Kaip vėžliai iškasė save lukštais

Kaip vėžliai iškasė save lukštais

Natalija Резник
"Trejybės pasirinkimas" №16 (210), 2016 rugpjūčio 9 d

Natalija Резник

Vėžlys yra neskausmingumo, saugumo ir stabilumo simbolis, be to, kai kuriose kosmogoninėse sistemose jis saugo Žemę sau, dažnai su drambliais. Vėžliukas įsigijo visas šias savybes dėl kaulų apvalkalo, nuostabios struktūros, kuri neturi analogų šiuolaikiniame gyvūnų pasaulyje. Kilmės klausimas nesuteikia mokslininkams beveik dviejų šimtmečių taikos. Vėžlių apvalkalas susideda iš viršutinės pusės (karapax) ir apatinės (plastrono), sujungtos kaulų tiltais. Plastronas susideda iš gastralijos – pilvo apatinių šonkaulių, kurie nėra pritvirtinti prie kitų kaulų. "Carapax" sudaro išaugę krūtinės ląstos ir stuburo slanksteliai. Analizuojant vėžliukų protėvių kaulus, galima pastebėti, kaip šonkauliai palaipsniui plečiasi ir sujungiami, susidaro apvalkalas (1 pav.), Kuris susidaro apie 50 milijonų metų.

Taileris R. Lysonas, Denverio gamtos ir mokslo muziejaus kuratorius ir jo kolegos Witwatersrando universitete (Pietų Afrika) ilgą laiką tyrinėja nuostabią vėžlių struktūrą. Tyrėjai pastebi, kad šonkaulių plėvelė sukėlė didelių sunkumų vėžlių protėviai.Kai gyvulys įkvepia, prie jo pritvirtintos ribos ir raumenys skiriasi, o krūtinė plečiasi, plečiasi plaučius, tačiau pirmųjų vėžlių pločio sluoksniai dubliuoja ir neleidžia vienas kitam judėti, todėl krūtinės ląstelė išlieka beveik nekintanti (2A pav.). Vėžlių protėviai neuždegė, nes pilvo raumenys prisiėmė plaučių vėdinimo funkciją, tarpdisciplininiai raumenys praktiškai išnyko [1].

Pav. 1. Esant evoliucijai, apvalkalas, sudarytas iš pirmųjų vėžlių ištemptų šonkaulių. Nuo [3] su pakeitimu ")"> Pav. 1. Esant evoliucijai, apvalkalas, sudarytas iš pirmųjų vėžlių ištemptų šonkaulių. Nuo [3] su pakeitimu "border = 0> Pav. 1. Esant evoliucijai, apvalkalas, sudarytas iš pirmųjų vėžlių ištemptų šonkaulių. Nuo [3] su pakeitimais

Vėžlių šonkauliai ne tik išsiplėtė – jų skaičius sumažėjo nuo 18 iki 9, o organizmas prarado lankstumą. Tuo tarpu ropliai judeda lenkdami kūną: kuo didesnis lenkimas, tuo platesnis žingsnis ir didesnis greitis. Turėdamas didelį ir tvirtą krūtinę, vėžliai negalėjo plačiai pasivaikščioti ir pasmerkti vėžlių greičiui (2B pav.).

Norint pateisinti tokius rimtus nepatogumus, evoliucinis pranašumas, gautas plintant šonkaulius, turi būti labai didelis.Dar visai neseniai buvo manoma, kad pločio šonkauliai apsaugojo pirmuosius vėžlius nuo plėšrūnų dantų. Tačiau Lysonas ir jo kolegos to paklausė. Ir Eunotosaurus africanus, pirmoji iš garsiųjų vėžlių, ir kita Pappochelys rosinae pakankamai mėsingas; jų kaklas, uodegos ir nugaros raumenys liko neapsaugoti, o plėšikas turėjo daug sumušti. Tik Odontochelys šonkauliai ir slanksteliai išaugo tiek, kad galėtų apsaugoti nugarą. Be to, siekiant uždengti kūną, nėra poreikio auginti kaulų korpusą. Daugybė gyvūnų, tiek iškastinių, tiek šiuolaikinių, įskaitant krokodilus ir armadillos, kainuoja osteoderminių plokštelių odos šarvai.

