornulitids  

were  curved  which  is  around  60%  of  all  the  cornulitids.    Furthermore,  out  of  the  84  

cornulitids  that  curved  39  or  46%  seemed  to  bend  in  the  direction  of  platyceratid  

growth.    This  means  that  28%  of  all  the  cornulitids  measured  curved  in  the  direction  

of  platyceratid  growth.    25.6%  of  those  cornulitids  were  between  1  millimeters  and  

5  millimeters,  51.3%  were  between  6  millimeters  and  10  millimeters,  17.9  %  were  

between  11  millimeters  and  15  millimeters,  and  finally  5.1%  were  greater  than  20  

millimeters.  

 

0.00%  

10.00%  

20.00%  

30.00%  

40.00%  

50.00%  

60.00%  

1-­‐5  mm   6-­‐10  mm   11-­‐15  mm   16-­‐20  mm   >20  mm  

Population  Distribution  by  Zone  

Zone  1  

Zone  2  

Zone  3  

 

 38  

 

       

 

 39  

 

Discussion  

       

  To  evaluate  whether  or  not  the  cornulitids  encrusted  juvenile  platyceratids,  a  

population  distribution  of  the  platyceratids  themselves  needs  to  be  done.    Figure  14  

shows  that  the  specimens  studied  had  a  normal  population  distribution,  assuming  

that  the  smaller  specimens  are  juvenile  and  the  larger  specimens  are  mature.    

Additionally  the  split  in  zones  could  be  interpreted  as  the  stages  in  the  platyceratid  

lifestyle;  zones  1,  2,  and  3  being  juvenile,  mature,  and  postmortem  stages  of  the  

platyceratid.    Taking  these  assumptions  into  account,  we  should  see  an  increasing  

linear  correlation  between  the  size  of  the  platyceratid  and  the  number  of  cornulitids  

attached  to  its  shell.    This  would  mean  that  as  the  platyceratid  grows,  more  and  

more  cornulitids  would  encrust  it.    Yet  as  depicted  in  Figure  15,  we  do  not  see  any  

correlation  between  size  of  platyceratid  and  the  number  of  encrusting  cornulitids.    

Figure  15  even  showed  a  relatively  medium  sized  platyceratid  with  a  volume  of  

22.87  cm3  having  22  encrusting  cornulitids  on  it.    Another  example  is  that  the  

largest  platyceratid  specimen  only  had  4  encrusting  cornulitids.    Immediately  the  

notion  of  size  and  age  of  platyceratid  being  a  factor  in  cornulitid  encrustation  

behavior  is  ruled  out.    This  conclusion  is  further  supported  by  the  distribution  of  

cornulitids  in  each  zone  (Figures  16  -­‐18).    If  cornulitids  were  to  encrust  on  juvenile  

 

 40  

gastropods,  then  there  should  be  a  large  number  of  cornulitids  encrusted  in  zone  1  

and  growing  out.    On  the  contrary,  it  seems  to  be  that  most  cornulitids  were  found  to  

be  encrusting  in  zone  2.    If  we  assume  that  zone  3  encrusted  cornulitids  most  likely  

encrusted  after  the  death  of  the  platyceratid,  then  we  can  conclude  that  the  majority  

attached  themselves  during  the  lifespan  of  the  platyceratid.    Furthermore,  the  

cornulitids  seem  to  be  clustered  around  the  medium  sized  platyceratids  in  all  three  

zones,  similar  to  the  data  for  the  encrusted  cornulitids  according  to  the  size  of  

platyceratid.  

  Data  comparison  with  the  Ordovician  examples  done  by  Morris  and  Felton  

(1993)  only  correlated  on  one  part  of  their  investigation.    Morris  and  Felton  found  

that  the  distribution  of  cornulitids  was  concentrated  on  zone  2,  meaning  most  

cornulitids  were  encrusted  there.    Similarly,  they  found  that  cornulitids  would  

rarely  encrust  zone  3.    On  the  other  hand,  Morris  and  Felton  found  a  correlation  

between  size  and  the  number  of  cornulitids  that  attatched  it.    Their  results  show  

that  the  bigger  the  platyceratid,  the  more  cornulitids  were  found  (Morris  and  Felton,  

1993).  

