Откуда у черепахи панцирь?

Ответ на вопрос, откуда у черепахи панцирь и как эволюция привела к его формированию. Узнайте, что исследования останков Eunotosaurus africanus показали, что разрастающиеся рёбра черепах служили для поддержки и укрепления тела, а не для защиты. Узнайте больше о строении и разнообразии черепашьего панциря на NOCFN.

Разросшиеся рёбра, которые стали основой черепашьего панциря, на ранних этапах эволюции нужны были не для защиты, а, по-видимому, для рытья земли.

Эволюция черепашьего панциря

Предназначение черепашьего панциря кажется настолько само собой разумеющимся, что даже спрашивать об этом глупо – естественно, панцирь нужен черепахам для защиты. У других животных можно найти нечто похожее – например, у броненосцев и панголинов тело тоже прикрыто бронёй, и потому тут напрашивается как будто очевидный вывод, что у черепах защитное ноу-хау просто дошло в ходе эволюции до логического конца – сплошной костяной коробки.

Однако броня у броненосца и черепахи устроена по-разному. Если у броненосцев и панголинов мы видим поверхностные костяные пластины, как бы накинутые на тело, то у черепах развитие панциря шло намного хитрее: в его основе – разросшиеся и сросшиеся друг с другом рёбра; именно такой путь эволюции можно проследить по древним останкам предков современных черепах.

Но тут следует учесть, что формирующийся таким образом панцирь превращается в полноценную броню лишь тогда, когда рёбра окончательно срастаются друг с другом, а в несплошном, несросшемся виде защиту он даёт довольно слабую. Рёбра же, очевидно, разрастались и срастались весьма постепенно, а не сразу, кроме того, стоит учесть, что такие превращения вынуждали приспосабливаться к новому строению тела другие системы органов – черепахам приходилось заново «учиться» двигаться и дышать. То есть очевидно, гипертрофированные рёбра в это время были рептилиям для чего-то нужны, но нужны не для защиты, а для чего-то другого.

Исследование останков Eunotosaurus africanus

Чтобы узнать, для чего именно, исследователи из Университета Витватерсранда присмотрелись к останкам Eunotosaurus africanus, которого считают близким родственником черепах и которого часто даже называют переходным звеном между настоящими черепахами и их предками. В статье в Current Biology авторы описывают ряд признаков E. africanus, которые выдают в нём прирождённого копателя: мощные когти и кости передних конечностей, к которым крепились, очевидно, довольно сильные мышцы-трицепсы. Расширенные рёбра, таким образом, служили дополнительной скелетной опорой, подобно подпоркам у копающего экскаватора.

В последнее время удалось найти останки E. africanus, в которых сохранились даже кости, окружающие глазницы, и по их строению можно сказать, что рептилии проводили много времени в темноте, что вкупе с другими признаками указывает на роюще-подземный образ жизни.

Строение панциря черепах

Карапакс (зоол., лат. carapax) у черепах — спинной щит панциря. Карапакс имеет выпуклую форму и состоит из костной основы и рогового покрытия.

У черепах в образовании костной основы карапакса принимает участие осевой скелет: восемь предкрестцовых позвонков с дорсальными отделами рёбер.

Карапакс типичных черепах состоит примерно из 50 костей — пластин, имеющих смешанное происхождение.

Карапакс включает три ряда (набора) пластин. Эти пластины образованы остеодермами, возникшими в кожной складке без участия внутреннего скелета. Они являются образованиями исключительно покровного происхождения.

Количество невральных пластин может различаться у разных видов черепах. Элементы карапакса часто крепко срастаются между собой, и швы между ними заметны слабо.

По бокам карапакс соединяется с пластроном (нижним щитом панциря) костными мостиками (а у некоторых видов — соединительнотканной связкой).

У большинства черепах снаружи костный панцирь покрыт роговыми щитками. Названия роговых щитков иногда совпадают с названиями сходных по расположению костных пластин. У разных видов отдельные щитки могут отсутствовать или иметь различную форму. Количество и форма щитков важны для определения вида черепахи. У большинства черепах карапакс покрывает 38 роговых щитков.

Границы роговых щитков часто отпечатываются на поверхности костного карапакса. Для придания прочности конструкции панциря границы между роговыми щитками карапакса (а также пластрона) обычно чередуются со швами между костными пластинами.

