Ученые узнали, откуда у черепах взялся панцирь
Ученые выяснили, что предки черепах обзавелись зачатками панциря в процессе рытья нор. Кости, которым в будущем предстояло выполнять защитную роль, первоначально служили опорой для мощных копательных конечностей.
Об этом говорится в статье американских и немецких палеонтологов, опубликованной в журнале Current Biology.
Известно, что карапакс (верхняя часть панциря) черепах образован сросшимися позвонками и расширенными ребрами. Древнейшим известным предком черепах считается пермская рептилия Eunotosaurus, жившая 260 млн лет назад на территории ЮАР - у нее еще не было карапакса, но ребра уже расширились.
До сих пор оставалось неясным, что послужило причиной первоначального расширения ребер. Дело в том, что ребра - это одна из самых консервативных костей скелета. Малейшее изменение их формы ведет к целому ряду проблем. «Ребра китов, змей, динозавров, людей и подавляющего большинства других животных выглядят одинаково», -- подчеркнул Тайлер Лайсон, соавтор статьи.
На первых стадиях эволюции расширение ребер не давало черепахам никаких преимуществ в плане безопасности, зато создавало массу неудобств с вентиляцией легких и укорачивало длину шага и, следовательно, снижало подвижность. То есть естественный отбор, на первый взгляд, никак не мог благоприятствовать этой особенности. Тем не менее, изучив новые находки Eunotosaurus, авторы статьи показали, что это не так.
Выяснилось, что пермская проточерепаха обладала мощными передними конечностями, которые могли использоваться для копания. Расширенные ребра и уменьшение числа ребер и несущих их позвонков (9 по сравнению с 18 у предковых рептилий) укрепляли тело Eunotosaurus. Поэтому, когда она упиралась в землю конечностями, чтобы выкопать очередную порцию грунта, нагрузка более эффективно распределялась по ее скелету.
Сначала для рытья, потом для защиты
Похожую тактику используют и современные североамериканские черепашки гоферы, которые прокладывают под землей сложную систему нор. По мнению ученых, представители Eunotosaurus вели схожий образ жизни. Судя по довольно крупным глазам диаметром около 10 мм, проточерепахи не проводили всё время в норах, а лишь использовали их в качестве укрытия в периоды засух.
В данном регионе климат в конце перми - начале триаса становился всё более сезонным, так что рытье нор было эффективной стратегией выживания. Интересно, что в том же южноафриканском бассейне Кару, откуда происходят проточерепахи, недавно был найден другой копатель нор - предок млекопитающих цинодонт, в чьем жилище расположился незваный гость - темноспондильная амфибия.
Ученые предполагают, что умение копать норы помогло предкам черепах пережить пермо-триасовое вымирание. Лишь много миллионов лет спустя расширенные ребра, войдя в состав карапакса, стали использоваться не только для копания, но и для защиты. Этот эволюционный феномен, когда орган первоначально сформировался для выполнения иных функций, чем на конечном этапе своего развития, называется преадаптацией.