Pav. 2 Neišskirkite gilaus kvėpavimo, nei žengkite plataus žingsnio. A. Sunkus kvėpavimas. Šonkaulių padėtys įkvėpus rodomi mėlynai ir pasibaigus juodai. B. Nejudantys šonkauliai neleidžia vėžliukui pasisukti kūno, vaikščiojant. Šviesiai mėlyni pažymėti plaučiai. Nuo [3] su pakeitimu "border = 0>

Pav. 2 Neišskirkite gilaus kvėpavimo, nei žengkite plataus žingsnio.
A. Sunkus kvėpavimas. Šonkaulių padėtys įkvėpus rodomi mėlynai, o baigiantis juodai. B. Nejudantys šonkauliai neleidžia vėžliukui pasisukti kūno, vaikščiojant. Šviesiai mėlyni pažymėti plaučiai. Nuo [3] su pakeitimais

Gali būti, kad kai kurie senoviniai vėžliai buvo padengti tokiomis plokštėmis. Pastaruoju metu paleontologai iš Jungtinių Amerikos Valstijų ir Šveicarijos apibūdino žemės grobuonį Chinlechelys tenertestakuris gyveno apie 210 milijonų metų [2]. Išversta iš lotynų kalbos, jos pavadinimas reiškia "vėžlys su plonu apvalkalu". Tai vienas iš labiausiai primityvių vėžlių, matyt, žemę. "Carapax" iš tiesų yra labai plonas: nuo 1 iki 3 mm, kurio skersmuo yra apie 35 cm. Šio vėžlio kaklelis buvo dygliuotas osteoderminiais špagais, o šonkauliai, nors ir platūs, ne visiškai augo kartu su carapace. Tyrėjai netgi pasiūlė, kad vėžlių apvalkalas yra sudėtinė struktūra, sudaryta iš odos šarvų plokščių, kurios evoliucijos metu buvo išplėsti, palaipsniui auga kartu tarpusavyje, taip pat su šonkauliais ir stuburo.

Apskritai, vėžliai turėjo galimybę uždengti liemenį su kažkuo kietu, nesmerkdami nepatogumų, kuriuos sukėlė masyvi ir fiksuota krūtinė. Dr. Lysonas ir jo kolegos iš Pietų Afrikos teigė, kad platus šonkaulių atsiradimas nėra gynybai, bet kaip prisitaikymas prie pragaištingo gyvenimo būdo [3]. Remdamiesi šia idėja, jie išstumdavo apleistų liekanų tyrimą Eunotosaurus africanus, rasti Karoo baseine Pietų Afrikoje. Pagrindinis, lemtingas atradimas, be kurio negalėjo kilti hipotezė apie pirmųjų vėžlių užgniaužimo būdą, sukūrė aštuonerių metų berniukas Kobusas Snimanas, kuris savo tėvo ūkyje atrado puikiai konservuotą eunotosaurio skeletą su visomis galūmis ir pirštais (3 pav.).

Pav. 3 Leidykla Eunotosaurus africanus (uodega žiūrovui). Vėžlys yra apie 15 cm. Vaizdas iš phys.org ') "> Pav. 3 Leidykla Eunotosaurus africanus (uodega žiūrovui). Vėžlys yra apie 15 cm ilgio. Vaizdas iš "phys.org" border = 0> Pav. 3 Leidykla Eunotosaurus africanus (uodega žiūrovui). Vėžliuko ilgis yra apie 15 cm. Vaizdas iš "phys.org"