  The  cornulitid  size  distribution  chart  shows  the  characteristics  of  the  

cornulitid  population  that  encrusted  the  platyceratids.    Figures  20  and  21  show  that  

more  than  50%  of  the  cornulitids  counted  are  smaller  and  therefore  juvenile.    This  

means  that  it  is  a  juvenile  dominated  population  of  cornulitids  that  do  not  live  long  

and  die  young  with  the  exception  of  the  74  millimeter  long  specimen.    This  could  

mean  that  they  possibly  did  not  live  long  enough  to  be  affected  by  the  growth  of  the  

 

 41  

platyceratid.    Further  support  for  this  can  be  seen  in  Figure  21  where  in  every  zone  

more  than  50%  of  the  population  is  1-­‐5  millimeters  long.  

  To  check  if  the  cornulitids  lived  long  enough  to  be  affected  by  the  

platyceratid  growth,  the  curve  versus  straight  data  was  taken.    The  data  shows  that  

60%  of  the  cornulitids  did  curve  in  some  manner.    With  this  data,  and  the  

knowledge  that  less  than  50%  of  the  cornulitids  are  larger  than  5  millimeters  in  

length  the  conclusion  that  the  cornulitids  died  before  being  effected  by  the  growth  

of  the  platyceratid  is  not  supported.    For  that  hypothesis  to  be  supported,  only  the  

larger  cornulitids  would  curve  and  change  their  growth  axes.    This  means  only  

about  40%  of  the  cornulitids  would  be  counted  as  such,  however  it  did  not  

statistically  follow.    The  range  of  the  cornulitids  that  were  counted  as  curved  was  

from  2  millimeters  all  the  way  up  to  the  large  74  millimeters  specimen.    Although  

the  larger  percentage  of  cornulitids  (41.7%)  that  curved  were  6-­‐10  millimeters,  

about  40%  of  the  curved  cornulitids  were  1-­‐5  millimeters  in  length.      Additionally,  

100%  of  those  cornulitids  that  were  larger  than  16  millimeters  curved.  

  To  further  deduce  if  the  cornulitids  curved  as  a  response  to  the  growth  of  the  

substrate  that  they  were  living  on,  the  direction  of  their  changing  growth  axes  were  

observed.    Figure  23  is  an  example  of  what  was  expected  of  every  cornulitid  that  

was  growing  on  the  platyceratid.  

 

 42  

 

Figure  23:    Specimen  #28,  an  example  of  a  cornulitid  being  affected  by  the  growth  of  the  host  platyceratid.    

  The  expected  lengths  of  the  cornulitids  that  were  affected  by  the  growth  of  

the  platyceratid  would  be  those  that  were  not  juvenile  and  therefore  larger  than  5  

millimeters  in  length.    Unfortunately,  the  results  don’t  show  this  trend.    The  range  of  

lengths  of  the  cornulitids  is  the  same  as  those  that  were  curved,  between  2  

millimeters  and  74  millimeters.    The  data  is  statistically  also  almost  identical  to  that  

of  the  curved  data,  with  the  majority  of  cornulitids  being  between  6  and  10  

millimeters  while  the  second  largest  majority  being  cornulitids  that  are  between  1  

and  5  millimeters.    What  was  most  surprising  is  the  result  that  46.4%  of  the  curved  

cornulitids  turn  towards  the  growth  direction  of  the  platyceratid.    This  means  that  

 

 43  

54.6%  of  the  curved  cornulitids  did  not.    Therefore,  the  cornulitids  actually  were  not  

affected  by  the  growth  of  the  substrate  that  they  are  attached  to.  

  Finally,  the  outlier  cornulitid  that  is  74  millimeters  long  could  not  possibly  

have  grown  so  large  during  the  lifetime  of  the  host  platyceratid.    The  74  millimeter  

long  specimen  was  encrusted  on  specimen  #4.    This  specimen  has  the  volume  of  

about  4.76  cm3.    The  cornulitid  was  encrusted  in  zone  2  of  the  platyceratid  meaning  

that  the  platyceratid  would  have  been  fairly  mature  when  the  cornulitid  attached.    

