Микро-КТ сканирование раскрывает тайны эволюции причудливого позвоночника геройских землероек

Геройские землеройки — небольшие серо-коричневые млекопитающие, родственники кротов и ежей. Однако под шерстью у них один из самых странных скелетов в животном мире. Их уникальные, сцепляющиеся позвонки делают позвоночник невероятно прочным: при весе землеройки около 110 г (четверть фунта) существуют истории, что её спина может выдержать вес взрослого человека. Учёные не уверены, зачем этим крошечным животным такие необычные позвонки.

«Позвоночник геройских землероек выглядит безумно: позвонки сплющены, как блин, и у них множество дополнительных точек соприкосновения с соседними позвонками. Это создаёт очень длинную жёсткую колонну вдоль спины», — говорит Стефани Смит, ведущий автор нового исследования в Proceedings of the Royal Society B.

Западная наука узнала о геройских землеройках около ста лет назад, но народ мангбету в бассейне Конго давно знал об их невероятной силе. В 2013 году был описан второй вид геройской землеройки, со сложностью позвоночника, промежуточной между первым видом и обычной землеройкой. Однако наблюдать, как землеройки используют свою спину в дикой природе, не удаётся из-за их скрытности и нестабильной политической обстановки в местах их обитания.

Без возможности наблюдать за живыми особями Смит и её коллега Кеннет Энгьелчик изучили кости из коллекций Филдовского музея. Они провели микро-КТ сканирование позвонков двух известных видов геройских землероек и обычной землеройки для сравнения.

«Кости в какой-то степени содержат запись сил, действовавших на них при жизни. Специальные клетки в кости реагируют на давление и реорганизуют её структуру, чтобы лучше выдерживать привычные нагрузки», — объясняет Смит.

Анализ показал, что у обоих видов геройских землероек внутри позвонков находится очень толстая и плотная губчатая кость. «Процентное содержание костной ткани высоко относительно общего объёма структуры по сравнению с другими землеройками. Это делает кость намного прочнее», — говорит Смит.

Это указывает, что эти животные привычно испытывают сильные сжимающие силы вдоль позвоночника (от головы к хвосту), что типично для четвероногих. Результаты согласуются с гипотезой 2013 года (автор — покойный Билл Стэнли), что землеройки используют спину как распорку, сдвигая брёвна или раздвигая стебли пальм в поисках насекомых, но прямых наблюдений этого поведения нет.

Исследование также помогло количественно оценить различия между двумя видами. Вид, описанный в 1910 году, имеет более сложный позвоночник, чем вид 2013 года (геройская землеройка Тора), который, в свою очередь, сложнее, чем у обычных землероек. Это говорит о том, что черты вида 2013 года могут быть переходными и пролить свет на эволюцию от предка с гибким позвоночником.

«Маленькие млекопитающие воспринимают мир иначе, чем мы. Нас интересует вопрос, как можно быть маленьким млекопитающим — что для этого нужно, чтобы эффективно существовать и противостоять силам, приложенным к телу в разных условиях», — говорит Энгьелчик. Это важно для понимания эволюции млекопитающих в целом, включая человека.