A heteromorf ammoniteszek megnevezés egy gyűjtőfogalmat takar, amelyet olyan ammonitákra használunk, amelyek házfelépítése eltért a szabályos spirálformától. Az Ancyloceratina alrend képviselői, valamint a triász kori mellékalakok tartoznak ide. Törzsfejlődéstani értelemben nem alkotnak szorosan összetartozó származási csoportot, mivel több, egymástól független esetben is kialakultak szokatlan alakú ammonitesz-típusok. Ismerünk szabálytalan fajokat a triász, a jura és a kréta időszakokból is. Nagy fajszámban a kréta időszakban, elsősorban a késő krétában éltek a tengerekben.
Eltérések a szabályos ammonita-háztól
A szabályostól legegyszerűbben eltérő házalak a kanyarulatok fellazulásával jött létre. A fejlődés következő fokán a ház egyes szakaszai kitekeredtek és egyenessé váltak.
A szabályos ammonita váz egy oldal-az-oldalhoz irányú tengely körül felcsavarodott egyenes, egyre szélesedő csőként fogható fel, ahol a kanyarulatok nem emelkednek ki a középsíkból, logaritmikus spirálhoz közel álló alakzatot formálva. A szomszédos kör kanyarulatai érintkeznek, egymásra simulnak. A kanyarulatok teljesen fedhetik vagy szabadon is hagyhatják a korábbiakat, a kettő között számos átmenet létezik. A Phylloceras formakör tagjainak házán szemmel csak az utolsó kanyarulat látható, a Lytoceras esetében a kezdő kamráig követhető a ház kialakulása. A heteromorf ammoniták abban különbözhetnek a „normál” típusoktól, hogy 1. a ház csigaházszerűen, vertikális tengely körül csavarodik, vagy 2. a szomszédos kanyarulatok nem érintkeznek egymással, 3. a ház valamilyen mértékben kicsavarodik (számos átmenet létezik) de mindvégig megmarad a szabályos spirál alakzat, 4. a váz kicsavarodik és eltér a logaritmikus spiráltól, kampószerűen visszahajlik vagy más módon eltér, 5. a váz teljesen egyenessé válik, 6. különleges, gombolyag-szerű házformák jönnek létre.
Ad1. A felső triász Cochloceras fischeri és a középső kréta Turrilites costatus váza csigaszerűen csavarodott fel. A Turrilites esetében bordázat díszíti a házat.
Ad2. A felső triász Coristoceras marshi háza lazán kicsavarodott, a szabályos ammonitesz formától nem sokban tér el. Külsőre a Spirula vázára hasonlít. Az alsó kréta Crioceras duvalianus háza már nagyobb mértékben csavarodott ki.
Ad3. Az alsó-dogger Spiroceras bifurcatum még mindig logaritmikus spirált követ, de a kanyarulatok eltávolodása már olyan nagy mértékű, hogy alig emlékeztet a klasszikus ammonitesz formára.
Ad4. A további kitekeredés folyamán egyes típusok házformája szabálytalanná vált, valószínűleg a praktikusabb helykihasználás vagy más, jelenleg ismeretlen ok miatt. Tipikus példa a Hamites rotundatus, amelynek kezdeti része egy parabolavonalban tekeredő váz, ami egy fél kanyarulat után megtöretik, majd újból enyhe ívben, majdnem egyenes vonalban folytatódik a következő félfordulat megtételéig, ahonnan a folyamat indul először. A Hamites vázak az állat élete során általában valamivel több, mint ¼-ed fordulatot értek el. Az Ancyloceras matheroni kezdő 2 kanyarulata egy lazán becsavarodott ammonita-váz, ami ettől kezdve (általában egy fél kanyarulat megtétele után) a Hamiteshez hasonló módon növekszik tovább. A Heteroceras astierianum háza az Ancyloceraséhoz volt hasonló, a kezdő első kanyarulat azonban kissé kiemelkedik a ház fősíkjából. A felső kréta Scaphites aequalis háza sajka alakú, általában 1 és ½ fordulatnyi és a kezdő kanyarulat felcsavarodik, a maradék ½ megvastagszik és a Hamiteshez hasonlóan, pásztorbot-szerűen visszahajlik.