Разнообразие черепаших панцирей

Форма и строение карапакса различаются у разных групп черепах в зависимости от их образа жизни.

У сухопутных черепах верхний щит панциря обычно высокий, выпуклый и очень толстый. Высота панциря связана с объемом кишечника: куполообразная форма обеспечивает большое внутреннее пространство для размещения длинного кишечника, необходимого для переваривания грубых растительных кормов. У роющих видов карапакс более уплощенный и вытянутый, позволяющий перемещаться в норах.

Различные пресноводные и морские черепахи в связи с полуводным или водным образом жизни обладают, как правило, уплощенным, гладким и обтекаемым карапаксом овальной, яйцевидной или каплевидной формы. Костная основа может быть в той или иной степени редуцирована.

У мягкотелых черепах карапакс очень плоский, его костная основа сильно редуцирована. Роговые щитки отсутствуют, а панцирь покрывает кожа.

Заключение

Исследования останков проточерепахи Eunotosaurus africanus позволили узнать, что ранние черепахи использовали разрастающиеся рёбра для поддержки и укрепления своего тела, а не для защиты. Позже эти рёбра срастались друг с другом, образуя панцирь, который стал эффективной защитой. Строение панциря черепах варьирует в зависимости от их образа жизни, от высокого и толстого панциря сухопутных черепах до уплощенного и обтекаемого панциря морских черепах.

Что нам скажет Википедия?

Карапакс (зоол., лат. carapax) у черепах — спинной щит панциря. Карапакс имеет выпуклую форму и состоит из костной основы и рогового покрытия.

У черепах в образовании костной основы карапакса принимает участие осевой скелет: восемь предкрестцовых позвонков с дорсальными отделами ребер.

Карапакс типичных черепах состоит примерно из 50 костей — пластин, имеющих смешанное происхождение.

Карапакс включает три ряда (набора) пластин. Эти пластины образованы остеодермами, возникшими в кожной складке без участия внутреннего скелета. Они являются образованиями исключительно покровного происхождения.

Количество невральных пластин может различаться у разных видов черепах. Элементы карапакса часто крепко срастаются между собой, и швы между ними заметны слабо.

По бокам карапакс соединяется с пластроном (нижним щитом панциря) костными мостиками (а у некоторых видов — соединительнотканной связкой).

У большинства черепах снаружи костный панцирь покрыт роговыми щитками. Названия роговых щитков иногда совпадают с названиями сходных по расположению костных пластин. У разных видов отдельные щитки могут отсутствовать или иметь различную форму. Количество и форма щитков важны для определения вида черепахи. У большинства черепах карапакс покрывает 38 роговых щитков.

Границы роговых щитков часто отпечатываются на поверхности костного карапакса. Для придания прочности конструкции панциря границы между роговыми щитками карапакса (а также пластрона) обычно чередуются со швами между костными пластинами.

Форма и строение карапакса различаются у разных групп черепах в зависимости от их образа жизни.

У сухопутных черепах верхний щит панциря обычно высокий, выпуклый и очень толстый. Высота панциря связана с объемом кишечника: куполообразная форма обеспечивает большое внутреннее пространство для размещения длинного кишечника, необходимого для переваривания грубых растительных кормов. У роющих видов карапакс более уплощенный и вытянутый, позволяющий перемещаться в норах.

Различные пресноводные и морские черепахи в связи с полуводным или водным образом жизни обладают, как правило, уплощенным, гладким и обтекаемым карапаксом овальной, яйцевидной или каплевидной формы. Костная основа может быть в той или иной степени редуцирована.

У мягкотелых черепах карапакс очень плоский, его костная основа сильно редуцирована. Роговые щитки отсутствуют, а панцирь покрывает кожа.

Карапакс кожистой черепахи не срастается с осевым скелетом и образован мозаикой соединенных между собой мелких косточек, покрытых кожей (роговые щитки отсутствуют).

У некоторых черепах в карапаксе формируется полуподвижное соединение по типу синартроза с развитием хрящевой ткани в местах соединения пластин. Так, у киникс задний отдел карапакса способен замыкаться, защищая задние конечности и хвост.

См. также

Литература