Finally,  due  to  the  size  difference  it  would  be  very  hard  for  a  living  platyceratid  to  

hold  such  a  large  weight  on  its  shell  and  therefore  it  would  essentially  fall  off  of  the  

crinoid  that  it  was  attached  to.  

   

 

 44  

   

 

 45  

 

Conclusions  

       

  Platyceratids  of  the  Waldron  Shale,  specifically  Platystoma  niagarense,  is  

known  to  be  an  encruster  on  live  crinoids  of  the  Silurian.    Furthermore  cornulitids,  

specifically  Cornulites  proprius,  have  been  found  encrusting  the  shells  of  the  

platystoma  niagrense.    Data  shows  that  there  is  no  pattern  to  whether  or  not  the  

cornulitids  encrusted  on  younger  platyceratids  or  that  more  would  be  found  

encrusted  on  larger  platyceratids.    This  was  not  observed  in  the  Ordovician  

examples  studied  by  Morris  and  Felton  (1993).    Additionally,  there  seems  to  be  a  

preference  of  encrusting  zone  2  or  the  outside  whorl  of  the  platyceratid.    Due  to  

most  of  the  cornulitids  being  found  in  zones  1  and  2,  and  fewer  found  in  zone  3,  we  

can  conclude  that  most  cornulitids  encrusted  the  platyceratids  while  they  were  

alive.    This  is  similar  to  the  Ordovician  examples  studied  by  Morris  and  Felton  

(1993).    These  cornulitids  seem  to  be  a  juvenile  dominated  population  that  was  

made  up  of  a  majority  of  smaller  specimens,  except  for  the  74  millimeter  long  

specimen  observed.  

  Cornulitids  that  encrust  these  platyceratids  seem  to  be  also  changing  their  

growth  axes  as  they  age  on  the  growing  substrate  of  the  platyceratid  shell.      About  

60%  of  the  cornulitids  measured  were  found  to  have  changed  their  growth  axes  at  

one  point  in  their  lifespan.    The  change  in  axis  seems  to  be  random  and  through  

 

 46  

further  analysis  does  not  seem  to  follow  any  pattern.    46%  of  the  curved  cornulitids  

turned  towards  the  growth  direction  of  the  platyceratid  and  another  54%  did  not.    

Therefore  from  the  study  done,  the  growth  of  the  platyceratid  shell  does  not  seem  to  

affect  the  cornulitid.  

  Further  studies  should  be  done  to  incorporate  the  orientation  of  the  

platyceratid  on  the  crinoid  itself.    This  would  shed  light  on  the  direction  of  the  

substrate  the  crinoid  is  on  and  what  direction  the  food  source  of  the  cornulitids  is  

coming  from.    This  research  could  better  show  the  pattern  in  which  the  platyceratid  

shell  growth  would  affect  the  cornulitid  growth  direction.      

   

 

 47  

 

Appendix  

       

Platystoma  niagarense  Specimen  size:    Specimen  

#  Width  (mm)  

Height  (mm)  

Width  2  (mm)  

Volume    (cm3)  

1   55.4   33.1   39.5   72.43  2   35.6   26.7   25.4   24.14  3   46.9   35.2   31.4   51.84  4   22.8   14.1   14.8   4.76  5   33.4   23.9   24.7   19.72  6   23   11.9   19.1   5.23  7   34.9   20   25.1   17.52  8   39.7   29.4   31.2   36.42  9   41   31.7   34.5   44.84  

10   38.6   31.2   28   33.72  11   40.2   30.5   31.3   38.38  12   37.5   31   30.2   35.11  13   35.4   27.7   29.2   28.63  14   33.3   25.6   30.3   25.83  15   43   29.8   33.1   42.41  16   44.2   39.5   34.7   60.58  17   52   43   38.1   85.19  18   54.6   49.5   42.9   115.95  19   43.3   27.2   33.6   39.57  20   14.2   11.2   10.8   1.72  21   18   13.4   13.9   3.35  22   25.4   20.1   20.7   10.57  23   27   23.8   21.7   13.94  24   33.7   22.4   30.3   22.87  25   43.2   30.7   34.1   45.22  26   18.6   10.9   15.2   3.08  27   30.4   19   21.2   12.25  28   13.7   11.2   12.2   1.87  

 