Eunotauras laikomas visų vėžlių protėviu. Iš išorės jis panaši į driežas, kuris prarydavo lėkštes, gyveno šalia vandens, bet ant žemės. Eunotavario kaulinio audinio skeletas ir struktūra turi savybių, kurios gali atsirasti kaip prisitaikymas prie gyvenimo būdo (4 pav.). Kai kasti, svarbu, kad kojos išstumtų žemę iš skylės, o ne iš gyvūnų kūno. Plati masyvi krūtinė tapo patikimu pagrindu, prie kurio pritvirtinta priekinių liemuočių kasimo mechanizmas. Ji taip pat pridūrė papildomą stiebą prie stuburo, sujungdama priekines kojas su kojomis, kurios kasinėjosi kaip petnešos.

Pav. 4 Skeleto adaptacijos Eunotosaurus africanus kasti gyvenimo būdą: masyvi krūtinė, trumpas kaklas, kaulai, kurie gali atlaikyti didelius krūvius ir leisti jums pritvirtinti galingus raumenis. Priekinių kojų rankos yra didelės, plačios pirštų nagai [3] ') "> Pav. 4 Skeleto adaptacijos Eunotosaurus africanus kasti gyvenimo būdą: masyvi krūtinė, trumpas kaklas, kaulai, kurie gali atlaikyti didelius krūvius ir leisti jums pritvirtinti galingus raumenis. Šepetys priekinės kojos didelės, su plačiomis nagomis ant pirštų [3] "border = 0> Pav. 4 Skeleto adaptacijos Eunotosaurus africanus kasti gyvenimo būdą: masyvi krūtinė, trumpas kaklas, kaulai, kurie gali atlaikyti didelius krūvius ir leisti jums pritvirtinti galingus raumenis. Priekinių kojų rankos yra didelės, plačios pirštų nagai [3]

Pat galvos ir kaklo patogiai. Eunotūroje trumpesnė kaukolė su mentele, kuri gali atlaikyti didelius mechaninius krūvius, ir stiprus gimdos kaklelio raumens gali būti pritvirtintas prie plataus pakaušio regiono. Kaklo slanksteliai yra trumpi ir masyvūs, tvirtai sujungti vienas su kitu, o gimdos kaklelio šonkauliai suteikia kūnui spyrelio formos. Priekinių galūnių kaulai taip pat turi specialias iškyšas tūriniams raumenims pritvirtinti, plaštakoje yra plašesnės nei užpakalinės kojos, trumpų falangų pirštai, išsiplėtę paskutiniai falangai.Vertinant pagal priekinių smegenų kaulinio audinio struktūrą, jie gali atlaikyti stiprų suspaudimą, ty jie buvo skirti kasti. Tos pačios skeleto ypatybės yra odontohelis ir senovės vėžliukai, kurie vėliau gyveno – akivaizdu, kad vynuogių evoliucija atliko svarbų vaidmenį kasimo. Jie turi ir šiuolaikinius kasybos vėžlius, gopherius (Gopherus).

Mokslininkai pažymi, kad daugelis iš prieškalnių bruožų, kurie kalba už burbulo gyvenimo būdą, yra panašūs į tuos, kurie gaminami plaukimo metu. Tačiau plataus kūgio formos falangės, esančios pirštų galuose, yra aiškiai suprojektuotos rutuliams pjauti ir plyšti. Plaukdami jie nepadės, o neapmokestinamieji taksonai neturi tokios falangos.

Mokslininkams buvo reta daina – eunotūralio kaukolė su konservuotais skleroziniais žiedais. Tai yra kaulų struktūra, kurioje stovi akis: matomas diafragmas yra išorėje, o objektyvas yra viduje, todėl mokinys negali būti didesnis už centrinę sklerozinio žiedo angą. Tyrimas leido įvertinti eunotūrų akių dydį (apie 1 cm skersmens) ir jų jautrumą šviesai.Su 1,41 mm skersmens mokiniais akių jautrumas buvo labai mažas, kaip ir šiuolaikinių burbuolių, įskaitant gopherių vėžlius, amfibenus ir kirminus. Tačiau, skirtingai nei kirminai ir amfibenai, kurie dažniausiai praleidžia po žeme, o akys yra mažos, eunotai turėjo didelių akių: jie akivaizdžiai naudojo skylę kaip prieglaudas ir medžiojo ant paviršiaus.

