Наблюдая за развитием различных видов животных и подтверждая их результаты с помощью анализа окаменелостей и геномных данных, исследователи из Центра биологии развития RIKEN показывают, что панцирь на спине черепахи происходит только от грудной клетки ее предков, а не от комбинации внутренних и внешние костные структуры, как часто думают. Их исследование опубликовано сегодня в журнале Nature Communications.Скелет позвоночных на протяжении всей истории эволюционировал из двух различных структур, называемых эндо- и экзоскелетом. В человеческом скелете позвоночник и кости конечностей произошли от эндоскелета, тогда как большинство элементов черепа произошли от экзоскелета.
Рыбья чешуя и узелки на коже аллигатора — другие примеры экзоскелетов.Происхождение панциря на спине черепахи или панциря до сих пор было неясным, потому что он состоит из частей очевидного эндоскелетного происхождения и других, которые больше похожи на экзоскелет аллигаторов и рыб. Считалось, что внешняя часть панциря черепахи произошла от костей экзоскелета, в то время как внутренняя часть, как было показано, происходит от ребер и позвонков и связана с внутренним скелетом животного.
Однако не было получено никаких прямых доказательств того, что костные структуры, развивающиеся за пределами грудной клетки у черепах, произошли от экзоскелета.Чтобы выяснить, эволюционировал ли панцирь черепахи с помощью экзоскелета ее предков, доктор Тацуя Хирасава и его команда внимательно наблюдали за развивающимися эмбрионами китайских черепах с мягким панцирем, кур и аллигаторов.В своем анализе они сравнили развитие панциря черепахи, ребер цыплят и костных узелков кожи аллигатора.
Исследователи обнаружили, что большая часть панциря черепахи состоит из гипертрофированных ребер и позвонков и, следовательно, происходит исключительно из эндоскелетной ткани.Это открытие было подтверждено наблюдением за окаменелостями древней черепахи Odontochelys и древней рептилии Sinosaurosphargis, обе из которых имеют панцири эндоскелетного происхождения.
Одонточелис имеет жесткую оболочку вместо гибкой грудной клетки. А Sinosaurosphargis обладает эндоскелетным панцирем, похожим на нижний слой черепахи и отделенным от слоя экзоскелетных костей.Взятые вместе, эти результаты показывают, что панцирь черепахи развился независимо от экзоскелета. Этот сценарий также согласуется с недавним филогенетическим анализом, основанным на геномных данных, который поместил черепах в одну группу с птицами, крокодилами и морскими рептилиями, такими как Sinosaurophargis, что противоречит недавним исследованиям, основанным исключительно на летописи окаменелостей.
«Недавно геномный анализ дал нам доказательства того, что черепахи произошли от рептилий, тесно связанных с аллигаторами и динозаврами, а не от примитивных рептилий, как когда-то думали. Наши результаты соответствуют истории эволюции, выявленной геномным анализом, и мы собираемся разгадать тайну когда и как появился панцирь черепахи », — объясняет доктор Тацуя Хирасава, руководивший исследованием.
«Наша цель — однажды понять это так же, как мы поймем эволюцию птиц от динозавров», — заключает он.