 48  

29   31.6   17.4   21.2   11.66  30   14.3   12.6   11   1.98  31   39.1   37.5   34.6   50.73  32   32.6   17.4   25.5   14.46  33   12.3   11.4   11.2   1.57  34   28.4   16   21.4   9.72  35   19   12.7   12.4   2.99  36   10.3   6.7   8.1   0.56  37   17.2   9.6   12.6   2.08  38   37.4   28.4   33.8   35.90  39   49.8   29   37.8   54.59  40   40.2   28.7   29.1   33.57  41   43.6   34.3   23.5   35.14  42   37.9   20.7   27.7   21.73  43   33.4   23.2   26   20.15  44   35.4   23.7   28.9   24.25  45   13.3   8.2   9.2   1.00  46   15.3   13.4   11.2   2.30  47   8   7.4   7.5   0.44  48   8.4   6   6.1   0.31  

   Platyceratid  and  #  of  cornulitids  in  each  zone:      Specimen  

#   Zone  1   Zone  2   Zone  3   Overgrowth   Total  1   2   14   2   0   18  2   0   3   3   0   6  3   -­‐   0   0   0   0  4   0   1   0   0   1  5   0   0   -­‐   0   0  6   0   0   -­‐   0   0  7   0   0   0   0   0  8   0   0   0   0   0  9   0   0   0   0   0  

10   1   15   3   0   19  11   1   0   0   0   1  12   0   3   1   0   4  13   1   0   0   0   1  14   -­‐   2   -­‐   -­‐   2  15   2   1   0   0   3  16   0   1   0   -­‐   1  

 

 49  

17   8   4   4   0   16  18   1   3   0   -­‐   4  19   2   5   1   0   8  20   0   0   0   0   0  21   0   0   0   0   0  22   0   0   0   0   0  23   0   2   1   0   3  24   6   12   3   0   21  25   0   8   0   1   9  26   0   0   0   0   0  27   0   0   0   0   0  28   0   1   0   0   1  29   0   0   1   0   1  30   0   0   0   0   0  31   1   2   1   -­‐   4  32   0   1   1   0   2  33   0   0   0   1   1  34   1   0   0   0   1  35   0   0   0   0   0  36   0   0   0   0   0  37   0   0   0   1   1  38   1   0   0   0   1  39   3   5   0   -­‐   8  40   -­‐   5   0   -­‐   5  41   1   2   3   -­‐   6  42   1   0   0   -­‐   1  43   -­‐   0   0   -­‐   0  44   0   3   1   -­‐   4  45   0   0   0   0   0  46   0   0   0   0   0  47   0   0   0   0   0  48   0   0   4   0   4  

     

 

 50  

 Results  of  cornulitid  count:      

 Zone  1   Zone  2   Zone  3   Overgrowth  

Total   32   93   29   3  Avg.  /zone   0.73   1.94   0.64   0.08  #  of  Snails   15  (31%)   22  (45%)   13  (27%)   3  (6%)              Cornulitid  measurement  and  curvature  data:      

Snail    #  

Cornulitid  #   Zone  

Length  (mm)   Curved?   Following?  

1   1\1   1   13   No   No  

 1\2   1   22   Yes   Yes  

 1\3   2   20   Yes   No  

 1\4   2   20   Yes   No  

 1\5   2   5   No   No  

 1\6   2   12   Yes   Yes  

 1\7   2   16   Yes   No  

 1\8   2   3   No   No  

 1\9   2   4   No   No  

 1\10   2   6   No   No  

 1\11   2   8   No   No  

 1\12   2   7   No   No  

 1\13   2   4   No   No  

 1\14   2   3   No   No  

 1\15   2   4   No   No  

 1\16   2   9   No   No  

 1\17   3   8   Yes   Yes  

 1\18   3   7   Yes   Yes  

2   2\1   2   3   Yes   No  

 2\2   2   4   Yes   No  

 2\3   2   4   Yes   No  

 2\4   3   4   No   No  

 2\5   3   6   No   No  

 2\6   3   6   Yes   Yes  

4   4\1   2   74   Yes   Yes  10   10\1   1   5   No   No  

 10\2   2   8   No   No  

 10\3   2   4   No   No  

 