Atsižvelgiant į skeleto anatomines ypatybes, kaulinio audinio struktūrą ir indus, kuriuose randami šie kaulai, Eunotosaurus gyveno ant žemės, šalia džiovinimo rezervuarų. Pirmieji vėžliai turi tikrą apvalkalą Proganochelys ir Palaeochersisnors jie gyveno tvenkinių ir ežerų krantuose, jie taip pat buvo antžeminiai. Galbūt pirmasis jūrų vėžlių atstovas buvo Odontochelys. Mokslininkai mano, kad kasimo priekinių kojų struktūros, palengvinančios plaukimą, padėjo jam išmėginti vandens aplinką.

Vidurio ir pavėluoto periodo laikotarpiu Karu baseinas buvo sausa vieta, o triaso pradžioje jis tapo dar sausesnis. Eunozavris gyveno tik šių dviejų laikotarpių sankryžoje (5 pav.). Daugelis šiuolaikinių sausųjų vietų gyventojų pabėgti nuo šilumos ir dehidratuodami į žemę. Labiausiai tikėtina, kad eunotozavija padarė tą patį.Mokslininkai mano, kad burbuliuoti gyvenimo būdas leido vėžliams išgyventi masinio išnykimo metu permainų pabaigoje – triaso laikotarpio pradžioje. Išnykimo priežastis galėjo būti staiga klimato kaita, kuri tapo labai sausa ir karšta. Vėžliai viršijo šį stresą urvuose.

Pav. 5 Pietų Afrikoje, 260 milijonų metų. Meno rekonstrukcija. Į priekį Eunotosaurus iškasti šilumą iškasus smėlio skylę išdžiovintame tvenkinyje. Gyvuliai fone Bradysauras susirinko aplink konservuotą purvinią dubenę. Vaizdas iš phys.org ') "> Pav. 5 Pietų Afrikoje, 260 milijonų metų. Meno rekonstrukcija. Į priekį Eunotosaurus iškasti šilumą iškasus smėlio skylę išdžiovintame tvenkinyje. Gyvuliai fone Bradysauras susirinko aplink konservuotą purvinią dubenę. Vaizdas iš "phys.org" border = 0> Pav. 5 Pietų Afrikoje, 260 milijonų metų. Meno rekonstrukcija. Į priekį Eunotosaurus iškasti šilumą iškasus smėlio skylę išdžiovintame tvenkinyje. Gyvuliai fone Bradysauras susirinko aplink konservuotą purvinią dubenę. Vaizdas iš "phys.org"

Vėliavos evoliucijos ankstyvoji kasimo jėga lemia jų tolesnę likimą.Dvipusis šonkauliai, kurie iš pradžių turėjo suteikti kūno stabilumą ir standumą, išaugo tiek, kad suformavo apvalkalą. Naujoji struktūra įgijo naujų savybių, o dabar korpusas apsaugo vėžlius sausumoje ir vandenyje. Tačiau yra ir plėšrūnų, kurie žino, kaip ją sugadinti.

1. Lyson, T. R., et al. Unikalios vėžlių vėdinimo įrangos kilmė Nat. Commun. 2014. 5. 5211. DOI: 10.1038 / ncomms6211.
2. Joyce W. G., et al. Plonasluoksnė Jungtinių Amerikos Valstijų replika // Proc. Biol. Sci. 2009. p. 507-513. DOI: 10.1098 / rspb.2008.1196.
3. Lyson, T. R., et al. Fokalinis vėžlių žievės kilimas // Dabartinė biologija. 26. 1-8. DOI: 10.1016 / j.c.2016.05.020.


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: