Преди шестдесет и пет години, в разгара на Студената война, правителството на САЩ пусна кратък анимационен филм за това какво трябва да направят американците в случай на ядрена атака. Филмът представи като свой главен герой може би най-известният пример за животно с тенденция към „патица и прикритие”: предпазливата, защитна костенурка.
Свързано съдържание
- Защо костенурката отглежда черупка - това е повече от безопасност
- Това древно създание показва как костенурката е получила черупката си
- Защо кожената костенурка има просвет в главата си
Може да не е стройният подбор на листа на жирафа или еластичната въртяща се глава на совата, но прибиращият се врат на костенурката няма за какво да се подиграва. Когато нападне опасност, костенурките използват гъвкавите си вратчета, за да прибират безопасно главите си в черупките, подобни на щит. Еволюционните изследователи отдавна предполагат, че костенурките са разработили този трик като защита срещу хищници, но новите изследвания предполагат, че първоначалната му цел вероятно не е била отбрана, а храна.
Platychelys oberndorferi е вид костенурка, която е живяла в Централна Европа преди приблизително 150 милиона години, само няколко милиона години след като костенурките са се развили. Дължина е приблизително 1 до 2 фута и вероятно се е приютила във влажните зони и езерата на топлата юрска земя. Приликите с по-голямата част от съвременните костенурки обаче свършват там, според палеонтологът от Музея на Юрасика Йереми Анкетин, водещ автор на проучване, публикувано вчера в списанието Scientific Reports .
„Тази юрска костенурка всъщност е много причудлива, когато я погледнете“, казва Анкетин, визирайки черупка, съставена от остри копчета и широк череп с очи, близки до носа. Вкаменелостите на P. oberndorferi са редки; Анкетин казва, че той и неговият екип попаднали на вкаменелостта, използвана в изследването им, случайно, когато екземпляр от 1862 г. бил върнат в музей в Базел, Швейцария, от Ню Йорк.
Най-щастливо е, че този изкопаем материал е запазил нежните кости на прешлените на костенурката, което дава възможност на екипа да сравнява скелетната му система с днешните костенурки.
Съвременните костенурки се разделят на две широки групи въз основа на това как те прибират вратовете си: плевродири, които обръщат вратовете си, за да изтеглят главата си в черупките си настрани, и криптодири, които издърпват главите си право обратно в черупките си. Изглежда, че плевродирите са се развили преди повече от 200 милиона години, като криптодирите се разклоняват преди около 165 милиона години.
Въз основа на формата на черепа си и броя на прешлените, P. oberndorferi отдавна е класифициран като плевродир. Но когато Анкетин и неговите сътрудници моделират изчезналите прешлени на костенурката и откриха нещо озадачаващо. "Те бяха оформени така, както трябва да са в различна група костенурки", казва Анкетин, като се позовава на прешлените, подобни на криптодирите. "Не очаквахме да открием нещо подобно."
Прешлените на P. oberndorferi бяха оформени, за да позволят на костенурката частично да издърпа главата си обратно в черупката си - а не настрани, като плевродирите. Частичната част е ключова, казва Анкетин. Частичното прибиране на главата не осигурява никакви защитни предимства, тъй като хищник лесно може да достигне и да атакува извитата, уязвима глава на костенурката. Така че идеята, че този вид прибиране на главата може да се развие за отбрана, нямаше смисъл.
"[Това] трябваше да се развие по някаква причина", казва Анкетин. "Започнахме да търсим причина."
Реконструкция как изглеждаше Platychelys oberndorferi в живота. (Патрик Решли / Научни доклади) Подсказка се появи под формата на две модерни доппелгенери от P. oberndorferi - новата зелена костенурка на Нова Зеландия и щракащите костенурки на Северна Америка, на които и двете са открити остри черупки, открити на P. oberndorferi. Тези костенурки се развивали независимо една от друга от противоположните страни на света. И въпреки това и двамата използват способностите си за прибиране на шията не само за защита, но и за лов. Те представляват пример за конвергентна еволюция - два несвързани вида, развиващи едно и също поведение или физическа черта.
Костенурките може да са стереотипни като бавни, тревопасни същества, но тези два вида пускат вратовете си бурно напред, за да атакуват плячка. (По същия начин, щракащата костенурка позорно се придвижва напред, за да улови дребна риба с щракането на мощните си челюсти). За да получат инерция и да изненадат жертвите си, двата вида ще изстрелят прибраните си глави от черупките си.
Анкетин подозира, че P. oberndorferi е случай на ранната еволюция на тази способност. Тъй като частичното прибиране не би помогнало на тази костенурка да се защити, има много по-голям смисъл, че е развила чертата за лов на други. Възможността за частично прибиране на вратовете като P. oberndorferi би им позволила да нанасят удар по плячка с повече сила.
Това би имало смисъл и за еволюцията на прибиране на шията и в други съвременни криптовалути, добавя Анкетин.
Еволюцията често работи за кооптиране на функции, които са се развили с една цел за драстично различна такава, в процес, известен като експанзия. Например, казва Тайлър Лисън, уредник за палеонтология на гръбначните животни в Музея на природата и науката в Денвър, пернатите на птиците първоначално са били използвани за регулиране на телесната температура, но по-късно са дошли да играят критична роля в летенето.
По подобен начин, допълнителната полза от прибирането на шията на костенурката за отбрана вероятно вероятно се е развила от тази частична точка, казва Анкетин. Поради значителните физически промени, необходими за даване на възможност на костенурка да прибира изцяло врата си, процесът на развиване на тази способност вероятно отне много дълго време. "Те не могат да се появят за една нощ", казва той.
Брад Шафър, еволюционен биолог от Калифорнийския университет в Лос Анджелис, смята, че Анкетин и неговите сътрудници "натискат плика" малко с увереността си в своята хипотеза. По-специално Шафер казва, че не е сигурен в количеството екстраполация от частичен изкопаем материал, необходим за постигане на заключение в това проучване.
„Като се има предвид, че има само два вратни прешлена, те правят много реконструиране“, казва Шафер, който не е участвал в новото проучване. Въпреки това той добавя, че тази теория ще се надява да предизвика повече дискусии в областта на изследванията на костенурките и че тя напредва в дебата между изследователите за това колко е твърда границата между костенурките плевродири и критодири.
"Тези ранни костенурки - те експериментираха малко", казва Шафер.
С толкова ограничен пул от добре запазени ранни костенурски вкаменелости, Анкетин казва, че не очаква отново да направи много проучвания по този аспект на еволюцията на костенурките. Но той прогнозира, че биолозите вече ще могат да изучават различните поведения на хранене на съвременните костенурки и да видят как се сравняват техните анатомии на шията. Шафър се съгласява, че анализите за това как костенурките използват прибиране на шията „отвъд костенурското дърво на живота“ ще помогнат да нарисувате по-добра картина как се е развила тази черта.
„Трябва да има друго обяснение освен защитата в началото“, казва Анкетин. "Хората ще трябва да разследват сега."