 51  

 10\4   2   8   Yes   No  

 10\5   2   10   Yes   No  

 10\6   2   9   Yes   No  

 10\7   2   10   Yes   No  

 10\8   2   6   Yes   No  

 10\9   2   3   Yes   Yes  

 10\10   2   2   No   No  

 10\11   2   3   No   No  

 10\12   2   1   No   No  

 10\13   2   2   No   No  

 10\14   2   2   No   No  

 10\15   2   3   Yes   Yes  

 10\16   2   3   Yes   No  

 10\17   3   1   No   No  

 10\18   3   10   No   No  

 10\19   3   3   No   No  

11   11\1   1   9   Yes   Yes  12   12\1   2   10   Yes   Yes  

 12\2   2   9   Yes   No  

 12\3   2   14   No   No  

 12\4   3   9   Yes   No  

13   13\1   1   4   Yes   Yes  14   14\1   2   2   No   No  

 14\2   2   9   Yes   No  

15   15\1   1   9   Yes   Yes  

 15\2   1   4   No   No  

 15\3   2   9   Yes   Yes  

16   16\1   2   9   Yes   Yes  17   17\1   1   13   Yes   Yes  

 17\2   1   11   Yes   Yes  

 17\3   1   3   No   No  

 17\4   1   3   No   No  

 17\5   1   5   No   No  

 17\6   1   2   No   No  

 17\7   1   3   No   No  

 17\8   1   2   No   No  

 17\9   2   2   No   No  

 17\10   2   4   No   No  

 17\11   2   2   Yes   Yes  

 17\12   2   2   Yes   No  

 17\13   3   4   Yes   No  

 17\14   3   11   Yes   No  

 17\15   3   4   No   No  

 

 52  

 17\16   3   3   No   No  

18   18\1   1   11   Yes   Yes  

 18\2   2   4   Yes   No  

 18\3   2   5   Yes   No  

 18\4   2   2   Yes   No  

19   19\1   1   4   Yes   Yes  

 19\2   1   1   No   No  

 19\3   2   3   Yes   Yes  

 19\4   2   8   Yes   No  

 19\5   2   3   Yes   No  

 19\6   2   2   Yes   No  

 19\7   2   3   No   No  

 19\8   3   4   Yes   No  

23   23\1   2   4   No   No  

 23\2   2   5   Yes   Yes  

 23\3   3   6   Yes   No  

24   24\1   1   7   Yes   Yes  

 24\2   1   10   Yes   Yes  

 24\3   1   11   Yes   No  

 24\4   1   8   Yes   Yes  

 24\5   1   9   Yes   No  

 24\6   1   6   Yes   Yes  

 24\7   2   4   No   No  

 24\8   2   10   Yes   Yes  

 24\9   2   7   No     No  

 24\10   2   6   Yes   Yes  

 24\11   2   6   Yes   Yes  

 24\12   2   8   Yes   Yes  

 24\13   2   5   Yes   Yes  

 24\14   2   3   No   No  

 24\15   2   3   Yes     No  

 24\16   2   2   No   No  

 24\17   2   3   No   No  

 24\18   2   2   Yes   No  

 24\19   3   4   Yes   Yes  

 24\20   3   5   Yes   Yes  

 24\21   3   5   No   No  

25   25\1   2   8   Yes   No  

 25\2   2   5   Yes   No  

 25\3   2   8   No   No  

 25\4   2   13   Yes   No  

 25\5   2   9   Yes   No  

 25\6   2   10   Yes   Yes  

 

 53  

 25\7   2   9   Yes   Yes  

 25\8   2   5   Yes   No  

28   28\1   2   12   Yes   Yes  29   29\1   3   11   Yes   Yes  31   31\1   1   5   No     No  

 31\2   2   6   Yes   No  

 31\3   2   3   No   No  

 31\4   3   11   Yes     No  

32   32\1   3   2   Yes   No  39   39\1   1   2   Yes     No  

 39\2   1   3   Yes   No  

 39\3   1   2   Yes   No  

 39\4   2   3   No   No  

 39\5   2   2   No   No  

 39\6   2   3   No   No  

 39\7   2   2   No     No  

40   40\1   2   9   Yes   No  

 40\2   2   4   Yes   No  

 40\3   2   3   Yes   No  

 40\4   2   3   Yes   No  

41   41\1   1   6   No   No  

 41\2   3   2   No   No  

44   44\1   2   15   Yes   Yes  

 44\2   2   8   Yes   Yes  

 44\3   2   10   Yes   Yes  

   Results  of  Cornulitid  Lengths  data:        Overall  

     Lengths   #   %   Total  #  1-­‐5  mm   76   54.70%   139  6-­‐10  mm   45   32.40%  

 11-­‐15  mm   13   9.40%    16-­‐20  mm   3   2.20%    >20  mm   2   1.40%        

 

 54  

   

     Zone  1        Lengths   #   %   Total  #  

1-­‐5  mm   15   51.70%   29  6-­‐10  mm   8   27.60%  

 11-­‐15  mm   5   17.20%    16-­‐20  mm   0   0.00%    >20  mm   1   3.40%    

       Zone  2        Lengths   #   %   Total  #  

1-­‐5  mm   49   55.70%   88  6-­‐10  mm   30   34.10%  

 11-­‐15  mm   5   5.70%    16-­‐20  mm   3   3.40%    >20  mm   1   1.10%    

       Zone  3        Lengths   #   %   Total  #  

1-­‐5  mm   12   54.50%   22  6-­‐10  mm   7   31.80%  

 11-­‐15  mm   3   13.60%    16-­‐20  mm   0   0%    >20  mm   0   0%      

     

 

 55  

 Results  of  Cornulitid  curvature  data    Curved  

     Lengths   #   %   Total  #  1-­‐5  mm   33   39.30%   84  6-­‐10  mm   35   41.70%  

 11-­‐15  mm   11   13.10%    16-­‐20  mm   3   3.60%    >20  mm   2   2.40%    

       Following        Lengths   #   %   Total  #  

1-­‐5  mm   10   25.60%   39  6-­‐10  mm   20   51.30%  

 11-­‐15  mm   7   17.90%    16-­‐20  mm   0   0.00%    >20  mm   2   5.10%      

     

 

 56  

   

 

 57  

 

References  Cited  

       Baumiller,  T.K.,  2003,  Evaluating  the  interaction  between  platyceratid  gastropods  

and  crinoids:  a  cost–benefit  approach:  Palaeogeography,  Palaeoclimatology,  

Palaeoecology,  v.  201,  p.  199–209,  doi:  10.1016/S0031-­‐0182(03)00625-­‐4.  

Baumiller,  T.K.,  and  Gahn,  F.J.,  2002,  Fossil  record  of  parasitism  on  marine  

invertebrates  with  special  emphasis  on  the  platyceratid-­‐crinoid  interaction:  

Paleontological  Society  Papers,  v.  8,  p.  195–210.  

Beaumont,  C.,  Quinlan,  G.,  and  Hamilton,  J.,  1988,  Orogeny  and  stratigraphy:  

Numerical  models  of  the  Paleozoic  in  the  eastern  interior  of  North  America:  

Tectonics,  v.  7,  p.  389–416,  doi:  10.1029/TC007i003p00389.  

Bowsher,  A.L.,  1955,  Origin  and  adaptation  of  platyceratid  gastropods:  University  of  

kansas  Paleontological  Contributions,  p.  1–11.  

Brett,  C.E.,  Cramer,  B.D.,  McLaughlin,  P.I.,  Kleffner,  M.A.,  Showers,  W.J.,  and  Thomka,  

J.R.,  2012,  Revised  Telychian-­‐Sheinwoodian  (Silurian)  stratigraphy  of  the  

Laurentian  mid-­‐continent:  building  uniform  nomenclature  along  the  

Cincinnati  Arch:  Bulletin  of  Geosciences,  v.  87,  p.  733–753.  

 

 58  

Droste,  J.,  B.,  and  Shaver,  R.,  H.,  1982,  The  Salina  Group  (Middle  and  Upper  Silurian)  

of  Indiana:  Indiana  Geological  Survey  special  report,  p.  1–41.  

Feldman,  H.R.,  1989,  Taphonomic  processes  in  the  Waldron  Shale,  Silurian,  Southern  

Indiana:  Palaios,  v.  4,  p.  144–156,  doi:  10.2307/3514602.  

