Эволюционное происхождение панциря черепахи

Исследование древнего предка современных черепах прояснило, как сформировался их уникальный панцирь. Результаты, опубликованные 30 мая в Current Biology, заполняют пробел в 30–55 миллионов лет в летописи окаменелостей черепах благодаря изучению вымершей южноафриканской рептилии Eunotosaurus.

"Панцирь черепахи — сложная структура, чьи начальные преобразования начались более 260 миллионов лет назад, в пермский период", — говорит Тайлер Лайсон из Йельского университета и Смитсоновского института. "Как и другие сложные структуры, панцирь эволюционировал миллионы лет, постепенно модифицируясь до современной формы".

Панцирь состоит примерно из 50 костей. Черепахи — единственные животные, чей панцирь формируется путём сращения рёбер и позвонков. У всех других животных панцири образуются из костных пластин на поверхности тела.

"Причина, по которой другие животные не формируют панцирь путём расширения и сращения рёбер, в том, что рёбра млекопитающих и ящериц используются для вентиляции лёгких", — поясняет Лайсон. "Если вы включаете рёбра в защитный панцирь, вам нужно найти новый способ дышать!" Черепахи сделали это с помощью мышечного "пояса".

До недавнего времени у древнейших известных ископаемых черепах (около 215 млн лет) панцирь был уже полностью сформирован, что мешало понять последовательность эволюционных событий. Ситуация изменилась в 2008 году с открытием в Китае Odontochelys semitestacea (возраст ~220 млн лет), у которой был полностью развит пластрон (брюшной щит), но лишь частичный карапакс (спинной щит).

Eunotosaurus отодвигает происхождение черепах и их панциря ещё на 40 млн лет в прошлое. У него были девять расширенных рёбер, что встречается только у черепах. Как и у черепах, у него отсутствовали межрёберные мышцы. Однако у Eunotosaurus не было других черт, общих для Odontochelys и черепах, включая широкие остистые отростки позвонков.

Учёные планируют исследовать другие аспекты дыхательной системы черепах, которая позволяет им функционировать с рёбрами, "запертыми" в защитном панцире. "Ясно, что этот новый механизм вентиляции лёгких эволюционировал одновременно с происхождением панциря", — заключает Лайсон.