Ad 5. A felső kréta időszaki Baculites anceps esetében a váz teljesen egyenessé vált, az ősi Bactritesekhez hasonló módon. A varratvonalak is leegyszerűsödtek.
Ad 6. felső kréta Nipponites mirabilis házformája első látásra szabálytalannak látszik, a valóságban egy bonyolult, több tengely körül csavarodó térbeli spirálalakzat, aminek hatására az állat háza kötélkupac-szerű látványt nyújt.
Az erősen evolut házak matematikája
Bármilyen meglepő, számos mellékalak erősen kitekeredett (evolut) háza könnyen levezethető a normál logaritmikus spirálból (bővebben lásd: logaritmikus spirál).
Az ammonita házakra is alkalmazható a logaritmikus spirál polárkoordinátákkal felírt egyenlete:
A logaritmikus spirál legfőbb ismertetőjegye (az arkhimédészi spirállal szemben), hogy egy tetszőleges pontjába a pólusból húzott sugár és a ponthoz tartozó érintő szöge állandó:
Ezért a b paramétertől függ , hogy milyen gyorsan „tágul” a spirál és hogy melyik irányba csavarodik. Speciális esetben , ha a b = 0, a spirál a sugarú körré fajul. Ha a b paraméter végtelenhez tart, a spirál egyeneshez közelít. A természeti alakzatokban a b sok esetben a phi számot követi, vagy annak egész számú többszöröse. Ennek értelmében a normál ammonita-spirálból úgy kapjuk meg a kitekeredett változatot, ha a kamraszélességet megtartva növeljük a b értékét. Ilyenek a következők:
Spiroceras bifurcatum (alsó dogger)
Crioceras duvalianus (alsó kréta)
Egyes fajok háza teljesen egyenessé vált, hasonlóan az ősi Orthoceras-félékhez. Ezek egész egyszerűen úgy képzelhetőek el, hogy a b paraméter értéke →∞. Ebbe a csoportba sorolható:
Baculites anceps (felső kréta)
Természetesen sok Ancycloceratina típusnál további transzformációk is szükségesek a változások levezetéséhez. Ennek legegyszerűbb módja, hogy egyes kitekeredett házak továbbfejlődését úgy képzelhetjük el, hogy a spirális házat egy adott irányban erősen elnyújtjuk, azaz a spirál 2 gyújtópont (origo) körül forog körbe. Az Ancycloceratinák nagy része ilyen:
Ancycloceras matheroni (felső kréta)
Heteroceras astierianum (alsó kréta)
Hamites rotundatus (középső kréta)
Életmódjuk
A házak alakja már régóta számos találgatásra és feltételezésre adott okot funkciójukat illetően. A Bactrites-féle ammonita-ősök váza még egyenes volt, majd a devon és karbon időszaki leletek egyértelműen mutatják, hogyan csavarodott fel az ammonita-spirál. A földtörténeti ókorordovícium-szilur időszakaiban az egyenes vázú ősök túlsúlya után a paleozoikum második felére a felcsavart vázú Nautiloideák és Ammonoideák váltak jellemzővé, a fennmaradt Belemnoidea jellegű egyenes vázú formák mellett. Valószínűnek látszik, hogy a váz betekeredése praktikus volt, ami mechanikai védelmet nyújtott a hosszúra nyúlt váz törékenysége ellen. Mivel a fejlábúak vázában pontos egyensúly érvényesült a gázok, folyadékok és szilárd alkotók egyensúlyában, a váz vízszintes irányának megtartása végett, ha egy ragadozó vagy valamilyen mechanikai inzultus tönkretette a váz hátsó részét, a mechanikai egyensúly megbomolhatott, ami az állat vesztét jelenthette még akkor is, ha maga a lágy test nem sérült. Az egymástól eltérő módon és függetlenül felcsavarodott Nautiluszok és ammoniteszek háza valójában adaptív válaszként jött létre. Az egyenes vázú formák a váz folyamatos redukciójával, s a lágy testbe kerülésével válaszoltak az evolúciós kihívásra. A fentebbiek értelmében nehezen érthető, miért tért el a kréta időszaki típusok közül igen sok a szabályos spiráltól.
Nehezen érthető, hogy egy visszahajló, gemkapocs alakú házzal hogyan lehetett úszni vagy elmenekülni egy támadó elől. A házak alakjának elemzésével az alábbi lehetőségek képzelhetők el:
1. A Cochloceras fischeri és a Turrilites costatus csigaszerűen felcsavarodott háza nem lehetett alkalmas úszásra, legfeljebb lebegésre. Elképzelhető, hogy ezek az alakok az aljzaton keresgéltek táplálék után és veszély esetén elemelkedtek a tengerfenékről. Egy másik lehetőség, hogy planktonikus életmódot éltek a világtengerekben. Megjegyzendő, hogy ennek kissé ellentmond, hogy maradványaik sekély tengeri üledékekben a leggyakoribbak.
2. A Coristoceras marshi és a Crioceras duvalianus háza olyan, hogy viselőjük akár más ammoniteszek úszó életmódját is követhette, azonban rossz úszók lehettek, mivel a fellazult kanyarulatok mögött örvények képződnek. Planktonikus lények lehettek vagy az aljzaton keresgéltek táplálék után.
3. A Spiroceras bifurcatum, a Hamites, az Ancyloceras matheroni, a Heteroceras astierianum és a Scaphites aequalis házai aktív úszást nem tettek lehetővé. Nagy elterjedési területük miatt valószínű, hogy ezek az alakok passzívan úszó formák lehettek, sodródtak a tengeráramlatokkal, valamint nagy mélységek között liftezhettek, esetleg követve a planktonszervezetek diurnális vertikális vándorlását, mint ahogy azt ma a kalmárok teszik. Lehetséges, hogy egyes fajaik fejjel lefelé keresték az aljzaton a táplálékot (ez a csigaszerű házzal bíró formáknál valószínűbb).
4. A Baculites anceps teljesen kitekeredett váza a tintahalakhoz hasonló mozgású állatra enged következtetni.
5. A Nipponites mirabilis házformája annyira egyedülálló, hogy egyesek régebben azt feltételezték, hogy helytülő alak volt. Bár ez a lehetőség nem vethető el, a házon az aljzathoz rögzültség nyomait nem mutatták még ki. Úszásra képtelen lehetett, legfeljebb lebegő életmód képzelhető el.
6. Továbbá lehetséges, hogy bár az Ammonitákat ugyan külső vázas fejlábúakként tartjuk számon, de néhány fajuk (részben) belső vázassá vált volna. Belső vázasság képzelhető el a kis, sajka alakú vázáról könnyen felismerhető Scaphites aequalis és a szintén kis méretű, lazán felcsavarodott vázú Coristoceras marshi és az egyenes vázú Baculites anceps esetében is. Mivel ma élő rokonaik nincsenek, a kérdés nehezen dönthető el.
Degeneráció vagy magas szintű diverzifikáció?
Korábban feltételezték, hogy a felső triász és kréta időszaki ammoniták körében észlelhető eltérések a szabályosságtól valamilyen "fajelöregedési folyamat" jelei lennének. El is nevezték ezeket a formákat "mellékalakoknak". Ebben a felfogásban a dinoszauruszok nagyra növése (ahogy azt régen hitték) kihalásuk előhírnöke lett volna. Valójában a neoammonita ágak körében már a jura doggerében is jelentkeznek kitekeredett vázú alakok, s az egész kréta folyamán viszonylag nagy számban előfordultak. A bakonyi "turriliteses márga" is középső kréta korú, azaz keletkezése korban mintegy 30 millió évvel megelőzte a dinoszauruszok kipusztulását. Másrészt, a krétában számos, teljesen szabályos ammonitesz élt. Ezért inkább úgy gondolhatjuk, hogy itt az ammoniteszek krétakori, nagyarányú adaptációjával állunk szembe, aminek nem volt ok-okozati köze a kréta végi kihalásukhoz. A Kréta–tercier kihalási esemény nem csak az Ancyloceratinákat érintette végzetesen, hanem más, fogalmaink szerint szabályos ammoniteszeket is.