Китайські м'якотілі черепахи вважаються в Японії делікатесом, а тому знайти їх простіше, ніж в тій же Європі. Цьому ембріону близько десяти днів (фото Shigeru Kuratani і Hiroshi Nagashima).
Вчені довгі роки ламають голови над походженням панцира черепах. З чого почалося розростання кісткової захисту тулуба? Чому з усіх чотириногих істот Землі тільки у черепах лопатки «заховані» всередину ребер? Дослідження, проведене японськими фахівцями з Центру біології розвитку в Кобе (RIKEN Center for Developmental Biology), дало нарешті відповіді на багато питань.
Короткі і широкі ребра черепахи прикріплюються до хребта і карапаксом, верхній частині панцира, утвореної з кісткових пластин остеодерм (osteoderm). Не ясно, що у предків черепах сформувалося раніше - ребра або все ж остеодерми.
У людини, як і у багатьох інших тварин, ребра як би охоплюють верхню частину тіла. При цьому лопатки знаходяться вище них. У черепах лопатки розташовуються усередині панцира, незважаючи на те що їх ембріон спочатку мало чим відрізняється від ембріонів миші або курчати. Стрілками показана верхівка карапакса (ілюстрація і фото Shigeru Kuratani і Hiroshi Nagashima).
У минулому році в Китаї були виявлені скам'янілі останки стародавніх предків черепах (220 мільйонів років), у яких був повністю розвинений пластрон, нижня пластина панцира, але при цьому майже відсутній карапакс, ребра були короткими і широкими, як і у сучасних черепах, а остеодерм майже не було.
Дослідники тоді вирішили, що це пряме свідчення: панцир почався з ребер, а не з шкіри (остеодерм), як вважають інші вчені.
Японські біологи під керівництвом Хіросі Нагасіма (Hiroshi Nagashima) вирішили визначити черговість появи з розвитку ембріона черепахи. З цією метою вони купили кілька запліднених яєць китайської м'якотілої черепахи (Pelodiscus sinensis) у місцевих фермерів.
У міру зростання маленького черепашонка стінка тіла ембріона починала поступово складатися (згортатися) всередину, до центру тіла тварини. В результаті утворювався край майбутнього карапакса, лопатка при цьому виявлялися всередині реберної клітини.
Розвиток ембріона Pelodiscus sinensis японці порівняли з таким у мишей і курей, при цьому звертаючи увагу на розвиток кісток і м'язів.
Відмінності в будові реберної клітини і положенні лопатки у черепах в порівняння з іншими хребетними (ілюстрація Shigeru Kuratani and Hiroshi Nagashima).
«Черепаха - це такий незвичайний природний приклад орігамі, - каже Куратані. - М'язи тваринного слідують за його ребрами, іноді вони кріпляться так само, як у мишей і птахів, іноді утворюючи абсолютно нові сполуки ».
«Ми змогли пояснити, як кістки лопатки опиняються всередині панцира черепахи. Відбувається досить простий процес, який тим не менш відсутня у інших тварин », - говорить Сігеру Куратані (Shigeru Kuratani), директор лабораторії, в якій працює Нагасима.
Результатом цього згортання стає упор ребер в верхню частину панцира. Згортання відбувається на ранньому етапі розвитку ембріона. Значить, процес цей з'явився дуже давно, і виходить, що «родоначальниками» панцира могли стати саме ребра.
Шкода, що нинішнє дослідження не прояснює походження пластрона. «Нижня частина панцира поки залишається для нас загадковою структурою», - зізнається Куратані.