Fryda,  J.,  Racheboeuf,  P.R.,  Frydova,  B.,  Ferrova,  L.,  Mergl,  M.,  and  Berkyova,  S.,  2009,  

Platyceratid  gastropods  -­‐  stem  group  of  patellogastropods,  neritimorphs  or  

something  else?  Bulletin  of  Geosciences,  v.  84,  p.  107–120,  doi:  

10.3140/bull.geosci.1125.  

Gahn,  F.J.,  and  Baumiller,  T.K.,  2006,  Using  platyceratid  gastropod  behaviour  to  test  

functional  morphology:  Historical  Biology,  v.  18,  p.  397–404,  doi:  

10.1080/08912960600668524.  

Gahn,  F.J.,  Fabian,  A.,  and  Baumiller,  T.K.,  2003,  Additional  evidence  for  the  drilling  

behavior  of  Paleozoic  gastropods:  Acta  Palaeontologica  Polonica,  v.  48,  p.  

156–156.  

Hall,  J.,  1881,  Descriptions  of  the  species  of  fossils  found  in  the  Niagara  group  at  

Waldron,  Indiana,  in  Indiana  Department  of  Geology  and  Natural  Resources,  

Eleventh  Annual  Report,  Indiana  Department  of  Geology  and  Natural  

Resources,  p.  217–345.  

Herringshaw,  L.G.,  Thomas,  A.T.,  and  Smith,  M.P.,  2007,  Systematics,  shell  structure  

and  affinities  of  the  Palaeozoic  problematicum  Cornulites:  Zoological  Journal  

 

 59  

of  the  Linnean  Society,  v.  150,  p.  681–699,  doi:  10.1111/j.1096-­‐

3642.2007.00300.x.  

Knight,  J.B.,  1936,  Notes  on  Paleozoic  Gastropoda:  Journal  of  Paleontology,  v.  10,  p.  

520–534.  

Morris,  R.W.,  and  Felton,  S.H.,  1993,  Symbiotic  association  of  crinoids,  platyceratid  

gastropods,  and  cornulites  in  the  Upper  Ordovician  (Cincinnatian)  of  the  

Cincinnati,  Ohio  Region:  Palaios,  v.  8,  p.  465–476,  doi:  10.2307/3515020.  

Peters,  S.E.,  and  Bork,  K.B.,  1998,  Secondary  tiering  on  crinoids  from  the  Waldron  

Shale  (Silurian:  Wenlockian)  of  Indiana:  Journal  of  Paleontology,  v.  72,  p.  

887–893.  

Peters,  S.E.,  and  Bork,  K.B.,  1999,  Species-­‐abundance  models:  An  ecological  approach  

to  inferring  paleoenvironment  and  resolving  paleoecological  change  in  the  

Waldron  Shale  (Silurian):  Palaios,  v.  14,  p.  234–245,  doi:  10.2307/3515436.  

Sutton,  M.D.,  Briggs,  D.E.G.,  Siveter,  D.J.,  and  Siveter,  D.J.,  2006,  Fossilized  soft  tissues  

in  a  Silurian  platyceratid  gastropod:  Proceedings  of  the  Royal  Society  B:  

Biological  Sciences,  v.  273,  p.  1039–1044,  doi:  10.1098/rspb.2005.3403.  

Taylor,  P.D.,  and  Wilson,  M.A.,  2003,  Palaeoecology  and  evolution  of  marine  hard  

substrate  communities:  Earth-­‐Science  Reviews,  v.  62,  p.  1–103,  doi:  

10.1016/S0012-­‐8252(02)00131-­‐9.  

 

 60  

Vinn,  O.,  and  Mutvei,  H.,  2005,  Observations  on  the  morphology  and  affinities  of  

cornulitids  from  the  Ordovician  of  Anticosti  Island  and  the  Silurian  of  

Gotland:  Journal  of  Paleontology,  v.  79,  p.  726–737,  doi:  10.1666/0022-­‐

3360(2005)079[0726:OOTMAA]2.0.CO;2.  

Vinn,  O.,  and  Wilson,  M.A.,  2013,  Silurian  cornulitids  of  Estonia  (Baltica):  Carnets  de  

Géologie  [Notebooks  on  Geology],  v.  Article  2013/09  (CG2013_A09),  p.  357–

368.